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管道内软体爬行机器人的设计与性能分析

工程设计学报 2024年

作者：刘磊温涛韩伟涛胡轩铭胡俊峰江西理工大学机电工程学院

以硅胶、水凝胶等柔性材料为主体的锚定-伸缩运动机制的软体管道机器人，通过柔性材料的变形实现机器人在管道内锚定和伸缩，在管道内具有良好的柔顺性。但由于材料的粘弹性和滞后性，通常表现出较小的作用力和较慢的响应时间，难以快... 详细信息

以硅胶、水凝胶等柔性材料为主体的锚定-伸缩运动机制的软体管道机器人，通过柔性材料的变形实现机器人在管道内锚定和伸缩，在管道内具有良好的柔顺性。但由于材料的粘弹性和滞后性，通常表现出较小的作用力和较慢的响应时间，难以快速储存和释放大量机械能，在管道内存在爬行速度缓慢的问题。针对这一问题，设计了一种在管道内快速爬行的软体机器人。机器人由锚定模块和伸缩模块组成，锚定模块利用柔性带的屈曲变形实现在管道内的锚定，伸缩模块采用塔簧为主体的软连续体结构实现伸展和收缩。通过实验测得机器人在管道内的运动速度，最高为102 mm/s，最大锚定力为76.4 N，能够在90-120 mm的管径的管道内实现稳定的爬行，并对不同形状的非结构化管道环境具有良好的适应性。实验结果表明，机器人不仅能够实现在水平和竖直管道内实现双向爬行，还能够通过软体机器人的适应性顺应通过S弯管道，为软体管道机器人的设计和研究提供一种新思路。

关键词：软体爬行机器人锚定模块伸缩模块软连续体结构适应性

预应力与冻融循环耦合作用下水工混凝土性能研究

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黑龙江水利科技 2024年第3期52卷 37-40页

作者：韩伟涛沈阳鑫通建设工程有限公司沈阳110000

为揭示预应力与冻融循环耦合作用下水工混凝土强度损失规律,对0.3fptk、0.6fptk、0.9fptk预应力作用下的混凝土试件冻融循环25次、50次和75次,探讨不同条件下强度变化趋势,并结合试验数据建立强度损失预测模型。结果表明:0.9fptk预应力... 详细信息

为揭示预应力与冻融循环耦合作用下水工混凝土强度损失规律,对0.3fptk、0.6fptk、0.9fptk预应力作用下的混凝土试件冻融循环25次、50次和75次,探讨不同条件下强度变化趋势,并结合试验数据建立强度损失预测模型。结果表明:0.9fptk预应力作用下不同冻融次数的抗压强度相差不大,强度受冻融作用影响较低;随冻融次数的增大,无预应力逐渐高于预应力作用下的抗压强度损失,预应力越大则强度降幅越小;冻融循环情况下,预应力具有抑制强度衰减的作用,这种抑制效应随预应力的增加而增强。

关键词：预应力冻融循环强度损失水工混凝土

海水入侵与土壤盐渍化现状及生态修复措施研究——以潍坊北部地区为例

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海岸工程 2024年第2期43卷 142-153页

作者：张颖韩伟涛潍坊市海洋发展研究院山东潍坊261000 自然资源部海岸带科学与综合管理重点实验室山东青岛266061

针对潍坊市北部沿海研究区域,以海水入侵与土壤盐渍化为研究对象,设置了监测断面、站位(监测井),选取了地下水电导率等监测指标对海水入侵程度、土壤盐渍化类型及程度等进行分析研究。2022年监测结果显示,研究区域受到海水入侵影响,且... 详细信息

针对潍坊市北部沿海研究区域,以海水入侵与土壤盐渍化为研究对象,设置了监测断面、站位(监测井),选取了地下水电导率等监测指标对海水入侵程度、土壤盐渍化类型及程度等进行分析研究。2022年监测结果显示,研究区域受到海水入侵影响,且监测站位的海水入侵程度以严重入侵居多;土壤盐渍化类型以硫酸盐类型为主,其占比达73.69%,研究区盐渍化类型及程度整体情况为:轻盐渍化土(47.37%)大于盐土(21.06%)大于中盐渍化土(13.16%)大于非盐渍化土(10.53%)大于重盐渍化土(7.89%),海水入侵与土壤盐渍化趋势具有一致性。总结提出4条生态修复措施,以期为莱州湾沿岸城市及全国海水入侵城市生态修复提供理论思路和实践经验。

关键词：海水入侵土壤盐渍化生态修复潍坊

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面向公式对象的恶意文档智能检测技术

信息工程大学学报 2024年第4期25卷 453-458页

作者：陈祥宋恩舟韩伟涛信息工程大学河南郑州450001

公式编辑器作为Office办公软件的重要组件,已成为漏洞利用的重灾区。针对此问题,提出一种面向公式对象的恶意文档智能检测方法,通过提取办公文档中的公式对象并转换成图像,将恶意公式对象检测问题转变成图像分类问题,利用深度学习技术... 详细信息

公式编辑器作为Office办公软件的重要组件,已成为漏洞利用的重灾区。针对此问题,提出一种面向公式对象的恶意文档智能检测方法,通过提取办公文档中的公式对象并转换成图像,将恶意公式对象检测问题转变成图像分类问题,利用深度学习技术实现检测特征的自提取。检测模型在4078个良性样本和1173个恶意样本构成的训练集上进行训练,在1323个良性样本和312个恶意样本上进行测试,恶意样本检测率为99.36%,良性样本零误报,样本平均检测时间约0.5 ms。为检验模型的抗规避能力,在恶意测试样本的基础上采用“加正常”和“去异常”的方式构建相应的对抗样本测试集,实验表明,提出的检测方法具有较强的鲁棒性。

关键词：办公软件恶意文档公式编辑器公式对象深度学习漏洞利用

空气源热泵空调除霜模式瞬态冲击与减振方法研究

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家电科技 2024年第2期2卷 68-73页

作者：顾超杨洋徐显明韩伟涛王冰青岛海尔空调电子有限公司山东青岛266101

某特定型号空气源热泵空调在北方0℃至-20℃低环境温度下运行2至5个制热季后,会出现冷凝器支管泄漏的不良问题,经排查发现冷凝器支管与冷凝器管板接触的位置发生磨损,导致制冷剂泄漏。采用西门子振动测试设备对发生制冷剂泄漏的热泵空... 详细信息

某特定型号空气源热泵空调在北方0℃至-20℃低环境温度下运行2至5个制热季后,会出现冷凝器支管泄漏的不良问题,经排查发现冷凝器支管与冷凝器管板接触的位置发生磨损,导致制冷剂泄漏。采用西门子振动测试设备对发生制冷剂泄漏的热泵空调进行振动数据采集,结合有限元分析,发现导致冷凝器支管磨漏的原因是热泵空调除霜工况下四通阀切换时产生的振动冲击,经铜管传递至冷凝器支管,冷凝器支管与冷凝器管板翻遍孔过盈配合处产生相对振动。寒冷冬季情况下,冷凝器结霜速率快,热泵空调频繁进入除霜工况,四通阀频繁切换加速了冷凝器支管的磨损,最终发生泄漏。针对该问题,设计了新的减振胶块,将胶块安装在集气管和冷凝器支管振幅最大的位置,减轻四通阀冲击引起的支管振动,经试验测试,振幅降低50%以上,整改前,一个制热季冷凝器支管泄漏引起的售后为767起,直接损失金额为900500元;次年整改后,一个制热季冷凝器支管泄漏引起的售后为58起,直接损失金额66400元,整改后的售后件数降幅约为92%。

关键词：热泵空调冷凝器支管管路振动四通阀除霜工况

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一种考虑攻击连续性的告警关联聚合方法

信息工程大学学报 2024年第3期25卷 292-297页

作者：王文博马海龙韩伟涛王程禹信息工程大学河南郑州450001 网络空间安全教育部重点实验室河南郑州450001

现有告警关联聚合方法无法深度刻画攻击意图,难以挖掘告警之间的内在逻辑关系。针对上述问题,设计一种考虑攻击连续性的告警关联聚合方法。该方法按照源IP到目的IP过滤原始告警序列,从攻击载荷相似性、攻击者身份信息、攻击触发位置和... 详细信息

现有告警关联聚合方法无法深度刻画攻击意图,难以挖掘告警之间的内在逻辑关系。针对上述问题,设计一种考虑攻击连续性的告警关联聚合方法。该方法按照源IP到目的IP过滤原始告警序列,从攻击载荷相似性、攻击者身份信息、攻击触发位置和武器平台信息等4方面出发评估相邻恶意请求的连续性,并以此为依据将初始告警聚合成组。在多种真实漏洞构建的场景中,开展2种不同类型的攻击实验。实验结果证明,所提算法能够在聚合冗余告警的同时区分攻击类型,为多步骤攻击的分析关联工作提供支撑。

关键词：高级持续性威胁检测告警关联告警聚合恶意连续性

基于转子泵与音叉传感技术的白酒酒度在线测量系统研究

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基于转子泵与音叉传感技术的白酒酒度在线测量系统研究

作者：韩伟涛河北工业大学

学位级别：硕士

中国白酒传统酿造方式主要以人工为主,劳动强度大,产品质量难以稳定控制,生产效率有待提高。白酒酿造行业近些年致力于自动化生产线的发展,衍生出一些问题亟需解决,其中包括难以实现白酒酒度在线高精度测量和分酒自动化等。本研究结合... 详细信息

中国白酒传统酿造方式主要以人工为主,劳动强度大,产品质量难以稳定控制,生产效率有待提高。白酒酿造行业近些年致力于自动化生产线的发展,衍生出一些问题亟需解决,其中包括难以实现白酒酒度在线高精度测量和分酒自动化等。本研究结合当前传感技术条件,选用音叉密度计、温度传感器、流量计和转子泵等关键器件,设计并研究白酒酒度在线测量方法,搭建了白酒酒度在线测量系统,并完成了整体系统的实验与现场测试,实现了白酒酒度在线测量和分酒自动化等功能。本论文主要开展以下研究工作:首先,提出一种转子泵流体脉动降低方法,并搭建了转子泵转速控制系统。根据白酒酒度在线测量系统对输送流体稳定性的要求,选取低流量脉动的转子泵作为本系统的动力源。因转子泵输出流量有脉动发生且稳定性有待提高,提出一种基于转速调节的转子泵流体脉动降低方法,建立了转子泵变速调节数学模型,并通过Pump Linx软件完成该方法的仿真分析和理论验证。同时为实现转子泵转速稳定控制和验证脉动降低方法的有效性,搭建了转子泵转速控制系统,并将建立的变速调节数学模型导入到该系统中,完成相关实验。其次,完成了对白酒音叉密度计检测稳定性研究与分析。根据白酒酒度在线测量系统对白酒密度值高精度测量要求,设计了四种不同入口方式的音叉密度计检测器,采用Fluent软件完成数值模拟与仿真,探究四种检测器内流体状态对音叉密度计检测稳定性的影响;为进一步探究两单片音叉体间的流体状态,提出一种流体速度综合评价指标,用于评价流体速度特性和分析流体速度对音叉密度计输出频率的影响,并完成目标流体域内流体速度的评价和检测器结构寻优,最终在搭建的实验平台上完成相关实验。最后,搭建了白酒酒度在线测量系统,并完成白酒酒度、密度等参数的实验研究。主要工作:搭建白酒酒度在线测量硬件平台,其中包括硬件的选型、各个模块的设计等;又配置41组酒水混合液样品,在搭建的白酒密度精确测量平台和白酒温度与响应频率采集平台上完成相应数据采集,分别利用最小二乘法和BP神经网络求解出白酒密度数学模型和白酒酒度求解模型,并随机抽取5组样本对其进行精度测试;将所求得的两模型导入到白酒酒度在线测量系统中,完成现场分酒测试和酒度测量实验。

关键词：白酒酒度转子泵流体脉动音叉密度计在线测量

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基于非线性材料的高速磁浮电磁铁建模与分析

西南交通大学学报 2023年第4期58卷 879-885页

作者：付善强吴冬华韩伟涛周颖中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 高速磁浮运载技术全国重点实验室山东青岛266111

为更加精确、快速地分析高速磁浮悬浮电磁铁的电磁力特性,实现与控制、动力学模型的良好匹配,提出一种基于非线性材料的高速磁浮悬浮电磁铁电磁力建模方法.首先,在搭建电磁铁等效磁路(equivalent magnetic circuit,EMC)模型时,考虑了导... 详细信息

为更加精确、快速地分析高速磁浮悬浮电磁铁的电磁力特性,实现与控制、动力学模型的良好匹配,提出一种基于非线性材料的高速磁浮悬浮电磁铁电磁力建模方法.首先,在搭建电磁铁等效磁路(equivalent magnetic circuit,EMC)模型时,考虑了导磁材料自身的非线性,导磁材料的磁阻计算以内部磁通为基础,推导以电压及间隙为输入,电流及电磁力为输出的电磁铁解析模型,计算电磁力-间隙-电流特性,并与传统EMC模型进行对比分析;其次,搭建电磁铁有限元(finite element method,FEM)模型,对非线性EMC模型的结果进行验证;最后,采用地面试验台对悬浮电磁铁进行电磁力测试,验证EMC及FEM模型的准确性.研究结果表明:与传统电磁力模型相比,本文EMC模型计算的电磁力在大电流区间会出现饱和现象,更接近实际情况,适用范围更广;磁间隙12.5 mm,电流50 A工况下,EMC与FME计算的电磁力偏差仅为4.5%,且与试验结果具有非常高的一致性;高精度的非线性电磁力模型为悬浮系统动态特性联合分析及参数优化奠定了基础.

关键词：高速磁浮等效磁路非线性有限元模型电磁力

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基于全局行为特征的未知恶意文档检测

信息安全学报 2023年第5期8卷 96-108页

作者：陈祥伊鹏白冰韩伟涛战略支援部队信息工程大学信息技术研究所郑州450002 之江实验室杭州311121

相比于基于宏的恶意办公文档,基于漏洞利用的恶意办公文档在攻击过程中往往不需要目标交互,能在目标无感的情况下完成攻击,已经成为APT攻击的重要手段,因此检测基于漏洞利用特别是未知漏洞利用的恶意文档对于发现APT攻击具有重要作用。... 详细信息

相比于基于宏的恶意办公文档,基于漏洞利用的恶意办公文档在攻击过程中往往不需要目标交互,能在目标无感的情况下完成攻击,已经成为APT攻击的重要手段,因此检测基于漏洞利用特别是未知漏洞利用的恶意文档对于发现APT攻击具有重要作用。当前的恶意文档检测方法主要围绕PDF文档展开,分为静态检测和动态检测两类,静态检测方法容易被攻击者规避,且无法发现基于远程载荷触发的漏洞利用,动态检测方法仅考虑PDF中JavaScript脚本或文档阅读器进程的行为特征,忽视了针对系统其他进程程序的间接攻击,存在检测盲区。针对上述问题,本文分析了恶意办公文档的攻击面,提出恶意文档威胁模型,并进一步实现一种基于全局行为特征的未知恶意文档检测方法,在文档处理过程中提取全系统行为特征,仅训练良性文档样本形成行为特征库用于恶意文档检测,并引入敏感行为特征用于降低检测误报率。本文在包含DOCX、RTF、DOC三种类型共计522个良性文档上进行训练获取行为特征库,然后在2088个良性文档样本和211个恶意文档样本上进行了测试,其中10个恶意样本为手动构造用于模拟几种典型的攻击场景。实验结果表明该方法在极低误报率(0.14%)的情况下能够检测出所有的恶意样本,具备检测利用未知漏洞的恶意文档的能力,进一步实验表明该方法也能够用于检测针对WPS Office软件进行漏洞利用的恶意文档。

关键词：恶意文档检测行为特征威胁模型漏洞利用未知威胁