济南大学学报(自然科学版)杂志

济南大学学报(自然科学版)杂志2020年第02期

• 建筑材料供需双方基于采购价格的Stackelberg博弈

  员慧慧,温修春,陆建飞,孙华平

  为了解决传统材料市场非合作条件下,供应链双方各自作出决策,无法实现共赢局面的问题,引入有价格折扣的Stackelberg博弈模型;供应商与承包商通过博弈的方法确定价格折扣率的范围以及承包商对应最优订货批量的倍数,以达到减少承包商订货成本、增加供应商利润的目的,同时使整个供应链系统达到最优。理论推导和基于Stackelberg博弈模型的数值仿真结果表明,对于整个供应链系统,采用价格折扣模式,承包商年订货成本有效减少,同时供应商提高了年供货利润,此时由单个供应商与单个承包商组成的二级供应链系统达到最优,实现了双赢的目的。

• 基于投影寻踪模型的环境污染时空演变及影响因素

  王建事,程钰

  通过构建环境污染指标体系,利用投影寻踪模型、空间自相关等方法,研究我国环境污染的时空演变和时空分异特征;运用面板数据模型,探讨影响我国环境污染强度变化的社会经济因素。结果表明:2000—2015年,我国环境污染综合指数不断上升,从0.482增加到0.586,环境污染状况总体呈加重趋势;空间格局上,环境污染程度由重到轻的分布规律为东部地区、中部地区、西部地区,且空间集聚特征明显;科技创新、外商直接投资、经济发展等因素能够有效降低环境污染程度,环境治理不力、产业结构不合理等因素不利于降低环境污染程度。

• 基于匹配追踪和变分模态分解的电气化铁路谐波检测

  翟宽宽,刘玉芝,康晓锐,杨伟伟,王泽朝

  为了治理牵引供电谐波问题,将变分模态分解(VMD)算法运用到电气化铁路的谐波检测中,提出一种基于匹配追踪(MP)算法和VMD算法的牵引供电系统谐波检测方法;该方法利用MP算法将原始信号稀疏分解并降噪,运用VMD算法实现各模态的有效分离,通过快速傅里叶变换得出特征信息。仿真实验结果和实测数据表明了该方法的有效性,与现有的几种谐波电流的检测方法进行对比分析,证明该方法能够更准确地检测出牵引供电系统的谐波含量。

• 基于溶解度法的纳米镉、铅、银硫化物的热力学性质研究

  马祥英,黄在银,梁翠益,陆柳玉,陈其锋

  可控合成纳米镉、铅、银硫化物半导体材料,并对其形貌、结构和组成进行表征和测定;基于粒状和纳米镉、铅、银硫化物的本质差异,结合溶解热力学原理,分别获取其溶解平衡常数、溶解热力学函数、偏摩尔和摩尔表面热力学函数及生成热力学函数,并探究热力学函数与温度变化关系。结果表明:随着粒径减小,纳米镉、铅、银硫化物的标准溶解吉布斯自由能比对应粒状材料的小;纳米和粒状镉、铅、银硫化物的溶解吉布斯自由能,均随着温度的升高而增大;纳米镉、铅、银硫化物的偏摩尔、摩尔表面吉布斯自由能均随着温度升高而减小。

• 基于ANSYS Workbench软件的圆锯片基体减振降噪设计

  为了设计、生产抗振动、低噪声的圆锯片基体,利用ANSYS Workbench软件进行动态特性分析;通过模态分析,比较圆锯片基体的开孔数量、开孔形状以及孔缝混合结构对其固有频率的影响;通过谐响应分析,比较未开孔圆锯片基体与孔缝混合结构圆锯片基体的应力分布;通过声场特性分析,验证孔缝混合结构对圆锯片基体的抗振降噪效果。结果表明:相对于未开孔的圆锯片基体,具有孔缝混合结构的同阶固有频率降低,应力减小,并且在900～980 Hz频率范围内,其声功率级较低,可作为工作转速的参考数据;孔缝混合结构有效地降低了圆锯片基体的振动和噪声。

• 重型卡车空气滤清器前进气系统性能仿真与结构改进

  时丕东,王仁人,曹芳,孙志平

  为了改善重型卡车空气滤清器前进气系统的工作性能,运用计算流体动力学方法对其内部流体的三维流动情况进行仿真分析;针对旋流式分离器不同叶片几何参数及筒壁参数对前进气系统性能指标的影响,采用离散相与连续相两相耦合和逐步收敛的方法进行研究,以得到过滤效率最大值时对应的叶片参数。结果表明:压降随叶片轮轴的增大而增大,随叶片边缘与筒壁间隙的增大而呈现出先增大后减小的趋势,随叶片直径与筒壁内径的增大呈现先大幅减小后逐渐增大的趋势;过滤效率随着叶片边缘与筒壁间隙的增大而减小,综合考虑叶片参数及筒壁参数对空气滤清器前进气系统性能的影响,确定叶轮轮轴直径为57.78 mm、叶片边缘距筒壁的间隙为0 mm(即叶片直径增大至153.4 mm)作为最优改进方案,改进后结构对微小颗粒的过滤效率明显提高,过滤效率比原结构的提高14.9%,内部速度流场均匀性提高。

• 斗式提升机物料卸载流动的离散元模拟

  欧阳峰,孟文俊,杨振波,武福权

  利用离散单元法(DEM)对斗式提升机内物料卸载过程进行数值模拟,计算得到颗粒的运动轨迹与速度分布特征,统计分析颗粒流动的空间位置分布与生产率特性。结果表明:卸料包络域由多个颗粒运动轨迹决定,深斗的卸料包络域较浅斗的更大;料堆表面上,颗粒速度分层均匀,在Z轴方向高度为20 mm位置处,颗粒角速度最小且分布集中;颗粒流动的位置与速度分布对称性良好;选择速度为1.5 m/s的深斗用于卸料,可同时满足生产率高和颗粒与机壳碰撞作用弱的要求。

• 长跨度热力管道的裂纹识别

  马骏骋,闫博文,郭宗和

  为了实现管道运行状态和表面裂纹的定期监测,确保长跨度热力管道设施的安全性能和使用性能,对长跨度热力管道的裂纹识别进行连续小波变换研究;推导大跨度热力管道的运动微分方程并建立有限元模型,计算系统位移响应和角度响应,通过连续小波变换分析系统的响应信息研究裂纹识别。结果表明:连续小波变换裂纹识别能力较强,可以精准定位裂纹位置和判断裂纹大小,利用角度响应识别裂纹比利用位移响应识别更有效;管道中流体流速越大,裂纹识别效果越好。

• 基于质量功能展开的水平钻机顾客需求与技术特性分析

  为了解决辐射井水平钻机产品属性脱离市场需求并且顾客满意度低的问题,从顾客需求的角度出发,采用质量功能展开技术对水平钻机进行顾客需求与技术特性分析,获得水平钻机产品设计决策;采用客户之声需求访谈、亲和图法与需求打分表方法,获取水平钻机的用户需求信息;依据用户需求获取水平钻机技术特性,建立技术特性与顾客需求关系矩阵,获取技术特性与顾客需求关系度,并运用独立配点法获得技术特性重要度;建立技术特性自相关矩阵,获取技术特性之间的相关关系。结果表明,需优先实现的技术特性包括增设冲击装置、增设换向装置、增设装杆装置、部件标准化等。

• 新型装配式钢筋桁架密肋楼盖的静力性能

  张跃,谢群,梁振华

  为了研究新型装配式钢筋桁架密肋楼盖的静力性能,采用有限元软件ABAQUS模拟的方法,分别建立单向板和双向板足尺模型,研究四边简支和四边固定2种约束情况下楼盖在不同活荷载工况时的受力特点。结果表明:在四边固定约束条件下,无论单向板楼盖还是双向板楼盖,最大挠度都发生在跨中区格板,并且肋梁变形小,对楼盖面层约束效果明显,挠度以区格局部变形为主;在四边简支约束条件下,肋梁有较大变形,楼盖中心区格的挠度整体偏大;在各类活荷载工况下,楼盖变形均小于规范规定的正常使用限值,跨中钢筋应变呈线弹性增大,但是均未达到屈服,说明该类楼盖具有较高的承载能力和安全储备。

• 新型装配式密肋楼盖四边简支的受弯承载力

  于周健,谢群,梁振华

  为了研究一种新型钢筋桁架密肋楼盖在四边简支情况下的受弯承载力,提出一种适用于该楼盖的线弹性分析计算方法;选取目前常用的交叉梁系法、双向板法和基于弹性力学的修正拟板法3种计算理论,在对该楼盖的受力模型进行简化的基础上,分别采用3种方法计算在不同工况下该新型楼盖的肋梁跨中弯矩;利用ABAQUS软件建立钢筋桁架密肋楼盖三维有限元模型,将ABAQUS软件的计算结果与3种计算方法得出的结果进行对比分析。结果表明,基于弹性力学的修正拟板法求得的肋梁跨中弯矩有较好的精度,计算过程更简便,可以用于该类楼盖的设计。

• 沙漠砂聚苯乙烯混凝土峰前、峰后应力松弛试验研究

  牛晟,康亚明,陈静波,刘鹏

  采用分级加载的方式,对密度为900 kg/m~3的沙漠砂聚苯乙烯(EPS)混凝土进行单轴峰前、峰后应力松弛试验,根据试验结果系统研究沙漠砂EPS混凝土的峰前、峰后应力松弛特性;对广义Kelvin模型引入损伤变量,建立沙漠砂EPS混凝土应力松弛损伤模型,并结合Levenberg-Marquardt优化算法对参数进行辨识。结果表明:沙漠砂EPS混凝土试块峰前、峰后应力松弛曲线形态相似且均由衰减松弛、稳定松弛2个部分组成,衰减松弛部分峰前相较于峰后更为明显,但从稳定松弛角度看,峰后表现更为突出;峰前试块的应力松弛量随应变的增大而增大,剩余应力比随应变的增大而减小,峰后试块的应力松弛量随应变的增大呈现递减趋势,剩余应力比随应变的增大呈现增大趋势;相较于广义Kelvin模型,广义Kelvin损伤模型可以更好地描述沙漠砂EPS混凝土的峰前、峰后应力松弛特性。

• 库水位升降对边坡内渗流场的影响

  针对库水位升降过程中岩质边坡内渗流场的变化影响工程稳定性的问题,以四川雅安大岗山水电站右岸边坡V-V横剖面为对象,研究库水位变化时边坡内孔隙水压力和渗流场的变化规律。结果表明:边坡坡表孔隙水压力及渗流矢量受库水位升降的影响较大,而深部岩体孔隙水压力及渗流矢量受库水位变化的影响在一定时间内是有限的,并滞后于坡表;边坡内形成近似定常流后,坡体内大部分区域内岩体的渗流场趋于稳定,但不良地质结构面(卸荷裂隙带、断层等)处渗流速度仍很大。

• 基于结构响应向量与支持向量机的桥梁损伤识别方法

  刘泽佳,金梦茹,周立成,涂成枫,汤立群,蒋震宇,刘逸平

  针对基于结构动静态响应的损伤识别方法研究不够深入、结构动态响应对噪声比较敏感,从而极大影响损伤识别效果的问题,提出一种基于结构响应向量(SRV)与支持向量机(SVM)的损伤识别方法,引入主成分分析(PCA)提高方法的抗噪性,并利用简支梁和实际桥梁模型验证方法的有效性。结果表明,基于结构动静态响应组成SRV的识别效果和计算效率更优,结合PCA可以提高方法的抗噪性,并且能在所需响应信息更精练的基础上对实际桥梁模型进行良好的损伤识别。

• 桩承结构可靠性理论研究与工程应用进展

  邓友生,苏家琳,程志和,孙雅妮,王一雄

  针对桩承结构的工程安全性问题,通过可靠性的基本理论进行研究,同时分析工程应用的一些问题,包括简述桩基可靠性的基本概念与可靠度指标的主要计算方法;根据边坡抗滑桩、建筑桩基础与基坑围护桩、深水桩基础等承载特点,分别对相关可靠性理论和计算方法进行总结,并列举一些桩承结构可靠性的工程应用;阐述桩承结构可靠性理论研究进展,并提出工程应用中存在的问题,同时提出进一步研究的方向应为模糊可靠性分析。