DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 讨论与结论 长期刈割对内蒙古典型草原地上植被的影响表明，长期刈割对植物群落的物种丰富度具有显著影响(P < 0.05)，这与薛文杰等 [ 18 ] 在大针茅草地的研究结果短期刈割不会改变群落的建群种和优势种并不一致。由图2可知，群落物种丰富度的变化主要是由多年生杂类草导致的，是因为刈割能够降低群落优势种植物的盖度，为杂类草的繁殖创造机会，进而提高植物多样性，此外刈割还能够通过改变群落环境、土壤理化性质而影响和改变群落结构 [ 19 ]。本试验刈割对禾类草物种丰富度并无显著影响(P > 0.05)，这与宋磊等 [ 20 ] 研究不一致，经分析，造成实验结果差异的原因可能为刈割强度、刈割时间以及刈割次数等因素的不同，也有大量研究结果表明这些因素均会对草原地上植被的物种组成以及草地生产力产生显著影响 [ 21 ]。 在土壤种子库中，刈割对群落以及三种植物功能群的物种丰富度和密度均不具有显著影响(P > 0.05)，但是刈割使群落的物种丰富度和密度相较于空白对照均减少，这与邵新庆等 [ 22 ] 研究结果一致，刈割使土壤种子库中的植物种类和种子数量呈递减趋势。刈割对多年生杂类草的物种丰富度和密度不具有显著影响(P > 0.05)，是因为不论多年生植物结实早晚，其土壤种子库密度普遍较小，这与蒋德明等 [ 23 ] 在科尔沁草甸草地上的研究结果相同，主要原因有以下四点：1) 多年生杂类草的繁殖方式是以无性繁殖为主；2) 刈割时，部分植物的种子并未成熟；3) 大多数多年生杂类草无持久种子库；4) 部分成熟种子被干草带走。刈割虽然对禾类草的物种丰富度和密度不具有显著影响(P > 0.05)，但是物种丰富度在地上占优势的禾类草类植物在土壤种子库中反而所占比例很小甚至没有，说明植物会改变有性繁殖和无性繁殖的密度调节策略来应对长期刈割的干扰 [ 24 ]，这也是部分物种没有种子却有植株的原因。刈割对一二年生杂类草物种丰富度和种子库密度不具有显著影响(P > 0.05)，说明一二年生杂类草受环境影响较小，这与张起鹏等 [ 25 ] 研究不一致。由于单株杂类草的种子数量远高于单株禾草，所以理论上，刈割次数越多，种子数量越多 [ 26 ]，但在本次调查中，刈割样地中的种子数量反而低于空白对照样地中的种子数量，可能刈割时，仍有大量种子未成熟。 采用Sorensen指数计算得出的结果如图4所示，相似系数都比较低，表明长期刈割处理降低了地上植被和土壤种子库中的共有种数量，进而使地上植被与土壤种子库的相似性降低，这与李锋瑞 [ 27 ] 等人在退化沙质草原上的研究结果相同，但李志强等 [ 28 ] 在内蒙古短花针茅荒漠草原的研究则表明，轻度放牧样地的种子库和地上植被的相似性较高。之所以目前为止地上植被与地下土壤种子库之间的关系也没有一个统一的结论，主要有以下几个原因：1) 土壤种子库的鉴定方法不同，既有学者选用物理挑选法，也有学者采用种子萌发法，两种方法各有利弊；2) 实验地区不同，相同的植物在面对不同自然环境时有不同的适应策略；3) 不同的干扰方式，刈割、开垦和火烧等不同干扰会造成相似性的差异 [ 29 ]；4)由于地上植被与地下土壤种子库的相似性具有较强的季节性，所以取样季节不同也会造成相似性的差异 [ 30 ]。 本试验地上植被群落物种丰富度为禾类草 > 一二年生杂类草 > 多年生杂类草，丰度为一二年生杂类草 > 禾类草 > 多年生杂类草，土壤种子库群落物种丰富度和种子库密度均为一二年生杂类草 > 禾类草 > 多年生杂类草。长期刈割仅对地上植被群落和多年生杂类草的物种丰富度具有显著影响(P < 0.05)，对土壤种子库群落及三种植物功能群的密度和物种丰富度无显著影响(P > 0.05)。土壤种子库与地上植被的相似性普遍较低，其中，刈割仅对多年生杂类草的土壤种子库与地上植被的相似性具有显著影响(P < 0.05)。
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user: 摘要 一流课程建设要求构建科学的考核评价体系，教学内容与方法的改革实践必须以完善的考核机制为内在驱动。本文基于昆明理工大学水利水电工程专业开设的“建筑材料”课程，在一流课程建设背景下开展系统考核评价改革与实践。构建全过程、多样性考核体系，考核体系包括四大环节，包括授课前考核评价、授课中考核评价、授课后考核评价、期中及期末考核评价。形成了一种以能力测评为核心、以过程考核为重点的多元化考核新体系。实施结果表明该课程考核改革措施总体成效显著，学生学习主动性与课堂活跃度大幅提高，考核成绩显著提高，学生评价与认可度较好。
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user: 1. 引言 教育部关于一流本科课程建设的实施意见于2019年发布，意见中强调，课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量。为贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会精神，落实新时代全国高等学校本科教育工作会议要求，必须深化教育教学改革，必须把教学改革成果落实到课程建设上 [ 1 ]。教育部“一流课程建设”的基本原则要求课程考核评价应科学评价，让学生忙起来。以激发学习动力和专业志趣为着力点完善过程评价制度。加强对学生课堂内外、线上线下学习的评价，强化阅读量和阅读能力考查，提升课程学习的广度。加强研究型、项目式学习，丰富探究式、论文式、报告答辩式等作业评价方式，提升课程学习的深度。加强非标准化、综合性等评价，提升课程学习的挑战性 [ 2 ] [ 3 ]。《建筑材料》课程是水利类专业的必修课程，是涉及工程相关专业学生必须掌握的一门重要工具学科，也是在工程一线有着广泛应用的一门课程，具有很强的实践性。该课程授课内容包括金属材料、非金属材料、有机高分子材料等，涉及面比较广泛且对于综合知识要求较高 [ 4 ]。目前建筑材料课程考核评价多为“期末一考定论”的考核模式，课程考核还是按照传统的平时成绩与期末考试成绩相结合的方法，而平时成绩的构成比较单一，几乎都是作业与考勤，课程平时成绩的给定及比例均带有一定的随意性 [ 5 ]。课程考核对教学具有导向、测量、监控、调节等功能，是进行教学结果评价和教学工作信息反馈的重要渠道，也是稳定教学秩序、保证教学质量的重要因素之一。健全能力与知识考核并重的多元化学业考核评价体系，完善学生学习过程监测、评估与反馈机制是一流课程建设的根本保障。教学内容与方法的改革实践必须以完善的考核机制为基础，才能使学生真正忙起来 [ 6 ]。 因此，课程考核改革必须转变观念，改革考核内容和考核形式，强化过程考核。本文在总结国内外先进课程考核改革实践经验的基础上，依托昆明理工大学水利水电工程专业的“建筑材料”一流课程建设，基于教育部关于一流本科课程建设的实施意见，开展系统课程考核改革探索与实践，采取授课前的预习考核，授课中的课堂互动考核，授课后的强化考核以及实现教考分离等举措。构建了以“将知识–能力–素质教育观念内化于考核”的过程性多样化考核评价体系，为高等院校一流课程建设的顺利实施提供了基础驱动力。
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user: 2. 全过程考核体系 《建筑材料》课程全过程考核体系包括四大环节，包括授课前考核评价、授课中考核评价、授课后考核评价、期中及期末考核成绩。其中授课前考核评价包括课前预习考核评价；授课中考核评价包括课堂分组讨论成绩、课堂提问积分条成绩；授课后考核评价包括课后平时成绩、授课后工程案例分析成绩、期中及期末考核成绩。详细成绩构成见表1。 Table 1 The each parts achievement constitution of whole process examination syste 总成绩 四大部分成绩 小分项成绩 100分 授课前考核评价(10分) 课前预习成绩(100%) 授课中考核评价(15分) 课堂分组讨论成绩(50%) 课堂提问积分条成绩(50%) 授课后考核评价(25分) 课后平时作业成绩(60%) 课后工程案例分析成绩(40%) 期中及期末考核评价(50分) 期中考核成绩(30%) 期末考核成绩(70%) 表1. 全过程考核体系的各部分成绩构成
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user: 3. 授课前的考核评价 采用雨课堂、腾讯会议、微信群等线上教学平台，在课程授课前一周时间，发布相关教学内容的预习要求公告。预习公告包括预习的内容与要求，预习引导问题多为预授课内容相关的基本问题，基本概念以及该内容与其他课程的相互联系。学生预习结束后提交本次预习总结，每次预习问题为3~5个。上课前教师随机课堂提问预习要求若干问题，学生主动或被动回答问题，根据回答问题的质量，给予预习成绩。将学生提交的预习总结报告，评阅后与课程预习提问成绩合并，形成最终的授课前预习成绩。《建筑材料》课程每学期设置12次课前预习要求公告，12次授课前预习成绩构成了授课前考核成绩。通过授课前的考核要求及配套的考核评价体系，让学生提前了解预授课的基本内容，思考该内容与其他课程的内在联系。让学生带着问题进课堂，为教师正式授课做好铺垫，加强学生课堂知识的吸收。
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user: 4. 授课中的考核评价 4.1. 课堂分组讨论成绩 《建筑材料》课程授课过程中采用分组讨论教学法，根据课程内容，设置8次课堂讨论。分组讨论授课法，实质上是学生之间对所学知识的重难点展开讨论，发表自己的见解，展示自己的思维的过程，所以分组讨论教学法充分体现了学生学习的自主性，同时也体现了教师在课堂中的主导作用。本教学班级人数36人，分6个小组，每组6名同学。针对具体讨论内容，各小组为无领导讨论，通过6名学生自主讨论后形成最终汇报结论，各组请出1名代表进行汇报，最后再由老师点评各组的汇报情况。分组讨论成绩由讨论过程表现成绩、分组讨论成果成绩、分组讨论汇报成绩三部分构成。其中讨论过程表现成绩占分组讨论总成绩的30%，分组讨论成果成绩占50%，分组讨论汇报成绩占20%。记录汇总每位学生每学期的8次分组讨论成绩，最后占授课中考核成绩的50%。 4.2. 课堂提问积分条成绩 本课程实行提问获取积分条机制。为了活跃课堂气氛，提高学生学习兴趣与主动性。课堂教学过程中提出重点、难点内容相关问题，教师提出相关问题，学生主动回答或被动回答，依据学生回答准确率，给予学生积分条。积分条为教师提前打印制作完成，其种类包括等级为 A、B、C、D四种类型积分条，分别代表优、良、中、差，针对主动回答问题同学，给予最低C等级成绩。为了防止学生复制积分条，积分条上有授课教师亲笔签名，并保留副本。期末授课结束时，学生上交本学期所有积分条，教师统计积分条数量与等级，每学期积分条A级超过10条，课程提问成绩为满分，积分条数量为零，则课堂提问成绩为零分。其余按照A类积分条每条10分，B类积分条每条8分，C类积分条每条6分，D类积分条每条5分的积分规则进行成绩汇总，超过满分则记为满分。最终的课堂提问积分条成绩占授课中考核成绩的50%。
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user: 5. 授课后的考核评价 5.1. 课后平时作业成绩 课后作业向来是英语教学不可或缺的重要部分，它不仅使学生温故而知新，还能使教师得到及时的教学反馈。通过课后作业的布置，学生可以对已学知识进行有针对性的巩固和复习，从而提出新问题，对接下来的新知识产生浓厚兴趣，提高学习效率。《建筑材料》课程总计布置5次课后作业，作业内容为本课程需要强化的重点、难点知识。布置完作业后，学生有1周时间来完成课后作业，课后作业上交后，教师将细致批阅并将错误之处进行明显标注。对于学生出错频率较高的若干地方，统一在课堂中进行讲解。课后作业成绩由5次平时作业构成，每一次平时作业成绩占作业成绩的20%，缺交2次作业则平时作业成绩为零分。课后平时作业成绩占授课后考核成绩的60%。 5.2. 课后工程案例分析成绩 工程案例教学法主要通过实际工程案例，引导学生将课程知识融会贯通，综合运用于实际工程，从而强化学生对课程知识的综合运用能力。在建筑材料课程教学过程中，开展某水利工程重力坝混凝土配合比设计工程案例分析。真实工程案例实践性强，引导学生从水泥、细骨料、粗骨料、外加剂的选择，混凝土耐久性影响因素，混凝土配合比初步设计、校核以及混凝土配合比最终确立。将课本零散的知识串联起来，加深对理论知识的深入理解。真实工程案例来自工程实际项目，紧跟工作岗位，适应就业需求。实际工程案例教学法更能激发学生的学习兴趣，学生能主动学习，积极探索解决问题的方法，课堂气氛活跃。案例教学以学生为主体，教师起到辅助学习的作用，引导学生系统强化本课程理论知识。工程案例分析成绩以学生提交的工程案例分析报告为依据，根据学生工程案例分析报告的内容，准确率，分析过程，评价并记录学生的工程案例分析成绩，该成绩占授课后考核成绩的40%。
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user: 6. 期中与期末考试成绩 《建筑材料》课程采取期中考试与期末考试相结合的考核方式，期中考试安排在第9个教学周，进行期中考试，有利于学生更系统的对自己的学习情况进行检验，从而认识自身的学习水平。通过期中检验学生可以及时地了解自己各方面知识技能的掌握情况，发现学习上的漏洞，并及时弥补。根据这个成绩，学生可及时调整学习心态和方法，更有效率的进行下一阶段的学习。期中考试成绩占期中及期末考核成绩的30%。期末考核采用闭卷答题，考前杜绝“划重点”等行为，本课程终结性考核以教考分离为核心，参加教学的教师不直接参与所教课程的考试命题和阅卷。这种方式避免了教师的在命题和阅卷的主观性，减少了教师教学过程中的盲目性和随意性，教师会严格按照教学大纲来教学来确保学生的学习质量。试题难易度比例为，较容易、中等和较难试题的比例为3:5:2。试卷中按教学大纲要求掌握、熟悉、了解的内容比例为50%、30%、20%，期末考核试题与双一流大学难度相当。要建设真正的国内一流课程，首先要在考核试题难度上与国内一流大学比肩，才能驱动教师在教学、学生在学习上比肩双一流大学。固然暂时存在阵痛，教师压力大，学生不理解。在这种高压状态下，通过不断持续改进教学方法，让学生真正的忙起来。期末考试成绩占期中及期末考核成绩的70%。
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user: 7. 结语 本文以昆明理工大学水利水电工程专业开设的“建筑材料”课程为例，在一流课程建设背景下开展系统考核评价改革与实践。建立全过程、多样性考核体系，考核体系包括四大环节，包括授课前考核评价、授课中考核评价、授课后考核评价、期中及期末考核成绩。其中授课前考核评价包括课前预习考核评价；授课中考核评价包括课堂分组讨论成绩、课堂提问积分条成绩；授课后考核评价包括课后平时成绩、课后工程案例分析成绩、期中及期末考核成绩。构建多样性与过程性考核机制，实现教考分离，形成了一种以能力测评为核心、以过程考核为重点的多元化的考核新体系。实施结果表明该课程考核改革措施总体成效显著，学生学习主动性与课堂活跃度大幅提高，考核成绩显著提高，学生评价与认可度较好。
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user: 摘要 黑果腺肋花楸果实中富含大量营养物质，例如膳食纤维、糖类、蛋白质、多酚类化合物等，其中最重要的物质是酚类物质。多酚类化合物如酚酸、原花青素、花青素、黄酮醇等含量丰富，且与黑果腺肋花楸的生物活性密切相关。其中花青素占主导地位，约占总酚的25%，可保护机体免受自由基损伤，有防癌、护肝等多种作用。本文为研究黑果腺肋花楸花青素的提取工艺，进一步提高黑果腺肋花楸花青素的提取效率，利用正交实验的方式优化超声波辅助提取黑果腺肋花楸花青素。具体的提取方法是以黑果腺肋花楸果实作为原料，应用乙醇作为提取溶剂，通过超声辅助提取的方法提取花青素，在单因素基础上，考察乙醇体积分数、液料比、提取时间、超声功率对黑果腺肋花楸花青素提取率的影响，利用L 9 (3 4 )正交试验确定最佳提取工艺条件。研究结果表明，黑果腺肋花楸花青素的最佳提取工艺为乙醇体积分数为65%、液料比为6:1 (mL/g)、提取时间为20 min、超声功率为200 W，在此条件下花青素的提取率为(33.5 ± 1.2 mg/g)。本文研究发现超声波辅助提取紫黑果腺肋花楸青素效率比较高、用时少。超声波使样品与溶剂之间产生空化作用，促进样品分散，从而增大样品与溶剂间的接触面积，提高有效物质的溶出，进而提高提取率。超声波辅助提取法较传统的溶剂提取法操作简单、快速，具有一定的推广价值和广泛的应用前景。
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user: 1. 引言 黑果腺肋花楸(Aronia melanocarpa)又名为不老莓或者野樱莓，属于蔷薇科腺肋花楸(Aronia)属多年生落叶灌木，此类树高1.5~3.2米，对于环境适应能力比较强，耐寒。黑果腺肋花楸原产于北美的东北部以及加拿大等地区，我国定植的黑果腺肋花楸是在上个世纪九十年代引入的栽植于我国的辽西地区。黑果腺肋花楸的果实呈球形，果皮呈紫黑色，果肉暗红，果实味道酸甜微涩 [ 1 ] [ 2 ]。 黑果腺肋花楸果实富含多种营养成分以及生物活性物质，例如含有丰富的膳食纤维、多酚类化合物、糖水化合物、丰富的矿物质和微量元素等，其中具有丰富药理活性的化学物质为多酚类化合物如花青素、原花青素、酚酸等，这与黑果腺肋花楸的生物活性存在十分密切的关系，其中花青素占有主导地位，大约占多酚类化合物的30%，它可以消除生物体内产生的自由基，从而可以保护机体免受自由基的损伤。据研究报道黑果腺肋花楸果实提取物具有很强的抗氧化活性，而且还具有抗炎、抗癌、防治糖尿病、心血管疾病以及尿路感染、治疗肥胖、保护肝脏等多种生物活性 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]。花青素是一种多酚类的水溶性色素，一般来源于植物的梗、叶片和果实。目前对于花青素的提取主要有水提法和乙醇提取法，但是由于水提法比较耗费时间，而且还存在提取率比较低、提取物中杂质含量较多的缺点，因此在实际研究过程中对于应用水提法提取花青素的较少，乙醇提取法应用较多。超声辅助提取是近年来较多应用于植物提取研究中，是一种借助超声波以提高提取效率的新技术，具有快速高效、降低成本等特点，超声辅助提取具有良好的发展前景 [ 8 ]。 近年来，花青素由于其具有多种生物活性、安全性比较高、资源可更新等优势在保健品、医药以及化妆品等领域均具有十分良好的发展前景。本文以黑果腺肋花楸果实作为原料，应用乙醇作为提取溶剂，通过超声辅助提取的方法提取花青素，对黑果腺肋花楸中花青素的提取工艺进行研究，以期为黑果腺肋花楸的研究与开发提供基础与参考。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 材料 黑果腺肋花楸：济南圣科技术开发有限公司；乙醇、氯化钾、盐酸、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷。 2.2. 试剂与仪器 Scientz-IID组织捣碎机(安徽中科中佳科学仪器有限公司)；UV-8000A型紫外可见分光光度计(宁波新芝生物科技股份有限公司)；HC-2518R超声仪(成都优普电子产品有限公司)；EL204电子分析天平(梅特勒-托利多仪器上海有限公司)。 2.3. 花青素含量测定 采用双波长pH值示差法，以矢车菊素3-O-葡萄糖苷为参照。取待测液1 mL，加入NaAc-HAc缓冲溶液(pH 4.5，0.4 mol/L)或KCl-HCl缓冲溶液(pH 1.0， 0.25 mol/L) 9 mL，摇匀，转入光路长为1 cm的比色皿中，以蒸馏水代替样品溶液做空白对照，分别在510 nm和700 nm波长处测定吸光度值 [ 9 ]。 花 青 素 提 取 率 ( mg / g ) = A × M w × D F × 100 / ( ε × M ) 式中： A = ( A 510   nm − A 700   nm ) pH 1.0 － ( A 510 nm − A 700   nm ) pH4 .5 ；Mw= 449.2 g/mol，矢车菊素3-O-葡萄糖的摩尔质 量；DF为待测液稀释倍数；ε = 26900 L/(mol·cm)，矢车菊素3-O-葡萄糖的摩尔消光系数；M为提取样品的质量。 2.4. 提取方法 准确称取经过预处理的黑果腺肋花楸5.0 g，按一定液料比加入一定浓度的乙醇溶液浸泡，置于具有回流装置的平底烧瓶内。将装好料的烧瓶置于恒定功率的超声仪内，将水浴超声温度设置为60℃，水浴超声提取一定时间后以7000 r/min的转速进行离心，离心时间为15 min，离心温度4℃，分离上清液，滤渣以同样条件反复进行两次提取，合并滤液。测定提取液的吸光度值，计算提取液中花青素的含量。 2.5. 单因素设计 2.5.1. 乙醇体积分数对花青素提取量的影响 准确称取经过预处理的黑果腺肋花楸5.0 g，液料比为4:1 (mL/g)，在超声功率为50 W，提取时间为30 min的条件下，考察乙醇的体积分数分别为25%、35%、45%、55%、65%、75%对花青素提取率的影响。 2.5.2. 液料比对花青素提取量的影响 准确称取经过预处理的黑果腺肋花楸5.0 g，乙醇体积分数为65%，在超声功率为50 W，提取时间为30 min的条件下，考察液料比分别为2:1 (mL/g)、4:1 (mL/g)、6:1 (mL/g)、8:1 (mL/g)、10:1 (mL/g)对花青素提取率的影响。 2.5.3. 提取时间对花青素提取量的影响 准确称取经过预处理的黑果腺肋花楸5.0 g，乙醇体积分数为65%，液料比为4:1 (mL/g)，在超声功率为50 W条件下，考察提取时间分别为10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min对花青素提取率的影响。 2.5.4. 超声功率对花青素提取量的影响 准确称取经过预处理的黑果腺肋花楸5.0 g，乙醇体积分数为65%，液料比为4:1 (mL/g)，提取时间为30 min，考察超声功率分别为50 W、100 W、150 W、200 W、250 W对花青素提取率的影响。 2.6. 正交工艺优化 在单因素基础上，考察乙醇体积分数、液料比、提取时间、超声功率对黑果腺肋花楸花青素提取率的影响，利用L 9 (3 4 )正交试验确定最佳提取工艺条件。正交试验因素水平表见表1。 Table 1 Ultrasonic assisted extraction of orthogonal test factor level tabl 水平 因素 A乙醇体积分数(%) B液料比(mL/g) C提取时间(min) D超声功率(W) 1 55 4:1 40 150 2 65 6:1 50 200 3 75 8:1 60 250 表1. 超声波辅助提取正交试验因素水平表
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user: 3. 结果 3.1 乙醇体积分数对花青素提取率的影响 如图1所示，当乙醇的体积分数小于65%时，黑果腺肋花楸花青素的提取率随乙醇的体积分数的增大而呈现逐渐增大的趋势，在乙醇体积分数超过65%之后，黑果腺肋花楸花青素的提取率逐渐降低，这可能是由于乙醇的体积分数过高可能会对花青素的内部组织结构造成破坏，进而会导致花青素的提取率降低。所以后续试验中选择65%的乙醇为最佳提取浓度。 图1. 乙醇体积分数对花青素提取率的影响 3.2. 液料比对花青素提取率的影响 如图2所示，当液料比小于6:1 (mL/g)时，黑果腺肋花楸花青素的提取率随液料比的增大而逐渐增加，当液料比超过6:1 (mL/g)时，黑果腺肋花楸中的花青素的提取量随料液比的增加而呈现逐渐降低的趋势，这可能是因为黑果腺肋花楸果实中花青素已基本溶出，若继续增加料液比可能会增加后续操作的工作量，并且在一定程度上造成有机溶剂的浪费，增加了实验成本。 图2. 液料比对花青素提取率的影响 3.3. 提取时间对花青素提取率的影响 图3反映了提取时间对黑果腺肋花楸花青素的提取率的影响，在10~40 min内，花青素的提取率呈现逐渐增大的趋势，当提取时间达到40 min时，提取率达到最大值。之后提取时间超过40 min，黑果腺肋花楸花青素的提取率呈现缓慢降低的趋势，这可能是由于随着提取时间的增加，可能会对花青素造成一些破坏，同时随着提取时间的延长，还可能会溶解出黑果腺肋花楸中其他的杂质，造成提取的花青素杂质较多。 图3. 提取时间对花青素提取率的影响 3.4. 超声功率对花青素提取率的影响 如图4所示，当超声功率低于200 W时，黑果腺肋花楸花青素的提取量随着超声功率的升高而升高，当超声功率达到200 W时花青素的提取率达到最大，当超声功率超过200 W时，花青素提取率逐渐下降。这是因为随着超声功率的增加，溶剂中形成无数的气泡并迅速内爆，加速了黑果腺肋花楸果细胞壁的破裂和溶剂的渗入，从而提高了提取效率。但当超声功率继续增大时，花青素提取率逐渐下降，这是因为随着超声功率的提高，气泡数量增加而爆破冲击力减弱，空化效应减弱 [ 10 ]。所以选用超声功率为200 W。 图4. 超声功率对花青素提取率的影响 3.5. 正交工艺优化结果 如表2所示，表2说明正交试验的最优组合为A 2 B 2 C 1 D 2 ，即乙醇体积分数为65%、液料比为6:1 (mL/g)、提取时间为20 min、超声功率为200 W，这与正交试验组合中的A 2 B 3 C 1 D 2 是最优结果相矛盾。这是由于正交实验设计没有包括全部实验组合，为验证结果的正确性，进行了2组验证实验。验证实验结果显示，A 2 B 2 C 1 D 2 的花青素提取率为(33.5 ± 1.2 mg/g)，A 2 B 3 C 1 D 2 的花青素提取率为(32.1 ± 0.9 mg/g)，A 2 B 2 C 1 D 2 的试验组合花青素提取率较高，而且此试验条件下液料比更低，使用的有机溶剂的体积更少，节约了试验成本。故黑果腺肋花楸花青素的最佳提取工艺为乙醇体积分数为65%、液料比为6:1 (mL/g)、提取时间为20 min、超声功率为200 W。 Table 2 Results of orthogonal tes 试验号 因素 提取率(mg/g) A B C D 1 1 1 1 1 22.3 2 1 2 2 2 24.6 3 1 3 3 3 23.4 4 2 1 2 3 25.7 5 2 2 3 1 30.6 6 2 3 1 2 32.4 7 3 1 3 2 26.1 8 3 2 1 3 27.1 9 3 3 2 1 25.4 K 1 70.30 74.10 81.80 78.30 K 2 88.70 82.30 75.70 83.10 K 3 78.60 81.20 80.10 76.20 R 6.13 2.73 2.03 2.30 优水平 A 2 B 2 C 1 D 2 主次因素 A > B > D > C 表2. 正交实验结果
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user: 4. 结论 超声波辅助提取技术是一种安全无害的有效提取技术，可以应用到多种物质的提取。本文以黑果腺肋花楸果实作为原料，应用乙醇作为提取溶剂，通过超声辅助提取的方法提取花青素，对黑果腺肋花楸中花青素的提取工艺进行研究。研究结果表明，黑果腺肋花楸花青素的最佳提取工艺为乙醇体积分数为65%、液料比为6:1 (mL/g)、提取时间为20 min、超声功率为200 W，在此条件下花青素的提取率为(33.5 ± 1.2 mg/g)。
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user: 摘要 为了提高房地产企业的经营与管理水平，本文拓展了传统的四维平衡记分卡，构建了五维房地产企业绩效评价指标体系。在此基础上，运用可拓学中的物元理论建立房地产企业各评价指标的优度评价物元模型，并对该模型进行求解。在评价过程中运用权值因子判断法来确定房地产企业绩效评价的各项指标的权重，最后采用山东省济南市某房地产企业的相关数据验证了该模型的可行性与实用性。
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user: 1. 引言 在这个全球化的时代，房地产行业在中国整体经济规模中占有着举足轻重的一部分，已成为当今社会拉动国民经济增长的支柱性产业。自2004年政府加大房地产建设投入以来，中国房地产市场经济一直处于高速发展阶段，通过不同企业之间的资源整合，共同提高客户服务水平，满足客户优先的住房需求。在中国房地产经济逐步走向新时代的大背景下，房地产企业的整体面貌和综合实力，都是由企业经营业绩的优劣决定的。企业要想在激烈的竞争环境中保持自身优势不断发展，就必须提高自身的绩效水平。因此，绩效评价是非常重要的一项工作，而对于房地产企业绩效水平的衡量又是一个同等复杂性的问题。房地产企业有必要寻找与自身相符合的绩效评价体系，这既是一个具有价值性、战略性、系统性的问题，又是一个具有复杂性、逻辑性、可操作性的问题 [ 1 ]。
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user: 2. 文献述评 在房地产企业绩效评价指标体系研究中，部分学者在指标的设定及维度方面存在差别，有的学者 [ 2 ] [ 3 ] 设计了繁琐的评价指标，掩盖了关键因素，部分指标之间存在着包含或交叉关系；还有部分学者 [ 4 ] [ 5 ] 提出的评价指标之间存在一些逻辑问题，缺乏整体性。本文结合房地产企业经营管理的特点，拓展了传统的四维平衡记分卡(BSC)，加入了环境保护与社会责任维度。 近年来，评价房地产企业的绩效方法种类越来越多，企业进行绩效评价不仅可以评选出综合实力最强的企业，还可以凭借自身优势拓展国内外市场 [ 6 ]。但是结合已有研究成果，我们发现部分学者提出的评价方法存在一些缺陷，现有对房地产企业绩效评价研究大多仅局限于应用层次分析法 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 或者应用DEA方法或模糊综合评价法 [ 10 ] [ 11 ] 进行论述，层次分析法方法主观性太强，DEA法并不能纵向对待评对象进行评价，模糊综合评价法注重事物评价的等级，只能同级进行绩效水平的比较。不少学者 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] 认为，绩效评价模型是实施战略评价的关键，而可拓学是把矛盾问题进行定量与定性分析后进行推理的一种独特的模糊数学方法 [ 15 ] [ 16 ]。钱俊生 [ 17 ] 等对可拓学理论进行了详细的说明但并未建立模型进行验证；王芬芬 [ 18 ] 按照可拓学理论的界定建立了数学模型但并未对绩效评价指标进行说明。 综上所述，为弥补上述评价方法的缺陷，本文运用蔡文 [ 15 ] 教授创立的可拓学理论与改进的五维BSC指标体系相结合，建立合理的评价指标体系并运用权值因子判断法确定权重。运用可拓学中的物元理论建立各评价指标的物元模型，用优度评价方法进行评价，最后对山东省济南市某房地产企业进行了实证分析，评价结果对提高房地产自身的经营管理能力和持久性的竞争优势具有重要的理论与现实意义。
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user: 3. 房地产企业绩效评价指标体系构建 3.1. 基于改进的BSC五维绩效评价体系 房地产企业作为一个综合性强且资金流动性大的企业，绩效评价需要考虑市场及相关部门的关联性、评价指标的合理性和客观性。Robert·S [ 19 ] 提出的传统的BSC是通过财务维度、客户维度、内部运营维度以及学习和成长维度来实现企业的战略平衡、推动企业发展的。在此背景下，对于房地产而言，企业的战略目标并不是赢得了多少利润，而是提出来要有一定的市场占有率，具备相应的核心竞争力，拥有相应的企业价值观。因此传统的BSC绩效评价体系就是一种合适的方法，将战略目标和政府政策转化为可评价的指标，对房地产企业进行绩效评价与测量。为了揭示环境和社会维度在创造相应价值的重要作用，深入探索环境和社会在促进企业经济快速发展的作用机理，因而需要对传统的BSC进行改进，加入了环境保护与社会责任这一维度，构建了五维BSC房地产企业绩效评价指标体系，以更加全面地评价房地产企业的绩效水平，如图1所示。 五个维度以企业的战略目标为核心，从整体趋势上来看，环境和社会维度总体上属于外部因素，因而倾向于影响学习与内部流程维度，五个维度总体上影响企业的核心竞争力以及企业价值观水平，这也符合平衡记分卡以战略目标为核心，注重各个维度之间的平衡，从而实现企业利润最大化原则，因此本文的评价模型参考了这一点。 图1. 五个维度之间的关系 3.2. 评价指标体系的确定 战略地图是BSC理论的补充，是根据房地产企业绩效评价指标的因果关系将评价指标按照递阶层次分解成多个层次，为平衡记分卡指标体系的设立奠定坚实的基础。因此在运用BSC方法确定房地产企业绩效评价的五个一级指标，分别为财务、客户、内部流程、学习和成长和环境保护与社会责任后，经过调查小组的实地调研将绩效评价的二级指标得以确定，如表1所示。 根据上述指标体系，设一级指标集合为： A = { A 1 ， A 2 ， A 3 ， A 4 ， A 5 } 二级指标集合为： A 1 = { B 1 ， B 2 ， B 3 ， B 4 ， B 5 } ⋮ A 5 = { B 21 ， B 22 ， B 23 ， B 24 ， B 25 } Table 1 Performance evaluation index system of real estate enterprise 评价角度 (一级指标) 关键指标 (二级指标) 指标内涵 性质 财务A 1 净资产收益率B 1 (净利润/净资产) × 100% 定量 总资产报酬率B 2 (利润总额/平均总资产) × 100% 定量 总资产周转率(次/年)B 3 (销售收入/平均总资产) × 100% 定量 利润增长率B 4 [(本期利润 − 上期利润)/上期利润] × 100% 定量 资产负债率B 5 (负债总额/资产总额) × 100% 定量 客户A 2 客户满意度B 6 模糊评价(十分制) 定性 品牌知名度B 7 模糊评价(十分制) 定性 客户抱怨率B 8 (顾客抱怨次数/总交易次数) × 100% 定量 订单及时交付率B 9 (按时交付订单的数量/需要交付订单的数量) × 100% 定量 有效投诉关闭率B 10 (有效投诉数关闭数量/有效投诉数量) × 100% 定量 内部流程A 3 项目进度偏差(天)B 11 拟完成工程计划投资/已完工程计划投资 定量 业务流程效率B 12 模糊评价(十分制) 定性 工程质量合格率B 13 (工程质量合格的数量/所有工程的数量) × 100% 定量 投资进度完成率B 14 (实际进度/计划进度) × 100% 定量 信息沟通及时率B 15 模糊评价(十分制) 定性 学习与成长A 4 员工综合满意度B 16 模糊评价(十分制) 定性 员工学习创新能力B 17 模糊评价(十分制) 定性 专业软件运用率B 18 (使用专业软件人数/总人数)×100% 定量 新技术采用率B 19 (新技术采用次数/全部技术采用次数) × 100% 定量 员工岗位测试合格率B 20 (员工相应岗位测试合格人数/员工相应岗位测试总人数) × 100% 定量 环境保护与社会责任A 5 环保覆盖率B 21 (环保基地面积/地皮总面积) × 100% 定量 环保投资增长率B 22 ([当前环保投资费用总额 − 上期环保投资费用总额)/上期环保投资费用总额] × 100% 定量 建筑节能率B 23 100% − (设计建筑能耗/基准建筑能耗)×100% 定量 企业价值观的理解程度B 24 模糊评价(十分制) 定性 企业税负率B 25 (当期应纳增值税/当期应税销售收入) × 100% 定量 表1. 房地产企业绩效评价指标体系 3.3. 指标权重的确定 由相关文献的了解，本文采用权值因子判断法对指标权重进行计算，该方法计算简单，可以增加指标赋权的科学性、合理性 [ 20 ]。本文借鉴多个专家的意见构建判断矩阵，具体方法如下： 1) 首先，从房地产企业相关领域中结合专家教授以及项目管理咨询的专家等的意见，选取50人组成专家小组，并制定评价指标因子判断表。 2) 其次，邀请专家根据重要程度填写表格。分别用1， 2， 3， 4， 5分进行指标重要程度的描述，5分代表非常重要，4分代表更重要，3分代表同样重要，2分代表不太重要，1分代表很不重要。 3) 最后进行分析。分别计算出一级指标得分 M i ( i = 1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 5 ) ，得出一级指标权重为 Q i = M i ∑ i = 1 5 M i ，   ( i = 1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 5 ) ，然后分别计算二级指标得分 H k ( k = 1 ， 2 ， 3 ， ⋯ ， 25 ) 和二级指标权重 W k ( k = 1 ， 2 ， 3 ， ⋯ ， 25 ) 。以财务维度为例。则公式为： W k = H k ∑ k = 1 5 H k ，     ( k = 1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 5 ) (1)
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user: 4. 基于改进的BSC的可拓学房地产企业绩效评价模型 4.1. 绩效等级的设定 设房地产企业绩效分为4个等级 l j ( j = 1 ， 2 ， 3 ， 4 ) 分别为优、良、一般、差。 4.2. 物元及物元模型的建立 1) 物元的定义 设物N，n个特征 C 1 ， C 2 ， ⋯ ， C n 及N关于 C i ( i = 1 ， 2 ， ⋯ ， n ) 对应的量值 v i ( i = 1 ， 2 ， ⋯ ， n ) 所构成的阵列称为n维物元 [ 15 ]，如式(2)所示： R = [ N C 1 v 1 C 2 v 2 ⋮ ⋮ C n v n ] = ( N ， C ， v ) (2) 2) 待评物元的确立 根据式(2)定义，房地产企业绩效待评物元用式(3)表示： R 0 = [ N l B 1 v 1 B 2 v 2 ⋮ ⋮ B 25 v 25 ] (3) 其中 R 0 表示待评物元； N l 表示该房地产企业所属的等级； B k ( k = 1 ， 2 ， ⋯ ， 25 ) 表示该企业反映此等级的各项指标； v k ( k = 1 ， 2 ， ⋯ ， 25 ) 表示指标 B k 的实际值。 4.3. 经典域、节域 1) 经典域 经典域可称为满意区间，即各等级关于对应评价指标所取的数据范围 [ 21 ]。因此房地产企业绩效评价指标的经典域可以表示为： R l j = ( N l j ， B k ， X k j ) = [ N l j B 1 X 1 j B 2 X 2 j ⋮ ⋮ B 25 X 25 j ] = [ N l j B 1 〈 a l j 1 ， b l j 1 〉 B 2 〈 a l j 2 ， b l j 2 〉 ⋮ ⋮ B 25 〈 a l j 25 ， b l j 25 〉 ] (4) 其中 N l j 表示所划分的不同级别的绩效水平等级； X k j = 〈 a l j k ， b l j k 〉 ， ( k = 1 ， 2 ， ⋯ ， 25 ) 表示为经典域，表示在第 l j 等级下，指标 B k 所取的数据区间。 2) 节域 节域是指各项评价指标在整体绩效评价等级中的取值区间 [ 21 ]。则节域可以表示为： R s = [ N s B 1 Y 1 B 2 Y 2 ⋮ ⋮ B 25 Y 25 ] = [ N s B 1 〈 a s 1 ， b s 1 〉 B 2 〈 a s 2 ， b s 2 〉 ⋮ ⋮ B 25 〈 a s 25 ， b s 25 〉 ] (5) 其中， N s 表示反应四种等级绩效水平的总体； Y k = 〈 a s k ， b s k 〉 ， ( k = 1 ， 2 ， ⋯ ， 25 ) 表示为节域，表示房地产企业绩效的各项评价指标在总体绩效评价等级中的取值区间。 经典域和节域的确定参考《企业绩效评价标准值2011》、相关专业领域的教授及专家提供的参考意见以及结合企业实际经营管理运行状况，运用专家调查法 [ 22 ] 确定房地产企业的经典域和节域。 4.4. 待评物元的设立 设房地产企业绩效评价的待评物元R g 为： R g = [ N l B 1 v 1 B 2 v 2 ⋮ ⋮ B 25 v 25 ] (6) 4.5. 可拓距的计算 根据可拓学定义，可拓距是对“距离”的概念进行了相应的延展 [ 15 ]。 1) v k 与 X k j 之间的可拓距 ρ ( v k ， X k j ) = | v k − a l j k + b l j k 2 | − b l j k − a l j k 2 (7) 2) v k 与 Y k 之间的可拓距 ρ ( v k ， Y k ) = | v k − a s k + b s k 2 | − b s k − a s k 2 (8) 4.6. 关联函数以及综合关联度 可拓学中关联函数是一个根据某种研究对象具有某种性质在一定程度下产生量变或质变的有效工具 [ 15 ]。通过关联函数计算出关联度，表示进行绩效评价的各级指标分别与绩效等级的关系。 1) 关联函数 关联函数如式(9)所示： K l j ( v k ) = ρ ( v k ， X k j ) D ( v k ， X k j ， Y k ) = { − ρ ( v k ， X k j ) − 1 ，                           ρ ( v k ， X k j ) = ρ ( v k ， Y k ) ρ ( v k ， X k j ) ρ ( v k ， Y k ) − ρ ( v k ， X k j ) ，       ρ ( v k ， X k j ) ≠ ρ ( v k ， Y k ) (9) 2) 综合关联度的计算与绩效等级的判定 结合式(9)的运算结果可以得出二级指标关于不同等级绩效水平的关联度 k l j ( B k ) 。则该二级指标绩效等级为： K l j = max j = { 1 ， 2 ， 3 ， 4 } ( k l j ( B k ) ) (10) B k 的绩效水平等级为：第 l j ( j = 1 ， 2 ， 3 ， 4 ) 级。若得出的结果中 k l 1 ( B k ) 为最大值，则指标中 B k ( k = 1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 5 ) 的绩效评级为“优”，以此类推。 根据关联度和各个指标的权重 W k ( k = 1 ， 2 ， 3 ， ⋯ ， 25 ) ，还可以得出一级指标和整体绩效关于不同等级的综合关联度。 ① 处于四种不同水平下的一级指标的综合关联度，以客户维度为例，即 K l j ( A 2 ) = ∑ k = 6 10 W k K l j ( B k ) (11) 则一级指标的绩效水平等级为： K l j = max j = { 1 ， 2 ， 3 ， 4 } ( k l j ( A 2 ) ) (12) ② 处于整体绩效水平下的四种不同等级绩效水平的综合关联度，即 K l j ( v ) = ∑ i = 1 5 Q i K l j ( A i ) (13) 则整体的绩效水平等级为： K l j = max j = { 1 ， 2 ， 3 ， 4 } ( k l j ( v ) ) (14)
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user: 6. 结束语 本文将传统的四维BSC拓展为五维，以可拓学的物元理论为基础，建立了能够评价某房地产企业总体绩效和局部绩效的可拓综合评价模型，并运用可拓优度评价方法对各个指标进行绩效优度评价。评价结果显示，此房地产企业今后有很大的上涨空间，公司虽然现在经营处于瓶颈期，但是由于业务量的增加，业绩在逐渐改善。通过以上房地产企业的结果分析可以看出，运用物元评判方法以及后面的二次等级评定对房地产企业进行度量，不仅能准确地判断出公司现在的经营情况，还可以看出公司动态的发展趋势，具有很大的实际指导意义。该模型不仅能准确公正的评判房地产企业的综合水平，而且根据各个评价指标的等级可以全面分析公司经营的业绩，从而有助于推进企业综合绩效评价体系的提升与改进，能够有效引导政府部门科学、全面的评价房地产企业的绩效，也能够为房地产企业管理提供有益的参考，在实际中很有实用价值。
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user: 摘要 选用邵氏硬度为70和75的2组Mooney-Rivlin橡胶超弹性本构模型参数对剪切型轨道减振器垂向刚度进行仿真分析，得到2组参数的仿真结果与实测结果之间的误差分别为9.46%和14.43%，表明本构模型参数的选取对于仿真结果的精确度影响较大，需要进行参数优化。通过最小二乘法建立模型参数与橡胶硬度之间的函数关系，在橡胶硬度70~75之间取参数C 10 和C 01 各4个水平，设计2因子4水平的正交试验。通过正交试验法对轨道减振器垂向刚度进行仿真分析，得到了优化后的参数C 10 = 0.707，C 01 = 0.165。其仿真结果与实测结果之间的误差仅为1.01%，有效提高了仿真结果的精确度。
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user: 1. 引言 随着我国城市轨道交通的迅速发展以及人们对于环境振动噪声问题的日益重视，城市轨道交通减振降噪问题显得愈发重要 [ 1 ]。现有的轨道减振降噪主要采用高弹性减振扣件、橡胶浮置板轨道、钢弹簧浮置板轨道、梯形轨道等技术 [ 2 ]。 其中，高弹性减振扣件中的轨道减振器已经在国内各大城市的轨道交通工程中的得到了广泛的应用，减振性能良好，减振效果约5~8 dB [ 3 ]。陈新华 [ 4 ] 采用ANSYS有限元分析软件与SIMPACK多体动力学软件联合仿真的方法，通过建立考虑了轨道减振器因素的车–线–桥耦合模型，分析了轨道减振器垂向刚度、横向刚度以及阻尼的变化对系统的影响。谷爱军、崔晓璐等 [ 5 ] [ 6 ] 对使用轨道减振器地段的钢轨波磨问题进行了研究，分析了轨道减振器扣件刚度与阻尼对于钢轨波磨现象的影响。 但是，现有的仿真研究普遍采用线弹性模型来表征轨道减振器橡胶圈的力学特性，忽略了橡胶材料的非线性特性。刘德宇 [ 7 ] 通过对比有限元建模与试验测试的结果，发现当橡胶结构在1 mm以下的微小变形工况时，线弹性模型与超弹性模型均能较好地表征橡胶结构的静态特征，而随着变形量的增加，线弹性模型的精度会小于超弹性模型。因此，为了更准确地描述轨道减振器橡胶圈的非线性力学特性，需要建立橡胶材料的超弹性本构模型。 橡胶本构模型及其参数的选取很大程度上决定了橡胶材料力学仿真的准确性和可靠性。现有的橡胶材料超弹性本构模型可以分为两大类：一类是基于橡胶是连续介质的唯象学描述方法，另一类是基于热力学统计的方法 [ 8 ]。唯象学方法通过建立弹性应变能密度函数W来描述橡胶特性，常用的本构模型有Mooney-Rivlin模型 [ 9 ]、Yeoh模型 [ 10 ] 以及Ogden模型 [ 11 ] 等。热力学统计方法是将宏观热力学量与橡胶分子链的长度、方向和结构的统计特征建立联系，常用的本构模型有James-Guth模型 [ 12 ] (3链模型)、Flory-Erma模型 [ 13 ] (4链模型)以及Arruda-Boyce模型 [ 14 ] (8链模型)等。 方建辉、晏红文等 [ 15 ] [ 16 ] 分析对比了几种橡胶本构模型的适用范围，其中，Mooney-Rivlin模型适用于橡胶中小变形载荷工况，且具有模型方程简单，参数获取方便的优点，在工程上已得到广泛的应用。 本文以轨道减振器作为研究对象，在缺少橡胶材料基础试验数据的情况下，基于正交试验法，研究准确获取轨道减振器橡胶圈Mooney-Rivlin超弹性本构模型参数的方法，为轨道减振器仿真计算提供可靠的模型参数。
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user: 2. 轨道减振器结构及工作特性 最早研制轨道减振器的国家是德国，从20世纪60年代开始首先应用于科隆地铁。如图1所示，由于减振器的外形为椭圆，从而也经常被称为科隆蛋扣件。该扣件采用金属和橡胶的复合结构，承轨板与底座之间用减振橡胶硫化粘贴在一起，利用橡胶圈的压剪变形获得较低竖向刚度，同时充分利用橡胶的剪切变形来耗散能量，扣件刚度阻尼可以根据实际要求进行配置。 图1. 轨道减振器结构示意
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user: 3. 轨道减振器垂向静刚度测试 本次试验采用美国MTS液压伺服试验机进行操作。如图2所示，将轨道减振器平置在试验机工装台上，利用计算机控制液压伺服系统进行加载，同时将传感器采集到的载荷和位移信号传输回计算机中。 图2. 轨道减振器垂向刚度试验工装 正式试验前，先对轨道减振器进行预压，以1 kN/s的速率垂向加载至70 kN，保持1 min后卸载，重复两次。正式试验时，以1 kN/s的速率对轨道减振器施加垂向载荷至40 kN，同时采集载荷和位移信号，采样频率100 Hz，记录载荷达到F 1 (5 kN)和F 2 (35 kN)时的位移D N 1 和D N 2 。如此重复试验3次，计算3次D N 1 和D N 2 的平均值D 1 、D 2 ，并按式(1)计算轨道减振器垂向静刚度。 K = F 2 − F 1 D 2 − D 1 (1) 为了消除单个试件测试结果的偶然性，试验选用2个同规格的轨道减振器试件，分别编号为试件1和试件2。测试结果如表1所示，取平均值后得到轨道减振器垂向静刚度为9.873 kN/mm。 Table 1 Test results of the track damper vertical stiffnes 试件编号 5 kN对应位移/mm 35 kN对应位移/mm 5~35 KN位移差/mm 静刚度/(kN∙mm −1 ) 1 0.927 3.963 3.035 9.883 2 1.102 4.144 3.042 9.862 表1. 轨道减振器垂向刚度试验结果
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user: 4. 轨道减振器垂向静刚度仿真计算 4.1. 橡胶Mooney-Rivlin本构模型 基于橡胶材料各向同性和不可压缩性的假设，唯象学描述方法通过应变能密度函数W来定义橡胶超弹性本构模型。为了描述应变能密度函数W，一些定义是必要的。 橡胶材料有3个主延伸率λ 1 、λ 2 、λ 3 ，其中λ 1 、λ 2 描述了平面内变形特征，λ 3 描述了厚度变形特征。用主延伸率来表示3个应变不变量I 1 、I 2 、I 3 ，可得式(2)。 { I 1 = λ 1 2 + λ 2 2 + λ 3 2 I 2 = λ 1 2 λ 2 2 + λ 2 2 λ 3 2 + λ 3 2 λ 1 2 I 3 = λ 1 2 λ 2 2 λ 3 2 (2) 将3个应变不变量I 1 、I 2 、I 3 用于定义应变能密度函数W，可得到式(3)。 W = W ( I 1 ， I 2 ， I 3 ) (3) 将应变能密度函数W分解为偏差项W b 和体积项W d ，可得式(4)。 W = W d ( I 1 ¯ ， I 2 ¯ ) + W b ( J ) (4) 其中， I 1 ¯ 、 I 2 ¯ 为偏差不变量，J为体积比，用J代替I 3 来定义W。J与 I 1 ¯ 、 I 2 ¯ 的关系如式(5)式(6)所示。 J = λ 1 λ 2 λ 3 (5) { I 1 ¯ = J − 2 / 3 I 1 I 2 ¯ = J − 2 / 3 I 2 (6) 在ANSYS有限元分析软件中，将应变能密度函数W展开为多项式形式，式(7)为基于第1和第2应变不变量的多项式形式。 W = ∑ i + j = 1 N C i j ( I 1 ¯ − 3 ) i ( I 2 ¯ − 3 ) j + ∑ i = 1 N 1 D i ( J − 1 ) 2 i (7) 若 N = 1 ，则只有线性部分的应变能被保留下来，即Mooney-Rivlin模型。 W = C 10 ( I 1 ¯ − 3 ) + C 01 ( I 2 ¯ − 3 ) + 1 D 1 ( J − 1 ) (8) 由于假设橡胶材料完全不可压缩，则有： λ 3 = ( λ 1 λ 2 ) − 1 (9) 由式(5)可知J取值为1，此时Mooney-Rivlin模型的应变能密度函数为： W = C 10 ( I 1 ¯ − 3 ) + C 01 ( I 2 ¯ − 3 ) (10) 式中，C 10 和C 01 为Mooney-Rivlin模型的2个参数。 4.2. 垂向静刚度仿真计算 由于轨道减振器具有对称结构，经过一定的简化后，在ANSYS有限元分析软件中建立如图3所示的1/4三维有限元模型。模型全部采用六面体单元进行网格划分，且中间的橡胶圈部分网格划分较为细密。根据轨道减振器实际使用工况，在上部承轨板区域施加垂向均布载荷10 kN，即相当于对轨道减振器整体施加载荷40 kN。在两个对称面施加对称约束，并对底座下表面施加固定约束。 图3. 有限元分析模型 承轨板和底座所使用的材料为球墨铸铁，密度7800 kN/m 3 ，弹性模量1.62 × 10 5 MPa，泊松比0.3。橡胶圈所使用的材料为天然橡胶，密度1100 kN/m 3 ，根据轨道减振器橡胶圈硬度和已有的橡胶材料本构参数经验数据，分别选用邵氏硬度70和75的橡胶Mooney-Rivlin超弹性本构模型参数对橡胶圈赋予材料属性，本构模型参数如表2所示 [ 17 ]。 Table 2 Parameters of Mooney-Rivlin rubber constitutive mode 橡胶硬度 C 10 /MPa C 01 /MPa 50 0.201 0.041 55 0.301 0.065 60 0.381 0.102 65 0.501 0.123 70 0.622 0.152 75 0.805 0.194 表2. 橡胶材料Mooney-Rivlin本构模型参数 对建立好的有限元模型进行计算，得到输入载荷和承轨板上表面位移数据，按式(2)计算得到轨道减振器在5~35 kN载荷范围内的垂向静刚度，计算结果如表3所示。 Table 3 Simulation results of the track damper vertical stiffnes 橡胶硬度 C 10 /MPa C 01 /MPa 刚度/(kN∙mm −1 ) 70 0.622 0.152 8.939 75 0.805 0.194 11.298 表3. 轨道减振器垂向静刚度仿真结果 由表3可知，选用邵氏硬度70和75的橡胶本构模型参数得到的垂向静刚度有限元仿真结果与试验测试结果9.873 kN/mm的相对误差分别为9.46%和14.43%。说明本构模型参数的选取对于轨道减振器垂向静刚度仿真结果影响较大。 在缺少橡胶材料基础试验的情况下，为了提高仿真结果的准确性和可靠性，本文将基于正交试验来探讨一种轨道减振器橡胶圈Mooney-Rivlin本构模型参数的优化方法。
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user: 5. 轨道减振器垂向静刚度仿真计算 本文通过正交试验的方法设计轨道减振器垂向静刚度仿真试验，用以优化轨道减振器橡胶圈本构模型参数。正交试验是使用正交表来安排试验并进行数据分析的一种方法，利用正交试验，能够用较少的试验次数，较快地找出使指标达到最佳的各因子水平的组合。 5.1. 确定正交试验的因子与水平 假设橡胶材料完全不可压缩，则Mooney-Rivlin模型的应变能密度函数如式(10)所示。式(10)中的2个参数C 10 和C 01 即为正交试验的2个影响因子。 为了选取2个因子各自适当的水平，本文针对表2中的数据，将参数C 10 、C 01 与橡胶硬度的关系分别应用最小二乘法进行曲线拟合，拟合曲线如图4、图5所示。 根据图4、图5中得到的C 10 、C 01 与橡胶硬度拟合曲线关系函数，确定了橡胶硬度在70~75之间的2个参数C 10 和C 01 各4个水平，表4为用以优化橡胶材料本构参数的正交试验因子水平表。 图4. C 10 -橡胶硬度关系曲线 图5. C 01 -橡胶硬度关系曲线 Table 4 Factors and levels of the orthogonal tes 水平 因子 C 10 C 01 1 0.670 0.165 2 0.707 0.171 3 0.746 0.177 4 0.787 0.183 表4. 正交试验因子与水平 5.2. 正交试验 由表4可知，设计的正交试验为2因子4水平，故选用L 16 (4 5 )正交表确定了16组试验。如表5所示，在轨道减振器垂向静刚度仿真试验中，橡胶圈本构模型参数分别使用这16组数据，然后将仿真结果与实测结果进行比较。 由表5的结果可知，第5组试验得到的垂向静刚度为9.973 kN/mm，与实测结果9.873 kN/mm之间的误差最小，误差仅为1.01%。故Mooney-Rivlin本构模型参数优化结果为C 10 = 0.707，C 01 = 0.165。 Table 5 Table of the vertical stiffness orthogonal tes 试验序号 C 10 C 01 空列 空列 空列 刚度/(kN∙mm −1 ) 误差 1 1 1 1 1 1 9.581 2.96% 2 1 2 2 2 2 9.643 2.33% 3 1 3 3 3 3 9.711 1.64% 4 1 4 4 4 4 9.771 1.03% 5 2 1 2 3 4 9.973 1.01% 6 2 2 1 4 3 10.029 1.58% 7 2 3 4 1 2 10.090 2.20% 8 2 4 3 2 1 10.158 2.89% 9 3 1 3 4 2 10.380 5.14% 10 3 2 4 3 1 10.440 5.74% 11 3 3 1 2 4 10.507 6.42% 12 3 4 2 1 3 10.567 7.03% 13 4 1 4 2 3 10.804 9.43% 14 4 2 3 1 4 10.847 9.87% 15 4 3 2 4 1 10.930 10.71% 16 4 4 1 3 2 10.990 11.31% 表5. 垂向刚度正交试验表