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    2018年 第46卷 第6期    刊出日期:2018-06-25
    交通运输工程
    温惠英 孙佳人 曾强 张璇
    2018, 46(6):  1-7.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.001
    摘要 ( 315 )   PDF (295KB) ( 287 )  
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    为了深入分析交通构成对高速公路交通安全的影响,采集广东省开阳高速公路 2014 年的道路、交通、事故数据,依据高速公路收费标准将车辆分为5 类,建立关联路段 道路、交通属性和事故频次的贝叶斯层级模型和条件自回归模型,并利用贝叶斯方法估计 模型参数,对比模型优劣. 对比结果表明:条件自回归模型由于解释了相邻路段间的空间 相关性,其模型拟合度比贝叶斯层级模型更高. 条件自回归模型的参数估计结果显示: 一 类车( 如: 小汽车) 的比例增加 1%,高速公路事故频次将降低15. 5%; 三类车( 如: 中型 客、货车) 的比例增加1%,事故频次将降低24. 4%;另外,长度越长,日均交通量、曲率、坡 度越大的路段发生事故的频次越高
    张晓晴 高华峰 张闰 朱小龙 何敏 刘晓明
    2018, 46(6):  8-15.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.002
    摘要 ( 284 )   PDF (1588KB) ( 299 )  
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    舰载飞机拦阻着舰过程中,载荷大、加速度大、距离短、时间短,且受航母运动、气 流扰动等条件影响,存在复杂的强非线性多学科动力学耦合问题. 文中对某型号舰载无人 机建立了舰载飞机 -拦阻钩简耦多体动力学模型,根据等质量小车实验数据提出一种施 加拦阻载荷的方法,同时考虑气动载荷的作用,利用 ADAMS 动力学仿真软件对舰载机拦 阻着舰进行刚柔耦合多体动力学仿真分析,得到了拦阻过程中飞机迅速作低头运动随后 保持相对平稳的姿态变化规律、机身纵向过载沿机身从后向前先急剧减少再缓慢增加的 传递路径,以及机身应力和应变在与起落架、拦阻钩接位置处较大而其它位置处较小的分 布规律. 仿真结果表明,这种仿真方法能够高效模拟强非线性复杂载荷耦合下的舰载机着 舰过程,为舰载机拦阻着舰全过程研究及机身结构设计提供参考. 
    牛治慧 苏建 张益瑞 林慧英 王秀刚
    2018, 46(6):  16-22.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.003
    摘要 ( 414 )   PDF (2260KB) ( 116 )  
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    为了更加准确的对转向架重心空间位置进行测量,建立了依据力矩平衡原理的 重心位置测试模型,分析了转向架重心位置与转向架各轮对轮重的关系. 并依据单摆原理 建立了天车摇摆法测试模型,分析了转向架重心高度与单摆周期的关系. 运用基于力矩平 衡原理的测试方法和天车摇摆法两种方法对转向架重心的空间位置进行了测试试验,并 对两种测试方法所得到的数据进行分析计算,得到转向架重心位置的空间坐标. 实验结果 表明:天车摇摆法测试得到的转向架重心高度值与理论值相对误差为 10. 47%,而且试验 数据重复性差;运用力矩平衡原理测试得到的转向架重心空间坐标与理论值基本一致,相对 误差均在0.5%以内,且试验重复性好,证明了力矩平衡原理测试模型的准确性及可行性.
    郭寅川 林森林 申爱琴 李鹏 周胜波
    2018, 46(6):  23-30.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.004
    摘要 ( 276 )   PDF (2311KB) ( 236 )  
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    界面区是水泥混凝土结构中的薄弱区域,为揭示华北地区路面混凝土界面区结 构在实际工作环境中的损伤机理,通过室内试验模拟路面混凝土在荷载、冻融和干湿三场 耦合下的工作状态,采用数字图像处理技术对不同工作阶段的路面混凝土界面区结构进 行图像提取与分析,揭示路面水泥混凝土在三场耦合下界面区结构的动态变化过程,进而 研究三场耦合作用下路面水泥混凝土细观损伤机制. 结果表明:标准养护3 个月后混凝土 的界面区宽度在30 ~40μm 之间;随着荷载、冻融和干湿循环三场耦合作用时间的增长, 混凝土疲劳寿命明显缩短,达到疲劳破坏时,界面区宽度接近60 ~ 70 μm; 三场耦合作用 下界面区的扩展速度明显增加,混凝土的结构密实度逐渐降低,最大裂缝长度先延伸然后 减小,而裂缝最大宽度则逐渐增加;最终确定了混凝土疲劳破坏时界面区宽度范围以及界 面区结构破坏特征参数临界值. 
    钟金兔 颜全胜
    2018, 46(6):  31-40.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.005
    摘要 ( 268 )   PDF (2223KB) ( 233 )  
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     根据平行钢丝斜拉索的结构特征,采用变宽度摩擦型叠梁模型研究其层间滑移 的扩展规律. 当库伦摩擦型叠梁层间剪力超过层间最大摩擦抗力的时候,叠梁将发生层间 滑移. 通过节段分析方法推导了考虑层间摩擦力作用的变宽度叠梁截面剪应力计算公式, 从而确定了摩擦型叠梁层间滑移扩展过程的规律; 然后采用传递矩阵法求解叠梁滑移的 扩展长度;最后与 ANSYS 数值模拟计算结果进行对比,验证本文计算方法的准确性. 
    陈得意 颜全胜
    2018, 46(6):  41-47.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.006
    摘要 ( 249 )   PDF (739KB) ( 151 )  
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    结合马尔科夫理论和异形拱桥拱肋施工过程的特点,首次建立了针对异形拱肋 空间线形精确预测的考虑残差的马尔科夫模型,导出了弱化随机误差以后的异形拱肋空 间坐标计算表达式. 基于该计算表达式,提出了异形拱肋空间坐标预测方法,以工程实例 为背景的实验验证了该方法的实用性. 对比了该方法与灰色理论预测法、 Kalman 滤波法 和最小二乘法的计算精度,得出了异形拱桥拱肋空间线形的一般发展规律,结果显示该方 法具有理想的精度和相当高的计算效率. 
    许翔 任远 黄侨 孙洪滨
    2018, 46(6):  48-53.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.007
    摘要 ( 261 )   PDF (670KB) ( 363 )  
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    为体现桥梁评价指标重要性的时变特点,提出一种基于时间变权模型的评估方 法. 首先,建立和型均衡函数对应的时间变权模型,并以悬索桥上部结构为例,分析可更换 构件和不可更换构件的权重随时间的变化规律. 随后,以某悬索桥为例,比较常权综合模 式、因素变权综合模式和时间 -因素双变权综合模式的评估结果,发现时间 -因素双变权 综合模式的评估结果与桥梁实际技术状况最为接近. 通过上述分析得出结论:对于可更换 构件,权重在其使用寿命末期显著提高,且表现出周期性,周期长度为其使用寿命;对于不 可更换构件,其权重有随运营年限增长而稳定增大的趋势;时间变权算法能够依据桥梁运 营时间对指标初始权重进行调整,很好地弥补了因素变权算法在应用中遇到的由于初始 权重较低导致变权效果不理想的缺点. 
    黄侨 汪炳 刘小玲 邹韵 李文贤
    2018, 46(6):  54-64.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.008
    摘要 ( 224 )   PDF (3353KB) ( 117 )  
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    为研究钢 -混凝土组合结构中栓钉连接件在疲劳荷载作用后的力学性能退化规 律,基于标准推出试验方法,对共计11 个栓钉连接件的推出试件进行了三组试验,分别为 推出试件的静载破坏试验、完全疲劳破坏试验以及经历一定疲劳荷载循环次数后的静载 破坏试验. 在得到栓钉推出试件的静力承载力和疲劳寿命的基础上,分析总结了不同疲劳 荷载循环次数后的栓钉推出试件的抗剪承载力、抗剪刚度、延性等力学性能的变化情况, 并建立了考虑力学性能退化的栓钉荷载 -滑移本构模型. 结果表明: ①栓钉连接件在静载 破坏、疲劳破坏以及疲劳后静载破坏下呈现三种不同的截面破坏特征; ②疲劳荷载作用 下,栓钉推出试件的各项剩余力学指标均呈非线性退化,退化趋势显著; ③文中所建立的 栓钉荷载 -滑移本构模型,形式简单,便于应用,且计算值与试验值吻合良好. 
    兰凤崇 郑文杰 李志杰 陈吉清
    2018, 46(6):  65-72.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.009
    摘要 ( 357 )   PDF (1725KB) ( 288 )  
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     机械载荷作用对车用动力电池的安全性具有重要影响,其中挤压变形是导致车 用动力电池发生短路失效的重要因素之一. 从方形磷酸铁锂电池的详细结构和内部短路 失效机理出发,分别对电池整体和局部受压两种典型的挤压载荷进行试验,并结合其力 - 变形响应、电压和温度的变化关系分析电池的失效特征. 建立方形磷酸铁锂电池内芯的新 型本构方程和电池的有限元模型,对平面挤压和局部压痕载荷下电池的变形响应进行数 值分析. 结果表明,所建立的模型合理地表征了磷酸铁锂电池在挤压条件下的基本力学特 性,并且能够预测局部受压形式下电池内部短路的发生时刻和失效位置. 研究为方形磷酸 铁锂电池在机械载荷条件下的变形响应特性和电池内部短路失效分析提供了参考,对提 高电动汽车动力电池的机械安全性具有实际的工程意义. 
    上官文斌 谢忠开 秦武 朱柏霖 Subhash Rakheja
    2018, 46(6):  73-80.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.010
    摘要 ( 246 )   PDF (1200KB) ( 199 )  
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    综合考虑悬架几何结构、控制臂转动惯量、轮胎转动惯量、轮胎阻尼以及轮胎侧 向刚度等因素的影响,建立了一种新型的基于麦弗逊悬架的1/4 汽车模型. 利用文中所建 模型、 Adams 三维模型和经典二自由度模型计算并对比了不同路面激励下车身加速度和 轮胎动载荷的频率响应曲线. 结果表明: 相比经典二自由度模型,文中所建模型与 Adams 三维模型一致性更好. 利用文中所建模型计算轮胎外倾角和轮距变化量随路面输入位移 的变化,将计算结果与 Adams 三维模型所得结果进行对比,验证了文中模型的正确性. 分 别将 PID 控制和开关天棚控制应用于文中模型,结果表明: 在簧载质量固有频率附近, PID 控制和开关天棚控制均能起到衰减振动的作用;在非簧载质量固有频率附近,开关天 棚控制加剧了非簧载质量的振动,而 PID 控制对系统影响不大. 
    吴杰 王明亮
    2018, 46(6):  81-86,102.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.011
    摘要 ( 339 )   PDF (2496KB) ( 440 )  
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    某新车型怠速噪声严重超标,通过仿真软件 GT-Power 和 Fluent 仿真分析明确了 消声器低频消声不足的原因及结构缺陷. 提出了横流穿孔结构的前消声器结构,并改进了 主消声器的穿孔形式. GT-Power 仿真和试验结果表明,消声器低频消声性能得到提高,无 载和带载怠速噪声分别降低超过4dB( A) 和3dB( A) ,三挡全油门尾管总噪声及排气背压 均满足技术要求. 
    食品科学与技术
    徐德峰 马忠华 赵谋明 张婷 苏国万
    2018, 46(6):  87-92.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.012
    摘要 ( 228 )   PDF (2353KB) ( 104 )  
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     为研究四种食源肽经口摄入后对光老化皮肤中氧化和炎症系统的影响,将 SPF 级 SD 大鼠均分为空白对照组、紫外辐照组和肽干预组. 4 种肽分别配制为0. 3、 0. 9、 1. 5g/L的含肽水溶液,作为唯一水源行低、中、高剂量经口自由摄入. 所有动物背部局部 区域均行脱毛处理,之后除正常对照组外,所有其他组的大鼠均连续紫外辐照至模型组呈 现典型光老化表观特征,然后取背部裸露部位皮肤制备组织匀浆液,并检测其中 MDA 含 量及 SOD、 CAT 和 GSH-PX 活力,酶联免疫吸附法检测 IL1β 和 TGF-β 含量. 结果表明: 与 正常对照组相比,模型组 MDA、 IL1β、 IL6 含量显著升高( P < 0. 05) , IL2 与 TGF-β 含量 显著降低( P <0. 05) , SOD、 CAT、 GSH-PX 活力均显著下降( P <0. 05);与模型组相比, 4 种 肽均能调节皮肤组织氧化和炎症状态,且总体呈剂量依赖性关系,但不同肽之间效果差异 较大,以样品2 中剂量组效果最佳,能显著提高光老化 SD 大鼠皮肤中抗氧化酶活性,降 低脂质过氧化,改善免疫抑制和细胞微环境,可作为拮抗皮肤光老化的食品基料. 
    李德海 顾佳林 孙常雁 徐颖 宗芳芳
    2018, 46(6):  94-102.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.013
    摘要 ( 190 )   PDF (1365KB) ( 101 )  
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     为明确超声波、微波、高剪切3 种物理辅助提取技术对酸性黑木耳多糖抗凝血活 性的影响,试验以抑制纤维蛋白原( FIB) 转化纤维蛋白抑制率、活化部分凝血活酶时间 ( APTT) 、凝血酶原时间( PT) 和凝血酶时间( TT) 4 个指标为依据进行抗凝血实验,并通过 对不同技术提取的酸性黑木耳多糖的结构及理化性质的测定,初步分析与抗凝血活性的 相关性. 结果表明,酸性黑木耳多糖对 FIB 的转化有明显的抑制作用,且可显著延长兔血 浆的 APTT 值及 TT 值( p <0. 05) ,但对 PT 值影响不显著( p > 0. 05) ,说明酸性黑木耳多 糖是通过内源性途径和共同途径来实现抗凝血作用. 对每种提取技术得到的酸性黑木耳 多糖进行抗凝血活性比较研究发现,微波辅助 15 min 得到的多糖( W-Ac-AAP) 具有最佳 的抗凝血活性,当多糖的浓度为4. 0 g/L 时,其 APTT 值为( 125. 03 ± 1. 64) s, TT 值为 ( 70. 39 ±0. 87) s; 当多糖的浓度为2. 0 g/L 时,其抑制 FIB 转化纤维蛋白的能力可达 ( 0. 76 ±0. 05) g/L. 4 种多糖在蛋白质含量、硫酸根含量上有显著性差异( p <0. 05) ,其中 以抗凝血活性最佳的 W-Ac-AAP 的蛋白质含量最低,而硫酸根含量最高,具有最低抗凝血 活性的普通碱提多糖( Ac-AAP) 的硫酸根含量最低,说明多糖的抗凝血活性可能与硫酸根 含量之间存在一定相关性. 本研究可为开发天然植物抗凝血药物的处理方式提供理论参考. 
    张本山 郭陈锋 汪建平 余欢 郑宏涛
    2018, 46(6):  103-108.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.014
    摘要 ( 202 )   PDF (1352KB) ( 94 )  
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    以玉米淀粉为原料,苯甲酰氯( BC) 为酯化剂,在水相中制备了淀粉苯甲酸酯 ( SB) ,并对其理化性质进行了系统研究. 实验结果表明,最佳的反应条件为: BC 与 AGU 摩尔比为3. 0, NaOH 与 BC 摩尔比为 1. 95,反应时间 1 h,反应温度 24 ℃,此时,取代度 ( DS) 可达到0. 66. FTIR 分析表明淀粉分子上成功接入了苯甲酰基团,羟基峰随取代度增 大不断减弱; SEM 测试显示淀粉苯甲酸酯基本保留原有的颗粒型态,颗粒表面形貌遭到 了一定程度的破坏; XRD 测试表明淀粉苯甲酸酯的结晶结构被破坏,微晶区已经完全消 失,亚微晶区相对完整;接触角的变化表明淀粉苯甲酸酯与原淀粉相比具有更强的疏水 性;同时淀粉苯甲酸酯具有优良的乳化性能且当取代度为0. 30 时性能最佳; 热重分析表 明淀粉苯甲酸酯的持水力比原淀粉弱,耐温性较差. 
    刘宏生 冯明月 陈霞
    2018, 46(6):  109-115,136.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.015
    摘要 ( 250 )   PDF (1726KB) ( 132 )  
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    采用流延法制备含不同浓度茶多酚的淀粉可食性膜,对其性能进行表征,以期 得到具有一定功能活性的薄膜. 结果表明: 茶多酚对薄膜的表面结构和水分含量无显著 影响; 薄膜透明度和接触角随茶多酚含量增加而显著减小;当茶多酚含量为 5%时,薄膜 具有较好的机械性能和较低的水蒸气透过性; 与纯淀粉膜相比,茶多酚/淀粉膜有助于延 缓鱼油氧化,可有效抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长;在抑菌试验中,基于计算机 视觉和机器学习技术建立的自动菌落计数技术能够准确、高效地进行菌落计数. 
    何小维 宋晶晶 黄强 扶雄 张斌
    2018, 46(6):  116-121.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.016
    摘要 ( 228 )   PDF (1095KB) ( 124 )  
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    以表没食子儿茶素没食子酸酯( Epigallocatechin gallate, EGCG) 、油酸和米淀粉为 原料,基于一级动力学的体外消化模型,对淀粉、淀粉 + EGCG( EGCG 占 20%) 、淀粉 + 油 酸( 油酸占20%) 、淀粉 + EGCG +油酸( EGCG、油酸各占 20%) 4 种样品的体外消化特性 进行测定,分析淀粉消化速率及程度,通过对 EGCG 与淀粉、油酸的结合能力以及热力学 性能的测定,探究三元共混物相互作用与淀粉消化性能之间的关系. 结果表明:消化120min 后,米淀粉 + EGCG +油酸样品中淀粉消化速率及程度最低 ( 0. 041 min -1, 42. 5%) ,与米 淀粉对照样相比,其消化速率降低了 50%,消化程度降低了32%. 蒸煮条件下, EGCG、油 酸可能分别通过氢键和疏水相互作用与米淀粉结合,产生协同抑制米淀粉消化速率及程 度的作用. 
    环境科学与技术
    李友明 徐艳梅 侯轶
    2018, 46(6):  122-129.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.017
    摘要 ( 238 )   PDF (1282KB) ( 186 )  
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    以二次纤维企业生物处理二级出水为对象,通过田口试验设计和方差分析法 ( ANOVA) ,考察了聚合氯化铝( PAC) 投加量、阳离子聚丙烯酰胺( CPAM) 投加量、 pH 和 温度对膜前混凝过程的影响,确定混凝预处理的最佳工艺条件: PAC 投加量为 1000mg/L, CPAM 投加量为 20 mg/L, pH 为 9,温度为 25 ℃. 在此工艺条件下,废水化学需氧量 COD 值下降至441mg/L,总悬浮物 TSS 为4 NTU,污泥体积系数 SV 为 46,色度为 23 Units PtCo. 在此基础上进行废水的直接膜分离和经混凝预处理后的膜分离实验,研究结果表明, 与未经混凝预处理相比,二沉池出水经混凝预处理后,超滤处理 10 min,膜通量衰减至 70%,废水 COD 去除率达到60. 2%. 这说明混凝法作为膜分离的预处理工艺能提高二次 纤维废水膜处理的整体性能.
    莫立焕 杨爽 谈金强 李军
    2018, 46(6):  130-136.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.018
    摘要 ( 186 )   PDF (1167KB) ( 123 )  
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    以铁粉、活性炭和粘土为主要组分,制得新型规整化球型铁炭填料. 采用响应面 法通过建立出水 CODCr与各因素之间的 Box-Behnken 数学模型,对新型规整化球型铁炭 填料处理制浆废水工艺进行优化,并采用 UV、 FTIR、 GC-MS 分别对在最优条件下微电解 处理的蔗渣制浆废水进行表征分析. 结果表明: 在最佳实验条件( 初始 pH =2. 37、填料添 加量为32. 67g/L、反应时间为 92. 49 min、曝气流量为 0. 3 m3 /h) 下,CODCr去除率可达 69. 23%,新型规整化球型铁碳填料对废水中的共轭双键、羰基具有较好的降解效果,对芳 香族类有机物具有良好的去除和转化能力. 
    严军华 王舒笑 袁浩然 陈勇 单锐
    2018, 46(6):  137-144.  doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.06.019
    摘要 ( 313 )   PDF (511KB) ( 112 )  
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    以普瑞斯、比亚迪 E6 分别作为混合动力汽车和纯电动汽车代表,利用生命周期 评价方法,对电动汽车制造、使用、报废回收3 个主要阶段进行了环境成本、能耗和环境影 响潜值评价,并与以桑塔纳为代表的传统燃油汽车的相应结果进行比较分析. 结果表明: 在生命周期内,纯电动汽车的环境成本最低,其次是混合动力汽车,传统燃油汽车的最高, 其中纯电动汽车的环境成本仅为燃油汽车的 36. 04%. 混合动力汽车和纯电动汽车在全 生命周期过程中总能耗分别是传统燃油汽车的 59. 92%和 52. 20%. 车辆行驶阶段,电动 汽车的能耗较低,而在车辆制造和废弃回收阶段它们的能耗则更高. 混合动力汽车和纯电 动汽车全生命周期的加权总环境影响潜值分别为传统燃油汽车的56. 72%和 34. 16%. 混 合动力汽车的环境影响负荷与传统燃油汽车的类似,主要来自于光化学烟雾,而纯电动汽 车环境影响负荷则主要来自于粉尘、全球变暖和光化学烟雾三个方面. 
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