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• 2018年, 39卷, 第3期
  刊出日期：2018-05-10

    

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  三轴车悬架动力学参数的匹配

  孙艺珊, 吴志成

  2018, 39(3): 249-253. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.001

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  为了提高多轴车的平顺性,以三轴车为例,建立了三轴车的数学模型,分别提出3种悬架刚度匹配方案和3种阻尼系数匹配方案,由此组合出9种悬架动力学参数匹配方案.通过在不同路面输入下,对9种方案分别进行仿真分析,分析了路面输入以及动力学参数匹配方案对车辆平顺性多个指标产生的影响.在不同的路面输入和具体的设计目的下,提出了不同的悬架动力学参数匹配方案,获得了设计目的相关指标最优性能的设计方法.结果表明:在随机路面输入下,要获得最小车身加速度,悬架动力学参数匹配应采用偏频相同、阻尼比相同的方案;要获得最小车身俯仰角加速度,应采用刚度三轴相同、阻尼中间轴较大的方案.
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  智能汽车驾驶员模型的预瞄时间自适应分析

  解炬, 江浩斌, 马世典

  2018, 39(3): 254-259. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.002

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  为了更好地模拟真实驾驶员在人车路闭环系统下的操纵行为,提出了一种针对智能汽车驾驶员模型的预瞄时间自适应模型.运用预瞄跟随理论与预瞄优化驾驶员模型构建智能汽车驾驶员模型,进而分析道路环境与汽车行驶状态等因素对智能汽车驾驶员模型中预瞄时间的影响,分别采用基本预瞄时间和补偿预瞄时间表征不同因素对驾驶员前视行为的影响,并将基本预瞄时间和补偿预瞄时间相结合,建立了基于BP神经网络的预瞄时间自适应模型.在Carsim／Simulink联合仿真平台上搭建了预瞄时间自适应的智能汽车驾驶员模型,针对正常驾驶和激进驾驶2种模式进行了仿真分析.结果表明所建立的预瞄时间自适应模型可有效改善智能汽车驾驶员模型的路径跟踪效果.
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  激光测距行驶跑偏测试系统测试精度的提升

  李奎1, 2, 何耀华1, 2

  2018, 39(3): 260-265. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.003

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  为了提升基于激光测距的汽车行驶跑偏测试系统的测试精度，分析了驶入角的测量方法、行驶跑偏量的算法和原始测量数据的处理方法对系统测试精度的影响，提出了采用1组对射式光电开关同时控制2对激光测距传感器测量驶入角、运用莱以特准则剔除含有粗大误差的测试数据等优化方法，搭建了基于激光测距的行驶跑偏模拟测试系统，并采用模型小车代替实车进行了模拟测试.测试结果表明：动态测试中，模拟测试系统的测试误差均小于6.50 mm；重复性测试中，以行驶跑偏量测试值的算术平均值作为其真值，模拟测试系统的测试误差均小于3.50 mm，测试误差标准差为1.56 mm；实现了测试系统测试精度的提升.
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  增程式电动汽车规则型能量管理策略对比

  牛继高1, 徐春华1, 牛丹彤2, 裴冯来3

  2018, 39(3): 266-272. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.004

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  针对增程器小型化后的串联式增程式电动汽车能量管理策略问题,从发动机参数匹配角度对增程器小型化的方法进行了研究,采用逐步优化的方法提出了4种规则型能量管理策略.基于搭建的整车动力系统仿真平台,分别从发动机工作点分布、增程器效率以及动力电池充放电能量损失等方面对比分析了各控制策略燃油经济性存在差异的原因.离线及硬件在环仿真试验结果表明:增程器平均效率和动力电池充放电能量损失是影响车辆燃油经济性的主要因素;配置了小型化增程器的电动汽车,不适合照搬发动机开／关和功率跟随控制策略,采用最优曲线控制策略可获得较好的燃油经济性和控制效果.
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  压水堆燃料棒热力计算与(火用)分析

  张钧波1, 张功伟2, 张敏2

  2018, 39(3): 273-278. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.005

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  为了研究燃料棒核能转化为热能过程中的(火用)损,采用压水堆燃料棒稳态传热偏微分方程和热力学第一、第二定律,创新性地将(火用)分析方法与燃料棒温度场数值计算相结合,编制数值计算程序对燃料棒及传热通道进行模拟计算,并分析了核能转换为热能以及与冷却剂换热过程中温度分布、(火用)损的分布和能量的利用效率.结果表明:燃料棒(火用)损沿轴向先增大后减小,沿径向不断变大,在燃料芯块边缘处达到最大,(火用)损系数约为0.207;而对流换热过程中(火用)损主要与传热温差有关,(火用)损沿热通道先增大后减小,该过程累积(火用)损系数约为0.304.
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  纳米流体静电雾化模式转变的试验

  孟令鹏, 王军锋, 霍元平

  2018, 39(3): 279-283. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.006

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  为探讨静电雾化模式的过渡与转变机制,基于显微高速数码摄像技术对纳米流体静电雾化的显微演变过程进行了可视化研究.以不同组份的纳米流体为研究介质,精确捕捉了不同工况下纳米流体显微雾化形态的演变行为,探讨了表面张力、电导率及流量对纳米流体雾化模式转变的影响规律.结果表明:随着纳米流体质量分数的升高,纳米流体的锥射流模式区间逐渐缩小,过渡到锥射流状态的临界电场强度逐渐增大,而电导率的升高使得纳米流体更易过渡到多股射流模式;流量越大,纳米流体的雾化稳定性越不理想,达到相同雾化效果所需的电场强度越高.
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  双毛细管静电雾化模式试验

  王贞涛1, 2, 朱忠辉2, 夏磊2, 张永辉2, 李睿2

  2018, 39(3): 284-289. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.007

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  采用带有显微变焦镜头的高速摄像技术对不锈钢双毛细管产生的静电雾化现象进行了可视化研究.以无水乙醇和去离子水为雾化介质,采用高速相机以104 Hz的拍摄频率记录静电雾化图像,通过对大量图像的离线对比分析,获得了双毛细管静电雾化模式,并与单毛细管静电雾化模式进行对比.试验结果表明:在无水乙醇静电雾化中观察到了滴状、斜滴状、纺锤、锥射流、鞭式射流与多股射流等多种雾化模式,而去离子水静电雾化中存在滴状、斜滴状、纺锤、锥射流以及振荡射流等雾化模式;双毛细管静电雾化中,除电压较低的滴状模式外,其余雾化模式中雾化射流中心线与毛细管轴线之间的呈现出不同的夹角,夹角与雾化模式和流量均有关;不同的雾化模式下,雾滴的粒径分布也有显著差别;在相同的试验范围内,无水乙醇和去离子水的表面张力不同,静电雾化模式不同,无水乙醇能够呈现出更多的雾化模式,雾滴粒径更为细小,射流与雾滴的界面更加光滑.
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  径向力对螺旋离心泵转子系统动力学响应的影响

  袁丹青, 王航, 丛小青, 季明, 张楠

  2018, 39(3): 290-295. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.008

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  为了研究流体激励力对螺旋离心泵转子系统动力学响应的影响,以一台单叶片螺旋离心泵为研究对象,利用CFX 14.5对泵的内部流场进行了非定常计算,得到了不同流量工况下叶轮所受的径向力随时间的变化情况.建立了转子系统的有限元模型,对转子的临界转速和振型进行了分析,研究了以不同流量工况下的径向力作为外部激励时,转子系统的瞬态响应.结果表明:不同流量工况下,叶轮的径向力均呈周期性变化,周期和叶轮旋转的周期相同;径向力可以分解为恒定量和脉动量,随着频率的增加,脉动峰值逐渐减小;在设计转速下,转子系统不会发生共振;当考虑径向力的作用时,叶轮上监测点处的径向位移呈现复杂的周期性变化,径向力的频率成分会在振动过程中体现出来.
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  吊篮式移栽机构工作参数优化与试验

  刘洋1, 2, 3, 毛罕平1, 2, 李亚雄3, 李斌3, 王涛3

  2018, 39(3): 296-302. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.009

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  为了提高吊篮式移栽机构喂苗准确率和降低苗钵质量损失,利用接触力学建立苗钵最大变形量的方程,并用高速摄像观察番茄穴盘苗与栽植器的碰撞运动,得出栽植器的角速度、接苗角和番茄穴盘苗株高是影响喂苗准确率和苗钵质量损失的主要因素.在移栽频率为45和50株·min-1时,以接苗角和番茄穴盘苗株高为因素进行正交试验,用综合评分法得出接苗角取60°和80°,番茄穴盘苗株高取12和16 cm时,试验结果的综合评分较高.田间移栽试验表明,试验结果与正交试验基本一致,移栽频率为45～50株·min-1,接苗角取60°,番茄穴盘苗株高小于16 cm时,有利于提高喂苗准确率和降低苗钵质量损失.
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  基于改进LRCN模型的驾驶行为图像序列识别方法

  吴昊, 平鹏, 孙立博, 秦文虎

  2018, 39(3): 303-308. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.010

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  针对汽车安全辅助驾驶技术中驾驶行为识别精度低、收敛速度慢等问题,提出了一种基于改进LRCN模型的驾驶行为图像序列识别方法.采用自建驾驶行为数据集作为输入样本,经过金字塔降采样和高斯混合模型特征提取等预处理算法,得到标准视频图像序列,此序列传入以卷积神经网络和门控递归单元为基础搭建的网络模型做最优化处理,最终完成结果收敛.该模型使用Keras框架在GPU上计算,分别进行了环境适应性试验、预处理算法试验和模型对比试验.结果表明:预处理算法保证了模型的收敛,提高了模型对不同场景、不同测试对象识别的鲁棒性;在自建数据集上该模型的平均识别精度达94.3％,比传统LRCN模型高4.7％,且模型收敛的速度更快,泛化能力更强.
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  基于移动agent的机坪机会传输控制方法

  陈维兴, 张天娇, 林家泉, 刘贵行

  2018, 39(3): 309-315. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.011

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  针对民航机坪设备监控网络中存在过量数据分组而造成的数据拥塞和网络时延等问题,提出基于机会转发的路由算法.结合机坪与特种车辆的工况运行特点,建立了基于机会网络的机坪设备监控系统和节点移动模型;详述了基于移动agent的机坪机会网络路由算法机制,即依据消息权重计算消息副本的产生数量,将节点移动方向和自由度考虑进消息副本的产生与二叉发送中,再根据消息分组的优先级和缓存时长确定数据的缓存与释放顺序;在ONE环境下进行了试验验证.仿真结果表明:优化后的算法能有效减缓消息副本数量过多造成的数据冗余,降低路由开销和通信时延,将消息投递率提升27.78％;在路由资源有限的情况下,保障机坪设备工况数据在传输时具有稳定性和时效性.
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  基于Spark的改进K-means快速聚类算法

  徐健锐1, 2, 詹永照1

  2018, 39(3): 316-323. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.012

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  针对大数据环境下聚类算法所处理数据规模越来越大、对算法时效性要求越来越高的问题,提出一种基于分布式计算框架Spark的改进K-means快速聚类算法Spark-KM.首先针对K-means算法因初始聚类点选择不当导致局部最优、迭代次数增加而无法适应大规模数据聚类的问题,通过预抽样和最大最小距离相结合对K-means算法进行改进;然后对原始数据进行矩阵分割,并存储在不同的Spark计算框架的结点当中;最后根据改进的K-means算法,结合分布式矩阵计算和Spark平台进行大数据快速聚类.结果表明,文中算法可以有效减少结点间的数据移动次数,并具有良好的可扩展性.通过该算法在单机环境和集群环境的对比测试,说明该算法适用于大规模数据环境,且算法性能与数据规模成正比,集群环境较单机环境也具有很大的性能提高.
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  氧化时间对纯钛表面微弧氧化涂层微孔参数的影响

  吴聪, 李伯全, 徐琳, 刘春成, 张坤

  2018, 39(3): 324-329. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.013

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  在含钙磷的硅酸盐电解液体系中,采用微弧氧化技术在纯钛表面制备多孔涂层,分析不同氧化时间(3,6,9,12,15 min)对涂层孔径大小、孔隙率等微孔参数的影响.通过扫描电镜(SEM)获取涂层表面形貌的原始图像,采用MATLAB图像处理技术实现涂层微孔参数的自动分析与定量表征.结果表明：处理后图像中的大小微孔可以被清晰识别；当氧化时间为3 min时,孔径小于1 μm的微孔数量最多,大约占总数的4／5,涂层表面孔隙率为10.5％;随着时间的延长,微孔总数明显减少,孔径大于4 μm的微孔持续增加,涂层孔隙率不断增大;当处理时间延长到15 min时,出现8 μm及以上的大孔,表面孔隙率增长至15.0％左右.
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  预臭氧化对含氮消毒副产物形成影响的分析与综述

  张希, 赵慧媛, 刘永东, 钟儒刚

  2018, 39(3): 330-336. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.014

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  为了实现对饮用水中含氮消毒副产物(N-DBPs)的控制,探究了臭氧化预处理对N-DBPs生成的影响.以3类典型的N-DBPs,即亚硝胺、卤代硝基甲烷和卤乙腈为研究对象,基于3类典型的N-DBPs的形成机理,整理和分析了臭氧化预处理对氯(胺)消毒处理过程中3类典型N-DBPs形成的影响.研究发现:臭氧化预处理在大部分情况下都可以降低氯(胺)消毒过程中N-DBPs的生成,然而对于一些特殊的水体,可能由于N-DBPs高生成势前体的存在,臭氧化预处理反而使得N-DBPs的生成升高了.同时,针对目前臭氧化预处理的研究现状,提出了今后有待进一步研究的问题.
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  结构性对昆明泥炭质土层压缩特性影响的试验

  王志良, 瞿嘉安, 申林方, 丁祖德

  2018, 39(3): 337-342. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.015

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  为了研究昆明泥炭质土结构性对其压缩特性的影响,对取自于埋深16.5～17.0 m的原状土样与扰动土样进行了一维压缩试验.结果表明:采用作图法求得原状土样的前期固结压力为91 ～105 kPa,超固结比为0.71～0.82,土体处于欠固结状态,而扰动土样的固结屈服压力仅为60～72 kPa,表明泥炭质土具有较强的结构性;由于受到土体结构性的影响,固结压力较小时,原状土样的压缩指数小于扰动土样,随着固结压力增加,原状土样结构破坏,其压缩指数逐渐增大,并超过扰动土样;随着荷载的增大,压缩量急剧增加,原状土样、扰动土样所对应的各级固结系数均呈减小趋势;昆明泥炭质土的次固结系数为0.071～0.101,而次压缩系数为2.00％～2.85％,属于高次压缩性或很高次压缩性土体.
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  基于流体力学方法的液化后砂土流滑推桩效应

  陆建飞1, 朱晓冬1, 周恩全1, 左熹2, 王炳辉3

  2018, 39(3): 343-348. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.016

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  采用计算流体动力学(CFD)中的流体体积(VOF)方法和固体力学中的有限元法,对液化后砂土流滑的推桩效应进行研究.将液化后砂土分别视为牛顿流体和剪切稀化非牛顿流体,将单桩视为线弹性结构,分析了牛顿流体黏度、非牛顿流体稠度系数和流动指数对推桩效应的影响.研究结果表明:将液化后砂土视为牛顿流体,则距离桩顶越近,桩身位移越大,距离桩底越近,桩身应力就越大;随着液化后砂土黏度的增大,桩身位移和应力也越大,曲线间差距则越来越小;将液化后砂土视为剪切稀化流体,沿桩身的响应规律与牛顿流体一致;稠度系数和流动指数的变化只会影响桩身位移和应力数值的变化,对变形方式不会产生影响.
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  基于金属磁记忆技术的钢筋应力无损检测试验

  马惠香1, 周建庭2, 赵瑞强3, 辛景舟2, 李志刚4

  2018, 39(3): 349-354. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.017

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  介绍了一种运用自主设计的三维磁场扫描装置检测、评估桥梁钢筋应力的无损检测技术.首先,对不同应力阶段的钢筋试件进行基于金属磁记忆技术的磁感应强度检测试验;其次,为了分析混凝土对试验结果的影响,进一步开展不同应力阶段的外包混凝土试件的相应试验;最后,通过研究磁感应强度随钢筋应力变化的依赖关系,得到了基于金属磁记忆技术的钢筋应力初步评定依据.结果表明:通过钢筋漏磁场的磁感应强度曲线,能够定性判断钢筋内部应力大小,即磁感应强度曲线与背景线重合,钢筋处于强化阶段,曲线发生畸变,钢筋处于颈缩阶段;当提离高度超过6 cm时,漏磁信号依然具有较高的表征准确度.
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  加工参数对地沟油／废旧橡胶粉复合改性沥青性能的影响

  牛冬瑜1, 2, 马英新3, 仁乾龙珠2, 闵一桐1, 黄慈航1, 陈华鑫1

  2018, 39(3): 355-361. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.018

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  为研究加工参数对地沟油／废旧橡胶粉复合改性沥青性能的影响,选取不同的剪切温度、剪切时间和剪切速率来制备地沟油／废旧橡胶粉复合改性沥青.利用沥青试验方法与荧光显微观测技术,对复合改性沥青的感温性、高温性能、低温性能和微观分散状态进行了分析研究.结果表明:橡胶粉、地沟油及沥青三者混溶时,加工参数对制备复合改性沥青性能的影响起着决定性作用.当剪切温度为180～190 ℃,剪切时间为90 min,剪切速率为5 000 r·min-1时,可改善复合改性沥青中橡胶颗粒的细度及分散均匀性,使复合改性沥青的各项性能得到有效提高.
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  路桥过渡段沥青路面平整度的评价方法

  苏曼曼1, 张洪亮2

  2018, 39(3): 362-367. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.019

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  为合理评价路桥过渡段沥青路面的平整度,采用最大瞬态振动值(MTVV)作为平整度的振动舒适性评价指标,采用Carsim建立整车车辆模型和路桥过渡段路面模型,进行人车路相互作用的仿真,分析桥头台阶高度、搭板长度、搭板纵坡变化值和车速对MTVV值的影响;基于数值模拟结果,结合通过现场试验所进行的桥头舒适性调查问卷统计结果,探究MTVV分级标准和路桥过渡段平整度评价方法.根据以上研究,提出了MTVV分级标准;对设有搭板的桥头和不设搭板的桥头,分别提出容许纵坡变化值和容许台阶高度值;针对路桥过渡段平整度提出两种评价方法.
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  RAP掺量对热再生沥青混合料水温耐久性能的影响

  姜严旭, 顾兴宇, 周洲

  2018, 39(3): 368-372. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2018.03.020

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  采用多重冻融循环模拟水温循环作用,对不同旧料(RAP)掺量的热再生沥青混合料的耐久性能进行试验评价,分别进行了0,1和3次冻融循环后的劈裂试验、动态蠕变试验、半圆弯曲试验和间接拉伸疲劳试验.试验结果表明:利用1次冻融循环后的冻融劈裂强度比评价再生沥青混合料的水稳定性能具有一定的局限性;多重冻融循环作用下,与新沥青混合料相比,再生沥青混合料水稳定性的低温性能、高温性能和疲劳性能都有了较大程度的下降,再生沥青混合料在长期水温循环作用下的耐久性能较差,且RAP掺量越高,耐久性能衰退越明显.