南昌大学学报（工科版）
 
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南昌大学学报(工科版)
 
2019年 41卷 3期
刊出日期：2019-09-28
论文
   
论文
205 闫峰王雨潇袁志颖李世曙康青朱语欣
沉积物重金属的随机生态风险评价模型
在湖泊沉积物的重金属生态风险评价中,由于沉积物矿质组成不均匀性和实验误差的影响,重金属的背景值也往往具有一定的不确定性,而传统的生态风险指数难以处理这里具有不确定性的生态风险评价问题。为解决这一问题,本研究基于统计学原理,对传统的生态风险指数进行了改进,建立了随机生态风险评价模型。该模型不仅可以处理沉积物重金属背景值中的不确定性;而且可以通过风险向量,量化重金属生态风险隶属于各个等级的概率。最后,将该模型应用于洞庭湖新墙河口的沉积物重金属生态风险评价中,结果显示:与传统生态风险指数相比,随机生态风险评价模型在风险的不确定性量化和等级识别方面都有明显优势。新墙河口沉积物中的主要生态风险因子为砷、汞、镉,它们的生态风险级别分别为"低风险"、"中风险"和"较高风险",且分别具有0.15、0.13和0.24的概率向更高的等级恶化。为了保护新墙河口的生态环境健康,应当加强桃林矿区的矿渣治理,并在河口地区进行生态清淤。
2019 Vol. 41 (3): 205- [摘要] ( 129 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 262 )
209 潘成光胡兆吉陈文江陈思宇刘思祺
基于LS-DYNA的爆炸碎片撞击圆筒形储罐的数值模拟
金属容器爆炸产生的碎片对石化园区储罐等设备将产生严重的安全隐患。因此,对储罐受碎片撞击的规律研究具有十分重要的工程意义。作为石化园区常见的储罐结构之一,建立了碎片撞击立式圆筒形储罐的分析模型,采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对碎片撞击储罐的过程及变形进行了数值模拟,研究了立方体碎片材料、碎片与储罐碰撞接触面积、碎片初始速度、储罐容积以及储罐内压等因素对碎片撞击储罐的影响及破坏规律。结果表明:立方体碎片撞击圆筒形储罐的接触面积越大,对储罐的危害越小;储罐受撞击产生的变形随碎片初始速度的增大逐渐增大;与Q345R材料相比,铅黄铜材质碎片撞击储罐将产生更大的变形;同等条件下,大容积的储罐受撞击产生的变形更大;储罐内压能够减缓撞击变形的作用。
2019 Vol. 41 (3): 209- [摘要] ( 151 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 297 )
215 甘怀斌胡兆吉高涛
吹脱法处理高浓度氨氮废水的气液传质特性
体积传质系数由气液传质过程中传质的量所决定,且直接反映了吹脱塔的传质能力。在鲍尔环填料吹脱塔中考察了空气吹脱高浓度氨氮废水的气液传质特性,理论计算了吹脱过程中的体积传质系数,实验研究了空气流量、进水流量、进水pH值、温度等因素对体积传质系数和氨氮去除率的影响。结果表明:在废水pH为11,温度为60℃,空气流量60 m3·h-1,进水流量40 L·h-1的条件下,氨氮去除率较高,为85.06%;而体积传质系数的变化规律为:随空气流量、进水流量以及温度的升高而增加,随进水pH值的升高先增加,pH值升至11后几乎不再增加。
2019 Vol. 41 (3): 215- [摘要] ( 108 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 261 )
221 陈文金彭希珑何宗健
羟基磷灰石涂层石灰石对水溶液中Cu(Ⅱ)的去除
以废石灰石和磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵为原料,制备涂层石灰石材料HAP-0、HAP-1、HAP-2,用XRD、FTIR、SEM等技术手段表征3种材料的结构和微观形貌。研究材料对水溶液中Cu（Ⅱ）的吸附性能。考察了吸附时间、Cu2+浓度和温度对吸附效果的影响,并且探讨了吸附动力学和热力学行为。结果表明:在30℃、pH=6.8、吸附时间为120 min,质量相同的3种材料对水溶液中Cu（Ⅱ）的吸附性能为HAP-2>HAP-1>HAP-0,HAP-2表现出更大的吸附性能,其吸附容量达到140.6 mg·g-1。羟基磷灰石涂层石灰石材料对Cu2+的吸附机理更符合Langmuir等温线模型,准二级动力学可以更好地用于描述材料的吸附行为。另外,不同温度下的热力学结果表明吸附过程为自发吸热反应。
2019 Vol. 41 (3): 221- [摘要] ( 84 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 299 )
228 陆晓春宋娟孔德香张立奎
二氯甲烷废气净化与冷凝回收量的计算
提出废气流中DCM蒸汽冷凝回收条件:蒸汽分压必须大于或等于其饱和蒸气压,抑或蒸汽的质量浓度必须大于或等于其饱和蒸汽质量浓度。由于DCM的沸点较低,假如气相中DCM蒸汽质量浓度较稀,在冷凝过程中必须使用较冷的冷凝温度。由于能耗太高,该法既不推荐也不可行。文中同时提出,适当提高废气流总压,DCM分压随之提高,不但提升其冷凝温度、有益于DCM的冷凝回收,而且还有益于后序的活性炭的吸附。
2019 Vol. 41 (3): 228- [摘要] ( 268 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 298 )
234 宁初光邹兴平曹君黄延盛李静邓泽元
紫苏籽油的稳定性及氧化产物
采用烘箱加速氧化法,通过氧化过程中脂肪酸、生育酚、酸价、过氧化值、茴香胺值等指标的变化探讨紫苏籽油氧化稳定性。紫苏籽油中主要不饱和脂肪酸为α-亚麻酸、亚油酸、油酸。存在的天然抗氧化物生育酚有γ、α和δ3种构型,其中γ-VE最为丰富(高达128.28 mg·kg-1)。加速氧化过程中,α-生育酚降低最快,表明其最易氧化;不饱和脂肪酸含量均有所减少,以α-亚麻酸减少最明显,共减少了1.86%。紫苏籽油中共检测出14种亲脂性氧化产物,其中7种为饱和醛,其中丙醛含量最丰富。酸价、过氧化值和茴香胺值在氧化过程中都逐渐升高,但在加速氧化7 d（相当于常温下7月）内,过氧化值和茴香胺值均未超出食用油相关标准。
2019 Vol. 41 (3): 234- [摘要] ( 154 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 259 )
240 彭小强柳佳郑苗邓泽元李红艳
不同护色剂和保脆剂对雪里蕻烫漂过程品质的影响
为了增强腌制后雪里蕻色泽及质地,分别研究不同护色剂（植酸、乳酸、D-异抗坏血酸）和保脆剂（氯化钙、氯化镁、乳酸钙）对新鲜雪里蕻烫漂过程品质（色差、脆度）的影响,通过单因素和响应面试验,得出最佳的护色条件为:植酸添加量0.14%,乳酸添加量0.028%,D-异抗坏血酸添加量0.11%。利用氯化钙、氯化镁或者乳酸钙进行保脆的最佳添加量均为300 mg·L-1,其中300 mg·L-1氯化钙处理雪里蕻的保脆效果最好。
2019 Vol. 41 (3): 240- [摘要] ( 66 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 249 )
247 王渠吴庆雄黄宛昆陈康明
预应力碳纤维板加固空心板桥试验研究
以装配式简支空心板桥为研究对象,设计并制作了1跨8 m足尺模型,开展车辆荷载作用下预应力碳纤维板加固空心板桥受力特点和破坏模式试验研究,验证预应力碳纤维板加固方法的合理性和有效性。试验结果表明:预应力碳纤维板加固空心板桥的破坏可分为4个主要阶段,包括弹性工作阶段、裂缝开展阶段、结构胶失效阶段和空心板塑性阶段;由于空心板跨径小、抗弯刚度大,预应力碳纤维板加固空心板的破坏形式为强度破坏,达到破坏荷载时,碳纤维板与混凝土之间的结构胶失效;与未加固的空心板相比,空心板开裂荷载提高167%、挠度减小32%,加固后空心板原有的裂缝宽度减小了31%。预应力碳纤维板加固空心板的抗弯承载力和抗弯刚度均得到提高,且预应力碳纤维板加固可闭合空心板底部已产生的裂缝。因此,预应力碳纤维板加固空心板桥是有效合理的。
2019 Vol. 41 (3): 247- [摘要] ( 66 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 263 )
253 吴圣斌张笑华王黎园黄梅萍
基于改进人工鱼群算法的传感器优化布置
针对结构健康监测中传感器位置优化的问题,提出了一种改进的人工鱼群算法。改进算法采用整数对人工鱼进行编码,改进人工鱼距离的衡量方式,并改进算法的追尾和觅食行为,实现结构传感器位置的最优选择。以一个平面桁架结构为例进行数值模拟分析,验证所改进算法的有效性。仿真结果表明:相比于传统的人工鱼群算法,改进的人工鱼群算法具有更强的寻优搜索性能,收敛速度更快,精度更高,适用于解决土木工程结构中传感器位置的优化问题。
2019 Vol. 41 (3): 253- [摘要] ( 104 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 254 )
260 巫生平蒋国平
基于随机振动的自锚式悬索桥疲劳易损性分析
为优化自锚式悬索桥健康监测系统的传感器布置,基于S-N曲线建立疲劳易损性评估指标,对钢箱梁和吊索疲劳易损性进行分析。以某独塔自锚式悬索桥为背景,利用SAP2000软件建立随机车流模型,分析了钢加劲梁易损部位和易损吊索,并研究了随机车载变化对疲劳易损性的影响。结果表明:钢混结合段和短跨跨中附近为钢梁的疲劳易损部位,短跨的最短吊索疲劳易损性最大,主跨跨中吊索次之,监测中应重点关注。而结构疲劳易损性对交通荷载变化不敏感,在传感器优化布置中可不考虑交通荷载变化的影响。
2019 Vol. 41 (3): 260- [摘要] ( 57 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 246 )
265 顾琦宋固全胡淑军郭琪姜俊
基于低摩擦和SMA的新型自复位支撑力学性能与设计方法
结合形状记忆合金、扩孔型螺栓连接和低摩擦原理,提出一种强耗能、自复位、低残余变形的新型自复位支撑。采用校正的有限元方法对合理设计的新型自复位支撑模型进行分析,以得到其滞回曲线、应力、骨架曲线和累积耗能能力等,由此明确其力学性能。通过理论分析推导新型自复位支撑的力学模型和设计方法,且与有限元分析结果对比,验证力学模型的正确性。研究表明:新型自复位支撑呈现出饱满的滞回曲线,且残余变形较小,具有良好的自复位能力。
2019 Vol. 41 (3): 265- [摘要] ( 74 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 259 )
271 黄梦溪彭超杰
非对称伞面外形优异抗风性的机制分析
为比较传统伞面与非对称伞面的外形对气动特性和抵御强风的影响,应用工程学和流体力学,对上述2种伞面外部流场进行仿真分析,并建立人持伞的力学模型,将模型分析所得数据与相关的风洞实验结果对比分析。对比结果显示,其仿真及理论分析与相关实验曲线趋势较为吻合。仿真结果表明,非对称伞面较传统伞面,有更小的风阻系数和升力系数,从而减小了阻力和升力。而理论分析结果表明,非对称伞面的外形设计,减小了持伞的平衡力矩和合力,从而大幅提高人在强风中持伞的的稳定性。
2019 Vol. 41 (3): 271- [摘要] ( 101 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 244 )
275 刘君平李岚
支主管连接位置对矩形钢管T型节点面外受弯性能的影响
以某方钢管空腹桁架人行天桥T型节点为工程背景,根据实际工程中平联与方钢管桁架弦管存在顶部、中间和底部3种不同连接位置的情况,建立有限元模型,探讨了3种连接位置对矩形钢管T型节点面外受弯性能的影响。在面外弯矩作用下,3种连接节点易发生弦管表面屈服失效和压跛破坏。相比较中间连接节点而言,底部、顶部连接节点的应力集中更为明显,塑性区域发展更快;且弦管表面局部变形更大,节点的整体刚度更小;极限承载力降低约26%。分析结果表明:中间连接节点的面外受弯性能较顶部、底部连接节点要好。3种连接位置节点的极限承载力随着支主管宽度比β增大而增大,但中间连接节点的极限承载力始终大于顶部、底部连接节点;当β值接近于1.0时,节点极限承载力也接近相等。
2019 Vol. 41 (3): 275- [摘要] ( 51 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 289 )
281 肖乾坤朱政强李铭锋
紫铜超声波焊接工艺及成形机制
研究了T2紫铜超声波焊接的工艺及成形机制,采用拉伸试验研究了不同焊接时间和不同焊接压力下焊接接头的力学性能,采用光学显微镜观察接头金相组织,采用电子背散射衍射(EBSD)观察接头晶粒变化。结果表明:焊接压力及焊接时间对金属焊接质量有重大影响,当焊接时间为500 ms、焊接压力为0.5 MPa、焊接功率为1 400 W时,接头的力学性能最高,焊缝结合最好;在超声波焊接过程中,焊接界面先出现机械嵌合,随着焊接能量的增加,最后达到原子间的结合;焊接界面处由于发生动态再结晶,形成了大量细小无畸变新晶粒,亚晶形核是再结晶形核的一种重要形式。
2019 Vol. 41 (3): 281- [摘要] ( 148 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 277 )
285 张驰洲熊根良陈海初
基于串级模糊PID的四旋翼姿态控制器设计
为解决四旋翼飞行器姿态控制器存在的响应速度慢和鲁棒性差等问题,通过串级模糊PID控制算法来实现飞行姿态的稳定性。建立起四旋翼飞控系统的数学模型后,设计了外环角度P控制器和内环角速度模糊PID控制器。利用Matlab/Simulink通过阶跃信号输入对比仿真传统PID控制器和串级PID控制器、串级模糊PID控制器3种控制方法。仿真结果表明:串级模糊PID控制器使系统抗干扰性能提高,同时加快系统的响应性和准确性;飞行实验表明:串级模糊PID控制算法的鲁棒性好。可见改进后的算法对于四旋翼控制系统是有效的。
2019 Vol. 41 (3): 285- [摘要] ( 86 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 271 )
291 王乐乐田思瑶马耀林戴源德
小管径光滑铜管内R290沸腾换热的数值模拟
对内径为4 mm的水平光滑铜管内R290的沸腾换热特性进行了数值模拟研究。建立了R290管内沸腾换热的数值模型,模拟研究了制冷剂流速、温度、气相体积分数沿管长的变化情况。分析比较不同工况下的沸腾换热系数的模拟值与实验值,得出数值模型的预测精度并总结了误差的产生原因。通过分析模拟结果,得出不同工况下的质流密度、热流密度、干度对沸腾换热的影响。
2019 Vol. 41 (3): 291- [摘要] ( 76 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 256 )
297 陈建国薛毓强
计及弧垂的特高压交流输电线电晕对空间电场的影响
为研究特高压输电线弧垂及电晕放电对输电线下工频电场大小和分布的影响,同时考虑到实际输电线的弧垂已成为影响输电线下方电场的重要因素,利用粒子群算法计算起晕电压,基于模拟电荷法建立考虑电晕放电的三维电场计算模型。通过分析计算输电线路导线的等效电荷和输电线发生电晕放电时的等效空间电荷求得输电线下方的电场。对1 000 kV的输电线电场计算结果表明:交流输电线周期性的电晕放电会增大输电线下方的电场强度,随着距线路中心距离的增大,电晕放电的影响程度越小。三维模型反映输电线下方电场随距线路中心距离的变化情况,准确地分析输电线下方的电场分布,对特高压的电场研究具有一定的参考意义。
2019 Vol. 41 (3): 297- [摘要] ( 73 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 268 )
304 周鹏周冬兰程彩虹廖丹赵南南
光伏双玻组件分段层压工艺的优化
光伏双玻组件层压过程采用分段层压工艺,通过正交试验分析第1段抽真空时间、层压时间、第2段抽真空时间和层压时间对双玻组件气泡的影响,优化工艺参数,并与直接层压进行比对。结果表明:最优工艺组合为:第1段抽真空时间500 s,第1段层压时间140 s,第2段抽真空时间20 s,第2段层压时间640 s,该条件下光伏双玻组件没有出现气泡,分段层压工艺可以有效地抑制双玻组件中气泡的产生。
2019 Vol. 41 (3): 304- [摘要] ( 169 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 244 )
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