天津大学学报杂志 统计源期刊

天津大学学报 2012年第02期杂志 文档列表

天津大学学报杂志主编特邀——新一代光纤智能传感网与关键器件

自参考式光纤气体传感数据处理方法100-105

摘要：气体检测是光纤传感领域的一大研究热点．在强度吸收型气体传感系统中，吸收致光强变化的检测直接影响到气体浓度的解调精度．以内腔吸收式气体传感系统为例，采用自参考式数据处理方法实现气体吸收谱线的自动识别与浓度解调．根据朗伯．比尔（L-B）定律，理论推导了光强检测误差对浓度解调误差的影响．采用自参考式浓度解调算法，提取了乙炔气体的吸光度曲线，并从理论和实验2方面计算了气体吸收峰的吸光度．分别采用自参考式和预参考式解调算法，再结合2种不同的拟合线型，计算了500组实验数据中9条乙炔气体吸收谱线的吸光度．结果表明，采用自参考式解调算法．Lorentzian拟合时解调误差最小且不超过250×10^-6．再结合波长扫描理论，浓度传感的解调精度可得到进一步提升．

用于光纤传感网的窄线宽多波长光纤光源研究106-110

摘要：窄线宽多波长光纤光源是光纤传感系统中的重要光源，可同时为多路复用技术中的传感器阵列提供所需的多个工作波长．为此对多波长光纤光源的稳态输出进行了数值模拟，理论分析了未泵浦掺铒光纤长度对输出线宽的窄化作用．同时实验构建了一种带有单程反馈和线宽窄化机制的多波长光纤光源，测量分析了这2种机制以及激光腔输出耦合比对多波长输出结果的影响．实验实现功率谱不平坦度〈土3dB时，多波长个数可达27个，3dB线宽约0．06nm，波长在50GHz范围内整体连续可调．

光纤布拉格光栅传感器的一种波长解调方法111-115

摘要：光纤布拉格光栅（FBG）经过中心波长解调，可实现对应变、温度等物理量的高精度传感检测．在光纤光栅传感中，如何检测中心波长的微小移位是传感解调的核心问题．为此，文中介绍了一种基于互相关原理的FBG中心波长解调方法．FBG的初始光谱和被调制后的受扰光谱形状相似，只是中心波长产生了漂移，通过对初始光谱与受扰光谱互相关值的解算，即可解调出中心波长的位移量．将实验结果与自相关法、功率加权法和最小二乘法等波长解调方法进行了对比，结果表明互相关方法可以有效地进行中心波长解调．

天津大学学报杂志机械工程

螺旋锥齿轮虚拟加工过程算法116-121

摘要：为了解决目前螺旋锥齿轮切削仿真中存在的仿真速度慢、精度低、过程不稳定和缺乏独立性等问题，以螺旋锥齿轮齿面成形过程为研究对象，运用“层片切割算法”进行三维实体几何模型动态仿真以及三维切削实时仿真．该算法主要包括建立切削坐标系、刀具数学模型、刀具坐标系的转换模型、层片分割模型、求交计算模型以及相邻切削位置特征点的取舍模型．以此为基础开发的螺旋锥齿轮虚拟加工软件采用Windows作为开发平台，以Visual C＋＋6．0（VC）作为基础编程语言，利用OpenGL图形库进行图形显示并将齿轮模型数据以规定格式输出．经验证，该算法求交速度快、结果精确，相关开发软件可靠准确．

测量线性工作台滚转角误差的多探头法122-127

摘要：针对线性工作台运动过程中的滚转角误差，提出一种多探头测量方法．与传统的用2个位移传感器和1个具有高平面度的感应物测量滚转角误差的方法相比，所提出的方法利用4个位移传感器，无需高平面度的感应物，更容易实现测量．分析了各项几何误差对传感器读数的影响，利用顺序两点法采集传感器信号．根据传感器融合技术，得到滚转角误差的差分表达式；对测量系统进行了灵敏度和仿真分析．仿真和实验结果表明了该测量方法的可行性．

齿轮副整体误差及其获取方法128-134

摘要：针对传动误差在研究和评价齿轮传动质量中的一些局限性，从我国首创的齿轮整体误差测量技术入手，提出了齿轮副整体误差的概念．依据空间解析几何和齿轮啮合原理建立了齿轮副整体误差的数学模型，应用误差作用原理从微观角度推导了齿轮副整体误差与主、从动轮的齿轮整体误差的关系，定义了齿轮副整体误差曲线的基本组成单元，给出了理论单元齿轮副整体误差曲线的解析方程，在建立的接触面坐标系中推导了单元齿轮副整体误差曲线的基本算法；然后详细介绍了齿轮副整体误差的获得方法和具体计算过程，并在齿轮整体误差测量仪CZ450的硬件基础上开发了齿轮副整体误差测量系统，给出了测量实例；最后在与传动误差比较的基础上，分析了齿轮副整体误差的优点．

天津大学学报杂志电气与自动化工程

一种复杂背景下非规则带状区域的分割算法135-139

摘要：边界层辐合线具有很强的气象风暴灾害的预示能力，它在多普勒雷达图像上表现为一条蜿蜒的、可能有岔路的、宽度不定的、取值变化的、若隐若现的带状区域．为此，提出一种“探测窗”协同加深“印象”算法，用于提取这种具有复杂背景的非规则带状区域．其中，探测窗探身于复杂对象的局地，用以击中疑似局部目标区，并将区域形态、取值等特点纳入探测准则之中，加深“印象”法有利于进一步地去伪存真．实验表明，该算法可以将落入值域的各种边界层辐合线提取出来．

双馈风力发电机混合粒子群优化设计140-146

摘要：针对双馈风力发电机交流励磁电磁特性和变速恒频运行特点，从转子电压、转子容量、转子铁耗等方面探讨了该电机的电磁设计特点，并结合风力发电应用领域特点及要求，分别选取电机有效材料成本、额定效率及效率曲线平坦性为优化目标，建立了电机优化设计模型，继而提出了一种混合粒子群优化算法，通过引入基于适应度值的个体模糊惯性权重和基于种群多样性的自适应变异，提高算法处理多峰值非线性优化问题的能力，以实现双馈风力发电机优化设计．电机优化设计实例结果表明，与标准粒子群算法相比，提出的混合粒子群算法动态平衡了全局和局部搜索能力，收敛速度较快，寻优精度较高且不易陷入局部最优，同时各种优化目标下的双馈风力发电机设计优化结果较为理想，对于多峰值非线性优化问题不失为一种新的解决方法．

基于长喉径文丘里管的双差压湿气流量测量147-153

摘要：为实现湿气气液两相流量的在线非分离测量，提出一种基于长喉径单文丘里管的双差压湿气流量测量方法．通过理论分析和实验研究，揭示了湿气液气质量比和气相流速与长喉径文丘里管收缩段差压、扩张段差压之间存在一定的内在变化规律及物理本质．为有效提高测量精度，针对传统虚高模型的缺陷，提出了虚高模型的优化原则．建立了基于单文丘里管的气液两相测量模型，并通过迭代运算实现了气液两相流量的分相测量，对于压力P为0．10—0．16MPa，气相弗劳德数0．4～0．7，液气质量比0～1范围内，气相流量测量的相对误差优于±3％，液相流量测量的满度误差小于±10％．

天津大学学报杂志建筑工程

深水海底管道全尺寸压溃试验及数值模拟154-159

摘要：针对深水海底管道压溃问题，研制了深水海底管道屈曲试验装置，该装置可承受水压43MPa，全长11．5m，直径1．6m．使用该装置设计并开展了全尺寸管道压溃试验．利用ANSYS软件建立三维圆柱壳模型进行管道压渍数值模拟分析，并将试验结果与数值模拟结果进行对比，来研究径厚比、初始凹坑缺陷、初始椭圆度缺陷等因素对管道压溃的影响．结果表明，管道压溃载荷随着径厚比的增大而显著降低，单个点状凹坑缺陷对于管道压溃载荷影响较小，初始椭圆度缺陷则明显降低了管道的压溃载荷．

四筒基平台拖航试验分析-水深影响研究160-166

摘要：为了研究不同水深下筒型基础拖航中的运动响应，以海军某筒型基础平台为研究对象，在拖航干舷、筒的位置以及波浪条件一定的前提下，通过模型试验测定筒型基础平台在不同水深下随浪和顶浪拖航时在横荡、纵荡和垂荡方向上的加速度、筒内气压力和筒底水压力以及拖航中的拖缆力．试验结果表明，在筒型基础由浅水进入深水拖航的过程中，平台的稳定性能和操纵性能下降，且出现倾覆现象，必须降低船速和设置护航船防止漂移，且15m水深时该平台的航速不能超过1．5节（0．771m／s），20m水深时航速不能超过1．0节（0．514m／s）．

三角函数选择算子的遗传算法在梯级水库优化调度中的应用167-172

摘要：针对遗传算法求解水库优化调度时传统选择算子无法克服适应度非负问题，提出了一种三角函数选择算子遗传算法的梯级水库优化调度求解方法，并通过实例对正弦函数赌选择与单纯赌选择的自适应遗传算法做了比较．结果表明，由于基于正弦函数的选择算子克服了赌对适应值非负的要求，非常适用于求解水库优化调度，且能够很好地保持种群多样性，因此在进化后期能够找到更加优良的解．在实例的选择上，选用“以水定电”的三峡梯级调度模型，并采用由大量实测资料建立的三峡出库流量和葛洲坝入库流量变系数线性回归方程来处理水库间流量传播问题．本文提出的梯级水库优化调度求解方法，有效地改善了遗传算法的收敛性能，而且由于考虑了流量演进，提高了模型精度，具有较高的实用价值．

偏心受压圆截面钢筋混凝土细长柱的计算173-177

摘要：随着材料强度的提高和跃层柱的应用，细长柱已不鲜见，细长柱会在材料达到极限强度前发生失稳破坏，因此，细长柱的承载力及配筋计算与中长柱的不同，如果按照《混凝土结构设计规范》的中长柱计算公式进行处理，将造成安全隐患．为此，提出圆截面细长柱配筋的模型法柱计算公式，并按此编制了计算软件．使用该软件计算一工程实例，其计算结果与按理论公式采用手算的结果相同，表明所编软件可靠，为工程设计提供了便利条件．

DSJ-300自升式平台风暴环境生存能力178-183

摘要：为评估自升式平台的安全性，采用有限元理论对大连船舶重工集团有限公司设计的DSJ-300自升式平台进行强度分析，考虑了多种风、浪、流、水深等环境参数的组合以及平台安全条件．通过利用C#语言编写计算程序得到了风暴环境图谱，其结果合理，可用于评估自升式平台在风暴中的生存能力，指导平台安全措施的制定．

天津大学学报杂志材料科学与工程

弧焊过程中多信息同步采集系统184-189

摘要：弧焊过程中，电信号、电弧形态及光谱辐射包含着反映焊接状态的重要信息．目前对焊接过程的参数采集大多是单一的、孤立的，没有将各种信息相互联系并达到相辅相成的效果．针对这种情况，研究了一种以LabVIEW软件为基础平台，结合研华PCI-1716数据采集卡和电压电流传感器、高速摄像设备、光谱仪等设备搭建的焊接多信息同步采集系统．详细说明该系统的软件编程方法，并将该系统应用于MAG焊中，采集焊接过程的电信号、高速摄像图片信息和光谱信息，通过对数据的简要分析，检验系统的同步性．