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

2015 Vol.16 No.8 P.597-680

<<< CONTENTS >>>

The Third Special Part-Issue on High-Speed Railways Technology (Guest Editor: You-tong FANG)

Optimal condition-based maintenance strategy under periodic inspections for traction motor insulations

Jian Zhang, Ji-en Ma, Xiao-yan Huang, You-tong Fang, He Zhang

DOI: 10.1631/jzus.A1400311 Downloaded: 2684 Clicked: 5070 Cited: 1 Commented: 0(p.597-606) <Full Text> <PPT> 1981

Chinese summary <48> 基于周期性監測的牽引電機絕緣最優視情維修決策

目的：充分(fēn)利用壽命信息，并考慮沖擊效應對維修策略的影響，提出符合牽引電機絕緣運行特征的最優視情維修策略。
方法：1. 采用正常狀态、潛在故障狀态與功能故障狀态描述牽引電機絕緣運行狀況；2. 應用泊松過程描述随機高電壓沖擊；3. 以單位時間的運行成本爲目标函數，以監測間隔和預防性維修壽命阈值爲優化變量，建立最優視情維修決策模型。
結論：該模型能顯著降低牽引電機絕緣功能故障的風險，同時降低單位時間運行成本。

關鍵詞組：牽引電機絕緣；視情維修；預防性維修；沖擊

A combined simulation of high speed train permanent magnet traction system using dynamic reluctance mesh model and Simulink

Xiao-yan Huang, Jian-cheng Zhang, Chuan-ming Sun, Zhang-wen Huang, Qin-fen Lu, You-tong Fang, Li Yao

DOI: 10.1631/jzus.A1400284 Downloaded: 3295 Clicked: 4862 Cited: 1 Commented: 0(p.607-615) <Full Text>

Chinese summary <44> 基于動态磁網絡和Simulink的高速鐵路牽引傳動系統聯合仿真

目的：提出基于動态磁網絡和Simulink的高速鐵路牽引傳動系統的動态參數模型，提高高速鐵路牽引傳動系統仿真分(fēn)析的準确度。
方法：将動态磁網絡計算得出的動态參數L_d，L_q等以查表的形式嵌入Simulink模型，有效地實現動态參數。
結論：該動态參數模型能在不顯著增加仿真運算量和仿真時間的條件下(xià)有效地提高計算的準确度。

關鍵詞組：高速鐵路牽引傳動系統；永磁電機；動态參數模型；動态磁網絡；Simulink

3D thermal analysis of a permanent magnet motor with cooling fans

Zheng Tan, Xue-guan Song, Bing Ji, Zheng Liu, Ji-en Ma, Wen-ping Cao

DOI: 10.1631/jzus.A1400293 Downloaded: 4267 Clicked: 8605 Cited: 1 Commented: 0(p.616-621) <Full Text> <PPT> 2070

Chinese summary <38> 配有冷卻風扇的永磁電機三維熱分(fēn)析

目的：提出一(yī)種适合永磁電機的冷卻系統設計方案，降低電機本體(tǐ)溫度。
創新點：提出一(yī)種适合永磁電機熱分(fēn)析的CFD仿真模型。
方法：采用計算流體(tǐ)動力學方法對包含冷卻風扇的永磁電機進行空間三維熱力學分(fēn)析和優化設計。
結論：本文提出并優化後的冷卻風扇可有效降低永磁電機的最高和平均溫度。

關鍵詞組：軸向磁通永磁電機；計算流體(tǐ)動力學；冷卻風扇；電機驅動；熱分(fēn)析

Microstructure and properties of cold drawing Cu-2.5% Fe-0.2% Cr and Cu-6% Fe alloys

Guo-huan Bao, Yi Chen, Ji-en Ma, You-tong Fang, Liang Meng, Shu-min Zhao, Xin Wang, Jia-bin Liu

DOI: 10.1631/jzus.A1400285 Downloaded: 2979 Clicked: 4263 Cited: 2 Commented: 0(p.622-629) <Full Text> <PPT> 2031

Chinese summary <36> 冷拉拔Cu-2.5% Fe-0.2% Cr和Cu-6% Fe合金的顯微組織與性能

目的：探索Cu-Fe合金中(zhōng)納米尺寸和微米尺寸的Fe相的變形行爲及區别。
方法：1. 通過熱處理在Cu-2.5% Fe-0.2% Cr合金中(zhōng)得到納米級的Fe析出相，在Cu-6% Fe中(zhōng)得到微米級的Fe析出相；2. 通過冷拉拔手段使銅合金從棒狀逐步變形成線材；3. 使用光學顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡觀察微觀組織，并用萬能電子試驗機測量抗拉強度，用标準四點法測量電阻率。
結論：1. 通過熱處理在Cu-6% Fe合金中(zhōng)得到尺寸約5 μm的初生(shēng)Fe顆粒，在Cu-2.5% Fe-0.2% Cr合金中(zhōng)得到尺寸約50 nm的次生(shēng)Fe顆粒； 2. 初生(shēng)Fe顆粒在冷拉拔過程中(zhōng)轉變成絲帶狀纖維，Cu/Fe相界面密度随變形量增加而增加，從而使Cu-6% Fe合金的強度和電阻率都随之增大(dà)；3. 次生(shēng)Fe顆粒即使在η=6的時候也難以變形，保持着球形的形貌，同時高密度的位錯環繞着Fe顆粒；Cu-2.5% Fe-0.2% Cr合金的強度随變形量增加而增大(dà)，遵循Orowan強化機制；Cu-2.5% Fe-0.2% Cr合金的電阻率幾乎保持不變，因爲Cu/Fe相界面密度在冷拉拔過程中(zhōng)幾乎不變；4. 尺寸效應和Fe析出顆粒與Cu基體(tǐ)的非共格界面對Fe析出顆粒在冷拉拔過程中(zhōng)不變形起到重要作用。

關鍵詞組：銅合金；變形；顯微組織；強度

Civil Engineering

A new approach for time effect analysis in the settlement of single pile in nonlinear viscoelastic soil deposits

Zhen-ya Li, Kui-hua Wang, Shu-hui Lv, Wen-bing Wu

DOI: 10.1631/jzus.A1400329 Downloaded: 2801 Clicked: 5120 Cited: 2 Commented: 0(p.630-643) <Full Text> <PPT> 2229

Chinese summary <42> 非線性粘彈性土中(zhōng)單樁沉降時間效應分(fēn)析新方法

目的：提出一(yī)種新的簡便方法，計算非線性土中(zhōng)單樁沉降的時間效應以及沉降穩定之後樁身側摩阻力和樁身軸力的分(fēn)布情況，爲樁基礎的設計提供參考。
創新點：1. 考慮土體(tǐ)的非線性（包括樁側土和樁端土），計算結果更接近實際情況；2. 采用基于行波分(fēn)解的波動分(fēn)析程序，計算樁身任意位置處的沉降，并據此計算任意位置處的側摩阻力和樁身軸力；3. 該方法既可以用于分(fēn)析單樁沉降的時間效應，也可以計算不同加載等級下(xià)樁的最終沉降量，爲設計提供參考。
方法：1. 采用線性阻尼器模拟土體(tǐ)的粘性，雙曲線模型和理想彈塑性模型分(fēn)别模拟樁側土和樁端土的非線性，采用基于行波分(fēn)解的波動分(fēn)析程序得到樁身不同位置處的沉降、側摩阻力及軸力計算公式（式(15)、(25)、(31)、(33)、(35)和(36)）；2. 分(fēn)析在不同樁土參數情況下(xià)，樁頂沉降随時間的變化規律（圖6、8、10和12）及樁身側摩阻力和樁身軸力分(fēn)布情況（圖7、9、11和13）；3. 将計算結果與工(gōng)程實測結果進行對比，以驗證理論模型的可行性（圖14和15）。
結論：1. 單樁沉降的時間效應非常顯著，并受到樁土參數的影響；2. 本文提出的方法能夠較準确地模拟工(gōng)程實際情況。

關鍵詞組：沉降；時間效應；雙曲線模型；理想彈塑性模型；波動分(fēn)析程序

Development and application of a statistical constitutive model of damaged rock affected by the load-bearing capacity of damaged elements

Ting-chun Li, Lian-xun Lyu, Shi-lin Zhang, Jie-cheng Sun

DOI: 10.1631/jzus.A1500034 Downloaded: 2758 Clicked: 5471 Cited: 3 Commented: 0(p.644-655) <Full Text> <PPT> 2186

Chinese summary <434> 考慮受損基元承載影響的岩石統計損傷本構模型及工(gōng)程應用

目的：建立三軸壓縮作用下(xià)考慮受損基元承載影響的岩石材料損傷本構關系，并将其應用于工(gōng)程實際。
創新點：1. 進行岩石損傷機理分(fēn)析，探讨損傷阈值存在的原因，提出損傷修正系數，确定受損基元與無損基元的應力分(fēn)配關系；2. 建立能夠反映岩石破裂全過程的損傷本構模型，驗證模型的合理性并實現其程序化。
方法：1. 通過數值計算探讨岩石在初始缺陷下(xià)的損傷劣化機理，将不同初始狀态的岩石定義爲不同岩性的無損材料，建立合理的損傷模型；2. 基于Mohr-Coulomb準則，結合連續損傷和統計理論，推導基于受損基元承載影響的岩石材料本構方程；3. 與前人試驗數據及理論成果進行對比，驗證本構模型的合理性，最後利用C++語言編譯的動态鏈接庫（DLL）實現有限差分(fēn)軟件FLAC^3D的二次開(kāi)發，實現模型的工(gōng)程應用。
結論：1. 岩體(tǐ)損傷劣化是無損基元發生(shēng)物(wù)理性狀改變導緻材料剛度變小(xiǎo)的結果，受損基元與無損基元的應力分(fēn)配關系與岩體(tǐ)的瞬時損傷狀态和應力狀态有關；2. 建立的岩石損傷本構模型與試驗數據的拟合精度較高，能夠準确地描述岩石的應力-應變關系；3. 數值模拟結果與現場監測數據的吻合程度較高，表明該模型能夠合理反映軟弱岩體(tǐ)的損傷劣化效應。

關鍵詞組：岩石材料；損傷基元；統計理論；承載能力；本構模型

Research on the wind-induced aero-elastic response of closed-type saddle-shaped tensioned membrane models

Yue Wu, Zhao-qing Chen, Xiao-ying Sun

DOI: 10.1631/jzus.A1400340 Downloaded: 2312 Clicked: 4702 Cited: 3 Commented: 0(p.656-668) <Full Text> <PPT> 1939

Chinese summary <35> 封閉式鞍形張拉膜模型風緻氣彈響應研究

目的：明确張拉膜結構風緻氣彈響應特征及氣彈失穩機理。
創新點：1. 采用無接觸測量技術設計鞍形張拉膜結構氣彈模型風洞試驗；2. 研究鞍形張拉膜結構的氣彈響應特征；3. 給出鞍形張拉膜結構的失穩機理。
方法：1. 在風洞中(zhōng)測量兩個形狀相同但預張力不同的封閉式鞍形張拉膜結構氣彈模型在不同風速下(xià)的均勻流中(zhōng)的位移響應及膜面上方不同高度的風速時程；2. 通過對位移響應及風速時程進行分(fēn)析，明确結構的響應随風速變化特征及氣彈失穩原因。
結論：1. 膜結構在風荷載作用下(xià)變形到平衡位置，并圍繞該平衡位置以特定振幅進行振動； 2. 大(dà)部分(fēn)風向角下(xià)，多個模态被激發，結構振幅及各階模态阻尼比随風速增大(dà)而逐漸增大(dà)； 3. 特定風向角下(xià)，隻有單階模态被激發；低風速下(xià)，結構振幅和模态阻尼比随風速增大(dà)而緩慢(màn)增大(dà)；超過一(yī)定風速後，結構發生(shēng)渦激共振引起的氣彈失穩，振幅随風速增大(dà)開(kāi)始迅速增大(dà)，達到不發生(shēng)渦激共振時的2-4倍，結構阻尼比随風速增大(dà)發生(shēng)迅速衰減；随着風速的繼續增大(dà)，結構振動中(zhōng)可能出現其他模态的氣彈失穩；4. 結構前兩階模态的無量綱氣彈失穩臨界風速約爲0.8-1.0。

關鍵詞組：膜結構；風緻響應；氣彈失穩；氣彈模型；渦激共振

Chemical Engineering

Synthesis and characterization of magnetic porous Fe₃O₄/poly(methylmethacrylate-co-divinylbenzene) microspheres and their use in removal of Rhodamine B

Jie Shan, Li Wang, Hao-jie Yu, Yu-lei Tai, Muhammad Akram

DOI: 10.1631/jzus.A1500096 Downloaded: 2573 Clicked: 3963 Cited: 0 Commented: 0(p.669-679) <Full Text>

Chinese summary <34> 磁性多孔四氧化三鐵/聚（甲基丙烯酸甲酯-co-二乙烯基苯）微球的制備、表征及其去(qù)除羅丹明B的應用研究

目的：通過懸浮聚合法合成含有Fe₃O₄磁性核的多孔聚合物(wù)微球，研究不同單體(tǐ)比例、緻孔劑類型及用量對所合成磁性微球的形貌影響以發現最佳反應條件，最終将所合成的磁性多孔微球應用于從水溶液中(zhōng)去(qù)除陽離(lí)子染料羅丹明B，并證明成功。
方法：1. 通過改進的懸浮聚合法合成了磁性多孔四氧化三鐵/聚（甲基丙烯酸甲酯-co-二乙烯基苯）；2. 通過紅外(wài)及能譜表征産物(wù)的組成，使用掃描電鏡及透射電鏡表征産物(wù)的表面及内部形貌，通過熱失重分(fēn)析表征産物(wù)的聚合物(wù)包覆率，通過X射線粉末衍射表征産物(wù)的晶型，使用壓汞法表征産物(wù)的多孔性及孔結構，利用超導量子幹涉儀測定産物(wù)的磁性能；3. 通過紫外(wài)分(fēn)光光度法驗證産物(wù)對于羅丹明B的吸附及其效果。
結論：1. 通過改進的懸浮聚合法成功合成磁性多孔四氧化三鐵/聚（甲基丙烯酸甲酯-co-二乙烯基苯）；2. 表面聚合物(wù)的包覆并不影響四氧化三鐵的晶型；3. 産物(wù)的形貌及孔結構受到單體(tǐ)甲基丙烯酸甲酯與緻孔劑二乙烯基苯的比例、緻孔劑類型及用量等多方面影響；4. 所合成的産物(wù)對于羅丹明B有很好的吸附效果，同時具有很好的重複利用性；5. 所合成的聚合物(wù)在廢水中(zhōng)重金屬的去(qù)除、酶固定化、藥物(wù)的靶向釋放(fàng)及生(shēng)物(wù)分(fēn)離(lí)等方面都有潛在應用價值。

關鍵詞組：Fe₃O₄/poly(MMA-co-DVB)；多孔；染料去(qù)除

Erratum to: Effects of index angle on flow ripple of a tandem axial piston pump

Bing Xu, Shao-gan Ye, Jun-hui Zhang

DOI: 10.1631/jzus.A14e0309 Downloaded: 1939 Clicked: 3438 Cited: 0 Commented: 0(p.680-680) <Full Text>