南昌大学学报（工科版）
 
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南昌大学学报(工科版)
 
2023年 45卷 4期
刊出日期：2023-12-28
论文
   
论文
307 罗浩奇万思杰王剑勇江叶明汉锋肖鑫宇周魏华
基于聚苯并噁嗪/氮化硼三维骨架的导热环氧树脂复合材料的制备与性能
针对导热复合材料中填料含量过多会导致力学等性能下降以及三维导热骨架中黏合剂与树脂基体相容性差的问题，本文采用牺牲盐模板法，制备了基于聚苯并噁嗪/氮化硼(PPH-ddm/BN)三维导热骨架，进一步与环氧树脂(epoxy, EP)复合，得到了环氧树脂/聚苯并噁嗪/氮化硼(EP/PPH-ddm/BN)复合材料。当BN质量分数为19%时，复合材料的导热系数为1.01 W·m-1·K-1,比纯环氧树脂提高了381%。归因于三维导热网络的形成以及聚苯并噁嗪和环氧树脂间良好的相容性，降低了氮化硼与树脂基体的界面热阻。骨架碳化后，环氧树脂/碳/氮化硼(EP/C/BN)复合材料的导热系数最高可达1.38 W·m-1·K-1,比纯环氧树脂提高了557%,为目前相同BN含量下聚合物基复合材料的最高值。复合材料的硬度与弯曲强度随BN含量增加而提高，相关研究为发展填料含量较低的热管理材料提供了新思路。
2023 Vol. 45 (4): 307- [摘要] ( 82 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 421 )
316 梁涛 徐小雪 李帅 蔡燕芳 欧阳珊 吴小平
基于PSR模型的鄱阳湖渔业生境健康综合评价
评估鄱阳湖渔业生境状况对于鄱阳湖渔业资源保护和渔业可持续发展有重要意义。应用压力-状态-响应(PSR)模型，通过构建渔业生境评价指标体系，结合层次分析法和熵权法的主客观赋权法确定各指标权重，并基于1980—2019年现场调查和历史数据对各时间段的鄱阳湖渔业生境赋分，进而评价鄱阳湖渔业生境的健康状况。结果显示，1980—2019年间鄱阳湖渔业生境发生退化，综合得分为1980—1989年(75.35)>1990—1999年(72.08)>2000—2009年(68.83)>2010—2019年(58.57),1980—2009年间渔业生境健康得分持续下降，水平由良好下降为一般，直至2010年开始有一定改善，恢复为良好状态。不同时段的生境指数和变化驱动因素分析表明，影响鄱阳湖渔业生境健康的主要因素是人类活动、生物因素与生态建设因素。结合评价结果，从管理制度、政策执法、生物保护等方面给出了治理建议，为鄱阳湖渔业生境保护和科学管理提供依据。
2023 Vol. 45 (4): 316- [摘要] ( 38 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 324 )
326 陈宝魁 王伟伟 胡思聪 曲春绪 戴新超
震源机制对海底地震动及跨海桥梁地震反应的影响
为了研究震源机制对海底地震动特性的影响，将从日本K-net搜集到的113条海底地震动按震源机制、震中距和震级分类。从其中选取中场中震海底实测记录进行加速度(a)、速度(v)和位移(d)反应谱，以及d-v-a三联谱的对比。为了进一步了解不同震源机制下海底地震动的差异，对比分析跨海桥梁于不同震源机制下海底地震动的地震反应。在保证所选地震动的峰值加速度(PGA)接近和缩放系数接近的原则下，并以各自中场中震地震动平均反应谱为匹配对象，选取走滑断层和逆断层各4条海底实测地震记录，分析其对某跨海大桥引桥段的影响。经过分析对比后发现走滑断层在中、长周期段各谱值明显高于逆断层，且速度敏感区长度也更长，而且跨海桥梁对走滑断层海底地震动的地震反应均大于逆断层。
2023 Vol. 45 (4): 326- [摘要] ( 51 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 234 )
336 谭光伟 董新伟 曾思智 廖志勇 胡淑军
基于并筋的装配式混凝土柱抗震性能试验
基于纵筋与并筋等面积原则，提出一种基于并筋的装配式混凝土柱，主要包括纵向钢筋、并筋、异径半灌浆套筒、异径机械套筒和抗剪连接件，可有效提高装配式混凝土柱的连接效率。设计并制作现浇混凝土柱XJZ-1、普通并筋柱BJZ-1和带抗剪件并筋柱BJZ-2的试验模型，研究其破坏模式、滞回性能、钢筋应变、骨架曲线和延性系数等。结果表明：试件XJZ-1底部先后出现水平和竖向裂缝、混凝土压碎和纵筋弯曲现象；试件BJZ-1与BJZ-2均先后出现水平裂缝、沿注浆孔对角斜裂缝、混凝土压碎、灌浆套筒上部纵筋一侧受弯屈服和坐浆层脱落等现象。试件XJZ-1承载能力、初始刚度和延性系数最大；相比试件BJZ-1,试件BJZ-2的承载能力、初始刚度和延性系数分别提高13.02%、13.33%和18.50%。另外，各试件在加载时首先产生水平裂缝，随后出现纵筋屈服和混凝土局部脱落现象，但箍筋未发生屈服，均属于弯曲破坏。
2023 Vol. 45 (4): 336- [摘要] ( 32 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 118 )
345 陈文华 郭猛 郭兴国 刘向伟 陈国杰
一种基于墙体湿损坏评估的抹灰材料选择方法
以多孔介质热湿耦合迁移理论为基础，考虑墙体从地面吸湿和墙体表面热湿迁移的问题，确立了墙体内含湿量预测的模型，通过比较墙体和不同抹灰材料中的含湿量大小来合理地选择墙体抹灰材料。以南昌地区240 mm砖墙为例，分析了以水泥砂浆和预混防潮水泥2种材料作为抹灰材料的选择，计算结果表明，预混防潮水泥作为抹灰材料时其湿高度较低，墙体内含湿量也较低，更适合作为该砖墙的抹灰材料。分析了抹灰材料吸水率、厚度和密度对其湿高度和墙体含湿量的影响，结果表明：抹灰材料吸水率增加，湿高度增加，墙体含湿量也增加；抹灰材料厚度增加，其湿高度增加，墙体含湿量降低；抹灰材料密度增加，其湿高度降低，墙体含湿量也降低。
2023 Vol. 45 (4): 345- [摘要] ( 29 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 314 )
351 张华 王本俊 傅大宝 季韬
水玻璃掺量对碱激发矿渣-不锈钢渣水泥抗裂性能的影响
以矿渣和不锈钢渣为前驱体，以氧化钙、碳酸钠和水玻璃为复合激发剂，制备碱矿渣-不锈钢渣水泥(ASL)。固定氧化钙和碳酸钠的碱掺量(氧化钙和碳酸钠反应生成的Na2O与ASL的质量比)为4.0%,研究水玻璃掺量(水玻璃中的Na2O与ASL的质量比，即0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)对ASL抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、内钢环应变、环向拉应力和抗裂性能的影响规律，并计算抗裂性能评价指标Acr(t),用其来表征ASL抗裂性能的优劣。结果表明：随着水玻璃掺量的增加，ASL的抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度均先降低后升高；抗裂性能评价指标Acr(t)先增大后减小，抗裂性能先增强后减弱；水玻璃掺量为0.5%时，ASL的抗裂性能最优。
2023 Vol. 45 (4): 351- [摘要] ( 26 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 126 )
357 程旭日
钢-聚甲醛混杂纤维超高性能混凝土力学性能试验
为研究钢-聚甲醛混杂纤维超高性能混凝土的力学性能，以纤维掺量(0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)和长径比(60、80、120)为设计参数，实施17组不同配合比立方体试件的流动度试验与抗压试验，观察试件的破坏形态，获取试件的最优配合比。探讨了不同设计参数对试件的流动度、抗压强度等力学性能指标的影响。试验结果表明：掺纤维试件的破坏模式显示出更强的韧性与延性，主要体现在抑制微裂纹形成的方面，纤维横向约束效果显著；相比于未掺纤维的基准组，掺入混杂纤维后的试件的流动度降低，抗压能力提升；混杂纤维掺量对试件的力学性能影响显著，较单一纤维掺入流动度表现更佳，其中聚甲醛纤维对超高性能混凝土的抗压强度提升有限，而随着钢纤维掺量增加，抗压强度增大；长径比对试件的力学性能影响显著，聚甲醛纤维直径对试件流动度影响较大，抗压强度随混杂纤维长径比的增加而增大；钢-聚甲醛混杂纤维超高性能混凝土通过控制混杂纤维长径比，能够同时获得较好的延性和抗压能力。
2023 Vol. 45 (4): 357- [摘要] ( 33 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 201 )
365 王雪芳 刘豪杰 马世龙 沈妍燃 吴文达 许利惟 张晓平
基于人工神经网络的碱矿渣混凝土强度预测
强度是混凝土的重要性能指标，碱矿渣混凝土的强度不仅与水胶比有关，还与碱激发剂相关，故而传统的硅酸盐水泥混凝土强度预测模型不适用于碱矿渣混凝土。为了能够精准预测碱矿渣混凝土的强度，减少试验次数，节约试验资源，将改进BP算法及主成分分析法(PCA)运用于人工神经网络模型，结果显示：相对于T-BP网络模型，基于碱矿渣混凝土构建的PCA-BP神经网络强度预测模型的训练速度更快、训练误差更小、精准度更高，平均相对误差只有3.81%,能够达到理想的预测效果，为有效预测碱矿渣混凝土强度提供了新的途径。
2023 Vol. 45 (4): 365- [摘要] ( 73 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 116 )
370 林友勤 郑学善 余印根 王志俸
基于BP神经网络的斜拉索损伤识别方法
斜拉桥拉索损伤识别中不仅需要拉索发生损伤时自身索力的变化，还需要考虑拉索发生损伤引起的其他拉索索力变化，以单索索力变化为指标的方法难以适应斜拉桥的拉索损伤识别。以不同损伤下全桥索力变化率作为输入向量，拉索损伤位置和损伤程度工况为输出向量，建立了较为精准的BP神经网络模型。对斜拉桥模型在发生单根和2根拉索损伤工况时进行损伤识别，并随机选取不同损伤工况对BP神经网络模型的准确性进行验证，拉索损伤识别误差在6.0%以内。结果表明：以拉索索力变化率为指标，基于BP神经网络模型能够有效地识别斜拉桥拉索的损伤位置和损伤程度，为桥梁安全运营提供保障。
2023 Vol. 45 (4): 370- [摘要] ( 52 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 126 )
377 占双剑 孙仁权 黄晓明 陈滢
一种工业补燃燃烧器导流设计与强度分析
为提高某型余热锅炉的换热效率，设计了一种前置导流结构，并研究了其前置工业补燃燃烧器工作时的强度问题。根据计算流体动力学的流场迭代仿真结果调整了燃烧器导流板仰角，得到了符合流场一致性和流动均匀性要求的导流设计，再利用自主开发的MATLAB程序算法将温度场映射到有限元分析模型，并使用HyperMesh-ABAQUS联合仿真对组件进行了常温静力及热力耦合分析，校核了导流板在不同工况下的结构强度。为使模拟更加精确，根据材料性质随温度改变的情况对模型材料参数进行了相应调整。分析表明：在导流结构满足将流场均匀输出的前提下，设计的结构在自重分析下满足强度准则，等效应力远低于结构材料屈服强度；而在高温热冲击下，计算结构的局部应力水平趋近于材料屈服强度，针对该现象从几何设计和材料选择两方面给出了优化意见。整个分析过程全面考虑了导流板在常温、热态使用条件下的强度表现，并给出了结构调整带来的应力下降幅度，为基于使用状态的补燃燃烧器导流板优化设计提供了标准化参考流程。
2023 Vol. 45 (4): 377- [摘要] ( 39 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 194 )
385 刘国浩余廷芳
超临界CO2再热再压缩布雷顿循环火力发电系统分析
建立了超临界CO2一次再热再压缩布雷顿循环火力发电系统模型，深入分析了各关键参数对系统性能的影响，研究了分流比对换热器夹点的影响规律，得到了对应的最佳分流比，同时分析了各部件火用损率的大小。结果表明：随着再热压力的升高，系统火用效率先上升后下降，存在最佳再热压力；对整个发电系统，锅炉是火用损最大的设备，而对热力循环，回热换热器是火用损影响最大的环节；由于分流的存在，系统火用效率受主压缩机出口压力和入口温度的影响并非单调变化；分流比的选取应综合考虑其对高温回热器和低温回热器回热度的影响，以使整体系统达到最优。
2023 Vol. 45 (4): 385- [摘要] ( 53 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 135 )
392 柳守诚王淳邹智辉刘伟陈佳慧周晗
基于知识驱动及数据相关性的低压配电网户变关系识别
低压配电网变-相-户关系的自动识别是实现智能低压配电网的基础。针对目前低压配电网拓扑连接关系识别难、用户信息更新换代快、已知的连接关系易过时的问题，给出一种基于先验知识及数据相关性的户变关系识别方法。首先以配电变压器某一相线为例，推导相关公式，分析电压特性及相关先验知识。然后借助电压相关系数，确定初步的户变关系及嫌疑用户集合，再由分类矩阵和阈值系数向量确定近端用户集合。最后在此基础上，剔除嫌疑用户集合中的错误用户，对剩余嫌疑用户采用相关性均值、方差处理，实现户变关系及错误用户正确归类。选取南昌市某地区实际数据展开算例分析，结果证明了本文给出方法的可行性和有效性，能有效解决户变关系问题。
2023 Vol. 45 (4): 392- [摘要] ( 25 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 142 )
399 张冬刘旭波
基于大数据的产品开发管理系统的设计与实现
针对制造业产品开发数据多源异构的特点以及产品开发各阶段数据不及时流通的问题，分析了大数据技术在产品开发管理系统上的应用，研究并设计了基于大数据的产品开发管理系统。通过大数据技术采集和分析产品设计研发数据、生产制造数据、产品质量数据，并采用模糊层次法对产品开发设计方案进行评价，为产品开发设计方案优化提供数据支撑。通过多模块开发实现对系统管理、产品开发管理和产品设计方案评价的集成，对提高产品开发效率具有一定的借鉴意义。
2023 Vol. 45 (4): 399- [摘要] ( 71 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 101 )
404 周伯萌 潘淼 高开印 王锋
一种触摸屏电极薄膜定位与缺陷检测方法
电极薄膜表面的污渍缺陷检测是工业生产触摸屏过程中一个必要环节，利用图像采集系统结合数字图像处理进行检测，可以将薄膜按结构特征和缺陷分布情况分为两部分；按不同区域特点分别采用背景差分算法和局部增强算法进行缺陷检测，从而解决了传统的人工检测耗时、耗力、不精确等问题，提高了生产效率。
2023 Vol. 45 (4): 404- [摘要] ( 34 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 313 )
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