天津大学学报杂志 统计源期刊

天津大学学报 2017年第02期杂志 文档列表

天津大学学报杂志机械工程

基于Sobol’法的Petrel-Ⅱ水下滑翔机能耗参数灵敏度分析113-120

摘要：水下滑翔机作为一种新型水下航行器，可通过浮力驱动实现多剖面连续运动．由于其强大的续航能力和较高的隐蔽性，被广泛应用于海洋调查和军事探测等领域．商业化水下滑翔机大多由自身携带的电池提供能源，由于电量限制，需开发更低功耗的水下滑翔机．本文基于动力学和流体力学理论，结合水下滑翔机工作流程和单元试验数据，建立了Petrel-Ⅱ水下滑翔机的单剖面能耗模型，海试数据表明，模型计算误差仅为实际能耗的1.3%,．采用Sobol’全局灵敏度分析方法得到了航行参数和设计参数对水下滑翔机能耗的1阶灵敏度和总灵敏度．结果表明，滑翔机下潜深度h、俯仰角度θ和航行速度V对单剖面能耗影响有着重要影响，其1阶灵敏度系数分别为0.388,8、0.227,2和0.138,0，总灵敏度系数分别为0.478,0、0.301,2和0.247,2．滑翔机纵向力系数Cx和横截面积S的灵敏度处于中间水平，其1阶灵敏度系数分别为0.044,0和0.034,5，总灵敏度系数分别为0.081,8和0.066,5．浮力驱动点位置lb、滑翔机总重G和垂向力系数Cy的1阶灵敏度系数和总灵敏系数均接近零，其值的波动对水下滑翔机单剖面能耗几乎不产生影响．

基于Pareto遗传算法和TRIZ理论的数控装备加工参数智能优化121-127

摘要：针对数控装备加工参数优化问题，提出了一种基于Pareto遗传算法结合TRIZ理论的优化算法．首先建立优化目标为切削效率和刀具耐用度的多目标优化模型，基于Pareto遗传算法实现先寻优后决策的求解模式，并得到Pareto最优解集；其次，基于TRIZ发明问题解决理论，从最优解集中分析技术矛盾并建立矛盾矩阵表，根据技术问题解决原理进行最优解的决策，有效地避免了基于经验和偏好选择的弊端，实现合理寻优和理性决策的良好组合．最后，通过采用4组切削参数分别进行铣削后的表面粗糙度实验验证了该方法的可行性和有效性．

基于能量原理的TBM刀盘掘进参数与刀间距匹配特性分析128-134

摘要：全断面岩石掘进机是立体化城市建设的重要隧道施工机械，其掘进参数(贯入度和刀盘转速)和刀间距的合理匹配是全断面岩石掘进机施工效能的关键因素，同时也是制约刀盘布局与拓扑结构设计的重要依据．基于能量原理，以刀盘转动产生的动能作为输入能量，以岩石破坏释放的能量与滚刀由于摩擦产生的摩擦功作为输出能量，借助CSM滚刀受力预测公式，建立包含地质参数、刀盘掘进参数、滚刀刀间距等多领域参数相匹配的TBM破岩能量守恒模型．应用此模型，以MB264-311-8030,mmTBM刀盘为工程实例，通过给定刀间距计算贯入度，最终得到最小比能约束条件下的刀盘开挖时的刀盘转速介于经文献查阅得到的刀盘驱动基本参数，说明从合理能耗考虑刀盘的掘进转速模型具有一定的工程意义，也为多参数耦合刀盘刀具布置优化设计提供了理论参考．

初始压力与掺比对2-甲基呋喃汽油预混火焰发展的影响135-141

摘要：以定容燃烧弹为试验平台，探究了初始压力和掺比对2-甲基呋喃汽油混合燃料火焰传播的影响．结合高速纹影成像，得到了各工况下的层流火焰传播照片，分析火焰发展形态，得到拉伸火焰传播速度及不稳定临界火焰半径等参数，再根据马克斯坦长度理论，求解了无拉伸火焰传播速度，并分析了火焰传播速度与火焰拉伸率的关系．研究结果表明，随着初始环境压力的升高，层流火焰传播速度减小，不稳定临界火焰半径减小，火焰不稳定性增大．随着2-甲基呋喃在混合燃料中体积分数的增加，层流火焰传播速度增大，不稳定临界火焰半径减小，火焰不稳定性增大．

多热源联合热泵的性能模拟142-146

摘要：基于燃气内燃机热泵较高的烟气余热利用价值，提出了一种利用内燃机烟气与太阳能联合驱动的氨水吸收式热泵循环，建立了传统的燃气内燃机压缩式热泵与吸收式热泵的联合供能系统模型，并通过模拟计算分析了系统性能系数的影响，并与传统燃气热泵的热力性能进行了对比．结果表明，该系统在不增加能耗的基础上，一次能源利用率从原来的1.49提高到1.98，输出热量从86,kW增加到115,kW，同时烟气余热回收率从0.20提高到0.29．

基于螺旋铣孔柔性切削力建模的孔径误差补偿147-153

摘要：螺旋铣孔技术有较高的加工质量及加工效率，得到国内外广泛关注．但在小孔加工过程中，在螺旋铣刀小直径、大长径比和径向切削力的共同作用下，刀具易发生挠曲变形，导致较大的孔径误差．针对此问题，通过研究刀具受力挠曲变形规律，结合切削力与刀具挠曲变形量间的耦合关系，建立了螺旋铣孔切削力的柔性预测模型；并基于镜像对称原理和迭代算法对孔径进行误差补偿．试验结果表明，补偿之后孔径误差由约35,μm降低到5,μm左右，极大改善了小直径孔的加工质量．

裂纹钢板的止裂孔与CFRP加固及其疲劳寿命预测154-158

摘要：首先基于黏聚力理论建立CFRP加固钢板有限元模型，应用该模型计算出CFRP加固缺口钢板的理论应力集中系数，CFRP加固后比未加固钢板的名义应力减小41.6%,；然后对CFRP加固缺口钢板的疲劳试验进行研究，利用试验数据和理论公式推导出疲劳缺口敏感度和疲劳缺口系数，建立CFRP加固缺口钢板的疲劳S-N曲线，CFRP加固后的疲劳缺口敏感度比未加固钢板减小93.1%,．结果表明：采用止裂孔和CFRP加固联合方法，不仅减小了缺口钢板的名义应力，而且降低了疲劳缺口敏感度，使疲劳寿命比缺口钢板提高292倍．

高动态透明性主手的优化设计159-166

摘要：动态透明性是主手的核心性能之一，直接影响到主手的力感精度以及操作者的疲劳感．为了提高动态透明性，采用弱不平衡设计与结构拓扑优化，在减少惯性力的同时考虑了主手形变的影响．通过研究优化过程中表观质量的变化规律以及主手末端的变形特点，提出了一种拓扑优化方案，使主手全局表观质量与标称位置处的表观质量明显减少．研究结果表明，主手全局表观质量与标称位置处表观质量分别减少了28.2%,和32.0%,，而100,g以内的表观质量所占面积比例增加了27.6%,，该方法可以使设计出的主手具有良好的动态性能．

天津大学学报杂志建筑工程

变轴压比预制高强混凝土混合配筋管柱抗震性能研究167-173

摘要：通过对3根预制高强混凝土混合配筋管柱试件在不同轴压比下的拟静力试验，研究了轴压比对其抗震性能的影响．其中管柱试件中预应力钢棒和HRB400级钢筋各配置6根，两者间隔布置．详细记录试件的破坏过程，得到试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力、变形能力、承载力退化曲线和耗能能力等．试验结果表明：各试件均为受弯破坏，延性系数为2.50～2.93，极限位移角为1/33～1/27；配置预应力筋的混合配筋管柱试件残余位移较小，自复位能力较强；轴压比是影响试件延性和耗能能力的重要因素，随着轴压比增大，试件延性降低，耗能能力减弱．

复合筒型基础预应力过渡段结构优化设计174-180

摘要：以江苏启东海域某海上风电工程的筒型基础为研究对象，通过大型有限元软件ABAQUS对初始筒型基础结构建立多种试算模型并进行有限元计算，重点研究弧形过渡段结构张拉控制应力、预应力孔道数量和布置、预应力钢绞线数量以及各类普通钢筋配置方式等因素对筒型基础新型预应力弧形过渡段传力特性及整体结构承载性能的影响．根据模型计算结果，确定最终优化调整方案为：施加有效预应力1,000,MPa，预应力孔道数量不变，钢绞线根数优化为10根，竖向普通钢筋为60道φ25,mm，环向钢筋由φ28,mm优化为φ22,mm．

高强钢筋高强混凝土双肢剪力墙抗震性能试验181-187

摘要：为深入研究采用HRB500级高强钢筋高强混凝土双肢剪力墙的抗震性能，根据规范考虑不同混凝土强度等级、不同连梁跨高比两种因素设计了3片HRB500级高强钢筋与C60、C70高强混凝土双肢剪力墙试件，通过对试件进行低周反复荷载试验来研究其抗震性能，主要对试件的受力过程、裂缝发展、破坏机理、屈服机制、延性系数、耗能能力以及变形能力进行考察．试验结果表明：HRB500级高强钢筋在双肢剪力墙中可以充分发挥其强度高的特性；连梁跨高比不小于2.5的双肢剪力墙耗能能力较好，连梁塑性铰转动充分；混凝土强度等级越高，混凝土越脆，试件延性系数、变形能力会相应降低；按照规范设计的高强钢筋高强混凝土双肢剪力墙试件变形能力满足现行规范要求．

钢框架柱抗爆简化分析模型研究188-197

摘要：钢框架中其他构件对柱端的约束是影响柱子抗爆响应特征的重要参数．为得到钢框架中受爆柱的合理抗爆分析模型，简化抗爆分析过程，以数值计算为基础，分析钢框架其他构件和楼层分布质量对受爆柱端约束的影响规律，并在此基础上推导得到受爆柱端约束的理论计算方法．结果表明：在爆炸荷载作用下，求解柱端约束时，可仅考虑与柱端直接相连的梁柱构件的约束作用，而这些构件的远端可简化为固定端；楼层分布质量的存在可减小柱端的位移响应，柱端所处楼层的分布质量对柱子响应影响显著；通过将与受爆柱端直接相连的梁柱构件等效为柱端的横向、竖向和转动约束弹簧及集中质量，可得到柱端约束模型及其计算方法．最后，通过与实际钢框架抗爆的整体分析模型对比，验证了钢框架柱简化分析模型的正确性．

半空间垂直界面附近半圆形衬砌凸起和孔洞对SH波的散射198-205

摘要：利用Green函数法、“镜像法”与多级坐标法，对半空间中半圆形衬砌凸起和圆孔对SH波的散射进行分析，得到其稳态响应．利用镜像法得到了满足水平边界应力自由、竖直边界位移与应力连续的波函数解析表达式．根据竖直边界连续性条件，利用“契合法”建立起求解问题的第一类Fredholm型积分方程，得到了圆形衬砌与圆孔周边的动应力集中系数的解析表达式．数值算例分析了入射波数、介质物理参数、圆孔大小与深度、圆形衬砌厚度比等对动应力集中系数的影响，并与已有文献进行了比较．

天津大学学报杂志电气自动化与信息工程

基于盲反卷积的超分辨率图像盲复原算法206-214

摘要：为解决超分辨率图像盲复原问题，研究了一种广义图像降质模型及广义超分辨率图像盲复原算法模型.提出了基于TVBD的交替最小化超分辨率图像盲复原算法，并加以改进以改善复原效果；通过结合MSAA算法，提出了基于TV交替最小化的快速中值超分辨率图像盲复原算法，排除野值干扰，提高算法精度和速度；根据峰值信噪比和误差平方和，提出两种新的客观评价指标，衡量各算法的复原效果.实验表明，本文算法有效实现了超分辨率图像盲复原，并提高了复原精度.

微型燃气轮机型综合能源系统的建模与辨识215-223

摘要：综合能源系统(IES)是由电/气/冷/热子系统构成的复杂能源耦合体，具有能源利用率高等优点，受到业界广泛关注．首先针对由微型燃气轮机构成的综合能源系统，提出了一种基于系统辨识算法的建模和参数辨识方法，利用一段时间内观测得到的系统输入和输出数据，建立系统的黑箱模型并辨识其相关参数，重点讨论模型定阶和关键参数取值优化问题，确立了有效的评价机制，进而实现对各能源子系统内在关系的科学描述；其后，分别利用典型的综合能源系统仿真模型和CapstoniC30微型燃气轮机实验数据，验证了所提方法的有效性．