武汉理工大学学报

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Ho³⁺掺杂锗硅酸盐玻璃2.0 μm发光性能研究

韩建军，胡敏，王静，谢俊，吕鑫，胡开文，周学东，赵修建

. 2015, (4): 1-5.

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(1.武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉 430070；2.湖北三峡新型建材股份有限公司,宜昌 444105)

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Bi₂O₃对硼硅酸盐玻璃结构与熔体性质的影响

舒豪，何峰，金明芳，梅书霞，谢峻林

. 2015, (4): 6-10.

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采用熔融冷却法制备了不同Bi2O3含量的硼硅酸盐玻璃，探讨了Bi2O3含量变化对硼硅酸盐玻璃结构和粘度的影响。通过红外光谱分析了硼硅酸盐玻璃的结构变化，测试了玻璃的光学性能。结果表明：Bi2O3的外掺可以降低硼硅酸盐玻璃的高温粘度，有利于节能环保的要求。当Bi2O3掺入量质量分数从0增大到1.00%时，对应的熔制温度从1 783.8 ℃降低到1 730.72 ℃，而玻璃的光学透过率有所降低。综合考虑硼硅酸盐玻璃的制备与使用性能，可考虑外掺Bi2O3含量0.25%，光学透过率能保持在91%的条件下，能够降低熔制温度20 ℃。

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阻隔紫外线和防静电的节能镀膜玻璃的制备

鲍思权，姜宏,，赖新宇，赵会峰，陈峰,张振华

. 2015, (4): 11-16.

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利用常压化学气相沉积法，以钛酸异丙酯\[Ti(OC3H7)4,TTIP\]和单丁基三氯化锡\[C4H9SnCl3,MBTC\]为前驱体、三氟乙酸\[CF3COOH,TFA\]为掺杂剂，在玻璃表面镀制TiO2/SnO2:F多功能复合薄膜。通过X射线衍射仪、扫描电镜和紫外可见近红外透射光谱等对单层TiO2薄膜和TiO2/SnO2:F复合薄膜的物相及性能进行表征分析。结果表明：单层的TiO2薄膜具有阻隔紫外和近红外的功能，随着膜层厚度的增大，近红外的反射率逐渐提高，此时TiO2薄膜表现为非晶态；对于TiO2/SnO2:F复合薄膜，综合性能表现最好，不但可以改善阻隔紫外线的性能，其紫外阻隔率从51%增加到78%,而且在中远红外区具有较高的反射率，能够达到82%以上。同时在近红外区还能够保持30%以上的反射率，最大值能达到45%左右。另外，由于其还具有一定的导电性，可以赋予镀膜玻璃防静电的功能，这对玻璃防尘具有重要意义。

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矿粉、硅灰、增强剂和蒸汽温度对水泥砂浆水化热及体积稳定性的影响

张昺榴，王军伟，马保国，戚长亚

. 2015, (4): 17-21.

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通过水化热分析，发现矿粉取代部分水泥后，水化总放热量减少，随掺量的增加，水化热降低幅度变大；掺NS与之相反；掺入硅灰后，水化总放热量减少，随掺量的增加，水化热降低幅度变大，但早期水化热增加。通过水泥胶砂干缩试验方法，发现矿粉取代部分水泥后，试样收缩变形减少，随掺量的增加，减少幅度增加，掺NS则相反；而硅灰掺量较少时能减小收缩变形，掺量大时会增加收缩变形。通过改变蒸汽养护过程中的恒温温度，测试水泥砂浆干缩变形，当蒸汽养护温度低于60 ℃时，各体系收缩变形均随温度的升高而减小，高于60 ℃时，各体系收缩变形均随温度升高而增加，70 ℃是收缩变形最大温度点。

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偏高岭土改善海工混凝土抗氯离子侵蚀性的效果及机理

曾俊杰，王胜年，范志宏，熊建波

. 2015, (4): 22-28.

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以不同掺量偏高岭土单掺以及与粉煤灰、矿粉复掺制备混凝土，分别采用浸泡法和RCM法测试混凝土氯离子扩散系数，采用压汞法测试混凝土的孔结构；同时制备相应掺NaCl水泥净浆，采用自动电位滴定仪测试水泥浆中总氯离子和游离氯离子量，计算氯离子固化率，并通过XRD法分析其物相组成。结果表明，偏高岭土可显著降低混凝土氯离子扩散系数，其与粉煤灰或矿粉复掺时效果更优，且与粉煤灰复掺时对后期氯离子扩散系数的降低作用显著；偏高岭土提高了水泥浆对氯离子的固化率，提高掺量可改善固化效果；偏高岭土复掺粉煤灰或矿粉进一步增强了固化效果，且与粉煤灰复掺效果最优；偏高岭土细化了混凝土孔结构，降低了毛细孔含量，促进了含氯水泥浆中F盐的生成，从减少氯离子传输通道和提高氯离子固化作用两方面改善海工混凝土的抗氯离子侵蚀性能。

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某干法水泥厂颗粒和气体污染物的排放特征研究

田国良

. 2015, (4): 29-32.

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以河南某新型干法水泥厂排放的粉尘颗粒和气体污染物为研究对象，系统分析了该厂新型水泥生产工段中污染物的排放特征。结果表明：窑头、窑尾、煤磨、水泥磨4个工段除尘后的PM10质量浓度均属于超标现象，且PM2.5对PM10总质量浓度的贡献较大；窑头和窑尾除尘后的SO2浓度值不超标，但NO2浓度值超标。此外，通过计算可知该厂的CO2排放量为1 013.925 kg/t熟料。

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含氟二元共混乳液形成梯度结构膜研究

胡园园，张粉霞，陈艳军，陈冬梅，张超灿

. 2015, (4): 33-37.

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用乳液聚合方法合成了3种表面能及氟含量一致但链段运动能力不同的的含氟丙烯酸酯聚合物，将这3种聚合物乳液与同一种普通丙烯酸酯共聚物乳液以相同的比例共混后成膜并进行了适当的热处理，研究了热处理温度及共混组分软硬差别对膜断面梯度结构的影响。通过对共混膜表面性能和断面结构的表征发现：共混两组分有软硬差别时，含氟组分硬(Tg高)，成膜时未能扩散更有利于共混膜热处理后形成沿厚度方向的氟浓度梯度结构，且在稍低于粘流温度的150 ℃热处理能得到最好的梯度结构；没有软硬差别的共混两体系比有软硬差别的共混体系更容易在成膜后的热处理过程中形成沿膜厚度方向的氟浓度梯度。

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表面接枝生物素与链霉亲和素的相互作用研究

李易非，席青海

. 2015, (4): 38-42.

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以生物素链霉亲和素为配体受体模型探讨了不同表面密度的生物素与链霉亲和素的相互作用。通过生物素修饰的功能化聚乙二醇与表面自组装的胺基官能团的反应制备了不同表面密度的生物素仿生基体，进而实现链霉亲和素在生物素修饰的固体表面的特异性吸附。结果表明，聚乙二醇的存在有效地抑制了链霉亲和素的非特异性吸附；在生物素表面密度较低时，链霉亲和素以单分子形式吸附在表面的特定区域；当生物素表面密度达到80%时，吸附的链霉亲和素达到饱和并形成均匀的单分子层。同时，研究结果也为研究单分子相互作用提供了理想的模型。

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基于Arena的三峡升船机优化调度仿真研究

刘清，张亚洁

. 2015, (4): 43-46.

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在分析升船机运行流程的基础上，运用Arena仿真软件构建升船机上下行系统仿真模型，动态模拟船舶通过升船机全过程，得到船舶的排队时长、排队数量及升船机利用率数据，利用SPSS软件分析拟合三者间的函数关系，掌握升船机的运作规律，得出船舶排队时间与待升船机队长呈增长函数，升船机利用率与待升船机队长呈对数函数关系。通过规律可最大限度地提高三峡升船机的通行效率。

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基于最优滑转率识别的电动轮车驱动防滑模糊控制研究

陶维辉,，喻厚宇,，黄妙华,

. 2015, (4): 47-52.

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根据轮毂电机输出转矩可独立控制和易于测量的特点，提出了利用轮毂电机的转矩和角加速度来识别车轮最优滑移率的方法，并采用模糊控制的方法对各车轮滑转率进行控制以保证整车行驶稳定性。根据4轮轮毂电机独立驱动的高速电动轮试验车结构，在ADAMS中建立了其18自由度的整车动力学模型。通过Matlab与Adams的联合仿真，分析了采用该驱动防滑模糊控制方法时，车辆在低附着路面、高附着路面和对接路面上加速行驶时的行驶轨迹、各车轮滑转率和转矩分配，并与驱动防滑模型跟踪控制方法作对比，验证了该控制方法的有效性。

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混杂纤维混凝土二维随机建模方法

任志刚，徐彬，程书怀

. 2015, (4): 53-58.

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以二维凸多边形骨料混杂纤维混凝土为例，提出骨料间、骨料与纤维间和聚丙烯纤维与钢纤维间的干涉判断方法，构建混杂纤维混凝土的二维随机投放生成算法和随机游走生成算法，并从骨料投放量、试件密实度、纤维分散性以及生成效率等4个方面对比分析两种算法的优劣。编制界面友好的交互式混凝土/纤维混凝土随机生成程序，展现不同骨料形状的钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土及混杂纤维混凝土试件投放效果，以验证生成算法的有效性和程序的可执行性。最后建立3种骨料形状的混杂纤维混凝土细观结构有限元模型。结果显示，随机游走生成算法比随机投放生成算法更适合于生成高填充率的混杂纤维混凝土试件，但其纤维分散性则相对较差。

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输电塔在大风覆冰下的可靠度分析

孔伟，刘玉龙

. 2015, (4): 59-64.

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以覆冰厚度和风速为随机变量，基于蒙特卡洛法模拟分析了不同条件下的输电塔可靠度。基于响应面法拟合了输电塔的一次和二次功能函数，利用功能函数得到可靠指标与相关系数的关系式。另外将基于Copula函数的尾部相关性概念引入到风速与覆冰厚度的相关性分析中，并与结构的可靠度分析相结合。结果表明：风速和覆冰厚度的增加都会降低输电塔的可靠性，并且风速是输电塔可靠性的敏感因素。考虑大风与覆冰的负相关性会提高输电塔的可靠性。在覆冰出现极大值的情况下风速出现极大值的概率可达到5%，需要在设计时引起注意。

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架空导线径向温度场的数值模拟

肖凯，刘永斗，李鹏云，陈志为

. 2015, (4): 65-70.

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基于二维稳态热传导控制方程，考虑了输电导线主要的发热源和散热途径，形成了一套准确的导线径向温度场数值求解方法，并通过实例应用于JL/LB1A300/50型钢芯铝绞线。结果验证了导线径向温度差的真实存在且不可简单忽略，并且径向温度分布受导线内不同金属材料的单位体积发热率、绞线间接触情况和外界对流等多方面因素的共同影响。

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火灾下预应力混凝土箱梁抗弯承载力衰变研究

张岗，程海鲲，王翠娟，刘天龙

. 2015, (4): 71-76.

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采用温度-力耦合的火灾全程数值模拟方法，设定了火灾场景，基于强度损失的虚拟层截面等效计算，分析了预应力混凝土箱梁正截面抗弯承载力随火温时间的变化规律，给出了预应力混凝土箱梁正截面抗弯承载力与火灾高温之间的时程变化关系。结果表明，随火温时间的持续，预应力混凝土箱梁正截面抗弯承载力呈二次抛物线下降；由跨中至端部的正截面抗弯承载力衰减幅度逐渐增大；箱内受火时的正截面抗弯承载力损失值大于箱外受火时的正截面抗弯承载力损失值；拟合提出了不同火灾场景下预应力混凝土箱梁正截面抗弯承载力的时程衰变计算公式，公式简洁，可为桥梁抗火设计及灾后评价提供依据。

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附加集中质量块悬臂梁路径积分法分析

朱海涛, 段玲龙

. 2015, (4): 77-82.

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对在高斯白噪声激励下附加集中质量块悬臂梁的随机振动响应进行了研究。利用泰勒公式展开法，替换系统振动方程中加速度非线性项。根据替换后的等效非线性振动方程,运用路径积分法（PIS）求解悬臂梁响应的稳态概率密度函数数值解,将所得结果与蒙特卡罗模拟法（MCS）及等效线性化法（EQL）所得结果进行比较。结果表明：所提出的方法能用于求解该类型悬臂梁响应的稳态概率密度函数。

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基于光纤陀螺的微小形变检测新算法及实验研究

张瑶，甘维兵，王立新，胡文彬，唐健冠，李盛

. 2015, (4): 83-86.

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为实现大型工程结构线形的快速、连续检测，准确直观地定位结构微小形变，根据光纤陀螺用于形变检测的原理，提出了基于光纤陀螺的微小形变检测新算法，并从理论上对该算法进行了较为详细的推导和分析。结果表明：对于微小形变的检测，不可忽视运载体的结构尺寸，且尺寸越小，系统所测得的线形曲线越接近待测结构表面真实线形。新算法充分考虑了运载体前、后轮行走的距离和倾斜角的变化，其测量结果更加真实、准确，值得推广借鉴。

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不同离心率下椭圆形滚筒内二组元颗粒混合

张立栋,于丁一,刘朝青,薛琳,郝万军,李少华,王擎

. 2015, (4): 87-93.

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基于离散单元理论,以二组元粒径颗粒在滚筒内的分离指数（Is）作为混合评价指标,对不同离心率下的椭圆形滚筒内颗粒混合过程进行数值模拟,并用实验结果进行对照与分析。模拟结果与实验结果吻合较好,得出了不同离心率下椭圆形滚筒内颗粒的混合状态以及在混合过程中滚筒内颗粒的运动规律。结果表明,在椭圆形滚筒滚动过程中,由于颗粒速度不同会形成两种区域,即滑动层颗粒混合区域和相对静止区域,在一定时间范围内,颗粒经过相对静止区域的次数越少,混合效果越好。随着椭圆形滚筒离心率增加,颗粒经过相对静止区域的次数降低,混合质量提高,所以在一定范围内增加椭圆形滚筒离心率,会提高颗粒混合质量。对颗粒在滚筒内运动规律进行研究,可以为滚筒内颗粒混合的最佳工况提供理论依据。

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变频脉冲充电技术最优频率搜寻方法研究

吴铁洲，李子龙，白婷，胡丽平

. 2015, (4): 94-100.

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提出了一种变频脉冲充电最优频率搜寻方法，在分析电池阻抗特性的基础上，对充电频率先后进行正向扰动和反向扰动，形成一个滞环，分别记录下两次扰动前后电流的变化情况，根据基于滞环的频率扰动规则进行判断是否为最优频率，否则继续新一轮的扰动，直到将工作点频率固定在最优频率，此方法可以动态追寻充电时的最优频率，使得能量的传递效率提高，明显缩短了电池的充电时间。结果表明，在相同条件下，与传统的恒压恒流的充电方式相比，充电速率提升了28%；与定频率的充电方式相比，充电效率提升了15%。
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