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科学技术与工程 2017年第11期杂志 文档列表

TC4钛合金平板高速撞击损伤及弹道极限特性1-8

摘要：为研究高速撞击下TC4钛合金平板的损伤行为和弹道极限特性,首先利用空气炮和LS-DYNA软件对直径25.4 mm钢弹高速正撞击3 mm厚TC4钛合金平板的过程进行了实验和仿真分析研究,得到TC4钛合金平板的损伤结果和弹道极限速度;并基于实验结果验证了有限元模型的准确性。然后利用有限元方法进一步分析了平板厚度、撞击角度和弹头形状对TC4钛合金平板撞击损伤及弹道极限特性的影响。研究结果表明:平板厚度越大,弹丸撞击角度越小,平板的弹道极限速度越大;而弹丸直径相同时,弹头形状对薄板的弹道极限速度有一定影响;此外,平板厚度、撞击角度及弹头形状对平板的撞击损伤形式有较大影响。

土家织锦与织锦纺线之间的颜色感知差异的关系9-15

摘要：土家织锦的纺线在纺织前后,易产生颜色感知差异,使得纺织者难于从织锦中的颜色准确判断原纺线的真实颜色。从辐射亮度定义出发,分析了土家织锦表面光谱反射率测量的光路形成,探索了纺线纺织前后的光谱反射率相关性。选择土家织锦纺织过程中常用的22种典型颜色的纺线织成色块样本,采用分光光度计测量得到纺线纺织前与织成锦后的光谱反射率,建立了二者颜色感知差异关系的半经验式光谱信息混合模型;并采用光谱角和拟合优度系数来评价结果。实验结果显示半经验模型拟合光谱曲线与仪器测量的光谱曲线之间的光谱角度差的最大值为θij=3.966 4°,平均值为θij=1.477 9°,拟合优度系数CGF≥0.995。这表明所提出的模型能够准确描述织锦与纺线之间颜色感知差异关系,为土家织锦纺织选线过程中颜色准确匹配技术提供了理论依据,有助于获得颜色高保真的织锦产品。

洞穴滴水对石漠化环境变化的响应初探16-22

摘要：为利用洞穴滴水指标探究石漠化环境变化状况,对安顺地区云峰屯堡2个洞穴的16个滴水点进行为期1 a的连续监测。通过现场监测获得数据,用空间变化规律类比时间变化,结合前期1 a的数据进行对比分析。研究得出:灰质白云岩石漠化地区洞穴滴水的滴率、电导率、p H和Ca2+可以初步用于判别石漠化程度;强度石漠化地区滴水p H可能并不存在“雨季高,旱季低”的反常特征,其季节变化特征不能指示石漠化环境;滴率变大、p H减小均反映了云峰屯堡地区石漠化程度在逐渐加剧,电导率与Ca2+含量的增加则表明强降雨和农业活动加剧水土流失而导致石漠化程度趋于严重;滴水的部分理化指标或可作为地表环境的地下监测指标,为进一步明确滴水信息与地表石漠化环境之间的关系,需要进行长时期监测。

川西雀儿山印支晚期岩浆事件:花岗闪长岩锆石U-Pb年代学证据23-29

摘要：雀儿山花岗岩体位于川西义敦岛弧北端,由似斑状花岗岩、伟晶质和细晶质花岗岩脉以及岩体边部的花岗闪长岩组成。这些花岗闪长岩石属于高钾钙碱性的花岗岩石系列,其稀土元素配分曲线呈向右缓倾型,轻稀土元素富集明显,Eu负异常明显,表明岩浆演化过程中经历了部分斜长石结晶分离过程。花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄值为217.2~223.6 Ma,表明其成岩年龄为晚三叠世。构造环境判别图解显示,川西雀儿山花岗闪长岩形成于与甘孜—理塘结合带向西俯冲有关的火山弧构造环境。

基于粒子滤波的透射电镜肾小球基底膜分割30-36

摘要：为了分割出厚度突然变窄、走向突然转变的基底膜,以辅助病理医生诊断遗传性肾小球疾病,提出了一种基于粒子滤波的透射电镜(TEM)肾小球基底膜分割方法。依据粒子滤波的原理,首先手动选择小段基底膜得到初始化的粒子;然后根据已估计状态的粒子的先验信息,利用动态模型产生下一个状态的粒子集;再从中选择满足约束条件的粒子;并利用似然函数选出权重较大的粒子;在连续状态的估计中,为了分割出厚度突然变窄、走向突然转变的基底膜,结合了回溯法和重采样的方法来更新粒子;随着多个连续状态的粒子估计,最终得到基底膜的分割结果。实验结果:选择了6组厚度突然变窄、走向突然转变的肾小球TEM图像进行基底膜分割,Dice相似系数范围为0.70~0.85。方法能够有效分割出厚度突然变窄、走向突然转变的基底膜,得到较为完整的基底膜。

离子型稀土矿体蠕变特性及模型研究37-43

摘要：为研究离子型稀土矿体蠕变特性,基于GDS三轴试验系统,对原状矿样进行不同围压和含水率下的三轴蠕变试验。结果发现:偏应力水平不超过50%,矿样主要发生衰减蠕变变形,且以瞬时弹性变形为主,蠕变变形量很小,矿样处于稳定状态。当偏应力水平达到70%,矿样发生非稳定蠕变,在经历减速蠕变和等速蠕变后,变形迅速发展,矿样在短时间内破坏。围压和含水率对离子型稀土矿体在加速蠕变阶段的变形特性影响显著,围压越小,矿样越早进入加速蠕变阶段,发生破坏的时间越短;含水率越大,矿样破坏时变形量越大,强度降低越明显。基于蠕变试验数据,分别探讨Burgers模型、西原正夫模型以及幂函数模型的适用性;并且在Burgers模型基础上引入非线性黏滞元件,建立一种新的非线性黏弹塑性模型。该模型能较好描述离子型稀土矿体蠕变全过程。

海相页岩与海陆过渡相页岩吸附气量主控因素及其差异性44-51

摘要：以黔北地区下寒武统牛蹄塘组海相页岩和南华北地区下二叠统太原-山西组海陆过渡相页岩为研究对象,分析页岩有机地化、储层、吸附气量特征,进而研究页岩吸附气量影响因素及其差异性。研究结果表明:页岩有机碳含量大于2%,两者均为优质的烃源岩;但有机碳含量相差甚大。牛蹄塘组页岩矿物组成主要为石英,其次为黏土矿物,而太原-山西组页岩以富集黏土矿物为特征。牛蹄塘组页岩比表面积和吸附气量大于太原-山西组页岩;而总孔体积和平均孔径均小于后者。页岩岩石组成与吸附气量之间的关系如下:牛蹄塘组页岩TOC与吸附气量呈正相关关系且TOC是吸附气量的主要影响因素;而太原-山西组页岩TOC与吸附气量之间关系不明显。牛蹄塘组页岩石英与吸附气量呈正相关性,其原因是石英为生物成因,伴随有机质富集;而太原-山西组页岩石英与吸附气量具有负相关性,其原因为TOC和黏土矿物随石英的增加而减少,且TOC、黏土矿物与吸附气量呈正相关关系。牛蹄塘组页岩伊利石和太原-山西组页岩黏土矿物均与吸附气量具有正相关性,原因为黏土矿物吸附有机质且黏土矿物中各组分发育大量孔隙。

三通道偏振成像导航传感器的设计与应用52-56

摘要：为了获得较高的偏振光航向精度,设计实现了一种三通道成像偏振导航传感器装置样机。研究了基于Stokes矢量的偏振光测量原理;并基于此原理搭建了传感器。编写了程序控制软件,可以实时输出航向角,解决了一般实验装置无法实时测量航向角的缺点。进行了室外装置测试实验,实验结果表明:传感器室外航向角测量平均误差为0.83°,能够稳定输出导航角度,可以满足实时测试的需要,为下一步组合导航提供稳定的信息源。

开关电感型级联准阻抗源DC-DC变换器57-61

摘要：针对传统准Z源自身存在的不足,设计并提出了一种开关电感型级联准阻抗源DC-DC拓扑结构。分析了电路的基本结构和工作原理,利用伏秒平衡原理推导了电路各部分的电压关系。与普通的开关电感型电路拓扑相比,这种电路结构具有较高的升压功能;而且电容器电压应力明显改善,给出了MATLAB/Simulink仿真分析结果。最后通过以DSP为核心的实验电路进行了实验验证,仿真和实验结果均验证了该电路的可靠性和可行性。

多级串联电流型开关电感变换器的非线性现象研究62-67

摘要：首次研究了多级串联电流型开关电感Buck-Boost变换器中的非线性现象,由频闪映射法得到了电流断续情况下系统的离散映射模型。通过MATLAB数值仿真,得到了在相同参数配置下,不同级联数时系统的非线性现象变化规律。根据系统离散映射模型在不动点邻域处的雅可比矩阵特征值,得出了系统的最大李雅谱诺夫指数,对系统稳定性进行了分析。最后进行了相应的电路仿真和实验电路验证,实验结果与仿真结果一致。研究结果表明,多级串联电流型开关电感Buck-Boost变换器存在着分岔和混沌等丰富的非线性现象。

Clifford代数空间上的三维颅部感兴趣区配准68-73

摘要：针对3D颅部医学图像配准中存在的配准精度不高、运算复杂、配准效率低等问题,在创新性地圈定了感兴趣配准区域的基础上,提出了一种基于Clifford代数的全新的几何特征轴构造方法。起初从参考模态与浮动模态中依次提取特征点,通过该特征点实现配准感兴趣区(ROI)圈定;其次利用感兴趣区的点云数据集到其质心的距离测度构造几何特征轴,并计算相应的旋转算子完成浮动模态相对于参考模态的高效、高精度配准。这样的配准方式有效地避免了多模态图像成像时配准区域非完全匹配导致的误差,并减少待处理的数据量,同时消除了无效配准区域产生的局部最优点的影响,进而降低了配准的误差。实验表明,感兴趣区处理后的待配准图像,经新算法仿真配准,能够精确地定位组织器官的三维位置,执行效率高且配准误差较小,是一种有效的3D颅部医学图像配准方法。

基于向量空间的专利类比挖掘算法74-78

摘要：新技术在进行技术突破时,很难找到创新点和方案。针对这一难题,提出一种基于向量空间的专利类比挖掘算法。首先,从源数据中获取描述功能和属性的专利技术方案(PSC),建立基于PSC的TF-IDF值的向量空间模型(VSM);然后,根据专利文献间的信息距离制成基于PSC术语的专利地图;最后,分别对PSC进行创新性分析,根据分析结果用类比的思想进行新技术的创新。本文算法的时间复杂性为O[(n2+n)/2],低于对比算法的O(n2)。以无线充电技术专利和无线传感技术专利文献为源数据,实验结果表明,所提出的算法比对比算法能更有效地获取更具有创新性的创新方案。

基于马尔可夫攻防模型的电力信息光网安全策略加固79-83

摘要：电力信息光网具有很高的不确定性,当前光网安全策略加固方法大多通过博弈模型实现,无法有效应对攻击意图与策略变化,不能保证电力信息光网的可靠性。为此,提出一种新的基于马尔可夫攻防模型的电力信息光网安全策略加固方法。给出电力信息光网安全策略选择模型,用7元组描述。构建马尔可夫攻防模型,依据电力信息光网攻击过程形成攻击状态转换图,依据攻击时获取的观察事件对攻击状态转换图进行匹配,在分析状态不确定的情况下获取电力信息光网信念状态,把概率值大于信念状态阈值的状态当成初始节点,得到攻击状态转换子图。详细介绍了马尔可夫攻防模型均衡求解过程。实验结果表明,所提方法不仅有很高的应用性,而且经该方法处理后的电力信息光网具有很高的可靠性。

压缩天然气气瓶超压泄放装置爆破及疲劳特性实验研究84-88

摘要：建立了超压泄放装置的疲劳实验平台,研究了压缩天然气(CNG)气瓶采用的爆破片与易熔塞组合泄放装置的爆破及疲劳性能。结果表明:易熔塞的结构决定了装置能否正常泄放;爆破片操作比和压环圆角的大小是影响装置疲劳性能的重要因素。国内外标准规定的超压泄放装置结构均存在很大安全隐患,因此装置必须进行相应的改进。

磁控溅射镀铜芳纶织物的制备及其性能研究89-93

摘要：芳纶纤维具有优异的力学性能和加工性能,还具有极好的耐热和耐化学药品性能、尺寸稳定性、耐疲劳性及耐腐蚀性等。磁控溅射镀膜法是一种高效的薄膜沉积工艺,具有装置性能稳定、操作控制方便、无环境污染等优势。采用磁控溅射法在芳纶织物表面镀覆纳米铜薄膜,使纺织品表面金属化。镀铜芳纶织物采用XRD与扫描电镜进行表征,且评价镀铜织物的抗静电性、导电性及拒水性。结果表明,溅射镀膜50 min的镀铜纤维表面致密地沉积纳米铜;XRD图显示铜的结晶存在。溅射镀膜50 min的镀铜芳纶织物接触角高达132.5°,表面电阻为129Ω/sq,抗静电半衰期为0.4 s。表明其具有良好的拒水、导电及抗静电性。

不同侧限条件下红黏土竖向压缩性能响应试验分析94-102

基于ALE方法的射流冲刷砂土和黏土的数值计算103-107

摘要：疏浚工程中常采用射流冲刷的方式辅助切削土壤,但面对不同土质时其效果差异较大。针对疏浚中常见的砂土和黏土两种土质,采用ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)方法对其射流冲刷过程进行了数值计算,通过实验验证了计算结果的有效性,比较了两种土质在射流冲刷下的坑深发展、冲坑形态和冲刷能耗。结果表明:两种土质的冲刷坑深在初始阶段均线性增长,相同冲刷速度下黏土的发展速度较慢;两种土质的冲刷坑形均具有相似性,冲刷黏土获得的坑形更为陡峭;随着目标坑深的增长,两种土质所需冲刷速度线性增加,获得相同冲坑深度时,黏土(剪切强度17 k Pa)所需能耗达砂土的十多倍。

小净距上下重叠盾构隧道施工扰动数值分析108-114

摘要：以杭州市环城北路地下通道为工程背景,对小净距上下重叠盾构隧道的施工扰动进行了研究。通过ABAQUS 6.13有限元软件进行数值模拟,对比分析不同开挖顺序工况下周围土体的变形特点,地表沉降的变化,以及后建隧道对先建隧道衬砌的变形和应力影响。研究结果表明:盾构隧道的开挖会引起明显的地表沉降,约3.0cm;后建隧道的施工会引起先建隧道的内外侧应力相应地减小;不同施工顺序对这两者无显著影响,但会显著影响已建隧道的衬砌位移。先上后下工况时,后建隧道对先建隧道表现为加剧衬砌沉降,而在先下后上工况时,后建隧道对先建隧道的衬砌顶部位移有保护的作用,累计减弱下沉0.46 cm。因此推荐采用先开挖下行隧道,再开挖上行隧道的施工顺序。