大连理工大学学报杂志

大连理工大学学报杂志2021年第2期

• 基于纳米颗粒阵列与法布里-珀罗干涉结构的超灵敏传感器设计

  曲鳞鸿,方蔚瑞

  当前的等离激元传感主要基于表面等离极化激元和局域表面等离激元共振两种模式．然而基于表面等离极化激元的传感需要精确的入射角度及多种光学元器件的配合方能使用；而基于局域表面等离激元共振的传感由于共振线宽较宽导致其灵敏度和品质因数(figureofmerit，FOM)不够高．设计了一种基于纳米颗粒/间隔层/反射层结构的具有超高灵敏度和FOM的折射率传感器．由于表面等离激元晶格模式与局域表面等离激元共振以及法布里-珀罗干涉的相互作用，器件的反射光谱具有一个超窄反射峰．利用这个反射峰实现传感，其灵敏度达到500nm/RIU，FOM达到625．进一步分析表明，此传感器在不同结构与激发参数下都具有很好的传感灵敏度．该研究结果对高灵敏等离激元传感器设计具有重要参考意义．

• 一种超级梁单元桁架式臂架结构强度荷载计算

  徐金帅,齐朝晖,高凌翀,卓英鹏,李强

  桁架式臂架结构强度承载能力计算是臂架型起重机核心计算之一．以单个臂节作为一个子结构，将其内部自由度凝聚到臂节端面，基于臂节端面刚性假设，将边界自由度进一步凝聚到臂节端面形心，臂节自重离散到形心节点上，形成一种考虑重力的超级梁单元．基于共旋坐标法，建立每个臂节的随动坐标系，可以准确计算计及大长度臂架几何非线性效应的单元应力．通过建立臂架的节点力平衡方程，得到梁单元节点位移与截面转角，计算臂架的结构强度．基于数值插值方法，提出一种快速搜索强度荷载的方法，实现对臂架强度荷载的快速搜索，得到臂架强度的承载能力．通过数值算例，说明该方法在快速计算桁架式臂架结构强度承载能力方面有着较高的效率与精度．

• 新型四齿膦配体合成及其与过渡金属配位反应研究

  朱芝材,廖骞

  通过多步膦烷基化反应和还原脱苄基反应，成功合成了一种具有双碳链连接体的新型四齿膦配体，该配体中含有一个1,4-二磷环己烷的结构以及两个—P(H)2．研究了配体合成过程中含磷环的顺反异构现象，以及该配体与Ni2+的配位反应．结果表明，该膦配体能够很好地与Ni2+螯合，形成平面四边形配位的配合物Ni{［PH2(CH2)3］2P2C4H8}2+，使用核磁共振和计算化学等方法对其进行了表征和结构预测．

• 联氨氧化酶初步纯化及醌类化合物对其活性影响

  李竺芯,张寿通,李阳,阎松

  厌氧氨氧化菌是一种化能自养菌，它具有独特的生理生化特性及生物脱氮机理．对厌氧氨氧化菌进行实验室扩大培养，对其主要代谢酶联氨氧化酶性质进行研究，对联氨氧化酶进行初步纯化，并探究醌类化合物对联氨氧化酶活性的影响．最终得出联氨氧化酶活性最适温度为35℃，最适pH为7.5．酶纯化结果表明超滤相对分子质量在50~100kDa．投加辅酶Q对提高酶活性效果最好，2-羟基-1,4萘醌对酶活性提高效果稍差，蒽醌-2-磺酸钠盐对酶活性基本无影响．

• 基于欧拉-欧拉方法的细长管道内磨粒流加工数值模拟研究

  刘宵,尹洪超,穆林

  以CFD理论和仿真软件为基础，建立了基于欧拉-欧拉方法的流体仿真计算模型，开展了不同管型的细长圆管磨粒流抛光加工过程的模拟研究．以Preston方程为评价依据，分析了磨粒粒径、流体介质对抛光效果的影响规律，得到了不同磨粒流参数下的圆管内壁抛光程度沿圆管轴向的变化趋势．其次，根据所建立的仿真计算模型得到了流体相和固体相对圆管内壁磨削效果的差异化特性，分析了在流道局部突变位置流、固相产生较大差异的原因．最后，通过改变磨粒流入口温度，得到了温度分布云图和不同温度下的抛光特性曲线，为细长型流道工件的磨粒流加工提供了改进和优化方向．

• 考虑大变形的汽车起重机受限空间下倾覆稳定性分析

  滕儒民,姜宏图,谢涛,王欣,王宏宇

  针对汽车起重机为减少地基投入或受到原有环境限制导致支腿无法完全伸展的现象，以QY25T汽车起重机为例，对其在受限空间内倾覆稳定性决定的最大起重量计算方法进行了研究，并考虑了支腿最大压力及臂架非线性变形对最大起重量的影响．结果表明，支腿最大压力会限制最大起重量，且臂架的非线性变形在臂架较长时，其变形情况可以使得倾覆力矩最大增加了20.60%，因此需要添加合理的安全系数．

• 基于BPNN的球艏降阻优化模型构建研究

  张维英,周俊秋,于博文,于洋

  船型优化可以减少船舶航行过程中的阻力，是提高船舶快速性的主要途径．在现代船体型线优化设计过程中，通常反复使用计算流体力学(CFD)软件进行仿真计算，船舶模拟模型船型样本多、计算量大，使优化的时间成本大幅提高，引入变精度模型将有效解决此问题．以油船球艏优化为例构建了球艏降阻优化BP神经网络(BPNN)模型，可作为低精度模型在优化迭代过程中对大量设计点进行快速阻力预报，通过变量的相关分析，预报出总阻力的变化趋势，寻求逼近最优解的设计点，并为下一步在基于变精度模型的球艏降阻优化研究中神经网络的应用提供经验与支持．

• 中上层浮鱼礁最优单锚系泊方式研究

  潘昀,杨凤婷,毕春伟,李磊,周阳

  中上层人工生境建设是我国南方海洋牧场发展模式的重要组成部分，以单锚系泊的中上层浮鱼礁为研究对象，探讨保证结构安全和聚鱼效果的最优锚泊方式．首先基于波浪水槽中浮鱼礁物理模型试验验证了现有数值模型的准确性．而后针对浮鱼礁单锚系泊方式，详述了数值模型中单锚系泊方式的处理方法和出水条件的判别方法，重点探讨了浮鱼礁浮架底部中心至锚绳结点的距离对浮鱼礁运动和受力的影响．为表征浮鱼礁摆动角度时历曲线复杂程度，引入了分形维数的概念．研究表明，浮鱼礁摆动角度时历曲线的分形维数能够定量描述波浪作用下浮鱼礁的动力响应规律．通过回归分析多工况摆动角度时历曲线的分形维数，得到最优的单锚系泊条件是浮鱼礁浮架底部中心至锚绳结点的距离与浮架高度的比值为0.59．

• 冻融循环下粗粒土路基动回弹模量衰变规律研究

  冉武平,陈慧敏,黄建军,李玲,艾贤臣

  为明确冻融循环对粗粒土路基力学特性的影响，借助动三轴试验系统，研究了不同含水率、不同应力加载路径和不同冻融循环次数下粗粒土动回弹模量的变化规律，并在此基础上提出粗粒土动回弹模量调整系数及衰变规律的拟合公式．试验结果表明：动回弹模量随着含水率的增加呈现减小的趋势，含水量4%对应的动回弹模量最大，不同含水率之间对应的动回弹模量差值在经过冻融循环作用后不会发生较大的变化；偏应力一定时，围压与动回弹模量呈正相关，围压一定时，偏应力与动回弹模量呈负相关；动回弹模量随着冻融循环次数N的增加整体呈衰减趋势，衰变过程可分为快速衰减(N=0~3)、缓慢衰减(N=3~5)及衰减停止(N=5~7)3个阶段．研究成果可为我国季节性冰冻区公路路基强度设计提供参考依据．

• 垂直振动压实法成型SMA-13混合料体积参数设计标准研究

  蒋应军,倪辰秧,张宇,邓长清,张伟,杨迪锋,薛金顺

  为研究体积参数对SMA-13混合料性能的影响,采用垂直振动压实法(verticalvibrationcompactionmethod,VVCM)成型SMA-13混合料试件,评价了VVCM的可靠性,并以力学性能最佳为原则,提出了MA-13混合料体积参数标准.结果表明:SMA-13混合料各力学性能均随空隙率的增大呈凸曲线变化,建议空隙率设计标准为2.5%~4.0%;力学性能均随沥青饱和度的增大呈凸曲线变化,建议74%~83%为沥青饱和度设计标准;与空隙率、沥青饱和度相比,矿料间隙率的大小无法准确反映混合料性能的优劣,对于矿料间隙率设计标准,建议其最小值取14.5%.

• 颗粒污染物对AC-13沥青路面抗滑性能影响

  胡力群,许松,徐峰,贠迪

  为探讨城市道路污染物对路面抗滑性能的影响，模拟真实的道路情况，采用城市道路吸尘车从实际城市道路中收集污染物；利用振动摇筛机和激光粒度仪分析污染物的种类和粒径分布；在干、湿两种情况下，利用连续摩擦因数测定仪(T2GO系统)测定含有不同污染物的AC-13型沥青路面的摩擦因数．研究结果表明，砂尘类污染物是城市道路的主要污染物类型；在干燥条件下，随着砂尘类污染物的增加，路面摩擦因数逐渐降低；并且，在潮湿情况下，污染物对沥青路面抗滑性能的影响会随着污染物类型变化而发生改变；与干燥条件相比，污染物在潮湿状态下对路面抗滑性能的影响更大．

• 汽车涂装中虚拟重排序问题建模与求解

  张光前,何晓飞

  针对汽车涂装中的虚拟重排序问题，建立了关于颜色转换次数最少的0-1二次整数规划模型．根据0-1变量的特点，把该0-1二次整数规划转化为以相邻颜色个数最大为目标的0-1线性整数规划，从而使得所建立的虚拟重排序模型可直接用现有优化软件求解，无须设计专门解法．所建模型在任何虚拟重排序场合均可采用或借鉴．

• 含参向量优化问题的Lipschitz连续性

  孟旭东

  在赋范空间中研究了含参向量优化问题的Lipschitz连续性．在目标函数和可行集分别受参数扰动的情况下，给出了含参向量优化问题的弱解映射、解映射、弱最优值映射及最优值映射的上Lipschitz连续性和下Lipschitz连续性的充分条件．研究结果表明，含参向量优化问题的(弱)解映射的上(下)Lipschitz连续性和(弱)最优值映射的上(下)Lipschitz连续性皆具有统一性规律．