Journal of Zhejiang University

Current Issue: <JZUS-A>

Journal of Zhejiang University-SCIENCE A (Applied Physics & Engineering)

ISSNs 1673-565X (Print); 1862-1775 (Online); CN 33-1236/O4; started in 2000,Monthly.

JZUS-A is a peer-reviewed physical and engineering journal, indexed by SCI-E, Ei Compendex, INSPEC, CA, SA, JST, AJ, ZM, CABI, ZR, CSA, etc. It mainly covers research in Applied Physics, Mechanical and Civil Engineering, Environmental Science and Energy, Materials Science and Chemical Engineering, etc.

Impact factor: 0.408 (2011), 0.527 (2012), 0.608 (2013), 0.882 (2014), 0.941 (2015), 1.214 (2016), 1.215 (2017), 1.369 (2018).

Journal of Zhejiang University SCIENCE A

ISSN 1673-565X(Print), 1862-1775(Online), Monthly

2014 Vol.15 No.6 P.385-464

<<< CONTENTS >>>

Civil Engineering

Measurements and analysis of track irregularities on high speed maglev lines

Jin Shi, Wen-shan Fang, Ying-jie Wang, Yang Zhao

DOI: 10.1631/jzus.A1300163 Downloaded: 4622 Clicked: 8022 Cited: 0 Commented: 0(p.385-394) <Full Text> <PPT> 2035

Chinese summary <193> 高速磁浮軌道不平順測試及分(fēn)析

研究目的：提出高速磁浮軌道不平順處理方法，分(fēn)析不平順特征，拟合形成軌道譜，爲線路空間維護提供參考。
創新要點：實現了對高速磁浮軌道不平順的提取，确定了軌道譜參數。
研究方法：基于慣性基準法，運用數字信号處理方法實現對軌道不平順的提取，采用最小(xiǎo)二乘法拟合得到定子面和導向面七參數軌道譜。
重要結論：定子面和導向面分(fēn)别在5–100 m和10–100 m波長範圍内平順性狀态較好，由功能件安裝等引起的1–5 m和1–10 m波長範圍内的偏差應嚴格控制。

關鍵詞組：磁浮列車(chē)；軌道不平順；功率譜；間隙

Analytical solutions of stresses and displacements for deep circular tunnels with liners in saturated ground

Peng-fei Li, Qian Fang, Ding-li Zhang

DOI: 10.1631/jzus.A1400023 Downloaded: 4128 Clicked: 6186 Cited: 2 Commented: 0(p.395-404) <Full Text> <PPT> 2034

Chinese summary <48> 深埋圓形富水隧道應力與位移的彈塑性解

研究目的：推導獲得深埋圓形富水隧道應力場與位移場分(fēn)布的彈塑性解析解。
創新要點：基于彈性力學厚壁圓筒受均布壓力的拉姆解答和Mohr-Coulomb屈服條件，推導了考慮滲流作用和應力釋放(fàng)時含襯砌深埋隧道的彈塑性解，并采用FLAC^3D有限差分(fēn)程序驗證了其正确性。
研究方法：通過理論分(fēn)析建立考慮滲流作用和應力釋放(fàng)的含襯砌深埋圓形隧道的解析模型（圖1），然後推導了基于Mohr-Coulomb屈服準則的隧道圍岩與襯砌滲流場、位移場和應力場計算的彈塑性解析公式，并通過數值模拟程序（圖2）驗證了推導公式的正确性。
重要結論：基于前人研究基礎，推導獲得了深埋富水隧道應力與位移場分(fēn)布的理論解析解，并通過數值模拟方法驗證了其正确性。該解析解一(yī)方面可以用于深埋高水頭隧道的預設計，如預測隧道周圍的水壓力、應力場和位移場分(fēn)布規律，另一(yī)方面可用于校核大(dà)型複雜(zá)數值模型的正确性。

關鍵詞組：深埋隧道；滲流力；平面應變模型；應力釋放(fàng)；塑性半徑

Seismic response study on a multi-span cable-stayed bridge scale model under multi-support excitations. Part II: numerical analysis

Rui Zhou, Zhou-hong Zong, Xue-yang Huang, Zhang-hua Xia

DOI: 10.1631/jzus.A1300340 Downloaded: 3821 Clicked: 8609 Cited: 3 Commented: 0(p.405-418) <Full Text> <PPT> 2191

Chinese summary <42> 多點激勵下(xià)多跨斜拉橋縮尺模型的地震響應研究. 部分(fēn)2：數值分(fēn)析

研究目的：通過非線性動力有限元分(fēn)析，模拟多塔斜拉橋在多點激勵下(xià)的地震響應以及揭示其在強震下(xià)的倒塌破壞模式。
創新要點：解決了多塔斜拉橋的非線性動力數值模拟技術，并首次模拟了多塔斜拉橋在強震下(xià)的破壞模式。
研究方法：首先采用隐式的Newmark-β法求解多點地震激勵下(xià)的非線性動力方程（圖3），随後采用顯式的中(zhōng)心差分(fēn)格式對強震作用下(xià)橋梁的倒塌破壞過程進行數值仿真（圖4）。
重要結論：1.單主梁模型的數值結果可以很好地反映地震模拟振動台試驗的地震響應結果；2.在加速度峰值爲4.0 m/s2的El-Centro波時，多塔斜拉橋模型隻出現了中(zhōng)塔支座的破壞；3.在加速度峰值爲4.0 m/s2的江心波時，多塔斜拉橋模型先後出現了支座破壞、拉索與塔的連接破壞以及中(zhōng)塔上塔柱段的單元失效。

關鍵詞組：多塔斜拉橋；非線性有限元分(fēn)析；多點激勵；破壞模式

Working characteristics of concrete-cored deep cement mixing piles under embankments

Chi Wang, Yong-fu Xu, Ping Dong

DOI: 10.1631/jzus.A1400009 Downloaded: 3795 Clicked: 8898 Cited: 1 Commented: 0(p.419-431) <Full Text> <PPT> 2150

Chinese summary <45> 路堤荷載下(xià)混凝土芯水泥土攪拌樁工(gōng)作特性研究

研究目的：研究混凝土芯水泥土攪拌樁在路堤荷載下(xià)的荷載傳遞規律和變形控制機理。
創新要點：評價路堤荷載下(xià)混凝土芯水泥土攪拌樁的地基處理效果，測量混凝土芯的豎向應力變化規律和複合地基樁土荷載分(fēn)擔特點，并分(fēn)析填土過程中(zhōng)混凝土芯水泥土攪拌樁複合地基的固結規律。
研究方法：通過埋設沉降闆、分(fēn)層沉降管、測斜管、土壓力盒、孔隙水壓力計以及鋼筋應力計，在路堤填築過程中(zhōng)對混凝土芯水泥土攪拌樁複合地基進行了長期現場試驗。
重要結論：1.混凝土芯水泥土攪拌樁複合地基的總沉降、工(gōng)後沉降以及深層水平位移控制效果均較好，優于普通水泥土攪拌樁複合地基；2.混凝土芯水泥土攪拌樁複合地基的樁土應力比以及荷載分(fēn)擔比均大(dà)于普通水泥土攪拌樁複合地基，能有效減小(xiǎo)土體(tǐ)表面的荷載量，對于控制沉降有一(yī)定的效果。3.在路堤這種柔性荷載作用下(xià)，混凝土芯水泥土攪拌樁上部會出現一(yī)定的負摩擦阻力，存在一(yī)個“中(zhōng)性點”。4.混凝土芯水泥土攪拌樁複合地基的固結速率較快，能有效控制由于主固結引起的長期沉降。

關鍵詞組：混凝土芯水泥土攪拌樁；荷載傳遞；變形控制；路堤

Mechanical Engineering

A numerical study of the effects of roller paths on dimensional precision in die-less spinning of sheet metal

Yong Li, Jin Wang, Guo-dong Lu, Guo-jun Pan

DOI: 10.1631/jzus.A1300405 Downloaded: 3926 Clicked: 8073 Cited: 9 Commented: 0(p.432-446) <Full Text> <PPT> 1813

Chinese summary <39> 無芯模旋壓旋輪軌迹曲線對其成形精度影響的仿真研究

研究目的：驗證無芯模旋壓工(gōng)藝可行性，同時深入探究此新型工(gōng)藝機理，研究并獲取旋輪軌迹曲線參數化控制及其對于零件成形精度的影響趨勢。
創新要點：基于貝塞爾曲線實現對于無芯模旋壓旋輪軌迹曲線的參數化控制；通過構建包括成形與回彈工(gōng)藝過程的無芯模旋壓仿真模型，研究參數化軌迹曲線對成形件壁厚及形狀精度的影響趨勢及關系，同時對成形過程變形區應力應變進行了深入探究分(fēn)析。
研究方法：1. 基于三次貝塞爾曲線實現對于旋輪軌迹曲線的拟合以及參數化控制（圖3）；2. 利用LS-DYNA軟件實現對無芯模旋壓成形及回彈工(gōng)藝綜合仿真及其過程、結果數據的提取； 3. 研究不同參數化軌迹曲線下(xià)成形件壁厚及形狀精度變化趨勢（圖12和13），獲取量化軌迹曲線對于零件成形精度影響關系（表3），并通過增加實驗組驗證所獲關系模型； 4. 提取成形過程中(zhōng)及成形後闆料變形區應力及應變數據（圖14–19），深入探究上述變形機理。
重要結論：凹軌迹曲線下(xià)，坯料中(zhōng)部出現最大(dà)減薄及變形程度，且降低曲線曲率，形狀精度提高；凸軌迹曲線下(xià)，最大(dà)減薄及變形區域出現在坯料後部，且降低曲線曲率，壁厚及形狀精度均提高。

關鍵詞組：金屬闆料；無芯模；旋壓；旋輪軌迹；形狀精度

A nonlinear cumulative evolution model for corrosion fatigue damage

Zhong-ying Han, Xiao-guang Huang, Yu-guang Cao, Jin-quan Xu

DOI: 10.1631/jzus.A1300362 Downloaded: 3483 Clicked: 6125 Cited: 6 Commented: 0(p.447-453) <Full Text> <PPT> 1963

Chinese summary <34> 一(yī)種腐蝕疲勞損傷的非線性累加演化模型

研究目的：提出一(yī)種新的腐蝕疲勞損傷演化模型，建立基于損傷演化的腐蝕疲勞壽命預測模型。
創新要點：将應力腐蝕損傷與疲勞損傷非線性耦合，建立腐蝕疲勞損傷演化律，依托實驗确定腐蝕疲勞損傷演化參數，形成基于損傷演化律的腐蝕疲勞壽命預測模型。
研究方法：采用理論研究與實驗驗證相結合的研究方法。選取特定材料設計應力腐蝕實驗，回歸應力腐蝕門檻值應力和損傷參數（圖2）；查閱疲勞實驗數據建立變幅疲勞損傷模型，将應力腐蝕損傷與變幅疲勞損傷非線性累加形成腐蝕疲勞損傷非線性演化模型。根據腐蝕疲勞實驗結果，驗證腐蝕疲勞損傷演化模型并确定非線性損傷累加參數（圖5和6），形成基于損傷演化律的腐蝕疲勞壽命預測模型。
重要結論：從損傷力學角度，将材料的腐蝕疲勞損傷處理成應力腐蝕損傷與疲勞損傷的非線性累加，形成腐蝕疲勞損傷演化模型。結合LY12CZ鋁合金的試驗結果，驗證了損傷演化模型的可行性。該方法可以爲材料腐蝕疲勞的壽命評價研究提供新的思路。

關鍵詞組：腐蝕疲勞；應力腐蝕；非線性累加；損傷演化

Environmental Engineering

Emission inventory and trends of NO_x for China, 2000–2020

Yun Shi, Yin-feng Xia, Bi-hong Lu, Nan Liu, Lei Zhang, Su-jing Li, Wei Li

DOI: 10.1631/jzus.A1300379 Downloaded: 4716 Clicked: 7501 Cited: 23 Commented: 0(p.454-464) <Full Text> <PPT> 1853

Chinese summary <41> 2000–2020年中(zhōng)國氮氧化物(wù)排放(fàng)清單及排放(fàng)趨勢

研究目的：建立2000–2020年中(zhōng)國氮氧化物(wù)排放(fàng)清單，了解中(zhōng)國主要行業和省份氮氧化物(wù)的排放(fàng)情況，爲評估氮氧化物(wù)的環境影響和制定相關減排政策提供依據。
創新要點：分(fēn)析了中(zhōng)國主要省份産業結構對氮氧化物(wù)排放(fàng)量的影響；根據不同情景分(fēn)析，預測2020年中(zhōng)國氮氧化物(wù)的排放(fàng)量。
研究方法：1.基于自底向上法，根據不同類型化石燃料的氮氧化物(wù)排放(fàng)因子，結合化石燃料消耗量，建立中(zhōng)國2000–2010年氮氧化物(wù)排放(fàng)清單；2.基于IPAT方程，并以中(zhōng)國2000–2010年的國内生(shēng)産總值增長數據和氮氧化物(wù)排放(fàng)量爲依據，分(fēn)三種情景，分(fēn)析2011–2020年中(zhōng)國能源消耗和氮氧化物(wù)排放(fàng)趨勢。
重要結論：2010年中(zhōng)國氮氧化物(wù)的排放(fàng)量約是2000年的兩倍；自2009年起，中(zhōng)國氮氧化物(wù)總排放(fàng)量超過了二氧化硫總排放(fàng)量；主要由于産業結構和地區生(shēng)産總值的不同，中(zhōng)國東部和西部氮氧化物(wù)排放(fàng)量有明顯差異；制造業、電力行業和交通運輸業是中(zhōng)國氮氧化物(wù)的主要排放(fàng)源，其中(zhōng)交通運輸業氮氧化物(wù)排放(fàng)量呈現逐年增長趨勢；預計2020年中(zhōng)國氮氧化物(wù)排放(fàng)量爲19.7 Mt。

關鍵詞組：氮氧化物(wù)；排放(fàng)清單；情景分(fēn)析；能源消耗；中(zhōng)國