武汉理工大学学报

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镶嵌式冷铺抗滑磨耗层材料性能研究

胡曙光，卢吉，赵明宇，丁庆军

. 2015, (3): 1-7.

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为了解决山区长大纵坡路面抗滑磨耗层抗滑性能差，层间易推移，容易出现车辙破损病害的问题，采用阳离子慢裂型改性乳化沥青、普通硅酸盐水泥P O42.5、水性环氧树脂作为胶结料来制备粘结强度高、抗滑性能好、高温性能稳定的镶嵌式冷铺抗滑磨耗层材料，通过研究镶嵌式冷铺抗滑磨耗层材料的级配以及胶浆掺量对其力学性能、路用性能以及耐久性的影响来确定胶浆的最佳掺量。研究结果表明：随着胶浆掺量的增加（10%、12%、14%、16%、18%），材料的力学性能先增后减，高温稳定性能先增后减，水稳定性能和低温稳定性能增大，抗滑性能下降，疲劳性能下降，耐老化能力提高；当胶浆掺量为14%时，材料的各项性能俱佳，适合作为山区长大纵坡抗滑磨耗层材料使用。

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碱金属氧化物对CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂玻璃黏度和析晶性能的影响

周新艳，程金树，康俊峰，唐方宇，骞少阳

. 2015, (3): 8-12.

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用熔制法制备含不同碱金属氧化物的CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)系微晶玻璃，通过旋转黏度仪测试该玻璃黏度，再结合差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法，研究不同碱金属氧化物对微晶玻璃析晶性能的影响。结果表明：含不同碱金属氧化物的CMAS系微晶玻璃析出的主晶相均为辉石，但玻璃的高温黏度以及显微硬度存在差异。其中含6%Na2O(摩尔分数，下同)试样熔化温度为1 475 ℃，显微硬度为6.4 GPa。当3%K2O取代3%Na2O时，玻璃的高温黏度降低，熔化温度为1 460 ℃，析晶能力增强，显微硬度7.6 GPa。当3%Li2O取代3%Na2O时，玻璃高温黏度降低明显，试样熔化温度为1 385 ℃，析晶能力增强，显微硬度为7.1 GPa。

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Na2O/B2O3对硼硅酸盐玻璃结构与性能的影响

韩娟，何峰，梅书霞，金明芳，谢峻林

. 2015, (3): 13-17.

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硼硅酸盐玻璃具有非常优异的性能。采用熔融冷却法制备了不同Na2O含量的高硼硅酸盐玻璃。主要探讨R(R=Na2O/B2O3)对硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响。通过红外光谱分析了硼硅酸盐玻璃在不同R的情况下的结构变化，测试了玻璃的密度、热震性、化学稳定性和力学性能。研究结果表明：随着R的增大，硼硅酸盐玻璃结构中出现了\[BO3\]转变为\[BO4\]的现象，并且在R=0.5时，出现了结构变化的极值点。硼硅酸盐玻璃的化学稳定性受玻璃结构的影响，R对耐酸、耐水性能影响不大，但随着R的增大，其耐碱性显著下降。硼硅酸盐玻璃的力学性能与玻璃的结构有关，即与\[BO3\]、\[BO4\]及\[SiO4\]的比例有关。随着R的增加，硼硅酸盐玻璃的弯曲强度及硬度呈现先增大后减小的趋势，且在R=0.5处产生最大值，分别为69.5 MPa、6.94 GPa。

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破碎粒径对煤矸石煅烧后活性的影响研究

周明凯，刘春风，陈潇，王彩萍

. 2015, (3): 18-22.

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为了研究煤矸石破碎粒径对煅烧活性的影响，测试了不同破碎粒径的煤矸石煅烧后的水泥胶砂物理性能，利用XRD、TGDSC综合热分析和SEM分析了煤矸石不同破碎粒径的物相组成、受热分解情况和微观结构。结果表明：煤矸石破碎分选后粒径越小，发热量越大，烧失量越高。不同粒径煤矸石的物相组成差别不大，均主要为高岭石、石英和黄铁矿。不同粒径煤矸石煅烧后28 d抗压强度活性指数均在80%以上，其中2.36~4.75 mm粒径活性最高，达到102%，0.6~2.36 mm粒径和<0.6 mm粒径后期强度增进很大，28 d抗压强度活性指数达到93%和94%，混合粒径活性指数最低为83%。掺入煅烧后的不同粒径煤矸石后，水泥胶砂流动度随着燃尽率的提高，其流动度越大。

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锂渣粉对水泥性能的影响

张磊，吕淑珍，刘勇，肖世玉，周平森

. 2015, (3): 23-27.

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主要研究了不同细度锂渣粉作为掺合料时对胶凝材料需水量、强度以及与外加剂适应性的影响和锂渣作为混合材对水泥物理力学性能的影响。研究结果表明：以不同细度的锂渣粉代替30%水泥，随锂渣粉细度增加，胶凝材料需水量增加，3 d强度大幅降低，28 d 强度降低较小，这说明锂渣粉作为掺合料的掺量不宜过大；当外加剂掺量为胶凝材料的5‰、锂渣粉比表面积为901 m2/kg、锂渣粉代替12%水泥时，水泥与外加剂适应性较好。锂渣粉作为混合材掺量在6%以内，水泥的凝结时间正常，安定性合格，28 d强度满足P O42.5要求，早期强度稍低于对照组，但后期强度与对照组相当甚至高于对照组强度。

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含有(Ti,Ta)C的梯度硬质合金的组织与性能分析

王洪福，王海鹏，何泠，王华君，王俊元

. 2015, (3): 28-33.

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梯度硬质合金结合了高硬度与高韧性的优异特性，成为近年来该领域的研究热点。对经渗碳处理的添加有(Ti,Ta)C的梯度硬质合金进行了详细分析。采用金相显微镜、X射线光电子能谱仪和维氏硬度计沿合金梯度方向分别对其内部微观结构、元素含量分布及硬度进行了检测分析。结果表明：梯度硬质合金表层形成大量固溶体相，并呈团簇状分布；梯度方向Co相迁移现象不明显，富Co层接近合金表面；合金沿梯度方向的硬度变化与不含添加剂的WCCo梯度硬质合金有所不同。

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(1-x)SrZnP₂O₇-xSr₂P₂O₇(0.2≤x≤0.8)陶瓷微波介电性能研究??

孙岳玲,郭腾

. 2015, (3): 34-38.

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采用固相反应法制备了复相体系(1-x)SrZnP2O7-xSr2P2O7陶瓷，研究了该体系的相组成、晶体结构对微波介电性能的影响。研究结果表明，在比例系数x从0.2到0.8的范围内所获得的材料只含有SrZnP2O7和Sr2P2O7两种晶体相，并且当烧结温度合适时所有复相比例的材料均可获得较高的烧结密度。烧结温度的升高会使材料的相对密度和介电常数均有所上升；而随着x值的增大，体系中的Sr2P2O7相含量也逐渐升高，在同样的烧结温度下则伴随着品质因子Q×f值的下降和频率温度系数τf值的上升。在复合比x=0.6时，上述材料具有较优良的微波介电性能：ε=7.44，Q×f=10 200 GHz，τf=-28.6×10-6/℃。上述结果表明，复合Sr2P2O7相可以有效地使SrZnP2O7材料的负的频率温度系数τf值得到补偿。

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长期服役后沥青路面面层材料回弹模量性能研究

汪福松，肖月，仪明伟，王业飞，吴少鹏

. 2015, (3): 39-44.

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采用伺服液压多功能材料试验系统（UTM25）测量了2种沥青路面结构多种病害的芯样在不同温度和荷载作用频率下的间接拉伸回弹模量。结果表明，外部环境和所承受的行车荷载对回弹模量影响较大；罩面层与原有的上面层相比，其回弹模量的变化幅度更大；横向裂缝较为严重的区域，其罩面层试件回弹模量均小于同位置原沥青上面层试件回弹模量；间接拉伸回弹模量实验可作为评价沥青路面材料路用性能的一种可靠方法。

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橡胶沥青混凝土断级配设计方法与路用性能研究

崔巍

. 2015, (3): 45-51.

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级配对于橡胶沥青混合料的路用性能具有重要的影响。基于骨架密实型沥青混合料设计理论，提出了橡胶沥青混合料的断级配设计理论与工程设计方法。进而成型了连续级配与断级配的橡胶沥青混合料，并对其高低温、水稳定性与疲劳性能进行了对比研究。试验结果显示：断级配橡胶沥青混合料具有比连续级配混合料更好的高低温路用性能，相近的水稳定性，以及更佳的抗疲劳破坏性能。研究成果有助于指导橡胶沥青混合料的设计与施工质量控制。

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强干扰环境下船舶动力定位自抗扰控制系统仿真研究

熊和金，刘静怡，陈跃鹏

. 2015, (3): 52-57.

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根据船舶动力定位系统的强非线性等特点，研究了将自抗扰控制应用于船舶动力定位控制器的设计方法，给出了自抗扰控制器的相关算法，并对实际船舶分别进行有强干扰下和无干扰下的仿真实验，分析其控制特性。结果表明，与经典PID控制相比较，自抗扰控制具有更好的动态性能、抗干扰能力和鲁棒性。

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设置粘滞阻尼器的超高烟囱减震控制研究

王善谣，魏文晖，闵东，魏文飞

. 2015, (3): 58-63.

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根据悬挂式钢内筒烟囱结构的特点，提出了在烟囱结构止晃点处设置粘滞阻尼器的消能减震方法。采用有限元软件SAP2000分别建立了传统的烟囱结构模型和设置粘滞阻尼器的烟囱结构模型，进行了模态分析、多遇和罕遇地震作用下时程分析和地震反应谱分析。结果表明，提出的在各止晃点设置粘滞阻尼器的方法对烟囱结构具有较好的减震控制效果，烟囱结构的基底总剪力、平台层水平位移、混凝土外筒顶点位移和加速度均有明显减小。为同类超高烟囱抗震设计提供了一种新的消能减震设计方法。

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大型钢管输电塔非线性地震反应研究

赵盛林，陈波,赵春林,龚晓芬,李秀金

. 2015, (3): 64-68.

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研究了某大型钢管输电塔的非线性地震反应问题。首先，建立了钢管输电杆塔的有限元模型，建立了输电杆塔在地震激励作用下的运动方程和非线性地震反应计算方法。以某实际输电杆塔为工程背景，研究了输电杆塔的线性和非线性地震反应特点和规律，并进一步地对比了线性地震反应和非线性地震反应的差异。结果表明，输电杆塔由多根杆件所组成，在强烈地震作用下结构不同位置表现出了不同的地震反应特点。地震激励沿出平面方向作用的结构反应略大于沿在平面方向作用的地震反应，杆塔结构上部表现出了一定程度的鞭梢效应。考虑几何非线性效应的分析结果比线弹性地震反应的结果略大，考虑双重非线性效应的结果则比只考虑材料非线性效应的结果略大。

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钢纤维混凝土细观二维建模与数值研究

程书怀，任志刚，余细东，付应兵

. 2015, (3): 69-74.

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提出了二维随机凹凸型碎石骨料生成方法，应用ANSYS/LSDYNA模拟了数值骨料和钢纤维随机碰撞，得到钢纤维混凝土细观二维几何模型和有限元模型。基于双折线弹性损伤演化本构模型，模拟了素混凝土和钢纤维混凝土数值试件在单轴拉伸荷载下的损伤过程。研究结果表明：素混凝土数值试件的破坏模式与真实素混凝土破坏模式比较接近，掺入钢纤维会改变裂纹扩展的路径；钢纤维混凝土二维模型中，裂纹萌生位置和扩展路径影响钢纤维对混凝土的增强增韧效果。

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悬吊质量板双向偏心结构的减震性能分析

王昌盛,王礼杭，曹雷雨,徐家云

. 2015, (3): 75-82.

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为了减小双向偏心结构的地震响应，采用悬吊质量板对此结构进行振动控制。讨论了结构在有无悬吊质量板情况下的自振特性。通过数值计算，证明了悬吊质量板对结构平动和扭转震动都有控制作用，当悬吊质量板震动频率接近结构震动基频时，对于结构平动和扭转震动的减震效果最大可分别达到37.2%和54.4%。基于悬吊质量板简单、经济、易于实施等优点，可将其作为偏心结构扭转震动的有效控制措施。

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海洋环境下腐蚀混凝土力学性能研究进展

李悦，管忠正，王鹏

. 2015, (3): 83-89.

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针对海水的主要侵蚀介质（氯盐和硫酸盐），通过分析国内外关于侵蚀介质与混凝土材料化学反应和物理结晶作用的研究，总结了受腐蚀混凝土的劣化机理。重点介绍了受腐蚀混凝土力学性能（强度、弹性模量等）、本构关系的试验和理论模型研究现状，评述了掺入方式、溶液浓度、侵蚀龄期等对混凝土力学性能的影响，分析了各理论模型的理论基础和使用条件。最后提出了当前受腐蚀混凝土研究中存在的问题和下一步的展望。

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电解氧化处理高盐难降解萘系废水

李苾蕊，李孟，张珍

. 2015, (3): 90-93.

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为解决萘系有机中间体废水给环境带来的巨大污染，通过电催化氧化法处理难降解吐氏酸废水，以配置吐氏酸溶液的COD和电流效率为衡量标准，确定最佳反应条件为：电解时间30 min、电流密度为150 mA/cm2、氯化钠浓度5 000 mg/L。进行了羟基自由基抑制实验和将电解质NaCl换为Na2SO4的实验，结果表明，电化学反应对吐氏酸的降解以间接氧化为主，且由Cl-电解产生的Cl2、ClO-和HClO不仅在间接氧化还是在整个电解实验过程中都发挥了主要氧化作用。

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不同采矿方法下采场稳定性数值分析

任少峰，杨伟，张卅卅，任高峰

. 2015, (3): 94-97.

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采用数值分析软件ANSYS对某矿体典型采场顶板与间柱的稳定性及其对采场围岩力学状态的影响进行数值模拟分析，矿山采用浅孔留矿法和分段凿岩阶段矿房法对于不同产状的矿体进行开采，对不同采矿方法下典型采场结构模型的模拟结果进行了分析，根据分析结果，结合矿山生产现状对目前采矿方案提出合理化建议，以便更确切地掌握不同采场地压的发展变化规律，有效地实施地压管理，实现安全高效开采。

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光纤光栅动态压力传感设计与方法的研究

张顺，丁莉，梁磊

. 2015, (3): 98-102.

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基于光纤光栅传感基本原理,实现了冲击载荷下液压机拉杆等大型机械设备动态压力的直接测量，并依据液压机拉杆有限元分析将光纤光栅准确定位于线性梯度应变区，设计并实验验证了高精度的动态压力测量系统，用等悬臂梁模拟液压机拉杆并结合LANXI振动系统，验证用于液压机拉杆FBG压力传感器的动态特性性能。结果表明，传感系统在低频和高频下均具有良好的动态振动特性，能满足液压机拉杆应力检测的要求，并且可以广泛地应用于大型起重臂、翻车机溜槽和立式辊磨机等大型机械设备的动态性能试验及动态响应测试中。

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快速变化环境条件下最大功率点跟踪方法

邓奕，陈静，李娟，王聪

. 2015, (3): 103-106.

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针对光伏发电系统在光照强度、环境温度等参数改变的情况下，能够进行动态快速追踪，从而解决高效的追踪最大功率点的科学技术难题，提出一种快速变化环境条件下最大功率点跟踪方法。该方法的实现由控制系统分析实时检测到的光伏电池阵列的输出电压和电流，通过最大功率跟踪算法MPPT计算输出量，控制BOOST驱动电路中的IGBT占空比，从而改变负载特性，实现最大功率点快速、精确地跟踪。利用该方法研究开发的光伏发电系统装置，除适用于太阳能光伏发电系统光伏阵列在环境条件一定外，特别适用于光伏阵列在光照突变以及在部分遮挡（如云层、建筑物、植物等）等复杂条件下，光伏发电系统最大功率输出的工作状况。

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漏磁检测系统缺陷重构算法优化研究

钱作勤，邓苏楠，彭文韬

. 2015, (3): 107-111.

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通过霍尔传感器对采集到的原始数据信进行数据插值、漏磁信号的识别，并在二维重构算法的基础上提出了一种三维重构算法，并将该算法在建立的三维模型中进行模拟仿真验证。通过漏磁模型分析得到：其缺陷数据与对原始函数差值及真实缺陷函数图像，两者经过误差分析证明该三维重构算法是合理的。

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位移法计算半椭圆表面裂纹应力强度因子影响因素分析

高文，王生楠

. 2015, (3): 112-116.

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借助有限元分析软件ABAQUS建立含半椭圆表面裂纹有限厚度板有限元模型，根据计算得到的相关节点位移分别采用ChenKuang公式、Shih公式和1/4节点位移公式计算半椭圆表面裂纹应力强度因子，考察单元类型和裂尖附近区域网格参数变化对3种位移法计算应力强度因子精度的影响，根据计算结果给出各网格参数的合理范围。结果表明，3种位移法中ChenKuang公式计算结果波动最小；二次六面体全积分单元C3D20和二次六面体减缩积分单元C3D20R计算结果一致性良好，减缩积分单元计算结果受网格参数影响较小。文中的方法和结论可用于复杂工程结构中三维裂纹应力强度因子计算。

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基于牙齿CT图像的三维实体重建及有限元分析

于涛,,刘文涛,朱淑亮,刘伟明

. 2015, (3): 117-123.

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建立牙齿组织以及牙齿、牙槽骨关联关系的三维实体模型，并对单颗牙齿进行有限元分析，为医学图像的三维重建提供理论参考和实践基础。利用CT图像的DICOM格式数据，通过3Ddoctor软件重建牙齿组织的三维实体模型，然后导入ANSYS中形成网格模型，模拟咬合加载，计算应力、应变。建立了3种包含二牙根牙齿、含缺失图层的三牙根牙齿及牙齿、牙槽骨关联关系的三维实体模型，可以反映牙齿的表面形态和内部结构；采用相关临近图层替代缺失图层的方法，建立了完整的牙齿三维实体模型,没有缺失和不连续现象；上、下牙颌配对，能够清晰准确的反映牙齿的咬合关系。通过建立可视化三维牙齿的实体模型，反映牙齿的外形和内部结构。利用有限元分析方法，能够简捷有效的分析牙齿各部分的应力、应变，为临床应用提供理论依据。

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无线传感器网络中一种能耗均衡和非均匀分簇的数据收集算法

吕雪

. 2015, (3): 124-128.

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针对现有数据收集算法存在的单点失效问题以及热区问题，本文提出了一种能耗均衡和非均匀分簇的数据收集算法。该算法把网络分成多个非均匀的网格，每个网格中的所有节点构成一个簇，而簇内簇首数是由节点失效概率来决定，并且多个簇首协作地把收集的簇成员数据发送给基站。实验表明，本文所提算法能够显著地提升数据收集可靠性，提高能耗均衡性，并延长WSN的生存时间。

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