江苏大学学报（自然科学版）

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半主动空气悬架阻尼准滑模变结构控制与试验

孙丽琴, 李仲兴, 徐兴

2014, 35(6): 621-626. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.001

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以某新型阻尼可调半主动空气悬架系统为对象,在研究该悬架系统结构与工作机理的基础上,建立了该悬架系统的整车动力学模型,设计了基于模型追踪的整车半主动空气悬架阻尼变结构控制系统,并利用D2P快速原型开发平台设计准滑模变结构控制器.搭建了基于MTS320型道路模拟机的整车半实物试验台架,进行了悬架性能的研究.仿真与试验结果表明:施加控制后,簧上质量加速度均方根值比阻尼状态为“全不通”工况时下降19.34％,比“全通”工况时上升2.65％;前、后悬架动行程均方根值比“全不通”工况时上升33.00％和10.00％,比“全通”工况时下降12.50％和8.33％,设计的准滑模控制系统有效地改善了车辆行驶平顺性和乘坐舒适性.

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扭转梁悬架性能影响因素分析

高晋, 杨秀建, 牛子孺, 杨路, 陈蜀乔

2014, 35(6): 627-634. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.002

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为了准确研究扭转梁悬架的设计参数与悬架和整车性能的关联性,分析了扭转梁悬架性能的影响因素．建立了扭转梁悬架刚柔耦合模型,详细分析了扭梁开口方向、布置位置、扭转刚度对悬架K＆C的影响并仿真计算得到K＆C特性指标与上述参数的非线性关系．总结了悬架性能指标极值情况及设计参数对悬架性能指标影响的显著性．根据双轨车辆运动模型,分析了扭梁开口角度与转向时悬架侧倾特性、左右车轮载荷转移及侧偏角的关系．探明了扭梁开口角度、侧倾中心高度和侧倾角刚度对整车转向特性影响的内在机理．仿真得到稳态及瞬态操稳性能指标与扭梁开口角度在整个设计空间的非线性关系曲线.结果表明:在扭梁开口向下75°左右时,车辆的稳态、瞬态响应特性指标均达到较优．

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车联网环境下车载电控系统信息安全综述

马世典, 江浩斌, 韩牟, 陈龙

2014, 35(6): 635-643. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.003

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针对未来智能汽车与外界互联通信中所面临的信息安全问题,对车联网环境下车载电控系统信息安全进行了研究,以提高车载电控系统防范攻击能力,实现安全可靠运行．分析了车载电控系统的特点及可能面临的信息安全威胁,对国内外已有的相关研究成果进行归纳和梳理,重点总结和评述了国内外对车联网和车载电控系统信息安全研究两大方向的最新进展,进而归纳出目前研究存在的问题及未来继续研究的趋势．根据未来车联网环境对车载电控系统的安全要求及车载电控系统的特点,指出未来应重点研究的方向:信息安全模型构建方法、轻量化密码体制设计及车载信息系统主动防御策略．

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大气压下氮气介质阻挡放电的时空特性

刘志楠, 蔡忆昔

2014, 35(6): 644-648. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.004

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通过建立大气压下氮气介质阻挡放电的1维自洽模型,对大气压下氮气介质阻挡放电的时空特性进行了数值模拟．结果表明:在1个放电周期内有2次明显的放电现象,电流密度出现第1个峰值即表示放电开始,该峰值可出现于激励电压反向之前;气隙压降基本保持不变,激励电压达到反向最大时放电过程结束;激发态粒子N2(A3∑+u)和N2(a′1∑-u)的数密度明显高于N2(B3∏g)和N2(C3∏u)的数密度,N2(A3∑+u)和N2(a′1∑-u)的寿命较长;N2(B3∏g)和N2(C3∏u)的数密度受放电空间电场分布的影响较大,并随着放电过程的进行,数密度峰值将会在正负极之间交替出现;N2的各种离子态粒子密度均高于电子密度,该放电模型适用于模拟汤生放电,N+2为放电空间中氮气的主要离子态粒子．

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外混式双流体雾化器荷电喷雾流场特性

王军锋, 姚江, 张宗海, 王贞涛, 霍元平

2014, 35(6): 649-655. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.005

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利用PIV技术对气液两相流场与电场耦合作用下的外混式双流体雾化器荷电喷雾流场特性进行了测量研究,设计了一种带环形气幕的荷电感应装置,以控制喷雾射流在感应荷电过程中出现的液滴卷吸.结果表明:当水流量Q由20 L·h-1增加到36 L·h-1时,射流核心区速度增大,喷雾结构逐渐呈现非对称性,随着流量的增大非对称性越明显;扇形压力pR、雾化压力pB对喷雾流场的对称性及喷雾锥角的变化起重要作用;高压静电作用使得喷雾锥角略微增大,上卷吸现象明显并出现涡旋结构,长时间工作时电极环易积液;电极环气幕压力为100 kPa时,其低压气流可以有效弱化细小液滴的上卷吸运动,解决电极环积液问题,荷电双流体雾化器运行稳定.

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基于灰色关联法的多喷头轻小型喷灌机组比选

涂琴, 李红, 王新坤, 李一鸣, 蒋跃

2014, 35(6): 656-662. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.006

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为了根据用户需求对喷灌机组进行评价比选,以管道水力学为基础,结合机组应用实践,建立了多喷头轻小型喷灌机组单位能耗、年造价、喷灌均匀系数和操作时间等技术经济指标.由人均耕地面积确定3种典型灌溉面积为0.67,3.33,6.67 hm2,以山东济南为例,采用灰色关联法对6台机组性能进行对比,得出每种灌溉面积下适宜的机组形式排序.计算中机组配置方式由遗传算法优化及室外试验验证得到.结果表明:该方法能较好地反映各机组特点,且能对机组综合性能的影响因素进行分析,所得评价结果与实际经验结果吻合较好;喷头运行在较高压力时能耗明显增加,喷头数较多时机组成本及操作时间上升;机组方案的选择会受灌溉面积及灌水定额的影响,需根据情况具体分析.

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空调机组制冷变工况运行特性研究

唐春丽, 王谦, 陈育平, 杨珊珊

2014, 35(6): 663-666. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.007

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以送风式空调的制冷工况为研究对象,通过理论分析和试验测试的方法,分析了该空调在室内环境湿度和风量发生变化时,机组蒸发压力、冷凝压力、过热度、过冷度、吸气比容和制冷剂循环流量的变化特性．研究结果表明:当蒸发器负荷减小时,蒸发压力降低的幅度大于冷凝压力降低的幅度,输气系数减小;吸气比容增加,制冷剂循环流量减小,系统的制冷能力降低．

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葛根多菌种混合发酵研制醋饮料试验

马晓珂, 王振斌, 马海乐, 王玺, 张文彤, 杨金玉

2014, 35(6): 667-673. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.008

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为了开发一种富含葛根黄酮的益生菌饮料,采用协同酶解和多菌种混合发酵的方法分别进行葛根酶解和醋饮料发酵技术研究.结果表明:葛根酶解的最优条件为料液质量比1∶20,pH 5.0,纤维素酶加量1 mg·g-1,中温α-淀粉酶加量20 mg·g-1,糖化酶加量10 mg·g-1,50 ℃下酶解1 h,在此条件下,葛根异黄酮提取率达到7.51％,溶液中的还原糖含量达到20.76％;葛根醋饮料多菌种混合发酵的最优条件为乳酸菌、醋酸菌和酵母菌质量比2∶2∶1,菌种接种量为原料的0.5％,料液质量比1∶12,大米蛋白肽添加量为0.2 g·g-1,30 ℃发酵5 d,在此条件下可得发酵醋饮料总酸含量为17.90 g·L-1,葛根异黄酮量6.59 g·L-1.

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基于海水声吸收的违规抛泥检测

袁飞, 李维香, 汪佳乐, 程恩

2014, 35(6): 674-678. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.009

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为了更便捷、有效地监测港口疏浚船违规倾倒沙泥,提出一种基于海水声吸收特性的非接触式检测方法．在监控水域周期性发送和接收等幅扫频声信号,获取水下信道的频率特性曲线．当疏浚驳船违规倾倒泥沙时,海水中颗粒物质量浓度发生剧变,频率特性曲线也将随之变化,通过检测相邻两次测量曲线的差异性来判断港口疏浚驳船是否存在违规抛泥的行为．建立了混浊海水声吸收系数的计算模型,利用MATLAB软件平台进行了一系列仿真．结果表明所提出方法可有效识别出违规抛沙行为,为进一步的布网设计奠定了基础．

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基于蚁群优化算法的同构多核任务分配与调度

覃志东, 侯颖, 肖芳雄

2014, 35(6): 679-684. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.010

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针对现有流程序自动综合技术中任务分配与调度方法效率低下的问题,提出一种基于改进蚁群算法的多核任务分配与调度算法．基于建立的问题模型,改进了基本蚁群算法中的信息素更新规则和启发式信息的计算方法,并应用多样化机制避免算法早熟收敛．为了提高效率,算法创新地在确定任务分配方案的同时确定调度序列．以标准任务图集为试验对象,验证算法的有效性．试验结果表明：与模拟退火算法相比,使用改进的蚁群算法在优化程序的执行跨度时收敛速度较快,并且在相同的循环次数下,得到的解更接近最优解．

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基于n阶灰色补偿因子的装备维修保障费用预测模型

单黎黎, 何向东, 钟志明, 袁继军, 李梦璇

2014, 35(6): 685-692. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.011

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为了全面提高装备维修保障费用的合理使用度,对装备维修保障费用组成进行了分析,构建了装备维修保障费用结构模型;对装备维修保障数据进行了累加生成,将x轴向下平移处理以选择合适的预测模型;为了提高普通GM(1,1)模型的预测精度,提出了一种基于n阶补偿因子的GM(1,1)预测模型,并给出寻优算法以求补偿过程中的最优值,同时通过该算法弱化了“过补偿”现象.通过试验比较了普通GM(1,1)模型和BP神经网络模型.结果表明,所提出算法和模型相对于其他预测算法具有较高的可靠性和一致性.

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基于核模糊聚类的变分水平集医学图像分割

刘哲, 宋余庆, 刘雅婧

2014, 35(6): 693-698. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.012

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针对李春明提出的“无需重新初始化的变分水平集分割模型”存在对内部像素灰度值相近、边缘分离性差、图像分割效果不理想等问题,提出了一种改进的基于核模糊聚类的变分水平集医学图像分割方法．将原始图像进行核模糊C均值聚类处理得到聚类图像,并将其引入初始水平集函数中．然后将改进的边缘指示函数代入李模型中,实现最终的图像分割．通过对人体脑部、肩部MR医学图像进行试验,并采用最大香农熵进行客观评价．结果表明所提出方法的最大香农熵的值在一定程度上大于李模型方法,且运行时间和迭代次数都有所减少,证明了新方法具有良好的分割质量、适应性强,且无需重新初始化．

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基于小波包系数稀疏表示的WFT信号去噪

陈旭, 林国余

2014, 35(6): 699-704. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.013

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针对车轮力(WFT)信号受到各种扰动的影响在测量过程中测量灵敏度和稳定性严重下降的问题,根据压缩传感理论提出了基于恢复小波包细节系数稀疏性的WFT信号去噪算法．首先,利用小波包变换得到细节系数和近似系数;然后,基于约束建立最小化非零小波包细节系数个数的算法框架,并将该l0范数问题转化为l1范数问题,通过迭代加权优化算法剔除噪声信号的小波包系数;最后,根据小波包系数的处理结果通过小波包反变换得到去噪后的WFT信号．通过试验比较阈值法和所提出算法对WFT信号的去噪性能．结果表明所提出的方法在提高WFT信号的信噪比和保留信号的细节信息方面比阈值法更加有效．

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碳酸钠制备单晶硅绒面的研究

刘德雄, 李晓红, 李文秀

2014, 35(6): 705-709. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.014

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为了提高单晶硅太阳电池的光电转换效率,采用了一种新型无毒碳酸钠强碱盐溶液对单晶硅表面进行腐蚀,制备类似金字塔绒面,降低硅片表面的反射率增加光谱吸收,研究溶液的质量分数、制绒时间,以及碳酸氢钠的质量分数对制绒效果的影响．研究结果表明:质量分数为13.0％的Na2CO3溶液在95 ℃下23 min时制备的绒面反射率最低．向Na2CO3溶液中添加NaHCO3制备出的绒面反射率更低,在400～800 nm光谱范围平均反射率可达11.150％,而且绒面上的金字塔体积更小，分布更均匀．比较传统的碱与醇的混合液,碳酸钠溶液制绒过程中无需添加异丙醇(IPA),无毒无污染，成本更低廉．

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磁场对基于NPBx有机电致绿光器件性能影响

高永慧, 姜文龙, 康志杰, 张刚

2014, 35(6): 710-714. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.015

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为研究磁场对基于NPBx有机电致绿光器件效率的影响,制备了一组基于NPBx有机电致绿光器件,其结构为ITO／NPBx(50 nm)／Alq3(80 nm)／LiF(0.5 nm)／Al．分别测量了该器件在大小不同的外加磁场条件下的器件效率变化率、电流变化率等特性曲线,其中磁场大小变化范围为0～100 mT．测试出电流的变化率随磁场的增加是正值,表明电流是增加的;随着磁场强度的增加,电流变化率逐渐上升．器件效率的变化率在磁场的作用下均为正值,即效率是增加的．研究结果表明:在电压为6.5 V时,外加磁场达到30 mT时,该器件电流效率增加量达到最大,约为7.4％,达到饱和后开始下降;其他电压下的效率变化情况与其基本一致,达到饱和后呈现下降趋势．

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老化SBS改性沥青再生性能预估分析

甘新立, 郑南翔, 纪小平

2014, 35(6): 715-718. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.016

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为了对老化SBS改性沥青再生后的性能进行预估,建立了老化SBS改性沥青再生性能的复合律方程模型;采用基质沥青、改性沥青和再生剂对老化SBS改性沥青进行了再生恢复,测定不同掺配率下再生SBS改性沥青的黏度、针入度、软化点和延度,对复合律方程进行求解得到黏度偏离指数;对不同再生方式再生后的老化SBS改性沥青的性能进行了对比分析．研究结果表明:利用再生性能复合律方程能够较好地预估老化SBS改性沥青的再生性能;基质沥青和再生剂对老化SBS改性沥青的黏度、软化点和针入度具有更好的再生效果,而改性沥青对延度有更好的再生效果．

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聚丙烯纤维砂浆抗渗性能试验

焦楚杰, 丁明浩, 赖学全, 胡志勇, 王龙

2014, 35(6): 719-721. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.017

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为了研究聚丙烯纤维砂浆的抗渗性能,对聚丙烯纤维质量基准比Mf为0～0.900％的聚丙烯纤维砂浆进行稠度、分层度、表观密度、凝结时间、抗压强度、抗折强度、拉伸黏结强度、耐碱性、耐热性、吸水率、干缩率和抗渗压力的测试．试验结果表明:随着Mf的增加,聚丙烯纤维砂浆的稠度、分层度、拉伸黏结强度降低,抗折强度先升高后降低,吸水率和干缩率先降低后升高;当Mf从0增加至0.450%时,聚丙烯纤维砂浆的抗渗性能持续提高;当Mf从0.450%增加至0.900%时,砂浆的抗渗性能逐步降低

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基于遗传算法的大跨度混合梁斜拉桥索力优化

吴霄, 肖汝诚

2014, 35(6): 722-726. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.018

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针对混合梁斜梁桥的两种材料主梁内力对索力变化敏感程度的不同,提出混合梁斜拉桥合理成桥状态确定的分步算法. 首先根据钢主梁及主塔的受力要求,计算拉索最优索力;然后根据确定索力下混凝土主梁的受力布置预应力钢筋,实现全桥的受力优化. 按照分步算法的计算流程,以恒载下钢主梁及主塔的弯曲应变能最小为优化目标,结合改进的遗传算法求解,确定合理成桥状态下的索力. 以九江二桥为例,利用Ansys建立仿真模型,据此进行索力优化. 结果表明:该算法适用于混合梁斜拉桥合理成桥状态索力的确定,相对于传统的索力确定方法,避免了后期的二次调索工作;优化过程中采用的改进遗传算法,对于多约束及多优化变量复杂非线性模型的求解,具有优越性.

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混凝土冻融损伤后双轴受力下的脆弹性
损伤本构模型

商怀帅, 曹磊, 王慧平, 李冉

2014, 35(6): 727-731. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.019

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针对普通混凝土受冻融循环损伤作用后,其力学行为不仅依赖于混凝土基体的行为,而且与冻融循环次数有关的特性,以冻融循环作用后混凝土试件在双轴压加载条件下的应力-应变关系曲线为研究对象,考虑到混凝土主压向应变会受到次压向有效应力影响的特点,建立了基于损伤力学理论和热力学原理,并考虑了双轴压应力比影响的普通混凝土双轴压损伤本构模型,与冻融循环作用后普通混凝土在双轴压加载条件下测得的应力-应变关系的试验曲线进行了对比分析.研究结果表明:所建立的普通混凝土双轴压损伤本构模型,可以较好地描述冻融循环作用后普通混凝土在双轴压加载条件下的本构关系.

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考虑起始水力坡降的软土一维非线性固结分析

李传勋, 王坤

2014, 35(6): 732-737. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.020

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建立了考虑起始水力坡降的软土非线性固结控制方程,利用有限差分法求取其数值解答,通过与达西定律下的解析解相对比验证了数值计算的可靠性.在此基础上,分析了不同参数对固结性状的影响,研究结果表明:起始水力坡降越大,渗流前锋至土层底面所需要的时间越长,超静孔隙水压力的消散速率越慢;cc／ck值越大,渗流前锋移动速率越慢,土层的固结速率也就越慢;渗流前锋的移动速率随着荷载的增大及土层厚度的减薄而加快;cc／ck=0.5时,土层固结速率随着荷载的增大、土层减薄而逐渐加快;cc／ck=1.5时,土层固结速率随着荷载的增大、土层减薄而逐渐减慢.

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单重休假且有优先修理权的三部件系统

陈燕, 朱翼隽, 陈佩树

2014, 35(6): 738-744. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.06.021

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研究了修理工带单重休假且部件有抢占优先修理权的3个不同部件的串并联可修系统,其中假定系统有一定关闭规则,系统只有1个修理工,修理工的休假规则为单重空竭休假; 3个部件均可修复如新,且部件1对其他2个部件有抢占优先修理权,而其他2个部件先坏先修,且打断的修理时间可以累积计算;运用补充变量的方法,在部件1寿命分布为可变指数分布,其他部件寿命分布为指数分布,维修分布为一般连续型分布,休假时间为一般连续型分布的假定下,求得系统的瞬态和稳态的可用度与可靠性指标,并给出1个特例．

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