《长沙理工大学学报(自然科学版)》
    全选反选导出
    显示模式:
    摘要:
    对热储能技术目前的发展现状及前景分别做了较全面的总结和分析。概述了热储能技术的原理、基本要求和特点;总结了热储能的关键技术,包括热储能材料物性优化技术、热储能传热强化技术、热储能材料制备技术以及热储能系统控制与优化技术;分析了热储能技术在电源侧、电网侧和用户侧的需求,并对其技术可行性和经济性进行了评估;最后,根据热储能技术应用场景的不同,总结了中高温热储能技术和低温热储能技术的工程应用,包括太阳能光热电站、电力调峰、工业余热回收、太阳能跨季节利用、冷链运输、储冷空调、冰箱冷藏以及人体/建筑智能调温。本文可为本领域后续研究工作的开展提供一定的参考。
    2022,19(3):20-30, DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.03.002
    摘要:
    【目的】目前,石墨毡电极因其低廉的成本和优良的催化性能被广泛应用于全钒液流电池中,但较差的亲水性和较低的化学稳定性限制了其发展。为了提高石墨毡电极的性能,使用引入催化剂的方法对石墨毡电极进行改性。【方法】使用Cr3C2作为全钒液流电池VO2+/VO+2氧化还原电对的正极催化剂;通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能量色散X射线谱对Cr3C2进行表征;并对改性后的电极进行电化学测试和充放电测试。【结果】Cr3C2的加入能够有效提高电极的电化学活性。在电化学测试中,Cr3C2在VO2+/VO+2氧化还原过程中表现出良好的电化学活性和可逆性。在充放电测试中,改性电池在50次充放电循环后的放电容量为92.1 mA·h,比空白电池的大了17.1 mA·h。改性电池循环后的电压效率达到了8614%,大于空白电池的80.84%。【结论】Cr3C2是一种能提高全钒液流电池电化学性能的、有前途的正极催化剂。
    2022,19(3):31-39, DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.03.003
    摘要:
    【目的】揭示氮化物涂层在质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)环境中潜在的应用价值,阐明其耐蚀和导电机制。【方法】采用等离子体气相沉积技术在SS304不锈钢表面制备氮化物涂层,利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、能量色散X射线谱(X-ray energy dispersive spectrum,EDS)和X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)等微观手段对氮化物涂层的形貌和组织结构进行表征,通过电化学测试和界面接触电阻测量等手段评价涂层的耐蚀性和导电性。【结果】氮化物涂层均匀致密,与基体结合紧密,具有一定的疏水性,有效提高了不锈钢基体在酸性溶液中的耐蚀性,使得不锈钢基体的自腐蚀电位升高了187 mV。在酸性溶液的浸泡下,氮化物涂层的开路电位始终比基体的高,且腐蚀前后氮化物涂层都保持着良好的导电性,其界面接触电阻都比基体的低。【结论】施加氮化物涂层的SS304不锈钢的导电性和耐蚀性明显比基体的好,这与氮化物涂层本身具有良好的化学稳定性有关。
    2022,19(3):40-49, DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.03.004
    摘要:
    【目的】制备MoSx/Ti3C2Tx复合材料,并研究其析氢催化性能。【方法】以四硫代钼酸铵和Ti3C2Tx-MXene纳米片为前驱体,采用湿化学法制备MoSx/Ti3C2Tx复合材料。利用X射线光电子能谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对MoSx/Ti3C2Tx复合材料进行表征,通过电化学方法研究MoSx/Ti3C2Tx复合材料的析氢催化性能。【结果】复合材料中的MoSx为非晶态结构,MoSx纳米颗粒均匀分散在Ti3C2Tx纳米片表面;MoSx/Ti3C2Tx复合材料在电流密度为10 mA/cm2时的过电势仅为207 mV,Tafel斜率为46 mV/dec;经过1 000次循环伏安测试后,该复合材料达到10 mA/cm2的电流密度所需过电位仅增加了7 mV;非晶态MoSx与Ti3C2Tx之间存在强相互作用,显著提高了MoSx/Ti3C2Tx复合材料的导电性,增加了活性位点的数量,复合材料表现出优异的催化活性。【结论】以四硫代钼酸铵和Ti3C2Tx-MXene纳米片为前驱体,采用湿化学方法可制备作为电催化剂的MoSx/Ti3C2Tx复合材料,该复合材料具有优异的催化活性和良好的循环稳定性。
    2022,19(3):50-58, DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.03.005
    摘要:
    【目的】研究纳米碳化硅(SiC)改性沥青的抗老化性能及其微观机理。【方法】采用旋转薄膜烘箱老化试验(RTFOT)和压力老化试验(PAV)对A-70#基质沥青和掺入质量分数分别为3%、6%、9%纳米碳化硅的改性沥青进行短期及长期热氧老化,对老化前后的沥青进行传统物理性能试验、动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁流变试验(BBR)及傅里叶红外光谱试验(FTIR)。【结果】物理性能老化指数与流变老化指数结果一致,表明纳米碳化硅改性沥青的最佳掺量为6%。【结论】纳米碳化硅的掺入可以提高沥青的高温稳定性以及抗老化性能,却对低温抗裂性能不利。纳米碳化硅能够有效抑制老化过程中羰基、亚砜基官能团的生成,阻止沥青进一步老化硬化。
    2022,19(3):59-68, DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.03.006
    摘要:
    【目的】探寻影响薄层罩面路用性能的因素,补充现有研究的不足。【方法】从矿料级配类型及沥青种类两个方面对薄层罩面路用性能展开研究。选用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)及废旧胎粉对70#A级道路石油沥青进行改性,并以PG76高温失效度为标准,确定不同改性剂的掺量;选用AC-10C、SMA-10、UTL-10 三种矿料级配的沥青混合料针对不同沥青种类进行配合比设计及高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害、抗剪强度及抗拉拔强度等路用性能的研究。【结果】SBS、废旧胎粉及SBS+废旧胎粉的掺量分别为4.5%、15.0%、2.0%+10.0%;结合料均为废旧胎粉改性沥青时,SMA-10沥青混合料除水稳定性能外,其他路用性能均比AC-10C、UTL-10 两种沥青混合料的好;矿料级配类型均为SMA-10时,SBS改性沥青薄层罩面的路用性能均比废旧胎粉及SBS+废旧胎粉改性的薄层罩面的好。【结论】掺入SBS改性剂的SMA-10薄层罩面的整体路用性能最优。
    2022,19(3):69-77, DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.03.007
    摘要:
    【目的】研究复杂环境下超大深基坑开挖变形演化规律,并对支护结构进行优化设计。【方法】依托广州地铁11号线基坑工程,利用有限差分软件FLAC3D对基坑开挖工程中支护结构的水平位移及周围土体地表沉降的变化规律进行研究,并通过分析地下连续墙的厚度、嵌固深度及支撑层数对基坑变形的影响,对基坑支护结构进行优化,对优化前后支护结构的支护效果进行对比分析。【结果】各工况下基坑周围土体的地表沉降呈先增大后减小的趋势,且最大沉降发生在距基坑边缘150 m的位置;不同嵌固深度下地下连续墙水平位移的变化趋势和基坑周围土体地表沉降的变化趋势基本相同;地下连续墙厚度的改变对其水平位移和基坑周围土体地表沉降的影响不明显;支撑层数的增加可显著减小基坑地下连续墙的水平位移及周围土体的最大地表沉降;支护结构优化后,基坑开挖引起的周围土体的最大地表沉降减小了2388%,地下连续墙的最大水平位移减小了1919%。【结论】在设计同类型基坑时应重视支撑层数的选取,必要时可适当减小支护结构的厚度。
    2022,19(3):78-86, DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.03.008
    摘要:
    【目的】探讨传统可靠度计算方法不适用于服役结构可靠性分析的问题。【方法】对相关变量进行截尾处理并考虑结构承受的验证荷载的作用,提出了改进条件概率法。利用改进条件概率法对某服役混凝土重力坝的典型非溢流坝段的结构可靠度进行分析,并考虑结构抗力和荷载时变模型,计算了大坝坝基面抗滑稳定的动态可靠度。【结果】大坝坝基面的抗滑稳定可靠度随着服役时间的增长而降低,同时考虑验证荷载的影响对结构可靠度指标具有一定的提高作用。【结论】由于改进条件概率法考虑了验证荷载的影响并对相关变量进行了截尾处理,其计算结果比经典的可靠度计算方法的计算结果更加符合工程实际情况,为预测服役工程的剩余寿命提供了参考。
    2022,19(3):87-95, DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.03.009
    摘要:
    【目的】探索不同服务水平下车辆汇入行为的差异。【方法】采用无人机拍摄城市快速路合流区车辆的汇入过程,追踪838辆车的轨迹,获取4种服务水平下车辆的汇入起始位置、速度和最大加速度等汇入运动特征的数据,分析不同服务水平下车辆汇入行为的差异。【结果】不同服务水平下车辆汇入起始位置的概率分布有明显差异。一级和二级服务水平下,车辆可在加速车道上正常加速,但服务水平达到三级和四级时,车辆的汇入速度低于匝道限速;一级和二级服务水平下,车辆的最大加速度均值比在三级和四级服务水平下的高出了10%~30%;三级和四级服务水平下,在汇入前有明显的减速行为车辆的比例是一级和二级时的2~4倍。【结论】研究结果可为城市快速路设计服务水平的选择以及合流区交通组织优化设计提供参考。
    2022,19(3):96-103, DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.03.010
    摘要:
    【目的】研究地方政府债务对农村公路建设的影响。【方法】基于省级面板数据,构建地方政府债务对农村公路建设影响的基准模型;通过时间-地区双固定效应回归分析,考虑不同地区异质性之间的相关性,基于非线性相关控制因素构建面板门限模型,并进行门限回归分析。【结果】地方政府债务规模与农村公路建设水平之间呈负相关关系,地方政府债务对农村公路建设的影响在东、中及西部地区之间存在差异,西部与中、东部地区相比,负影响更为显著。经济发展水平对农村公路建设具有单一门限效应,可以减缓地方负债对农村公路建设的负影响,经济发展水平较发达的地区对地方负债的承受能力更强。【结论】鉴于目前地方政府的债务压力和农村公路的建设现状,西部地区的地方政府更应合理地控制债务、构建多元化的融资模式。
    2022,19(3):104-121, DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.03.011
    摘要:
    行波定位技术可根据系统高压交流输电线路发生故障时采集到的时间信息进行快速、准确地故障定位,由于其定位精度高,因而受到广泛的关注。首先,分别从行波信号的精确检测、高精度同步时钟技术、故障定位算法以及工程实践等方面介绍了国内外行波定位技术的发展历程;然后,介绍了单端行波定位、双端行波定位以及网络行波定位方法的工作原理及各自的优缺点,分析了传统行波定位研究尚存的主要技术问题,并提出了相应的解决思路;最后,对行波定位技术的发展前景进行展望,以期为后续的研究提供参考。
    2022,19(3):122-128, DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.03.012
    摘要:
    【目的】解决长时滞控制系统中普遍存在的响应延时问题,改善长时滞系统的性能。【方法】基于自动控制原理及反馈控制理论,建立长时滞系统模型;对Smith预估器进行细致研究,对其内部滤波器及控制器进行相应的改进。【结果】改进后的Smith预估器缩短了长时滞控制系统的响应时间,提高了整个控制系统的鲁棒性和抗干扰性;相比于其他传统控制系统,新的控制系统具有明显的优势。【结论】改进的Smith预估器降低了时滞现象对于控制系统的影响,为长时滞系统的控制提供了新的解决思路。
    2022,19(3):129-136, DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.03.013
    摘要:
    【目的】从城市感知维度出发,对感知、功能等要素进行提炼与分析,挖掘城市公园感知设计路径。【方法】基于感知维度的背景,以长沙市联江公园设计为例,对城市生态公园的建设与发展展开研究。通过感知层次分析法,分析生态公园的功能需求,得到适宜的发展思路,从而促进人与生态环境和谐共生。【结果】以线性联动为设计方法,通过对联江公园生态、文化、体验感知的系统分析,构筑起“联山、联水、联城”的城市生态公园发展体系。【结论】本研究得到的感知体验与场所活力的关联要素可为城市生态公园的感知设计提供方法与思路,从而助力国内城市生态公园的建设发展与统筹规划。
    2022,19(3):137-148, DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.03.014
    摘要:
    【目的】评估钢渣在堆放或作为路基回填料时,重金属元素的浸出行为和潜在生态风险。【方法】采用长期浸出试验,研究3种粒径的江西萍钢钢渣重金属元素Fe、Mn、Zn、Cu、Cr在pH分别为3.2、4.2、7.0的3种浸取剂浸泡下的浸出行为和质量浓度,并计算重金属元素的潜在危险系数。【结果】浸取剂的pH及钢渣的粒径越小,浸出液中重金属元素的质量浓度越大,Fe的质量浓度在14 d达到峰值,Mn、Zn、Cu、Cr的质量浓度则随浸泡时间的延长持续增大;钢渣重金属元素的质量浓度没有超过文献[19]规定的限值,但在pH=3.2和pH=4.2浸取剂的浸泡下,其质量浓度超过了我国标准中Ⅰ类地表水规定的限值。【结论】萍钢钢渣不具有浸出毒性特征,但钢渣浸出液致使周围的水资源存在重金属污染的潜在生态风险。
    全选反选导出
    显示模式:
      全选反选导出
      显示模式:
      2021,18(1):95-101, DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.01.012
      摘要:
      针对多种不确定性因素对汽车结构耐撞性产生的影响,本研究提出了一种基于混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计方法。首先,建立了基于概率-区间混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计模型,并分析其嵌套情况;然后,为了减少嵌套层数,提出了一种高效的解耦策略,将原始的嵌套问题等效转化为单层的优化设计问题;最后,使用径向基函数构建了近似可靠性优化设计问题,并采用局部加密策略提高优化结果的精度。研究结果表明:该方法收敛迅速,能够达到对混合模型汽车结构耐撞性的可靠性优化设计问题快速求解的目的,对汽车结构耐撞性的优化设计具有一定的参考价值。
      摘要:
      针对桩基模型参数存在不确定性的问题,提出一种桩基模型参数反演识别方法。以测点和敲击点作为噪声因素,综合考虑模型中不同测点和敲击工况下加速度响应对反演结果的影响,利用多信息融合方法将多个评分值融合成唯一的参数反演识别目标响应值。研究结果表明:利用本研究方法得到的反演曲线与仿真曲线拟合良好。本研究为桩基模型参数反演识别提供了一定的借鉴。
      摘要:
      现有的地铁隧道施工安全风险识别方法缺乏一定的系统性,在风险识别过程中缺少对多维风险情景的识别,因而具有一定的局限性。引入层次全息建模(hierarchical holographic modeling, HHM)方法和风险过滤、排序及管理(risk filtering,ranking and management, RFRM)框架,结合情景分析理论,构建地铁隧道施工安全风险情景识别的HHM方法,从多视角识别风险情景,应用 RFRM 框架对风险情景进行4次过滤并排序,筛选关键风险情景。对C市某地铁隧道项目进行案例分析,结果显示:该方法可以系统、完善地识别地铁隧道施工安全风险情景及关键风险因素,进而可为风险管理工作奠定一定的基础。
      摘要:
      为研究埋入式应变传感器与沥青混合料的交互影响,利用ABAQUS有限元软件,建立了在四点弯曲加载条件下埋入应变传感器的梁试件有限元模型,分析了荷载大小、传感器测力杆长度和传感器封装材料模量等因素对沥青混凝土梁试件及传感器的力学响应与应力集中的影响。研究结果表明:传感器埋入沥青混合料梁试件后,在梁试件上与传感器法兰相接触的沥青混合料发生了应力集中的现象,但应力集中系数较小,最大值仅为2.95。传感器的测力杆也发生了应力集中现象,其应力集中系数最大值为26.83,远高于梁试件的应力集中系数。
      摘要:
      为了提高传统汽油机的启动性能,同时降低启动阶段的燃料消耗率,本研究试图通过掺氢方式使汽油机在当量比条件下成功启动。采用数值模拟方式,研究了在当量比条件下掺氢汽油机冷启动工况的混合气分布与着火情况,期望找到一种更佳的掺氢汽油喷射方案。首先,构建了掺氢汽油机冷启动工况的三维数值模型,并对气门运动规律、喷油量与喷氢量的关系进行了试验标定;然后,对构建的三维数值模型进行试验验证,试验结果与计算结果吻合良好;最后,在当量比条件下进行了冷启动工况着火情况的模拟计算。研究结果表明:在当量比条件下,与纯汽油机相比掺氢能够明显加快混合气的扩散速度,使混合气更快地在缸内实现均匀分布;纯汽油启动时首循环着火困难,掺氢能实现首循环着火,但当掺氢量过大时,会出现早燃现象;掺氢能够显著减少冷启动阶段HC和CO的排放。
      摘要:
      【目的】探讨多尺度算法在研究沥青混合料劈裂疲劳损伤力学性能方面的有效性。【方法】通过划分5个尺度区域,对5种不同级配的沥青混合料进行多尺度分析,计算不同劈裂疲劳损伤程度下的劈裂强度, 并对比分析室内试验与多尺度算法得到的劈裂强度,验证多尺度算法研究沥青混合料劈裂疲劳损伤力学性能的合理性。【结果】集料粒径为1.18~2.36 mm 的沥青混合料的劈裂强度有较大幅度的提升;多尺度算法与室内试验得到的劈裂强度相对误差的绝对值均在10%以内,满足工程精度要求。【结论】用多尺度算法研究沥青混合料劈裂疲劳损伤力学性能具有可行性,该算法在实际工程中具有一定的应用价值。
      摘要:
      为了确定RoadMesh钢丝网加筋新老路面结合部的合理层间设置位置,以抵抗由拓宽路基差异沉降引起的沥青路面上部反弯破坏作用,依托实际老路拓宽工程,选取沥青面层之间(方案一)、基面层之间(方 案二)和基层之间(方案三)3种层间加筋方案,设定新路肩外缘下方新路基表面产生10mm最大差异沉降 脱空值,通过相应的三维有限元建模和数值模拟,对比分析了RoadMesh钢丝网加筋前后及不同层间加筋方 案拓宽沥青路面结构的力学响应。研究结果显示:结合部附近的路表最大拉应力峰值和双轮轮隙中心路表弯沉值可作为拓宽沥青路面结构抗拓宽路基差异沉降的主要控制指标,各方案下二者模拟结果的排序均为方案一<方案二<方案三<未加筋,其中方案一的两个指标比未加筋方案的分别降低了53.4%和60.6%。表明在新老路面结合部用RoadMesh钢丝网加筋能够显著提高拓宽沥青路面结构的抗拓宽路基差异沉降的 能力,且加筋层间越靠近路表,其抗反弯破坏作用的加筋效果越显著,因此面层之间为最佳加筋层间,基面层 之间为适宜的加筋层间。研究结果可供拓宽沥青路面加筋设计参考。
      2021,18(4):108-117, DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.04.013
      摘要:
      为研究微观组织对镁合金力学性能及各向异性的影响,通过拉伸试验、电子背散射衍射 (electron back scatter eddiffraction,EBSD)技术研究挤压态AZ80,AZ31镁合金。结果表明:经过热挤压 后,铸态AZ80,AZ31镁合金呈现的主要织构组分分别为{0001}<10-10>、{0001}<10-10>和{11-20}<0001>。 由于织构不同和孪晶的作用,室温下这两种镁合金在拉伸荷载作用下呈现出不同的力学性能及各向异性的特征。且由于β相含量的差异,与AZ31镁合金相比,AZ80镁合金呈现出更高的强度和更小的延伸率。
      摘要:
      为研究考虑地震荷载的框架结构拓扑优化设计,引入改进的多项式刚度矩阵惩罚模型和基于低阶 模态能的伪模态识别准则和删除措施,综合解决了伪模态问题和惯性荷载作用下结构低密度区域的寄生效 应问题;采用Heaviside函数建立了设计变量与物理变量之间的映射关系,并构建了地震荷载作用下以结构 模态柔顺度总和最小为目标函数、满足体积约束的框架结构拓扑优化模型;采用移动渐近线方法对优化模型进行了求解。算例的计算结果表明:采用本研究提出的方法可以得到清晰的0/1分布的优化拓扑,且结构的设计域质量对优化结果有很大的影响,这验证了本研究方法的正确性和有效性。
      摘要:
      为了优选沥青混合料高温性能的简单性能试验(simple performance test, SPT)的评价指标,通过SPT复模量试验和重复荷载试验对交通运输部公路科学研究院足尺路面试验环道(full-scale test circular track in Research Institute of Highway, Ministry of Transport, RIOHTrack)所用7种中面层沥青混合料、AC-20的高温性能进行了评价。采用动态模量、车辙因子、流变次数、永久应变与流变次数之比及永久应变斜率5个评价指标,基于幂函数关系对相同及不同试验间的评价指标进行拟合,分析各个指标间的相关性。研究结果表明:SPT试验能有效评价沥青混合料的高温性能,根据各个指标间相关性判定系数综合平均值的大小,优选出车辙因子及永久应变斜率作为中面层沥青混合料高温性能的评价指标,相应的评价结果具有良好的一致性。
      摘要:
      针对25交模型未对带洞面目标的交集成分进行深入分析与精细表达,导致其对带洞面目标边界之间复杂交互细节表达能力不足的问题,提出了基于节点的扩展25交模型(node-based extended 25 intersection model,NE25IM)。在25交模型的基础上,将带洞面目标之间交点、交线及交面的个数、节点贡献值和结点度等定量化元素引入 NE25IM,以扩展表达矩阵中的交集非空元素,达到对带洞面目标之间拓扑关系精细化表达的目的。利用 NE25IM 描述了带洞面目标(包括带1个洞和2个洞的情况)之间相接、相交、覆盖和包 含4种基本拓扑关系,并分析了带洞面目标交集成分的计算过程。最后,通过案例分析验证了 NE25IM 的优势和带洞面目标内洞的数目的变化规律的现实意义。结果表明:NE25IM能更直接、精确地表达带洞面目标边界之间复杂的交互细节,这说明带洞面目标内洞的数目差异导致的模型表达上的数值差异与洞的形状和数目有关,且带洞面目标之间子集组合的表达差异因拓扑关系类型的不同而不同。
      摘要:
      由于四交、九交拓扑关系模型未对空间目标的相交细节进行深入分析和详细表达,导致其对面/面目标基本拓扑关系复杂情形的区分能力不足。为此,以四交模型和九交模型为基础,引入空间目标之间交点个数、交线条数、节点贡献值等定量、半定量化元素,扩展其表达矩阵中的交集非空元素,构建基于空间目标交集成分细分的面/面目标拓扑关系扩展模型。剖析了面/面目标之间拓扑相接、拓扑相交和拓扑覆盖3类基本关系的多个复杂情形,分析了基于交集成分细分的拓扑关系模型扩展方法及对复杂拓扑关系分析的计算过程。最后,利用实例分析验证了扩展模型的有效性及优势。结果表明:扩展模型对面/面目标之间基本拓扑关系复杂情形的细节表达得更加准确、直观,同时也增强了拓扑关系模型的定量化、半定量化表达能力。
      摘要:
      为探讨萍钢钢渣在沥青路面中的应用,在对钢渣物理力学性能和化学成分进行检验和分析后,设计了用钢渣替代部分石灰岩的沥青混合料AC-13,并对其进行了路用性能的试验研究。首先以沥青混合料体积参数为优化目标进行正交试验。优选的最佳组合为:沥青混合料的高温稳定性及水稳定性均得到了不同幅度的提升。当钢渣掺量为75%时,沥青混合料动稳定度提高了43%,残留稳定度提高了3.1%,残留强度比提高了3.7%。当钢渣掺量为50%时,沥青混合料疲劳寿命延长了10.1%。最后以综合路用性能最佳为优化目标,确定了设计掺钢渣沥青混合料AC-13的钢渣掺量为50%~75%,级配曲线为级配2。
      2022,19(1):96-104, DOI: 10.19951/j.cnki.1672-9331.2022.01.012
      摘要:
      【目的】探究在运输时间、中转时间、等待时间和运输货损率混合不确定条件下的绿色多式联运路径优化问题,为绿色多式联运路径决策提供理论依据。【方法】在考虑运输过程中碳排放和噪声污染的基础上, 以最小化运输成本、运输时间、碳排放量、噪声污染以及货损量为目标建立不确定条件下的绿色多式联运路径优化模型,并将其扩展为模糊机会约束模型及鲁棒优化模型来处理不确定参数。使用 MATLAB编程并调用 CPLEX对算例进行求解,得到多式联运路径优化方案。对置信水平进行灵敏度分析,并将鲁棒解与确 定条件下的最优解进行比较,验证所建模型的鲁棒性。【结果】将优化方案的计算结果与5个目标函数的最优值进行比较后发现:由模型所得最优运输方案的计算结果与各目标函数最优值之间的相对距离分别为0.0964、0.0271、0.1946、0.0184、0.0327,均接近最优值。【结论】本研究所建模型能降低多式联运的决策风险,也能为决策提供合理、有效的依据。
      摘要:
      根据响应型接驳公交(responsive feeder transit,RFT)系统管理者与乘客的相互影响关系,研究二者的协调优化方法,构建了同时优化车辆路径和乘客下车站点的非线性混合整数双层规划模型。上层是在乘客目的地已知的情况下RFT车辆路径与停靠站的优化模型,下层是在车辆路径与停靠站已知的情况下乘客下车站点的优化选择模型。然后,基于逆推归纳法设计了双层规划模型的求解算法。算例的计算结果表明:与仅优化车辆路径的方法相比,协调优化方法使系统总成本降低了7.23%,证明该方法是可行且有效的。
      摘要:
      针对多输入多输出柔顺机构的输出位移最大化拓扑优化问题,提出了一种新的拓扑优化求解方法。首先,引入柔顺度的小量变化约束函数来处理柔顺机构拓扑优化的病态载荷问题和类铰链问题。基于传统界限公式法思路,通过一个界限变量将多个输出位移最大化目标等效转化为多个约束条件,构建了一种新的多输入多输出柔顺机构拓扑优化的界限公式模型。然后,结合变体积约束限技术、密度过滤技术、Heaviside映射技术、固体各向同性材料插值方法及光滑对偶求解算法,提出了一种新的多输入多输出柔顺机构拓扑优化方法。算例计算结果表明:相对于现有方法,本研究提出的方法获得的最终拓扑不仅清晰,不含类铰链,且具有更大的输出位移。
      摘要:
      在沥青混凝土AC-13中掺加不同掺量(0.15%,0.25%,0.35%)的聚酯纤维,对比分析橡胶沥青混凝土的路用性能、强度疲劳性能和表面性能随聚酯纤维掺量的变化规律。结果表明:随着聚酯纤维掺量的增加,沥青混凝土AC-13的性能得到显著提升。当聚酯纤维掺量为0.20%时,其大部分性能指标达到峰值,之后随聚酯纤维掺量的继续增加而逐渐衰减。说明过多的聚酯纤维会增加沥青混凝土 AC-13的内部缺陷。
      摘要:
      为研究RA,PR.M和BRA 3种高黏剂对沥青混合料路用性能的影响,对水-温耦合作用下的工程上常用的 AC-13C和 AC-20C两种密级配沥青混合料展开了研究。从矿料级配类型、高黏剂、含水率、试验温度等方面对高模量沥青路面的高温抗车辙性能、抗疲劳性能进行了研究。结果表明:当级配类型相同时, 高黏剂的种类及掺量对沥青混合料最佳油石比的影响不大。在相同条件下,AC-20C沥青混合料的吸水率及高温抗车辙能力明显大于 AC-13C沥青混合料的,且掺入 RA 高黏剂的沥青混合料的高温抗车辙能力整体最优。随着试验温度的升高、加载应力及吸水率的增大,沥青混合料 AC-13C和 AC-20C的疲劳寿命均有所缩短;在低温、低应力条件下,AC-13C 沥青混合料的疲劳寿命长于 AC-20C沥青混合料的。
      摘要:
      装配式建筑增量成本是制约装配式建筑发展的关键因素。为有效实现装配式建筑的推广,以装配 式混凝土建筑增量成本为研究对象,从混凝土预制(precastconcrete,PC)构件的设计、生产、运输和安装4个 方面出发,通过文献研究法筛选出影响装配式混凝土建筑增量成本的14个因素;发放调查问卷,用收集到的 有效数据构建结构方程模型(structuralequationmodel,SEM),并对装配式混凝土建筑增量成本的影响因素 进行评价分析;针对关键影响因素提出控制增量成本的措施。研究结果表明:装配式混凝土建筑增量成本受 信息化技术、PC构件生产规模、PC构件装载方案、施工工艺水平的影响较为显著。
      2021,18(1):102-110, DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.01.013
      摘要:
      为探索建筑参数和居住者行为模式对武汉市梅雨季节农村住宅建筑围护结露的影响,基于试验验证,考虑窗墙比、外墙反射率、窗户开启模式和外墙保温层等因素,采用建筑热环境设计模拟工具包(designer's simulation toolkit, DeST)模拟了武汉市农村住宅室内热湿环境,采用结露率分析了梅雨季节建筑围护结露的情况。研究结果表明:武汉市农村住宅不宜盲目追求自然采光,窗墙比宜取为0.6。当气温急剧升高时保持窗户关闭可以有效缓解结露问题。从防止结露角度考虑,武汉农村住宅不宜增设外墙保温层。

    版权信息

    • 主管单位:湖南省教育厅
    • 主办单位:长沙理工大学
    • 主编:郑健龙(院士)
    • 执行主编:赵冰
    • 编辑出版:《长沙理工大学学报(自然科学版)》编辑部
    • 印刷:长沙理工印务有限公司
    • 国内发行:湖南省邮政报刊发行局
    • 国内统一连续出版物号:43-1444/N
    • 国际刊号:1672-9331
    • 邮发代号:42-304
    • 地址:长沙市天心区万家丽南路二段960号
    • 邮政编码:410114
    • 电话:0731-85258192
    • 电子邮箱:lgdxxb2010@126.com

    二维码