DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 5. 建议 5.1. 提高校园管理者重视程度 学校领导的重视关注，或许能给校园足球活动的开展带来许多帮助，这也就要各级主管部门重视校园足球，杜绝表面的形式工程，真正的落实相关政策加大检抽查的力度，定期对各足球试点学校进行实地考核。上级部门把校园足球的开展作为重点工程，并严抓工作，提高校园足球的地位，这样也会提高学校老师和学生的热情与积极性。每年由教育局组织各校校长参加校园足研究会议、提高校长的参与程度，开拓创新引进企事业单位对校园足球运动资金的投入，提高校园足球相关人员的福利待遇，对于校园足球开展较好的学校，全县通报表扬，并加大对于其校园足球的投入，使管理者真正的重视起来。 5.2. 加强场地建设利用和合理利用社会资源 在面对场地资源严重不足的情况下，一方面加强政府政策性投入到校园足球场地建设中来，如将足球列为新的竞技体育重点项目；另方面要利用社会上可以利用的一切资源，制定相关的规定，学校之间相互合作，免费开放各级政府和企事业单位的足球场供校园足球运动的开展 [ 10 ]。如果校园足球的发展光靠国家体育总局每年下拨的校园足球专款还远远不够，还需要合理的寻求和利用社会资源来为校园足球赞助，来完善其中的不足。另外学校间也可以相互协商，共用场地，在有限的条件下发挥最大的主观能动性，学校与学校之间发展长期的多方面合作，达到共同进步、共同提高。 5.3. “走出去，引进来”提高教师队伍专业素质，扩大专业人才队伍 把本土的教师送出去学习，逐步提高体育教师的足球专业知识和教学训练水平，选拔优秀的教师进行交流学习，去“贫困”学校进行指导交流，相互学习。同时教师的培养是一个系统的工程，重数量的同时也要重质量，宁缺毋滥。如培训时间要长、统一教材、规范管理、加强后续教育 [ 11 ]。教师招聘部门创新对足球专业人员的招聘制度，让更多拥有专业技术水平的足球运动员、体育院校毕业生从事到校园足球活动中，并以此来提高校园足球整体专业水平。把闲置的资源充分利用，如各大高校的足球专业教练、退役的运动员，对优秀的教练员提供待遇保障，解决后顾之忧。 5.4. 持续推动各级联赛举办，组建高水平队伍 在学校可以像举办传统的田径运动会一样，在上半年和下半年根据情况，在学校中开展班级足球联赛，以此丰富学生的课余生活，锻炼身体，同时更多的人也参与了进来，扩大影响力。县一中建高水平的足球队，并参加湖南省的中学生联赛，招收一定数量的足球特长生，同时也可以为足球特长生提供升学通道。总的来说就是多开展足球活动；让学生积极参与进来；如：足球节、足球游戏，足球知识竞赛，观看足球比赛，建议班级足球联赛，举办好全县赛事，让学生更多更好、更直观的了解足球，增加学生参加足球活动的机会。积极引导学生参与校园足球，让更多的学生参与到校园足球中来，在校园形成良好的足球氛围，推动校园足球持续发展。 5.5. 加大宣传，逐步引导家长改变对足球的传统认识 依托媒体大力宣传，学校也通过各种形式的交流会议适宜地进行校园足球的宣传，张贴海报，制作学生训练、比赛视频让家长切实的体会到足球带来的益处。让学生家长知道：足球活动不仅仅锻炼身体，还锻炼心理、培养团队精神和良好的品质，从而慢慢转化家长对应试教育形成的固有模式，通过足球运动多组织亲子活动，鼓励家长陪伴孩子享受足球带来的快乐。同时与学习统筹兼备，合理安排训练时间，训练时间可以定在课余时间、放学后和节假日等时间，用足球来调节学习带来的压力。让孩子可以既享受足球的欢乐时光，同时也劳逸结合促进学习的进步，让家长切实体会到足球的魅力，从而改变传统的认识。
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user: 摘 要 近些年，秦皇岛市着力打造滨海休闲国际旅游度假区。但作为首批沿海开放城市，秦皇岛相比其它滨海城市在国际化程度上还存在一定差距。本文将连云港，烟台和青岛分别作为初级、中级和高级城市国际化的对标城市，从经济发展驱动力、人才创新竞争力、人文国际吸引力和生态环境支撑力四个纬度共20个细分指标对秦皇岛城市国际化进行分析。文章拟通过指标体系的构建，直观地显示出秦皇岛在打造国际化城市过程中的优劣势和发力点，为相关部门提供决策依据。 关键词 :秦皇岛，城市国际化，指标体系 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 城市国际化水平是一个城市在国际化发展中与国际联系的密切程度，可以通过构建评价指标体系予以体现。秦皇岛作为首批沿海开放城市，区位优势明显，自然资源丰富，具备发展国际化城市得天独厚的优势条件。本文旨在构建具有秦皇岛特色的城市国际化评价指标体系。一方面通过与国内目标城市的对比找到差距和不足，另一方面也能明确我们的优势，以期为未来工作提供思路，通过一段时间的努力使秦皇岛实现城市国际化。
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user: 2. 秦皇岛城市国际化指标选择的依据 2.1. 国际化指标的综合性 目前在国外学者的指标体系构建中，多以城市的经济国际化为主要指标对象，如哥斯维德以经济实力为核心从贸易、生产服务、跨国公司和金融等11个方面对国际化进行比较分析。诚然经济发达是国际化的重要特征，但是真正的城市国际化是包含经济、文化、生态等诸多方面的复杂系统工程 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。所以在指标选择过程中，本文首先考虑的是指标的综合性，即从多方面进行考量，以期更全面地反映出秦皇岛的实际情况。 2.2. 国际化指标的代表性 国际化指标的代表性是指所选择的指标要具有鲜明特点，具有重要的指示意义，符合新时代发展的要求。因此，报告结合国内外众多研究成果，在指标选择上充分考虑指标能否体现秦皇岛与世界融合交流的程度。比如经济国际化方面，将外贸依存度作为一个指标，充分反映秦皇岛对国际的影响。 2.3. 国际化指标的可操作性 国际化指标的可操作性体现三方面：一是避免指标过于繁杂，国内有学者的国际化指标100多个，很多指标重复雷同，既增加工作量又无法突出重点。二是指标数据要易于获取。很多指标看似特色鲜明，但是数据无法获取，也不能作为最终选择的对象。三是指标数据的可比较性。通过与对标城市的比较，指标要能充分反映出秦皇岛的国际化发展现状和优劣势 [ 4 ] [ 5 ]。
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user: 3. 秦皇岛城市国际化指标体系的构建 根据本文对国际城市的界定，本研究坚持系统性、层次性和可比性原则，同时充分考虑指标的代表性和数据的可操作性构建多维度反映城市国际化特征的综合指标体系。本文参考目前国际化指标相关研究成果，将国际化指标体系分为三个指标层次，分别是目标层、纬度层和指标层。从经济发展驱动力、人才创新竞争力、人文国际吸引力和生态环境支撑力四个纬度共20个细分指标对秦皇岛城市国际化进行分析。通过专家打分法和利用层次分析法 [ 6 ] 对不同指标赋以相应的权重(表1)。 Table 1 City internationalization index system of Qinhuangda 目标层 纬度层 权重 指标层 权重 秦皇岛城市国际化水平 经济发展驱动力 0.25 地区生产总值(亿元) 0.0312 人均GDP(元) 0.0311 人均可支配收入(元) 0.0310 第三产业占GDP比重(%) 0.0313 外贸依存度(%) 0.0313 实际利用外货额(亿元) 0.0313 港口货物吞吐量(万吨) 0.0314 进出口总额(亿元) 0.0313 人才创新竞争力 0.25 高等院校数量(所) 0.0605 每万人科技人员数量(人/万人) 0.0637 拥有高等学历人口比例(%) 0.0623 R&D经费占GDP比重(%) 0.0635 人文国际吸引力 0.25 旅游外汇收入(亿元) 0.0645 年入境旅游人数占本地人口比重(%) 0.0637 年承办国际会展数量(个) 0.0616 国家友好城市数量(个) 0.0602 生态环境支撑力 0.25 森林覆盖率(%) 0.0635 人均公共绿地面积(平方米/人) 0.0627 万元GDP能耗(吨标准煤/万元) 0.0621 空气质量指数(%) 0.0617 表1. 秦皇岛城市国际化指标体系 3.1. 经济发展驱动力指标 经济国际化是体现城市实力的重要方面，国际化城市在经济上表现为对全球市场和资源的管理和控制能力，对产业链上下游的支配能力，对国际要素的依赖程度、对国际市场的占有份额等。在经济指标选择方面我们主要从秦皇岛自身发展动力和与国际接轨程度两个角度出发。地区生产总值(GDP)是反映经济总体状况最重要的指标。人均GDP反映一个城市的产出创造水平，反映政府在城市建设方面的投入取向、投入能力与投入水平，是城市公共建设水平的体现 [ 7 ]。而人均可支配收入则是居民生活水平的重要指标，二者呈正相关性，即人均可支配收入越高，居民生活水平越高。第三产业占GDP比重体现一个城市经济结构水平。我国已经将第三产业的占比提升到51%，充分说明第三产业在国民经济中的重要地位。进出口总额和外贸依存度分别从规模和比重两个角度反映了城市经济活动的开放性。全球化进程下形成的国际化城市其资源、产品、服务的进口和出口大于一般城市，这是国际化城市形成的必要条件。实际利用外资额体现出城市对国际资本和企业从事生产活动的吸引力。港口货物吞吐量是反映港口生产经营活动成果的重要数量指标，也是衡量城市建设和发展的量化参考依据，尤其是沿海城市更具有参考价值。 3.2. 人才创新竞争力指标 人才是城市发展和科技创新的重要资源，未来城市的竞争主要体现在人才资本的竞争。对于国际化城市来说，城市高等教育水平，高素质人才比例是吸引国际企业，重要科研院所进驻的重要吸引力。高等院校是城市高素质人才的重要输出地，根据人才地缘研究表明，高校聚集的城市更容易留住人才，成为城市发展的重要动力。高等学历文凭的人口比例说明一个城市的外向度，因为拥有高等学历文凭的人基本上都学习至少一门外语，这样会为外籍人口的工作和生活提供诸多方面，形成良好社区环境，成为吸引外籍人口常住的重要因素。R&D经费占GDP比重则是反映城市研发投入的重要指标，体现城市的创新动力 [ 8 ]。 3.3. 人文国际吸引力指标 人文国际化的重要性丝毫不亚于经济国际化。城市文化越多元，社会越开放，对外籍人口的吸引力就越大，外籍人口占常住人口比重就越高。秦皇岛具有厚重的历史文化积淀，应该着力挖掘人文国际吸引力，打造适宜外籍人口居住生活的人居环境，形成文化品牌。目前秦皇岛外籍常住人口较低，旅游吸引力成为评价城市国际影响力的重要因素，通过旅游外汇收入和入境旅游人数从经济效益和客源数量两个角度来衡量城市的人文国际吸引力。随着国际知名度的不断提升，国际认可度也会不断提升，也增加了承办大型国际会议、展览的能力，同时也会吸引国际友好城市的关注，扩大对外交流，进一步提升国际影响力 [ 9 ]。 3.4. 生态环境支撑力指标 生态文明建设是一个国家、地区和城市发展水平的重要指标。生态环境对经济、社会、和文明的发展起到重要支撑。没有良好的生态环境难以维系城市的发展。生态国际化指标与国际接轨，包括人居生态环境和低碳环保。森林覆盖率不仅是反映城市的森林资源数量的重要指标，更是生态环境质量的重要标志 [ 10 ]。城市人均公共绿地面积是展示城市整体环境水平和居民生活质量的一项重要指标，城市生态环境的直接体现。空气质量指数是近些年雾霾严重情况下，各城市国际指标体系中积极引入的一个重要指标，体现生态宜居环境。万元GDP能耗是反映城市发展对能源依赖度的指标，从产业结构角度衡量生态环境优劣。 3.5. 国际化指标体系的计算 1) 原始数据标准化处理。本文将细分指标权重设为 β i ，利用标准化的方法对各城市原始指标数据进行标准化处理，有效地消除指标量纲和数量的影响，提高指标间的关联度以便更全面直观的反映各城市间指标的对比信息。假设有m个对比城市，i个指标，X mi 是第m个城市第i个指标(1 ≤ i ≤ 20)的值。 x ′ m i 为标准化后的值： x ′ m i = x m i × m ( x 1 + x 2 + ⋯ + x m ) (1) 2) 计算各指标的评价值。用第i个指标的标准化数值乘以该指标的权重 ，得到该指标的评价值F mi ： F m i = x ′ m i × β i (2) 第m个城市的综合评价值为： F m = ∑ F m i (3)
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user: 5. 秦皇岛实现城市国际化的对策建议 根据具体指数的对比分析，我们发现秦皇岛在经济发展动力、人才创新以及人文国际方面存在差距，本文有针对性地提出对策建议，多点发力，最后形成推动秦皇岛城市国际化的合力。 5.1. 大力发展港口经济 秦皇岛因港而生，依港而建，港城一体，两者俱兴。港口是带动和促进沿海城市经济发展的“引擎，”是集聚世界资源要素的“聚宝盆”，是城市生态与文化文明的“源泉”，是城市国际化的“桥梁”与“窗口”。秦皇岛必须发挥好港口优势，把握时机，统筹规划临港综合保税区，并逐步建设成临港自由贸易区。将秦皇岛港建设成为特色鲜明的世界级自由贸易港和游轮母港，使秦皇岛成为享誉国际的国际港口城和世界级的国际旅游城。 5.2. 大力推行人才聚集战略 人才是技术创新和城市发展的核心动力。秦皇岛必须实施人才聚集战略，通过人才吸引不断提升秦皇岛的国际化水平。首先要制定具有吸引力的人才扶持政策留住人才。在薪资、子女入学、后期上升空间等方面下大力气，要有壮士断臂的精神，集中有限资金，吸引高层次人才。其次要吸引外籍人士来秦工作，不断提升外籍人士的人口比例，通过区域规划打造精品小镇为外籍人士聚居提供空间支撑，逐渐形成有特色的外籍人才聚集区，形成虹吸效应，提升秦皇岛国际吸引力。 5.3. 努力培育国际文化氛围 秦皇岛历史文化厚重，在深入挖掘传统文化的同时，要与时俱进，努力培育国际文化氛围。这一点可以借鉴泰国的城市国际化建设。泰国本国文化特色鲜明，但是却很好地与西方文化相融合，一个最主要的原因就是文化的多元化。例如西餐的普及，英语的普及，以及夜生活的丰富，这些元素是构成西方文化的重要内容。通过区域性的，逐步的培育国际人士能够适应的生活和工作文化环境，打造京津外籍人士休闲后花园，形成独特的国际化城市品牌。 5.4. 重点打造休闲康养产业 秦皇岛生态环境优越，而且还是我国首批全域旅游和康养示范城市。秦皇岛要充分利用好这些优势资源，围绕康养和旅游打造国际休闲养生城市。以旅游和为链条，以北戴河生命健康医疗养老示范城、山海关传统特色文化古城、海港商贸自由休闲娱乐购物区、北部山区特色农庄和酒庄为重要节点，打造生态康养产业链。
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user: 6. 结论 综上说述，秦皇岛在经济国际化水平、科技创新竞争力和人文国际吸引力方面均存在较大提升空间，但其中不乏个别指标有较好的表现，如第三产业、人才储备、旅游资源等，如果我们能够合理布局，会有较大发展。相比而言，生态环境国际化水平方面优势明显，尤其是森林覆盖率和人均公共绿地面积在四个城市中处于领先地位。那么在四个维度指标权重相同的前提下，优势指标维度将成为秦皇岛城市国际化建设中优先发展的对象。相关部门领导更加重视生态文明建设，以其为城市发展载体，继续优化产业结构，大力推进人才策略，大力发展港口经济和旅游产业，阶段性建成专业性国际化城市。
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user: 摘 要 本文针对应急物资管理中仓储管理和物流供应业务中存在的重难点问题进行梳理分析，为保障应急抢修物资的第一时间送达现场，主要应用物联网和大数据为代表的新信息技术，设计由仓储智能管理和自助存储领料装置组成的应急物资智能管理系统，实现应急抢修物资最优库存数量，应急抢修物资的快速查询与定位，以及应急抢修物资的快速供应以及7 * 24 h的无人自助领料，提高应急物资的需求响应效率，保障电网物资管理安全高效运行。 关键词 :应急物资，自助领料，智能仓储管理 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 1.1. 研究背景 仓储管理是物资管理中的重要组成部分，随着近年来国家电网物资仓库数量的不断精简，应急物资供应时效性要求的不断提高，亟需应用新技术、新模式缩短仓库应急抢修物资需求响应时间，提高仓库供应能力，与此同时保障仓库的物资供应能力是数字物流体系建设的重要组成部分。而在实际物资业务中，电力应急物资供应业务也存在需求难预测、领料时间无法确定等客观难题，提出基于物联网的仓库智能自助存储领料装置的应用设想，对自助存储领料装置提出设计要求并试制和应用，提高上海市电力公司物资仓储作业水平，提高应急抢修物资领料效率和规范化水平，形成具有国家电网公司特色的仓库作业模式。 1.2. 研究目的 现代化的电力物资仓储管理应用水平是建立在现代化的电力物资仓储设施设备体系和电力物资仓储管理全面流程化、信息化管理体系之上的。通过研究分析电力应急抢修物资供应管理的作业特点及流程，查找制约仓库供应能力的痛点，同时参考现代社会物流行业C端用户自助取件的工作理念 [ 1 ]，在电力应急抢修物资供应与领料过程中，将自助存储领料装置的相关技术原理与无人仓库管理一体机、电子身份认证等信息技术和物联网相关技术进行集成应用，实现应急物资存储管理和领料作业流程规范化，减少领料时间，确保应急抢修物资24小时高效供应。
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user: 2. 应急物资仓储管理与供应现状 在电网企业中对供电可靠性有着很高的要求，为减少供电中断造成的经济损失，保证电力应急物资的供应准时性，亟需设计一套科学合理的资源分配和仓储物流体系，而由于电力应急物资的特有属性如时间急迫性、物料多样性、需求突发性与不确定性，对应急物资的仓储管理和供应管理有着相当的难点，同时目前的应急管理体系仍存在一些问题 [ 2 ]。 1) 应急物资储备定额不合理 在电网实际业务中，由各级安质、运检部门负责组织制订分管范围内的应急物资储备定额，会同各级物资部确定实物储备、协议储备应急物资的品种、数量和技术规范。各级物资部门根据应急物资储备定额组织制定年度应急物资储备方案，经批准后组织实施。对储备定额的预测缺乏科学依据，需要应用科学信息技术进行优化调整。 2) 应急物资供应效率低 由于应急物资需求事发突然，且应急抢修现场情况较为复杂，出现物料描述与物料编码不一致，数量错误，技术条件改动等情况的可能性较大，申报应急物资需求计划的时间极为仓促，大幅影响应急物资供应的快速响应速度，需建立物资的精准识别和供应的快速响应机制 [ 3 ]。
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user: 3. 仓库智能自助存储领料装置研究 3.1. 基于大数据技术的应急物资仓储智能管理 由于该装置存储空间有限，因此存储物资的种类和数量需进行合理设置，充分发挥自助存储装置的作用，根据库存数据进行动态调整。如图1所示，对首先对自助领料装置的存储空间进行分析规划，研究应急物资领用消耗趋势，确定存储品类、数量，如图2所示。 图1. 编制储备目录 图2. 应急物资消耗分析 根据统计分析得出的应急物资历史消耗数据，根据各品类对应时间阶段的消耗趋势分配不同的仓库权重，制定具有实际业务特性的并符合历史规律的应急物资储备目录，并在应急仓库保证应急储备定额，保障应急需求全部在本地实体仓库得到满足，不需要在通过紧急采购或跨省调拨等费时费力的供应手段，大幅度提高应急抢修效率，保障电网运行安全高效。 3.2. 基于物联网技术的自助存储领料装置 为提升仓库应急物资的供应能力和减少需求单位的领料时间，本文梳理应急物资的供应流程以及需求单位的领料流程，如图3所示进行业务流分析，用时应用RFID技术对应急物资进行全面升级更新，对物料描述与物资实际进行统一，建立应急物资数据库，实现应急抢修物资在入库、出库、运输、领料等供应全环节的精准可视化管理，提高应急物资管理效率，进一步保障应急物资的快速响应能力。 图3. 业务流分析 为完成应急物资高效供应，设计自助存储领料装置，实现应急物资的7 * 24 h的物资供应，最大限度的提高应急抢修物资的供应效率，在RFID物资体系以及后台大数据管理系统的基础上设计具有电子身份验证、物资自主识别、管理系统自主更新等功能的智能自助领料装置，如图4所示的应急物资自助领料装置的原型图，由无人仓库管理一体机进行身份验证、信息查询、应急物资选择、领料凭证打印等功能操作，由物资存储空间进行物资的存储记录、智能识别和物资领料的自主操作，由应急物资后台管理系统进行物资领料记录、应急物资补库通知等后台操作，实现应急物资管理的闭环运行 [ 4 ]。 图4. 自助领料装置原型图
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user: 4. 总结与展望 通过对应急物资管理业务现状中的重难点问题进行针对性分析，梳理应急物资需求提报、储备定额、供应效率等关键性业务流程，根据应急物资历史消耗数据，在物资品类、消耗时间段、消耗趋势、需求提报单位等维度中分别对应急物资储备目录进行动态的优化调整，保障应急物资库存的实时可用性，减少紧急采购、跨省调拨等业务的发生，减少物资管理成本。同时应用RFID技术等物联网技术对应急物资进行全面升级，实现应急物资的全环节可视化管理，最后设计自主领料装置在领料环节实现7 * 24 h自主领料，并完成应急物资的自主闭环管理，进一步提高应急物资的快速响应能力，保障电网安全高效运行。 无人物流体系：在现代物流体系中，无人机与无人车等无人物流技术的加入使得物流体系的运营迎来新的局面，由于应急物资需求本身具有时间上的紧迫性、空间上的随机性，所以应用无人机的机动性建立无人物流体系，将无人机的运力、运行时长等一系列参数加入应急物资管理系统，智能算法将适当数量的无人机在适当时间分布在适当的仓库，在应急物资需求发生时实现最快最准地送达需求现场；同时将无人仓库与无人车进行功能合并，应用大数据技术建立应急物资数据智能分析系统，在无人机无法实现对大件应急物资进行及时供应以及应急物资需求无法得到有效满足的时候，有效调动无人车资源，以保障应急物资供应最高效率运行的目的，将无人仓库与无人车的功能进行最大限度的结合，实现物资的自主识别、自主取货、自主运输，实现应急物资仓储的完全自主运行、自主优化，可大幅度减少应急物资管理成本，提高物资管理效率、电网运行效率、电网运行质量，进一步提高公司运营效率，提升公司的行业竞争力。
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user: 摘 要 为研究含水状态对碎石土抗剪强度的影响，在现场布置了6组碎石土原位直剪试验进行天然状态和饱和状态下的对比研究。试验结果表明，饱水状态下的碎石土由于水的作用，碎石土强度参数摩擦系数f′、粘聚力c′均有不同程度下降，但粘聚力c′降低的程度远比摩擦系数f′降低程度大，说明水对碎石土强度参数的影响主要体现在对粘聚力c′的影响上。 关键词 :碎石土，强度参数，原位直剪试验，含水状态，摩擦系数，粘聚力 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 概述 碎石土是由砾石、碎石、粘土及细砂等组成的土石混合体，是介于土体和岩体之间的一种特殊地质体。这种特殊地质体存在于各种路基、水利枢纽边坡中，给工程建设带来了诸多问题，同时也引起了国内众多研究者的重视。自20世纪70年代以来，国内学者对就含水状态对碎石土强度的影响研究取得了不少的成果。李恒 [ 1 ] 结合细粒土室内直剪试验，并在大剪试验下研究了不同含水率(15%、18%、20%)的碎石土抗剪强度参数的特性；彭东黎 [ 2 ] 基于大型室内直剪试验结果，对含水量分别与堆积体边坡碎石土黏聚力及内摩擦角的关系进行了深入研究；程学军 [ 3 ] 以克拉玛依地区碎石土为研究对象，对30组处于不同密实状态下的碎石土的大型直剪试验数据，研究了碎石土的强度特性；王新刚 [ 4 ] 采用大型室内及现场两用直剪仪分析西藏邦铺矿区碎石土力学性质。并结合大型剪切试验、室内试验成果、理论公式，利用国际知名软件FLAC建立地质模型，分析了西藏邦铺北东碎石土边坡稳定性；李大鑫 [ 5 ] 采用直剪试验和三轴试验两种试验方法，测得碎石土的抗剪强度指标并进行了对比分析；时卫民 [ 6 ] 对三峡库区不同含水量的碎石土剪切强度试验研究。徐静 [ 7 ] 选取皖南山区典型碎石土为研究对象，采用碎石土中剪试验方法，设计碎石土试样的中、细砾和块石含率不同的5组试验，总结试验规律，给出皖南山区一类碎石土抗剪强度参数；郭喜峰 [ 8 ] 以奉节县三处典型滑坡体原位直剪试验为依据，分析了泡水前后碎石土抗剪强度及其与颗粒分布的关系，得出了碎石土的抗剪强度参数及其与含水量的关系。关于水对碎石土强度参数的影响的成果大部分在室内取得的，而现场试验成果较少。 碎石土的强度特性直接关系到碎石土边坡安全稳定。为研究水对碎石土强度参数的影响，笔者通过现场试验取得的碎石土天然和饱和状态下强度参数，进行对比分析，得出水对碎石土强度参数的影响程度，为碎石土边坡稳定分析提供参考。
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user: 2. 试验布置和试样制取 试验布置在待试验边坡的坑槽内见图1。 试验点由专业石工手工清除松软物质，然后进行试样制备。在坑槽一侧进行制样。将碎块石土加工成长 × 宽 × 高为50 cm × 50 cm × 35 cm的试体。立即用刚钢模套住，并且立即固定钢模。钢模与试样间的空隙填实。见图2。
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user: 3. 试验安装 先安装法向应力，若天然状态直剪试验可直接安装剪切应力进行试验；饱和状态直剪试验，则需要在剪切面上施水，剪切面下部见有水滴出或渗出即视为饱和，待饱和后，安置剪切应力进行试验。试验安装原理图见图3，现场试验安装见图4~图5。 图1. 原位直剪试验坑槽 图2. 试样制取 图3. 试验安装原理图 图4. 试样饱水图 图5. 试验安装图
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user: 4. 现场试验成果 根据天然状态和饱和状态下抗剪断试验剪应力峰值与相应的正应力拟合剪应力τ与正应力σ关系曲线 [ 9 ] [ 10 ]，见图6~图8。 图6. 试验组1 τ~σ综合关系曲线 图7. 试验组2 τ~σ综合关系曲线 图8. 试验组3τ~σ综合关系曲线
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user: 5. 天然、饱和状态抗剪强度对比 根据图6~图8，列表进行饱水前后直剪强度参数对比，见表1。 Table 1 Comparison of strength parameters before and after water saturatio 试验组 含水状态 抗剪断强度参数 f′ c′/MPa 试验组1 天然 0.764 0.206 饱和 0.622 0.071 降低(%) 18.6 65.5 试验组2 天然 0.746 0.062 饱和 0.636 0.032 降低(%) 14.7 48.4 试验组3 天然 0.850 0.179 饱和 0.614 0.065 降低(%) 27.7 63.7 表1. 饱水前后强度参数对比 从表1可看出，饱水后比饱水前强度参数有不同程度的下降，f′降低14.7%~27.7%，c′降低48.4%~65.5%，c′降低的程度远比f′降低程度大，说明水对碎石土强度参数的影响主要体现在对c′的影响上。 根据国内学者 [ 1 ] [ 2 ] [ 6 ] 通过室内试验，研究水对碎石土的强度影响，其结论主要有：碎石土摩擦系数f′随含水量的增加而减小，当含水量小于15%时，摩擦系数f′轻微减小，而当含水量在15%~20%时，摩擦系数f′快速降低，当大于20%时，摩擦系数f′降低比较缓慢。碎石土粘聚力c′随含水量的增加先是增加后减小。当含水量小于18%时，内聚力增加，当含水量大于18%时减小。从研究结论可得出，含水状态下，碎石土强度参数摩擦系数f′、粘聚力c′均会下降，现场试验结果也符合这规律。但室内试验结论国内学者未给出摩擦系数f′、粘聚力c′哪个下降更快。
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user: 6. 结论 1) 现场进行了3组天然、饱和状态下碎石土强度对比试验，试验结果表明含水状态下，碎石土强度参数下降，与室内试验国内学者给出的结论吻合。 2) 对比试验表明，含水状态下，粘聚力c′降低的程度远比摩擦系数f′降低程度大，说明水对碎石土强度参数的影响主要体现在对粘聚力c′的影响上。
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user: 摘 要 为了研究大当量炸药爆炸特性，运用LS-DYNA软件建立了大当量TNT炸药在空气中爆炸的模型，其计算结果低于经验公式值，可作为抗爆设计下限值。通过不同工况的模拟值，拟合得到通用超压函数，可以直接计算数值模拟结果；以指数函数形式对超压函数进行修正，给出通用修正超压函数，避免了不同经验公式计算引起的偏差。经数据验证，两函数均具有普遍适用性，能更好的指导结构针对大当量炸药的抗爆设计，方便工程应用。 关键词 :爆炸，数值模拟，大当量，超压修正 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近年来，爆炸突发引起的灾害问题时有发生，在建筑结构上尤为常见。为了避免建筑物在突发爆炸事件中遭受重创，在结构设计时应当考虑爆炸冲击荷载，提出有效的抗爆设计方法 [ 1 ]。为此，有必要对炸药的爆炸特性进行研究。现阶段，对于爆炸冲击荷载在建筑物上的研究集中于小当量炸药，针对大当量炸药的研究较少。考虑到大当量炸药潜在的破坏威力，很有必要对其进行深入研究。目前对于爆炸冲击荷载的研究主要有实验和数值模拟两种方法。一般来说，TNT当量不小于1吨为大当量 [ 2 ]。大当量炸药下进行爆炸实验难度较大，所需设备以及实验条件复杂，实验数据难以获得。LS-DYNA软件可以模拟任何复杂结构计算问题，特别适合模拟碰撞、冲击、爆炸等各种非线性动力问题 [ 3 ]。本文利用LS-DYNA软件模拟大当量炸药在空气中自由爆炸现象，将数值模拟结果与多个经验公式进行对比，拟合成通用超压函数表达式，并对其合理修正。
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user: 2. 空气冲击波传播规律 炸药爆炸时，冲击波在空气中传播会形成双层球形的两个区域，外层为压缩区，内层为稀疏区 [ 4 ]，如图1所示。压缩区的空气因受到压缩，压力远远超过正常大气压，也称为超压，超压是判断爆炸效应的重要参数之一。本文主要研究的就是超压峰值的变化。在空气冲击波向外传播的过程中，波阵面的压力迅速下降。原因如下：炸药爆炸过程中，产生的冲击波是球形的，随着传播距离的增大，波阵面的面积也在增加，这样就导致，即使在理想状态下，波阵面上单位面积分布的能量也会减小，再加上受空气环境因素的影响，会有不可逆的能量损失产生 [ 4 ]，所以在波传播的过程中波阵面压力迅速减小，并且初始阶段衰减快，后期衰减速度变小，实验结果显示，衰减是按照指数规律衰减的，如图2所示。
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user: 4. 结论 通过上述对大当量TNT爆炸冲击波的超压分析，可得以下结论： 1) 不同的经验公式因为提出的背景、环境有差别，数据之间的差距较大，其中Mills公式值最大，Henrych公式值最小。 2) 运用LS-DYNA软件建立大当量TNT炸药在空气中爆炸的模型，得出数值模拟值比经验公式值小，如果仅以模拟解进行结构抗爆设计，存在低估爆炸威力的风险，但是可作为抗爆设计的下限参考值。 3) 通过不同工况的模拟值，拟合得到通用超压函数表达式(2.9)，可以直接计算数值模拟结果，避免工程应用中繁琐的建模分析过程及对人员素质要求过高等问题；通过修正模拟值，归纳出通用修正超压函数表达式(2.13)，该公式避免了不同经验公式计算引起的偏差，更好的指导结构针对大当量炸药的抗爆设计。
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user: 摘 要 金属橡胶以金属丝为基础材质经冲压成型而成，具有类似橡胶的弹性和多孔性，在航空航天、国防武器装备以及现代工业等各领域获得了广泛应用。本文对金属橡胶减振垫的动态性能进行相关实验，从设计对应的实验方案，到具体分析各种材料参数以及载荷形式的影响，得到了对阻尼系数产生影响的因素及其相关规律。实验中分别探索了材料参数包括相对密度、丝径，以及加载参数包括振幅、频率等对变形响应与阻尼系数的影响，结果表明，阻尼损耗系数主要受到材料参数影响，为工程中金属橡胶减振垫的选择与使用提供参考。 关键词 :金属橡胶，阻尼系数，材料参数，载荷分析，优化设计 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 金属橡胶(Metallic Rubber， MR)是一种宏观均质的多孔材料，由螺旋状态的金属丝堆在模具中冷冲压成型 [ 1 ]。金属橡胶材料是金属丝相互交错勾联形成的空间网状结构，既具有所选金属材料固有的特性，又具有类似橡胶的粘弹性 [ 2 ]。金属橡胶可以在高低温、大温差、高压、高真空、强辐射、剧烈振动及腐蚀等环境下解决阻尼减振、过滤、密封、节流及吸音降噪等疑难问题，而且不易产生老化现象。对比传统橡胶，金属橡胶在上述苛刻的环境下展现出十分优良的性质 [ 3 ]。 在动态循环载荷情况下，随着金属橡胶材料相对密度的增加，其非线性弹性模量也相应地增大，阻尼特性和硬化特性也更加明显。杨春香等 [ 4 ]、Zhang等 [ 5 ]、Hou等 [ 6 ]、崔亮 [ 7 ] 等分别对金属橡胶动态力学性能开展了试验研究，得到振动幅值和振动频率等参数对金属橡胶材料迟滞特性的影响。 虽然基于金属橡胶非线性刚度提出进行的动态性能和实验研究已经十分广泛，但文献中所使用的实验大多是基于考虑改变金属橡胶的结构参数，将金属橡胶的宏观力学特性与本构模型公式结合进行分析，该处理方法仅仅体现了结构的刚度变化，对金属橡胶在非线性刚度中金属丝的能量损耗规律分析相对不足。
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user: 2. 金属橡胶动态实验方案 实验所用的试件和实验机如图1和所示，金属橡胶材料为1Cr18Ni9T，外径D = 20 mm，内径d = 9 mm，高度H = 9 mm，质量分别为3.5 g，4.4 g，5.3 g，6.1 g，即相对密度为0.2，0.25，0.3，0.35，丝径有0.1 mm，0.15 mm和0.2 mm三种，对着这些参数的环形金属橡胶进行动态加载试验，以正弦波位移控制方式进行循环加载，预应变在0.8 mm~1.1 mm (9%~12%整体高度H)，振幅控制在0.27 mm~0.63 mm (3%~7%整体高度H)，测得在这些加载情况下的应力应变曲线。 上述实验中由于是对金属橡胶减振垫加载，预应变必须大于振动幅值，否则会出现空载的情况，而未来在对减振结构加载时，其预应变是固定的，且由于其对称结构，不必将振动幅值限定在0.63 mm以下，可以用实际载荷谱下的最大位移0.71 mm或者更大的值作为振幅。 为避免材料发生硬化，试验控制在1000周次以内，试验前后对高度变化进行了测量，高度下降在0.5%~1.5%之间，说明试件在循环中确实发生了硬化反应，但对动态试验结果的影响不大。 图2为对金属橡胶进行动态加载的伺服疲劳试验机和固定金属橡胶的具体工装，本文实验针对金属橡胶材料单个垫片的动态摩擦性能进行研究，主要分析加载载荷频率、幅值和金属橡胶性能参数两个方面的影响。本次实验得到了不同载荷形式下金属橡胶材料的变形响应，对影响规律进行分析。 图1. 金属橡胶试件 图2. 伺服疲劳试验机(左)和减振垫振动工装(右) 当金属橡胶受到静载外力作用时，从压缩实验的应力–应变曲线看，在逐渐加载外力时，应变和应力产生非线性变化，而当卸载外力时，应力和应变依然呈现出非线性变化。而当金属橡胶在动态循环载荷的情况下，其迟滞回环的基本形状与静态加载基本相似，但动态加载下的非线性刚度和阻尼性能均会发生一定变化。 实验主要分为两块：一、讨论金属橡胶材料参数对阻尼曲线的影响；二、讨论外载荷形式对阻尼曲线的影响。实验中使用相对密度为0.2、0.3、0.35的三种金属橡胶材料，其丝径为0.1 mm，0.15 mm，0.2 mm，在相同的预应力条件下，分别以0.27 mm、0.45 mm、0.63 mm三个振幅20 Hz的频率进行振动试验。进一步，在相同材料参数和载荷振幅的情况下，进行了载荷频率从5~100 Hz的对比试验，以及少量预应力变化的对比试验。 由于金属橡胶材料内部金属丝之间的滑动摩擦作用，金属橡胶在加载–卸载过程中的力–位移曲线并不相同，从而形成迟滞回线，如图3所示。加载过程与卸载过程中外力做功之差ΔW即为金属橡胶消耗的能量，U为加载到顶点时金属橡胶储存的弹性势能。金属橡胶的阻尼特性可使用阻尼损耗系数η进行表征，即是图中ΔW/U。 η的大小可以反映循环过程中金属橡胶对振动能量的减弱作用，η的变化既可能是由于金属橡胶刚度变化引起的，也可能是阻尼损耗功的变化引起的，需要根据图像具体分析。 图3. 加载卸载过程力-位移曲线
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user: 3. 材料参数的讨论分析 金属橡胶作为减振器材料，其最受关注的动态性能体现在阻尼系数上，即对振动的耗散性能，材料阻尼系数的主要影响因素为材料自身性能，因此本节将基于阻尼系数的变化趋势，具体讨论金属橡胶材料参数的影响。 3.1. 相对密度的影响 图4为同丝径，相同载荷条件下不同相对密度的金属橡胶的力-位移曲线。随着相对密度的增大，材料迟滞回线的斜率同样增加，即刚度增加；迟滞回线面积略微增大，即阻尼系数略微增大。 图5(a)反映了丝径为0.1 mm的金属橡胶，在0.27 mm，0.45 mm，0.63 mm三个不同振幅下，阻尼损耗系数η随密度变化的规律阻尼损耗系数先增大后减小，说明在0.3密度时，该批试验件在20 Hz时的减振效果最好。图5(b)反映了丝径为0.2 mm的金属橡胶，在0.27 mm，0.45 mm，0.63 mm三个不同振幅下阻尼损耗系数η随密度变化的规律基本一致，说明在0.3相对密度时金属橡胶可以反映最好的阻尼效果。 图4. 不同密度金属橡胶力-位移曲线 图5. (a) 0.1 mm丝径金属橡胶密度对阻尼损耗系数的影响；(b) 0.2 mm丝径金属橡胶密度对阻尼损耗系数的影响 随着金属橡胶密度增大，其刚度必然增大，阻尼损耗的能量也增大(回环面积增大)，但由于金属橡胶的刚度非线性特性，当密度过大、预应力或者振幅过大时，其刚度在压缩最大值处刚度会急剧增大，阻尼损耗系数必然减小，降低金属橡胶减振器的减振能力，使用过程中应尽量避免这种情况。 造成这种现象的原因是，当金属橡胶的密度过小，在动态加载时金属丝接触面积小，即干摩擦发生的阻尼效果小，宏观上表现为阻尼系数小，这时可以通过提高一定预应力的方式增大其阻尼性能。当金属橡胶密度较大时，部分金属丝处于勾连或者挤压静摩擦的状态，不会发生相对滑动，导致宏观阻尼性能降低，此时应该减少预应力，以充分发挥其阻尼性能。 3.2. 丝径 图6为相对密度0.3，丝径分别为0.1和0.15的金属橡胶在同种预紧情况下(0.8 mm)，进行同样频率和振幅的动态运动。随着丝径的增大，材料迟滞回线的斜率增加，即刚度增加；迟滞回线面积略微增大，即阻尼系数略微增大。 图7(a)、图7(b)、图7(c)分别为0.2、0.3、0.35相对密度时，丝径对金属橡胶的阻尼性能的影响。图7(a)中，阻尼损耗系数随着丝径的增大先增大后减小，在图7(b)、图7(c)中，阻尼损耗系数随着丝径的增大而增大。 图6. 不同丝径金属橡胶力-位移曲线 图7. (a) 0.2相对密度金属橡胶丝径对阻尼损耗系数的影响；(b) 0.3相对密度金属橡胶丝径对阻尼损耗系数的影响；(c) 0.35相对密度金属橡胶丝径对阻尼损耗系数的影响 对于图7(b)、图7(c)，阻尼损耗系数随着丝径的增大而增大，这和静态试验的一般结果相反。朱彬的相关研究表明，在准静态在相同应变条件下，丝径越大，损耗因子减小，近似与 d s − 0.4 成正比。产生这种差异的主要原因在于试验的振动频率保持在20 Hz，金属橡胶内部的在快速动态加载中丝与丝的摩擦并不能充分接触，特别是0.35相对密度和小丝径(0.1 mm)的金属橡胶更多部分金属丝在高频状态下处于勾连状态，并未发生摩擦，而大丝径的金属橡胶摩擦更为充分。而在准静态加载的过程中，加载速度一般控制在0.1 mm/min以下，金属橡胶丝与丝之间得到了充分的摩擦接触，整体阻尼性能高于动态加载的过程。 对于图7(a)，在0.15 mm丝径时取得最大的损耗因子，在0.2 mm时损耗因子会大大降低。这是由于当金属橡胶的密度较小(0.2相对密度)时，如果金属橡胶丝径过大，其内部的丝之间得不到充分接触，阻尼性能和刚度都会剧烈下降。因此一般金属橡胶设计时，其相对密度都在0.2以上。
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user: 4. 载荷形式的影响分析 除材料本身的参数影响外，工况对于金属橡胶减振性能也有较大影响，一般来说，不同型号的金属橡胶最佳工作范围不完全一致，过大的振幅、过高的频率等均会导致相应的减振器性能下降，因此本节将分析载荷形式对金属橡胶材料参数的影响。 4.1. 振幅 图8为同一个金属橡胶试件，参数固定而值改变振幅时，其力-位移曲线的变化规律，材料加载曲线斜率变化不大，而卸载曲线整体降低。 图9(a)、(b)、(c)分别为0.1 mm、0.15 mm、0.2 mm丝径时的金属橡胶在不同振幅时，每一条线代表同一个金属橡胶试件的阻尼损耗系数随振幅的变化规律。 对于图9(a)、(b)、(c)，当金属橡胶的相对密度在0.2和0.3时，随着振幅增大，金属橡胶的阻尼损耗系数增大，这也是由于金属橡胶的非线性特性，当振幅不大时，金属橡胶内部的金属丝未得到充分接触，其弹簧所带的刚度特性占主导，阻尼损耗系数不大，当振幅增大到0.63 mm时，金属丝滑动摩擦接触部分增大，阻尼系数增大。 图8. 不同振幅时金属橡胶力–位移曲线 图9. (a) 0.1 mm丝径时振幅对阻尼损耗系数的影响；(b) 0.15 mm丝径时振幅对阻尼损耗系数的影响；(c) 0.2 mm丝径时振幅对阻尼损耗系数的影响 当相对密度为0.35时，振幅从0.27 mm到0.45 mm再到0.63 mm，阻尼损耗系数是先稍稍增大然后降低，当振动幅值超过高度的7% (0.63 mm，预紧10%整体高度)时，说明振动幅值过大对金属橡胶的减振效果产生不利影响。这是由于在大密度情况下，尽管金属丝接触非常充分，但金属橡胶更多部分金属丝在高频状态下处于勾连状态，并未发生摩擦，此时刚度增长更为明显，导致阻尼损耗系数降低。 另外，当振幅较大接近金属橡胶单个垫片的预紧量时，即振动到最大幅值时会接近金属橡胶的无应力状态，此处金属橡胶的刚度很小，且会随着振动的周次此处的平均刚度会急剧减小，无法发挥其阻尼性能，而金属橡胶结构件从一定程度上可以解决这个问题。 4.2. 频率 图10为0.15 mm丝径，0.3相对密度的金属橡胶在2 Hz、5 Hz、15 Hz三个频率范围内，力–位移曲线的变化规律。从图10可以看出，迟滞回线斜率随频率增稍微增大，即刚度随频率增大而稍微增大，回环面积也随频率增大而增大，即阻尼系数随频率增加而增大。 图10. 不同频率时金属橡胶力–位移曲线 图11(a)、(b)分别为0.2和0.35相对密度的金属橡胶在2~20 Hz频率时其阻尼损耗系数和平均刚度的变化规律，阻尼损耗系数随着振动频率的增大而增大，当频率到达15 Hz之后，阻尼损耗系数基本保持不变。频率越高，金属橡胶内部金属丝的相对运动变化就越剧烈，部分金属丝的勾连状态和静摩擦状态就更难以保持，变成相对滑动摩擦的状态，导致阻尼损耗系数增大。当频率增大到一定数值后，大部分原来处于勾连状态和静摩擦状态的金属丝变成滑动摩擦的状态，阻尼系数就难以进一步增大了。 该组实验中金属橡胶的振幅相同，故除了阻尼损耗系数，还考察了一下金属橡胶的平均刚度。图11(a)中金属橡胶的平均刚度随着频率增大稍稍增大，而在图11(b)中金属橡胶的平均刚度随着频率增大稍稍减小，基本可以认为在低频范围内(20 Hz)以内金属橡胶的刚度变化很小。 图11. (a) 0.15 mm丝径，0.2相对密度的金属橡胶不同频率时金属橡胶力-位移曲线；(b) 0.15 mm丝径，0.35相对密度的金属橡胶不同频率时金属橡胶力-位移曲线
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user: 5. 总结 本实验内容相关的文献较少，针对金属橡胶的性能变化以刚度研究为主，在这方面实验结果与现有研究是一致的，本文在此基础上针对能量损耗这一性质对材料进行分析，对金属橡胶材料垫片的动态摩擦性能进行研究，研究范围包含了加载载荷频率、幅值等载荷参数以及密度、丝径等材料参数影响。实验结果可以总结为以下三条： (1) 对于振动频率为20 Hz的动态性能实验，随着材料密度增加，其阻尼损耗系数η呈现先增大后减小的规律，另外密度为0.3时，实验件的减振性能最佳； (2) 从丝径的选取角度而言，其变化趋势受到材料相对密度的影响，对于密度在0.25以上的金属橡胶，阻尼损耗系数η随着丝径的增大而增大，但在小密度(≈0.2)时，丝径过大会导致阻尼系数降低。 (3) 从加载角度分析，对于大多数加载范围，随着振幅增大，金属橡胶的阻尼损耗系数增大，当振动幅值超过高度的7% (0.63 mm，预紧10%整体高度)时，金属橡胶的阻尼系数先降低，振动幅值过大对金属橡胶的减振效果产生不利影响。
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user: 摘 要 针对新疆大风、大温差地区，紧固件轴力受环境影响容易下降造成电力传输安全事故等问题，本文基于电力物联网(EIoT)和嵌入式技术设计了一套远程温度风速轴力监测系统。整个系统由现场数据采集、网络传感模块、云服务器三部分构成。高精度传感器采集现场数据，主控芯片对数据分析处理存储；GSM芯片和以太网关组成的网络传感模块将数据实时传输云服务器；云服务器基于MySQL数据库、Apache、Java技术实现数据的存储、分析、实时图形化展示。通过在吐鲁番750 kV达吐I线铁塔上现场试验，验证了此监测系统能够实现环境参数和轴力参数采集，并对采集到的数据进行有效处理。此系统能够对高故障率地区铁塔实现有效监测，提高线路稳定性，保障线路安全，此外还为提高紧固施工技术，研究轴力下降与环境因素关系提供一手数据。 关键词 :轴力监测系统，电力物联网，嵌入式技术，GSM通信 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 新疆电力资源丰富，国家电网“十二五”计划建设了多条“疆电外送”特高压输电线路，支持东部国民经济持续发展。建设完成的特高压输电线路使用了大量的输电铁塔，而螺栓紧固件是输电铁塔应力传递重要部件，使用量巨大。在大风、大温差的新疆地区，容易产生大风震动冲击和温差膨胀冷缩，造成紧固件自锁平衡被打破，发生松动和疲劳失效 [ 1 ]。新疆纬度高，昼夜温差很大，夏日高温高达40℃，冬日低温直到−40℃，巨大温差造成金属螺栓热胀冷缩，产生轻微形变，影响自锁稳定性 [ 2 ]。此外，新疆的九大风区年大风日数(8级及以上大风)大多在100天以上，特别是秋冬、冬春交际时期，自然风速较大，甚至灾害性大风天气 [ 3 ]。根据实地考察，我国西北部地区高压传输线路铁塔紧固件松脱现象严重，关键部位的螺栓失效，对电网传输造成了严重毁坏 [ 4 ]。因此，基于电力泛在物联网技术，完善传输线路风温环境参数和紧固件轴力变化监测，加强特高压输电线路运行稳定性有重大意义。 电力物联网对提升电网建设有明显的积极意义，显著提高电力系统的稳定性和安全性 [ 5 ] [ 6 ]。基于物联网的监测平台已经多有研究，但都没有专用于输电铁塔轴力监测。周建英 [ 7 ] 设计了一种对充电桩数据采集的监控平台，实现充电桩运行信息数据的实时采集展示，并通过平台人工交互，为大规模电动汽车有序充电提供了支持。周慧彬 [ 8 ] 提出一种基于视频技术的配电网图像监测系统，因为视频数据庞大，因此通过4G通信方式，实现数据传输。刘冰 [ 9 ] 基于GPRS技术设计了一套热力站热网远程监测系统，通过检测终端、传感器终端、监测中心数据服务器实现监测系统正常运行。 以电力物联网保障“坚强智能电网”，实现两网联合。本文以智能传感器、智能嵌入式芯片实现现场采集，以GSM通信技术实现网络传输，基于云平台服务器实现远程应用监测，研发了基于电力物联网的广泛电力铁塔群螺栓紧固件轴力的监测系统。监测系统实现区域风速、温度等现场环境记录，完善铁塔紧固件轴力数据记录，实现远程监测、故障报警。此外，大量监测数据还可用于获得紧固件扭矩系数分布规律，为研究紧固件松动机理提供切实的数据基础，继而为下一步提出切实可行的防松措施做好技术支撑，对保障电网“疆电外送”的实施、国家“一带一路”战略规划都具有重要的意义。
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user: 2. 系统架构设计 2.1. 总架构设计 紧固件轴力监测系统，可为螺栓紧固件提供一种基于物联网的状态信息采集方式，实现对服役环境的风速、温度和轴力监测。监测系统主要由远程MCU采集系统和云服务器构成，两者之间通过GSM技术和TCP网络实现数据传输。系统的总体架构如图1所示。MCU采集系统通过状态感知采集模块(风速传感器、温度传感器、穿轴式称重传感器)，实现风速、温度和轴力主要数据采集；存储模块将采集数据现场保存，并通过GSM通信模块和TCP网关实现以太网连接，以此实现和云服务器数据共享。云服务器主要包含Java接收程序、数据库、网站服务器，Java程序监听特定端口，接收MCU采集节点发送的数据帧并将其存储入数据库中，网站服务器提供数据访问功能，网页设计通过PHP脚本语言访问数据库，数据访问者可使用移动终端或工作站查询数据。 图1. 紧固件轴力监测系统总体架构图 2.2. 数据采集模块架构设计 分析系统功能需求，数据采集架构设计如图2所示。采集系统MCU控制整个节点运行，实现整体功能完成。供电部分需要提供节点所有模块完成所需功能能源。因为铁塔地处偏远，取电不易，因此需要太阳能组件和蓄电池组成简单光储系统模块作为电源，并由供电电压采集模块监测当前供电状态。通过相应数字传感器采集现场温度、风速数据，通过穿轴式称重传感器采集轴力变化数据，并存储于现场数据存储模块，供现场数据分析和通信传输。现场存储的采集数据和系统重要事件(上电启动、系统调试等)都将通过GSM通信技术将数据传输到TCP网关，网关实现网络中继功能，将数据传送云端服务器；同时通信接口也接受客户端人工设置(通信时间、设定采样周期)。系统可以使用人机交互模块设定设备特征码与服务器IP地址、端口，同时也能使用触摸屏模块进行参数调试，测试采集节点各功能模块的工作情况。 图2. 采集节点功能框图 2.3. 服务器架构设计 服务器架构框图如图3所示。在阿里云平台上搭建专用服务器，操作系统选用windows server 2008。Java程序执行在JRE环境上，主要负责采集节点与服务器网络通信并将数据存储入数据库中。MySQL数据库保存用户信息、各节点数据和节点设置数据。云平台服务器、数据库、PHP运行环境和功能网页共同实现数据实时图形化显示、全数据存储分析、预警、采集节点相关远程设定等功能 [ 10 ]。 图3. 服务器架构框图