天津大学学报杂志 统计源期刊

天津大学学报 2013年第02期杂志 文档列表

天津大学学报杂志建筑工程

地铁车站站台柱抗爆性能及其优化设计95-101

摘要：地铁车站的整体抗爆安全性能与其站台柱抗爆能力的大小密切相关.为此,从截面选择、轴压比的确定、箍筋形式及配筋率等方面对站台柱的抗爆性能进行了系统研究,并提出优化设计方法.研究结果表明：在对地铁车站站台柱进行抗爆设计时,截面形状宜采用圆形;增大箍筋直径或提高纵筋配筋率都不能显著提高钢筋混凝土柱抗爆性能,减小箍筋间距对提高柱子的抗爆能力具有明显的效果;针对圆柱提出改善其抗爆性能的箍筋配置方法;提出了站台柱合理安全防护距离的概念,并针对典型地铁车站给出建议值.

张力腿平台整体式负压基础沉贯及抗拔模型实验102-108

摘要：张力腿平台是一种理想的深海开发平台.桶形基础是目前世界上新式基础形式,其适用的土质范围、水深范围及环境荷载均相当宽广.如果能将桶形基础应用于张力腿平台,则会使张力腿平台更加经济实用.实验中使用一种自主设计的桶形基础模型沉贯及抗拔实验仪器,进行相应的模型实验,以探索将桶形基础应用于张力腿平台的实用性.实验证明水头驱动力可以代替泵抽吸实现桶基沉贯,实验装置较好地模拟了张力腿受动载荷作用的工作情况,初步探求了动载荷对桶形基础的影响.

大比例缩尺模型振动台试验及有限元分析109-113

摘要：为研究复杂结构的抗震性能,进行了一幢钢框架-支撑结构体系1/20缩尺模型的地震振动台试验,试验测试了模型结构的动力性能和结构地震反应.同时,利用ANSYS软件建立了有限元分析模型,并对试验模型结构进行了动力弹塑性时程分析,就模型的频率、位移反应和应变反应进行了对比,计算结果和试验结果吻合较好,验证了有限元模型的可靠性.

基于Archimedean Copula模型的风浪联合分布第二重现期114-120

摘要：为了较准确获得海洋结构在设计环境荷载重现期下承受的风浪荷载,简述了Archimedean Copula函数的定义及特征,定义了样本的重现期安全域概念;对常用的几种重现期和基于Archimedean Copula函数C-测度的第二重现期进行了对比分析;首次将第二重现期应用于风浪联合分布的重现期分析中,经实际数据验证,第二重现期定义严格,计算结果更接近荷载效应实际重现期.

近海浅滩地区大尺度海上风电筒型基础在风荷载作用下的响应121-126

摘要：把现场实测的加速度时程转换为实际荷载作用在模型中,把风速时程转化为风荷载,用ABAQUS有限元软件分析了基础和土体在荷载作用下的响应,比较了风荷载和塔架涡激振动等其他因素分别对实际荷载的贡献;主要研究了沉降的发展和基础及周围土体应力在不同时程内的变化,以及加载结束后土体内的等效塑性区等影响区域的情况,通过变化土质参数（土体密度、弹性模量、黏聚力和内摩擦角等）,考察了筒型基础在不同土质中荷载作用下的反应情况.研究表明：随着加载的持续,土体中的应力值逐渐增大,基础周围的土体会产生马鞍形的沉降,土体中的等效塑性区产生在基础底部距筒底端约2倍筒高处,土体的强度越大,筒的沉降越小其对周围土体的影响范围也越小.

基于市政再生水的微生物金属腐蚀行为比较127-132

摘要：市政再生水的有机物、氮、磷和微生物含量均高于地表水,采用其作为工业循环冷却水系统的补充水源后,微生物对金属腐蚀的影响亟待研究.为此,针对市政再生水作为补充水源的循环冷却水,采用实际水质,以微生物群体为研究对象,采用电化学分析、腐蚀挂片实验和电镜扫描方法,对比分析了常规循环水与灭菌循环水中不锈钢、黄铜和碳钢的3种拟合电阻（溶液电阻、生物膜电阻和极化电阻）、腐蚀电流、腐蚀电位以及腐蚀速率的变化规律.实验结果表明,循环水中的微生物均在不同程度上加剧了3种金属的腐蚀,其中微生物对不锈钢腐蚀的影响最大,碳钢次之,黄铜最小.微生物对不锈钢、黄铜和碳钢腐蚀行为变化规律的影响存在显著差异,微生物没有改变不锈钢和碳钢腐蚀行为随时间的变化规律,但却对黄铜的腐蚀规律产生了显著影响.

天津大学学报杂志化学工程

汽-液-固多管循环流化床蒸发器中固体颗粒的分布133-137

摘要：为研究三相循环流化床蒸发器加热管束内固体颗粒的分布规律,设计并构建了汽-液-固透明多管循环流化床蒸发系统.利用CCD图像采集和数据处理系统,研究了液体循环流量、热通量、颗粒加入量及颗种类等参数对于加热管束中固体颗粒分布的影响.结果表明：随着液体循环流量、热通量和颗粒加入量的增加,颗粒分布的不均匀度降低;而随着颗粒沉降速度的增加,颗粒分布的不均匀度增大.研究结果为进一步解决固体颗粒在加热管束中良好分布的问题奠定了基础.

介孔活性炭的制备及其高湿储甲烷性能138-144

摘要：天然气是一种清洁能源,作为汽车代用燃料以及从天然气开采地到各用户单位之间的运输,都需要有效的存储技术.天然气水合物（NGH）能够降低甲烷存储的成本,而多孔材料孔内生成气体水合物能够有效提高储气密度,本研究目的是合成在孔内能够生成甲烷水合物的低成本高性能吸附剂.首先以农业废弃物玉米芯为原料,采用KOH活化法制备活性炭,其湿储甲烷最优合成条件为：在400,℃炭化30,min,碱炭质量比5∶1、850,℃活化1.0,h合成出C-8高性能活性炭,其孔容达到2.264,cm^3/g,比表面积为2 993,m^2/g,孔径分布主要集中在2～3,nm.合成的C-8是非常好的甲烷湿储吸附剂,在水炭比为3.68时在9.40,MPa下CH4达到最大吸附量为69.66%,是其干燥样品最大吸附量的3.25倍,并可以在较大压力范围内使存储的甲烷提供平稳的放气量,有望作为新型的甲烷水合物存储吸附剂应用于天然气汽车上.

方波阳极溶出伏安法同时测定溶液中Cd（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）、Bi（Ⅲ）离子的多元校正方法145-149

摘要：方波阳极溶出伏安法同时测定Cd（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）和Bi（Ⅲ）,由于谱峰重叠面无法直接进行分析,为此提出一种基于化学计量学同时定量分析的方法.在0.1,mol/L柠檬酸铵溶液中,以银基汞膜电极为工作电极,采用方波阳极溶出伏安法结合偏最小二乘（PLS）回归方法,用于同时定量分析溶液中Cd（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）和Bi（Ⅲ）离子.由于Cu（Ⅱ）和Bi（Ⅲ）离子的溶出峰严重重叠,采用偏最小二乘回归方法进行定量分析.以39个样品作为训练集建立了PLS回归模型,各离子浓度范围分别是Cd（Ⅱ）0.10～2.56,μg/mL、Pb（Ⅱ）0.20～2.66,μg/mL、Cu（Ⅱ）0.10～2.56,μg/mL、Bi（Ⅲ）0.60～3.06,μg/mL.采用另外10个样品作为验证集对模型进行了评价,得到4种离子的回收率分别为92.3%～103.0%、94.7%～106.0%、89.0%～105.0%和94.8%～108.0%.与传统的单变量校正方法相比,多元校正方法可以用于重叠溶出伏安信号的定量分析.

LiMn2O4纳米晶的低温水热前驱体法合成与表征150-155

摘要：LiMn2O4由于电压高、价格便宜、对环境基本无污染而成为最有希望的备选正极材料之一.大量实验研究表明,制备方法和制备条件的不同会在很大程度上影响LiMn2O4材料的性能.以Mn（CH3COO）2.4H2O和Na2S2O8为原料,采用低温水热法制得纳米晶前驱体β-MnO2粉末,然后将前驱体β-MnO2粉末与LiOH.H2O混合后煅烧即可制得纳米晶LiMn2O4.结果表明,LiMn2O4粉末晶化程度高,粒度分布较窄,平均粒径约在250nm,用所得的粉末样品进行电化学性能侧试,其首次放电比容量可达130.5,mA.h/g,循环性能也较好.

煤基活性炭上K-Cu-Fe混合物的催化活化造孔及机理156-161

摘要：采用浸渍法将混合催化剂KNO31%、Fe（NO3）347%、Cu（NO3）252%负载在经HF脱灰处理的商品活性炭（5F）上,并采用水蒸气二次活化的方法制备了改性活性炭（5F-AC-cat）,商品活性炭和5F样同条件活化作为对比,所得活性炭分别记作M-AC和5F-AC.测定了M-AC、5F-AC及5F-AC-cat的碘值、亚甲蓝值和孔径分布;借助XRD、SEM和EDX等手段分析了5F-AC-cat上催化剂的形态、形貌和分布情况,探讨了混合催化剂的催化造孔机理.结果表明,相同活化条件下,M-AC、5F-AC及5F-AC-cat的烧失率相近,碘值相近;5F-AC-cat的亚甲蓝值分别高于5F-AC和M-AC的亚甲蓝值20,mg/g、31,mg/g;孔径分布结果显示负载混合催化剂后活性炭3.5～4.0,nm的孔明显增加;证实了混合催化剂的催化造中孔能力.结合SEM和EDX结果发现,有催化气化造孔作用的活性成分主要是Cu和Fe,而且Cu的比例高达90%以上;值得注意的是,Cu、Fe催化剂只要和煤中其他无机矿物质结合就会失去催化造孔性能;K主要是以和灰分相结合的状态存在.含Cu、Fe催化剂的催化造孔机理为氧传递机理.

天津大学学报杂志精密仪器与光电子工程

基于多波长数字锁相检测的光学拓扑成像方法162-167

摘要：光学拓扑成像方法作为现有脑功能成像模态极为有益的补充,可量化脑组织中血红蛋白的氧合状况,对临床诊断和治疗工作有着非常重要的意义.但目前已推出的光学拓扑成像系统价格昂贵,较难推广,为此设计了一种结构简单、成本较低的基于数字锁相检测技术的光学拓扑成像系统,目的是以设定的源-探测光纤阵列,量化组织体浅层区域的血红蛋白浓度的变化.该系统将两路不同波长的激光信号耦合后作为辐射光源,以数字锁相技术同步检测输出光强;并以修正的Beer-Lamber定律为模型计算每对相邻的源-探测光纤处大脑皮层活动前后血红蛋白的浓度变化量.

精密PSD微位移在线测量系统168-173

摘要：为了满足工业现场微位移测量的精密性实时性和可靠性要求,设计并制作了位置敏感器件（PSD）激光微位移测量系统.系统将调制带通滤波峰值检测等信号处理技术运用于激光三角法中,并利用PSD信号单通道处理方式,提高了系统的抗干扰能力.同时,系统采用自适应控制方法改变激光的调制频率,从而调整电信号的增益系数以适应各种测量对象.实验表明,在没有滤光片的情况下,系统有效地消除了背景光和暗电流的影响,测量频率最高可达2,kHz,分辨率达到0.035%,稳定性误差小于0.090%,线性度好于1.2%,大大降低了温漂的影响.

基于曲率图的三维点云数据配准174-180

摘要：以曲率图作为三维点云数据的特征描述函数,并运用曲率图实现了三维点云数据的配准.对于含有噪声的点云数据,先根据每个点的邻域特性估算其曲率值,然后根据每个点及其周围邻域点的曲率值构造该点的曲率图.通过在多比例空间下曲率图的特征保持分析,可提取到最能反映该点云数据特征的特征点集.对于两两配准,这些特征点集被用于三维点云数据的粗略配准算法中,该算法利用点云内部空间点相对位置在刚性变换下的不变特性实现了特征点对的匹配,由匹配的特征点对进行坐标变换求解,完成了两三维点云的粗略配准,然后运用迭代最近点算法进行精确配准.最后将整个配准算法应用于真实的三维点云数据,结果表明该算法能有效抑制点云采样密度及噪声的影响,能够快速实现点云数据的精确配准.

动力调谐陀螺仪模型快速开环辨识181-185

摘要：为了实现对动力调谐陀螺仪闭环测量系统的快速设计,建立了参数模型辨识系统,对激励信号设计、模型类结构选择、参数估计算法等问题进行研究.首先依据惯性元件的特点,设计了适宜于动力调谐陀螺仪测试的多正弦激励信号,然后基于外加输入自回归（ARX）模型,采用预报误差法辨识得到模型参数,最后针对某型号动力调谐陀螺仪设计实验进行验证,并与传统扫频法建模得到的结果进行对比.结果表明：模型辨识时间由2 000,s缩短为20,s,辨识拟合度由92.5%提高到95.3%.与传统扫频法相比,通过多正弦激励、ARX模型和预报误差法进行陀螺模型辨识可得到更高的辨识精度、抗噪声能力和辨识效率,为快速设计闭环系统提供了可靠的依据.

基于时差的管道内检测器定位系统方位角估计方法186-189

摘要：针对卡堵的管道内检测器需要进行定位的问题,提出了基于声达时间差原理的方位角系数估计方法,并对估计误差进行了理论分析.该方法利用平面四元十字阵对目标声信号进行采集,无需提前标定声音在土壤中的传播速度或者增加传感器的数量.将采集到的各路声信号进行时延估计后,通过时延估计值的四则运算即可得到方位角估计结果.实验数据表明,该方法具有较高的估计精度,可以获知卡堵的管道内检测器的方位,方便下一步的准确定位工作,具有较好的应用前景.