南昌大学学报（工科版）
 
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南昌大学学报(工科版)
 
2022年 44卷 4期
刊出日期：2022-12-28
论文
   
论文
307 曹迁永陈葵彦
萘酰亚胺负载聚降冰片烯荧光传感器的合成及应用
聚合物荧光化学传感器广泛用于环境及生命体内一些重要物质检测，受到人们广泛关注。通过开环易位聚合反应得到了一种新型的基于萘酰亚胺修饰聚降冰片烯共聚物P-NB-NA-PEG,通过红外光谱和核磁氢谱确定了其结构，并研究了该材料的热稳定性。该聚合物在530 nm具有明显的特征荧光发射峰。同时由于酰胺键和咪唑钅翁识别位点的引入，聚合物传感器P-NB-NA-PEG可以对H2PO-4达到特异性的荧光识别，这可归因于其ICT激发态的“推-拉”效应进而导致荧光发射明显增强。P-NB-NA-PEG对H2PO-4的络合常数为6.04×104mol·L-1,检测限低至0.148μmol·L-1,表明该聚合物传感器材料具有很高的灵敏度。
2022 Vol. 44 (4): 307- [摘要] ( 67 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 338 )
315 刘敏 曹炳伟 武化民 康长安
P25复合钴铝水滑石催化剂的制备及其用于光催化降解RhB
鉴于罗丹明B(RhB)对于环境的污染，以商用二氧化钛(P25)为基体，通过水热的方式制备二氧化钛/钴铝水滑石异质结催化剂(P25/LDH),并通过光催化降解RhB表征其光催化性能。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计、电化学工作站等对样品的晶体结构、微观形貌、光吸收、电化学性能等进行测试，并计算其能带结构，探究P25/LDH催化剂光催化反应机制。结果表明：相比于纯相P25,P25/LDH复合材料具有多孔结构，且对光的吸收更高，P25的质量分数为62%时，复合材料的催化效率最高，光照15 min后RhB的质量浓度为1.6 mg·L-1。UV-DRS图谱显示，LDH能够扩展材料对光的吸收，相比于纯相P25,复合材料在400 nm以后也有吸收峰提升了对光的利用率。通过对样品的能带结构分析可得，由于P25的导带及价带位置均低于LDH的导带及价带，可以判断P25和LDH之间形成type-Ⅱ型异质结，这可以抑制光生载流子的复合，提高其分离度，从而提升催化剂对RhB的降解率。
2022 Vol. 44 (4): 315- [摘要] ( 160 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 144 )
320 杨晟焘 熊高典 马国红
氧化铈含量对LZ91合金微观组织和显微硬度的影响
主要研究了添加不同质量分数的氧化铈(CeO2)所制备成的LZ91合金复合材料的微观组织以及显微硬度。X射线衍射(XRD)证明了铸态LZ91合金α-Mg、β-Li相以及MgZn2的存在，随着CeO2的加入，复合材料LZ91合金的相组成发生了改变。对显微组织的研究发现，添加不同质量分数的CeO2,影响了α-Mg的面积分数(Sα)和α-Mg晶粒大小，当质量分数为3%时面积分数最小为27%,晶粒最小值为58μm;同时观察到微观结构中的相组成发生了MgZn2的消失和MgLiZn的生成，发现CeO2的加入改变了合金的凝固方式。利用纳米压痕方法对材料的硬度进行表征发现，随着CeO2的添加，显微硬度逐渐降低。
2022 Vol. 44 (4): 320- [摘要] ( 58 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 202 )
326 黄延盛 张欣 刘耀军 胡流云 王长虹 王峥涛 黄晓君
我国不同产地党参药材中糖类成分比较分析
为了解我国不同产地、品种党参中主要糖类成分的差异，解决现有党参质量控制指标缺乏的现状，建立我国主要党参产区(甘肃、贵州、山西、湖北、四川)的不同品种党参(党参、素花党参、川党参)糖类成分质量控制方法，包括多糖含量、单糖组成以及5种单糖和低聚糖的HPLC-ELSD定量分析方法，并制定党参相应质量控制标准。根据35批党参药材多糖平均含量，建议党参多糖质量分数控制标准为≥13.5%。单糖组成需含有鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖，5种单糖和低聚糖(D-果糖、D-葡萄糖、蔗糖、蔗果三糖和蔗果四糖)成分质量分数不得低于15.92%。
2022 Vol. 44 (4): 326- [摘要] ( 136 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 199 )
335 刘鑫宇 曾思智 朱春晖 胡淑军 梁文沁
基于500 MPa钢筋的高强套筒灌浆连接力学性能
对基于500 MPa钢筋的高强套筒灌浆连接各主要影响因素进行总结，并详细分析其受力原理。设计17个考虑套筒厚度、锚固长度、环肋数量和灌浆料强度的分析模型，并采用校正的有限元法进行详细分析。结果表明：基于已有的Ⅰ级接头强度理论、钢筋与灌浆料黏结理论所得套筒厚度和锚固长度值均偏小，建议分别取4 mm和7d;增大环肋数量可提高套筒与灌浆料间的黏结作用和减小两者间的滑移，但考虑加工难度建议取8～16个；增大灌浆料强度可提高连接的强度和减小其塑性变形，以及明显减小灌浆料的损伤，设计时建议取120 MPa。
2022 Vol. 44 (4): 335- [摘要] ( 27 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 127 )
344 徐荣荣 陶忠 戴必辉 戴金沙 赵聪 杨林
应用于榫卯节点加固的扇形黏弹性阻尼器有限元分析
为提升传统木结构建筑的抗震能力，研发一种用于榫卯节点加固的扇形黏弹性阻尼器。先介绍了2种形制不同的阻尼器(SX-1和SX-2)的构造，并对其工作机制进行分析，利用ABAQUS进行数值模拟，通过对比分析2种扇形阻尼器在反复荷载下的滞回曲线饱满程度、耗能系数及等效黏滞阻尼比，研究阻尼器的变形性能和耗能特性。结果表明：阻尼器构造合理，滞回面积、耗能系数及等效阻尼比均随幅值的增加而增大；位移加载幅值较小时，SX-1和SX-2试件的耗能系数及等效阻尼比的数值均较小；SX-2形制的扇形黏弹性阻尼器滞回曲线更饱满，耗能能力强，具有较大的变形能力；SX-2形制的黏弹性橡胶阻尼器的耗能系数及等效阻尼比相较于SX-1阻尼器均得到提高，SX-2阻尼器耗能能力得到加强，能够更加有效地提高传统穿斗木构架的抗震能力。
2022 Vol. 44 (4): 344- [摘要] ( 66 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 157 )
351 胡峰强 钱辉 刘祺
钢结构对接焊缝数值模拟及参数分析
基于ANSYS有限元软件采用了双椭球热源模型、CO2气体保护焊的焊接工艺，通过生死单元法模拟热源移动，建立了桥梁钢结构的焊接有限元模型，进行了对接焊缝的数值模拟分析，并与实验结果进行对比验证了模拟的可靠性。在此基础上研究了对接焊缝在坡口形状、X型坡口多层焊的焊接顺序、焊接速度、焊件厚度、焊接坡口角度、焊枪的施焊方向等不同因素下残余应力的变化情况。结果表明：相比于其他坡口的焊接，X型坡口焊接残余应力较小，多层焊情况时，X型坡口采用对称焊更有利；板厚、焊速的增加，坡口角度的减少及采用分中对称焊方法都能减少焊接残余应力的产生。
2022 Vol. 44 (4): 351- [摘要] ( 38 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 177 )
359 路祥胡小荣
非饱和土广义有效应力三剪强度准则及验证
基于非饱和土广义有效应力原理和三剪强度准则，用广义有效应力对三剪强度准则中的有效应力进行替换，推导得到新的基于广义有效应力的非饱和土三剪强度准则。根据新准则的表达式画出它在π平面上的极限线和p′-q平面上的子午线，并对其极限线和子午线进行特征分析，得到它的外凸型π平面极限线和非外凸型π极限线分界b0值。分析不同的中间主应力影响系数、净平均主应力、饱和度和基质吸力对π平面极限线的影响。新准则不仅能考虑中间主应力影响效应，还能考虑拉压不等效应，它是一系列准则的统一表达形式。当中间主应力影响系数取不同的值时就成为不同的准则，可以向其他准则作非线性逼近。最后为了确定所得到的新的非饱和土强度准则是否正确，采用文献结果验证的方法。验证表明新的基于广义有效应力的三剪强度准则计算结果能够很好地预测文献中的试验结果。
2022 Vol. 44 (4): 359- [摘要] ( 61 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 168 )
366 虞建 张纯 李睿 江汇强
基于多任务学习的结构损伤识别
利用信号特征自动学习和提取的特性，深度神经网络已被成功应用于基于振动的结构损伤定位或程度诊断。单一的损伤位置或损伤程度诊断网络虽分别能实现一定的诊断功能，但不同任务之间的相关信息没有得到充分利用；因此，将损伤定位任务和损伤程度诊断任务相结合，基于一维空洞卷积神经网络，提出了一个具有信号特征共享与反馈特性的多任务联合学习模型。框架结构的数值模拟和实验模型研究表明，与单任务模型相比，多任务模型能有效降低定位错误和损伤程度估计误差，且具有更好的泛化性。
2022 Vol. 44 (4): 366- [摘要] ( 103 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 181 )
373 夏雪强 杨军平 任伟 黄菊花 罗后根 郭毅
基于不同附着系数的电动汽车再生制动策略
根据欧洲经济委员会(ECE)法规曲线、理想制动力分配I曲线以及f曲线明确了前后轴制动力分配范围，结合典型的再生制动控制策略，对前后轴制动力以及机电制动力进行分配并优化，设计了一种基于不同附着系数路面的多模式模糊控制策略，该模糊控制以车速v、制动强度z和电池剩余电量(SOC)为输入，以电机制动比例K为输出，通过将该基于模糊控制的Simulink模型与Cruise整车模型进行联合仿真。结果表明：本文提出的控制策略不但能高效地回收制动能量，提高电动汽车续航里程，而且能进一步增强制动的安全性和稳定性。
2022 Vol. 44 (4): 373- [摘要] ( 68 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 104 )
381 陈明健张莹
树状微通道散热器强化换热的数值模拟
树状仿生结构是自然进化演变出的消耗能量较小的结构，具有较高传热传质能力。基于以上背景，设计了一种树状微通道散热器(TMCHS)。采用有限体积法对微通道内的流动和传热进行了数值模拟，研究了微通道的结构对其换热性能的影响，发现TMCHS(W1=0.8,H=0.9)具有最低的阻力损失，最高的平均努塞尔数(Nuave),最均匀的温度分布。而在侧壁加入空腔的TMCHS表现出更高的压降、更高的Nuave和更均匀的温度分布。在侧壁加入半圆空腔的微通道散热器(TMCHS-C)的整体性能系数(η)最高，换热性能最强。
2022 Vol. 44 (4): 381- [摘要] ( 92 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 168 )
391 程志广刘建胜
基于改进蚁群算法的设备拆卸序列规划及系统仿真
针对复杂设备拆解面临的组合爆炸与搜索爆炸使用传统的方法难以解决的问题，基于设备装配体装配信息进行建模并给出设备零部件之间干涉矩阵及连接矩阵求解方法。以拆解设备的拆卸方向与拆卸工具的改变次数最少为优化目标，构造优化函数模型，用改进蚁群算法对拆卸序列进行优化求解。以常用设备油泵为例，对拆卸序列进行求解，最终得出满足优化目标的拆卸序列。并应用于油泵的拆装仿真，将其拆解过程置于开发的在线系统平台，可实时在线观看学习。
2022 Vol. 44 (4): 391- [摘要] ( 98 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 170 )
396 钱信 吕成伊 宋世杰
基于优化Q-learning算法的机器人路径规划
针对传统Q-learning算法在路径规划中存在收敛速度慢、难以平衡探索与利用的关系等问题，采用改进后的势场对Q-learning算法的Q表初值进行优化，引入多步长策略减少算法的迭代次数和路径中的拐点个数，加入动态调节贪婪因子平衡探索与利用的关系。仿真结果证明，与Q-learnig算法相比，改进后的IMD-Q-learnig算法可将最优路径长度缩短79.09%,拐点个数减少46.67%,算法效率提升88.40%。
2022 Vol. 44 (4): 396- [摘要] ( 229 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 161 )
402 包华 豆云龙 邵汉杰 兰志文 黄模佳
股线扭角和温度对导线综合系数取值影响的有限元仿真及应用
根据力学理论分析了考虑股线扭角的钢芯铝绞导线综合系数理论计算公式，通过有限元仿真研究了导线运行温度变化对绞线综合系数的影响；同时以某实际工程为例，分析综合系数理论解与有限元仿真解对导线弧垂应力计算误差的影响。研究表明：钢芯铝绞导线的轴向综合热膨胀系数不随温度变化，而综合弹性模量随温度的升高而变大；小截面导线JL/G1A-400/35在小档距400 m和大截面导线AACR/EST-500/227在大档距2 000 m,温度每升高10℃,综合弹性模量约增加2～3 GPa;考虑温度效应下综合系数的不同取值，在最高设计运行温度时，小档距小截面输电线路弧垂应力存在大于5%的计算误差，大档距大截面输电线路弧垂应力计算误差小于1%。
2022 Vol. 44 (4): 402- [摘要] ( 73 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 192 )
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