南昌大学学报（工科版）
 
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南昌大学学报(工科版)
 
2020年 42卷 1期
刊出日期：2020-03-28
论文
   
论文
1 陈果贾毅伟张家荣乐治平
催化加氢制备苯并三氮唑类紫外吸收剂UV-P
采用镍碳催化剂、乙醇和水混合溶剂、偶氮染料为原料,经催化加氢还原制备紫外吸收剂UV-P。实验研究了影响偶氮染料还原成UV-P的因素,并对制备工艺条件进行了优化。实验结果表明:所制备的镍碳催化剂具有优异的加氢反应性能。升高反应温度、增加乙醇量、提高碱量、升高氢气压力等均对反应有促进作用。在实验条件下,UV-P有较好的稳定性,当延长加氢反应时间,UV-P也不会发生过度氢解。在优化条件下UV-P收率可达90%,纯度达98%。
2020 Vol. 42 (1): 1- [摘要] ( 87 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 281 )
5 刘涛杨长河熊匡董嘉琦杨依
DBD等离子体及其优化对污泥破解和厌氧产甲烷的影响
采用介质阻挡放电（DBD）等离子体预处理剩余污泥,探究放电电压、频率、亚铁离子(Fe2+)投加量和极板构型等因素对污泥破解及厌氧产甲烷的影响。结果表明:DBD放电等离子体可以有效强化剩余污泥水解,在板状高压构型,放电间隙为6 mm,放电电压为11 kV,放电频率为11 kHz、放电时间为24 min的条件下,剩余污泥的水解效果最佳,污泥上清液溶解性化学需氧量（SCOD）达到675.35 mg·L-1,而通过在反应器中投加55 mg·L-1的Fe2+和改变高压极板构型可以将污泥最佳水解效果分别提升23.29%和29.73%。最后,厌氧消化试验表明剩余污泥经DBD放电预处理后产甲烷潜势得到了提高,极板优化和亚铁优化2个预处理累计产甲烷量较原泥分别增长了54.95%和60.43%,日产甲烷量高峰分别提前了2 d和4 d,且均延长了污泥的高效率产气时间。
2020 Vol. 42 (1): 5- [摘要] ( 101 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 274 )
10 冯辉汪继力李世曙闫峰
基于灰关联分析的改进地累积指数模型
为了更有效地处理重金属背景值不确定性,本研究基于灰关联分析理论建立了改进的地累积指数模型。改进的地累积指数首先通过构建指标灰关联度向量和综合灰关联向量,量化单项重金属和和综合污染状况的不确定,而后通过一阶矩原则,对沉积物重金属的综合污染等级进行识别。为了验证模型的有效性,将其应用于西洞庭湖的沉积物重金属污染评估。结果表明:1)与传统地累积指数模型相比,改进的地累积指数沉积物重金属在污染等级评判,污染程度不确定性量化和风险因子识别方面均有显著优势。2)澧水河口、沅江河口和西洞庭湖湖心区的沉积物重金属一阶矩分别为2.19、2.29和0.42,它们分别属于"中度污染"、"中度污染"和"轻度污染"等级。3)澧水河口、沅江河口和西洞庭湖湖心区的沉积物重金属污染恶化风险分别为19%、36%和15%,主要诱因均为镉。
2020 Vol. 42 (1): 10- [摘要] ( 97 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 282 )
16 朱秋平张萌葛刚冯兵王启沛姚娜
我国硫化物水生生物水质基准初探
为了保护大部分水生生物,维护水生生态系统结构和功能的完整性以及生物的多样性,推导硫化物水质基准并以此为依据制定水质标准已成为迫切需要。参照国际通用的相关技术指南,从美国环境保护署（USEPA）的ECOTOX毒性数据库和中国知网中收集了相应的硫化物对水生生物的毒性数据。结合我国水生生物区系特点,筛选出广泛存在于我国水体中的水生生物毒性数据。采用美国规范方法SSR法对毒性数据进行了分析,得到的硫化物急性和慢性基准分别为1.46、1.10μg·L-1,且用荷兰物种敏感度分布（SSD）法和评价因子法进行了比较,SSD法与SSR法所得结果在同一数量级,评价因子法相对保守。
2020 Vol. 42 (1): 16- [摘要] ( 69 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 274 )
23 万乐闫小青张纯陈红亮
玻璃纤维复合材料拉伸损伤的声发射信号模式识别分析
对玻璃纤维复合材料进行常温拉伸破坏实验,利用声发射检测技术实时监测其损伤过程。研究了材料在拉伸破坏过程中的损伤演化规律,发现玻璃纤维复合材料的损伤演化过程可分为损伤发展阶段、损伤加剧阶段和试件失效阶段。同时为了研究材料内部破坏的损伤模式,提取了声发射特征参数上升时间、持续时间、计数、幅值和峰频,结合主成分分析法和K-means聚类的方法对声发射信号进行聚类分析,将聚类的结果与损伤模式相关联,结果表明复合材料损伤模式基体开裂、纤维脱粘和纤维断裂所产生的声发射信号在幅值、计数、持续时间参数上具有不同的响应特征。
2020 Vol. 42 (1): 23- [摘要] ( 96 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 253 )
28 田钦彭雷雷丁利陈宝魁
钢结构弹塑性动力响应下多尺度模型板壳节段长度影响因素分析
以H型钢构件为研究对象,运用通用有限元软件ABAQUS,分析并对比板壳模型、纤维模型和多尺度模型在动荷载下的响应。结果表明:多尺度模型在保证计算精度的前提下,能迅速计算出钢构件的位移时程图,多尺度模型还能考虑局部屈曲对计算结果的影响。基于多尺度模型,进一步分析了轴压比、长细比、腹板高厚比、翼缘宽厚比对损伤域大小的影响,获得各参数对损伤域大小的影响规律。
2020 Vol. 42 (1): 28- [摘要] ( 207 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 290 )
33 黄颖许永吉
既有预应力混凝土结构承载力影响参数分析
选取常见的预应力混凝土梁作为分析模型,应用有限元分析软件ANSYS建立预应力混凝土梁有限元模型。分别采用实体单元和杆单元模拟梁和预应力筋,有效地模拟预应力效应。采用APDL语言进行参数化设计,计算了预应力梁单元在自质量作用下的变形与应力,并且进行了模态分析;考虑了梁单元的挠度和固有频率受到预应力大小、外荷载大小、截面形式、预应力筋的布置形式、预应力筋分布形式不同的影响,从而建立现存预应力与挠度、梁底应变、固有频率之间的关系,为结构中预应力筋的设计和预应力损失的研究提供一定的参考。
2020 Vol. 42 (1): 33- [摘要] ( 57 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 247 )
40 彭颖朱南海
基于遗传算法的数据最大熵概率分布计算
为获得工程数据样本所服从的概率分布,针对数据样本的概率分布存在多样性和不确定性等问题,基于最大熵法引入拉格朗日乘子构建样本可能的概率密度函数,而后将拉格朗日乘子的求解转化为最小值优化问题,并利用遗传算法的寻优功能搜索问题的全局最优解。以一标准正态分布N(0,1)的数据点为例,验证了最大熵法与遗传算法在确定数据概率密度函数中的有效性和可行性,且采用五阶约束矩即可获得可靠的计算结果,其最大熵概率密度函数的均值为0.002 8和标准差为0.954 9均较接近其理论值。同时高层建筑地震响应分布规律的预测结果也表明,最大熵法可获得符合数据样本真实分布的概率密度函数,是数据概率分布分析的有效方法。
2020 Vol. 42 (1): 40- [摘要] ( 81 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 305 )
46 杨小帆王敬斌于永海
导流板角度对CG型混流泵影响的试验研究
为了减小蜗壳式混流泵内水流因升力作用对蜗壳的斜向冲击,设计加工了3个不同导流板角度的CG型压水室,与比转数n_s=350的混流泵叶轮组合成CG型混流泵,运用试验研究结合理论分析的方法,研究了CG型压水室导流板安放角度对水泵性能曲线的影响。结果表明:导流板角度越小时,泵内液体回流造成的水头损失越小;在低流量处,导流板安放角度越小时,水泵扬程越高;在30°、45°、60°3种导流板安放角中,30°为最优值,导流板安放角为30°时最高效率点处的效率最高。
2020 Vol. 42 (1): 46- [摘要] ( 50 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 262 )
51 闫福恩王立辉周伯豪陈欣
滨海平原河网闸群联合调度模拟
针对滨海平原河网水力水文特性、闸群结构型式以及运行方式复杂多变等特点,通过概化平原河网,将闸坝作为闸控河道上的内边界条件进行处理,基于HEC-RAS软件建立平原河网水动力模型,实现平原河网闸群联合调度模拟。以余姚市西北部滨海平原为研究对象,将模型计算结果与实测数据进行对比。结果表明:计算值同实测值较吻合;建立一套水闸优化调度规则,完成对河网闸群联合调度模拟,并根据模拟结果提出一套水域整治方案,结果表明该方案能有效降低淹没区水位,可为姚西北地区排洪除涝与水资源合理分配提供依据。
2020 Vol. 42 (1): 51- [摘要] ( 49 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 281 )
57 乐文辉熊根良
艾灸辅助机器人的运动学分析与仿真
传统的人工艾灸治疗方法定位精度差,对医师的体能要求高,治疗过程艾烟弥漫并存在烫伤风险。因此,结合机器人技术,设计了一款4-DOF的艾灸辅助机器人。通过D-H参数法建立机器人坐标系,并计算机器人模型的正、逆运动学。利用MATLAB中的Robotics Toolbox建立机器人模型并进行仿真,得到机器人末端的位移、轨迹图以及各关节的角度、角速度、角加速度变化曲线。结果表明:机器人在仿真过程中没有出现冲击或卡顿现象,运动学性能良好,验证了机器人模型的合理性。
2020 Vol. 42 (1): 57- [摘要] ( 96 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 283 )
64 吴禄慎王启宇
基于改进Catmull-Clark细分算法的曲面优化
为解决细分过程中曲面网格增长速度过快的问题,以二面角准则为自适应细分准则,提出一种基于顶点平坦度的Catmull-Clark自适应细分算法。该算法通过计算顶点1-邻域内所有面之间的法向夹角,定义顶点平坦度作为阈值来判断网格面是否需要进一步细分。以发动机零件为例,应用Catmull-Clark基本算法和自适应算法对网格曲面细分展开对比分析。实验结果显示,通过调节细分阈值的大小,自适应算法能减少细分过程中产生的网格数量,有效降低网格增长速度,减少内存占有空间和网格细分时间,细分算法效率得到明显提高。
2020 Vol. 42 (1): 64- [摘要] ( 88 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 276 )
70 俞小康马国红吴春祥洪蕾文华
镀锌钢板添加Cu粉U-MIG焊接工艺及成型机制
为了改善镀锌钢板的焊接性和提高焊接接头的性能,研究了镀锌钢板表面涂覆Cu粉的U-MIG焊接工艺和焊缝成型机制。通过焊缝宏观形貌和横截面分析了Cu粉的添加对焊缝形貌的影响,采用光学显微镜分析了热影响区和焊缝中心区的微观组织。利用第一性原理计算的方法进一步分析了Cu与Fe的成键机制。研究结果表明:Cu粉的添加增加了焊缝熔深和减小了焊缝余高;同时,金相图表明铜粉有利于细化焊缝区的晶粒组织;差分电荷密度图则表明Cu的添加有利于提高结构的稳定性。
2020 Vol. 42 (1): 70- [摘要] ( 80 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 287 )
76 陈金辉
基于激光位移传感器的零件轮廓曲线重建策略
针对零件轮廓曲线复杂多变,破损情况不尽相同,使用传统建模方式存在效率低、精度差、操作复杂等问题,提出基于激光位移传感器的零件轮廓曲线重建技术,构建了自适应零件轮廓曲线采集平台,基于Savitzky-Golay平滑滤波算法实现了采集数据的降噪与光顺,通过Akima样条拟合和重采样重建了能够用于加工制造的轮廓曲线点集,并通过实例测试验证所提重建策略的可行性和有效性。结果表明,重建曲线与理论曲线之间的误差在-0.143 4～0.091 0之间变化,能够重建与原始曲线一致、误差更小且符合加工制造要求轮廓曲线。
2020 Vol. 42 (1): 76- [摘要] ( 38 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 294 )
81 王晓徐将刘木华
基于偏振散射特性的仿生植被识别方法研究
为了研究仿生植被涂层的检测问题,从电磁波的偏振特性出发,研究了平面单色波的斯托克斯矢量与空间几何参数和相位参数之间的几何含义,利用偏振椭圆及其几何参数建立了物理模型,结合电场矢量方程,得到了被测量样品表面的振幅比(K)、相位延迟(δ)和偏振度(P)。分别通过7个不同的测量角度对樟树树叶和3种绿色仿生涂层进行实验,利用测量数据分析了4种物质表面的偏振散射特征,最后应用菲涅尔方程验证理论模型。
2020 Vol. 42 (1): 81- [摘要] ( 63 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 284 )
85 陈恳魏艺君熊哲浩戴雨心廖嘉文
基于稀疏技术的快速高斯-赛德尔潮流算法
针对高斯-赛德尔潮流算法利用节点电压方程和节点功率方程直接迭代的特点,提出基于稀疏技术的快速高斯-赛德尔潮流算法。其中包括建立以一维方式存贮的二维数组形式的Y(n,d)数据文件,以大大减少存贮单元数并大大提高数据文件的读写速度;读出的一维方式的数据文件可直接构成二维Y(n,d)数组;直接利用Y(n,d)数组完成基于稀疏技术的潮流计算而无需非零判断。此外,比较最佳加速因子的取值精度对计算结果和迭代次数的影响以避免冗余计算;利用改进的加速因子试探法快速确定最佳加速因子以减少潮流计算次数。Y(n,d)数组与传统Y(n,2n)数组相比,其数据文件的读写速度和潮流计算速度均大大提高,且系统规模越大,优势越明显。
2020 Vol. 42 (1): 85- [摘要] ( 74 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 289 )
90 刘建胜申诚雷兆发
一种fishbone仓储布局下拣选路径存取协同策略的优化
为了提升仓储物流中心的生产运作效益,基于一种非传统fishbone布局路径优化特点研究的基础上,提出了一种质量、体积双负载约束下的存取协同的策略模式,并构建了拣选路径的优化模型。针对该模型,设计了改进的禁忌搜索算法(TS)进行模拟仿真试验,该算法的初始值部分由遗传算法生成,有效地克服了禁忌搜索算法对初始值的依赖性。应用该算法,针对不同的订单规模和不同的初始负载比例,将传统的拣选模式和存取协同的策略模式下的最短拣货路径距离进行了比较,结果显示存取协同策略模式能够缩短fishbone布局下拣货路径的距离,其优化比例最高可达38%左右,最差的优化结果也有12%,从而提升生产作业效率。
2020 Vol. 42 (1): 90- [摘要] ( 93 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 292 )
98 曾晖杰王冠南
智能变电站二次回路性能的现场测试与分析
以丰富智能变电站二次回路性能的现场测试与分析的实践为目的。提出一种通过交换机功能测试和交换机性能测试的实践方案。交换机功能测试方法采用Vlan划分正确性验证、端口镜像功能测试、网络优先级功能测试、网络风暴抑制功能测试、错误帧测试,而交换机性能测试则通过主网性能测试和延时测试实现。以江西某220 kV智能变电站为例进行测试,测试结果均满足性能指标,验证了测试方案的有效性。
2020 Vol. 42 (1): 98- [摘要] ( 70 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 271 )
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