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基于多尺度卷积自编码的滚动轴承故障诊断方法及其应用研究

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基于多尺度卷积自编码的滚动轴承故障诊断方法及其应用研究

作者：丁云浩东南大学

学位级别：硕士

深度学习近年来成为故障领域的研究热点,其深层网络结构对复杂问题的特征学习能力使其拥有强大的故障数据分类能力。本文以旋转机械中的轴承故障诊断为主要研究内容,针对旋转机械故障特征需要人工提取导致故障识别困难的问题,深入研究... 详细信息

深度学习近年来成为故障领域的研究热点,其深层网络结构对复杂问题的特征学习能力使其拥有强大的故障数据分类能力。本文以旋转机械中的轴承故障诊断为主要研究内容,针对旋转机械故障特征需要人工提取导致故障识别困难的问题,深入研究了基于深度学习方法的故障诊断技术,在卷积自编码网络的基础上,提出了一种一维多尺度卷积自编码网络(1DMSCAE),并且围绕该网络利用单通道和多通道的故障数据进行了一系列的性能验证,还做了深度学习网络在实际故障诊断应用中的探索。本文主要工作如下:(1)用故障仿真信号对卷积自编码网络的特征提取能力和数据分类能力进行了验证,发现卷积自编码网络对仿真信号的故障诊断仍存在诊断精度较低的问题。(2)针对传统卷积自编码网络无法提取多尺度上特征导致诊断准确率低的问题,提出了一种具有并行多尺度卷积核结构的一维多尺度卷积自编码网络。该网络创新性地将传统卷积自编码网络的单尺度卷积结构替换为多个不同尺度并行卷积的卷积核网络结构。在一维多尺度卷积自编码网络性能验证方面,通过凯斯西储大学轴承数据中心轴承故障数据以及实验室ABLT-1A轴承强化试验机采集的数据进行分析,得到以下结论:相比于传统机器学习方法和一般深度学习方法,本文提出的一维多尺度卷积自编码网络无论在重构误差、训练时的网络收敛速度、诊断精度方面都有较大的优势。(3)针对传统深度学习和D-S证据理论所结合方法可信度不足的问题,提出一种1DMSCAE和加权D-S证据理论的组合模型。该组合模型首先利用不同传感器的数据对不同的1DMSCAE网络进行训练,接下来将网络输出根据公式加权后得到的结果作为基本概率赋值采用D-S证据理论方法进行决策层融合,将融合后的结果作为最终诊断结果。利用凯斯西储大学轴承数据中心的驱动端和风扇端双通道故障数据对组合模型进行验证,结果表明该方法的可信度普遍高于0.99并且诊断准确率高于普通D-S证据理论方法,同时也证明了该模型具有良好的抗噪性。(4)设计开发了基于1DMSCAE模型的故障诊断系统。将系统总体功能设计为数据监测、实时故障诊断、故障信息管理和用户信息管理四个功能模块。整个故障诊断系统采用C/S架构,以Tomcat服务器作为服务端,开发了可以加载在Android平台智能设备的APP客户端,实现了可根据1DMSCAE诊断模型获取实时数据的设备状态并在客户端可视化呈现的功能。

关键词：故障诊断深度学习卷积自编码网络多尺度卷积核多信息融合故障诊断系统

断裂填充物封堵性演化阶段厘定:以贝尔凹陷大一段内F3断裂为例

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地质科技通报 2024年

作者：史集建付广丁云浩东北石油大学地球科学学院东北石油大学天然气成藏与开发重点实验室天然气封盖机理重点研究室

【目的】断裂充填物封堵性演化阶段划分的不合理，可能造成无法合理解释断层圈闭内不同部位油气分布的差异性。【方法】为了解决该问题，本文建立了对断裂充填物和其下伏储层岩石的紧闭指数和愈合指数的评价及其演化的研究方法。进而通... 详细信息

【目的】断裂充填物封堵性演化阶段划分的不合理，可能造成无法合理解释断层圈闭内不同部位油气分布的差异性。【方法】为了解决该问题，本文建立了对断裂充填物和其下伏储层岩石的紧闭指数和愈合指数的评价及其演化的研究方法。进而通过比较断裂填充物和下伏储层岩石的紧闭指数和愈合指数之间相对大小的转变，综合厘定断裂填充物封堵性演化阶段。【结果】利用其厘定海拉尔盆地贝尔凹陷呼和诺仁背斜构造大一段内F3断裂填充物封堵性演化阶段，结果表明：测点2、4、6、9-11处断裂填充物处于紧闭及愈合皆不封堵阶段，无油气获得；测点1、3、5处断裂填充物目前处于紧闭封堵阶段，但由于成藏关键时期处于紧闭及愈合皆不封堵演化阶段，也无油气获得；测点7、8、12-15处断裂填充物处于紧闭及愈合皆封堵阶段，有利于油气在南二段内聚集与保存，获得了工业油气流。【结论】因此，厘定断裂充填物封堵性演化阶段的方法是可行的，对于判断断层圈闭封堵性及其形成时间，提高油气勘探效率具有重要意义。

关键词：海拉尔盆地贝尔凹陷 F 断裂填充物封堵性演化阶段

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常见微塑料的自然光解老化

环境化学 2021年第6期40卷 1741-1748页

作者：周崇胜范铭煜丁云浩谷成王超南京大学环境学院南京210023

微塑料是一种新型环境污染物,对生态环境有重要的影响.本研究分析了几种常见塑料产品的主要成分,并探究了自然光解老化前后微塑料红外光谱的变化情况.通过与标准谱图比对,所选塑料样品分别属于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙... 详细信息

微塑料是一种新型环境污染物,对生态环境有重要的影响.本研究分析了几种常见塑料产品的主要成分,并探究了自然光解老化前后微塑料红外光谱的变化情况.通过与标准谱图比对,所选塑料样品分别属于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET).红外结果表明,微塑料老化基本都伴随苯环、羰基与羟基的生成.此外,微塑料自然光解老化后表面发生龟裂,比表面积增加,亲水性增强.微塑料表面结构的变化势必造成微塑料环境行为的改变.因此,探究不同微塑料光解老化过程可以为分析其潜在的环境行为提供理论指导.

关键词：微塑料自然光照老化红外光谱

A multi-scale convolutional auto-encoder and its application in fault diagnosis of rolling bearings

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Journal of Southeast University(English Edition) 2019年第4期35卷 417-423页

作者： Ding Yunhao Jia Minping School of Mechanical Engineering Southeast UniversityNanjing 211189China

Aiming at the difficulty of fault identification caused by manual extraction of fault features of rotating machinery,a one-dimensional multi-scale convolutional auto-encoder fault diagnosis model is proposed,based on the standard convolutional *** this model,the parallel convolutional and deconvolutional kernels of different scales are used to extract the features from the input signal and reconstruct the input signal;then the feature map extracted by multi-scale convolutional kernels is used as the input of the classifier;and finally the parameters of the whole model are fine-tuned using labeled *** on one set of simulation fault data and two sets of rolling bearing fault data are conducted to validate the proposed *** results show that the model can achieve 99.75%,99.3%and 100%diagnostic accuracy,*** addition,the diagnostic accuracy and reconstruction error of the one-dimensional multi-scale convolutional auto-encoder are compared with traditional machine learning,convolutional neural networks and a traditional convolutional *** final results show that the proposed model has a better recognition effect for rolling bearing fault data.

关键词： fault diagnosis deep learning convolutional auto-encoder multi-scale convolutional kernel feature extraction

四酰胺基六甲基苯基环铁催化氧化氯酚类物质：定量结构活性相关性研究

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中国资源综合利用 2019年第10期37卷 1-3页

作者：丁云浩范铭煜梁思嘉王超周绍达南京大学环境学院南京210023 南京卡佛科学仪器有限公司南京210000

本研究测定了6种氯酚在绿色催化剂四酰胺基六甲基苯基环铁(Fe(Ⅲ)-TAML)催化氧化的降解动力学,并进行伪一级动力学拟合得到伪一级速率常数(kobs),利用多元回归分析建立了氯酚的QSAR模型,根据回归模型发现氯酚分子最高占用分子轨道能(EHO... 详细信息

本研究测定了6种氯酚在绿色催化剂四酰胺基六甲基苯基环铁(Fe(Ⅲ)-TAML)催化氧化的降解动力学,并进行伪一级动力学拟合得到伪一级速率常数(kobs),利用多元回归分析建立了氯酚的QSAR模型,根据回归模型发现氯酚分子最高占用分子轨道能(EHOMO)是影响Fe(Ⅲ)-TAML降解氯酚的重要因素。本研究可以为Fe(Ⅲ)-TAML降解氯酚和其他有机污染物活性评估提供理论指导。

关键词：四酰胺基六甲基苯基环铁氯酚催化氧化定量结构活性关系

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不同花球颜色的花椰菜自交系转录组分析

北方园艺 2025年

作者：张全 HOLGERBUDAHN 丁云花北京市农林科学院蔬菜研究所/蔬菜生物育种全国重点实验室/国家蔬菜工程技术研究中心/蔬菜种质改良北京市重点实验室/农业农村部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室德国JKI联邦栽培植物研究中心园艺作物育种研究所

以不同花球颜色的花椰菜高代自交系P535（紫花）和W535（白花）为材料，选取结球期花球组织样本，采用转录组测序分析，研究了2种材料间差异表达基因及作用通路，以期进一步解析花椰菜花球颜色形成的遗传基础。结果表明，P535与W535间存... 详细信息

以不同花球颜色的花椰菜高代自交系P535（紫花）和W535（白花）为材料，选取结球期花球组织样本，采用转录组测序分析，研究了2种材料间差异表达基因及作用通路，以期进一步解析花椰菜花球颜色形成的遗传基础。结果表明，P535与W535间存在291个差异表达基因，其中102个基因在P535中表达上调，189个基因P535中表达下调。GO富集分析和KEGG富集分析发现差异表达基因主要集中于黄酮生物合成、类黄酮生物合成、异黄酮合成、花青素合成等通路。对差异表达基因进行同源分析发现13个花青素合成相关基因在P535中显著上调，其中包含一个MYB转录因子BoPAP1，推测是BoPAP1的表达上调进一步促进了花青素合成结构基因的表达，群体基因型鉴定证明了BoPAP1变异与花色变化的相关性。序列分析发现BoPAP1启动子的变异与前人报道变异不同，可能是花椰菜中调控紫色花球建成的新的自然变异。

关键词：花椰菜花青素花球转录组分析 MYB

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大厚度蜂窝固化受压过程的精细结构仿真研究

复合材料科学与工程 2025年

作者：舒沈云浩卢红龙轩立新航空工业济南特种结构研究所高性能电磁窗航空科技重点实验室

为探究大厚度Nomex蜂窝在成型固化过程中出现的侧向变形滑移的问题，采用有限元分析方法对蜂窝精细结构进行建模和计算，并将计算结果与工艺试验对比。本文先对蜂窝平面压缩测试试验件进行精细结构建模，计算得到的蜂窝芯体的加载响应... 详细信息

为探究大厚度Nomex蜂窝在成型固化过程中出现的侧向变形滑移的问题，采用有限元分析方法对蜂窝精细结构进行建模和计算，并将计算结果与工艺试验对比。本文先对蜂窝平面压缩测试试验件进行精细结构建模，计算得到的蜂窝芯体的加载响应与试验相符且结果误差较小，可以证明使用2D壳单元对蜂窝格孔进行建模计算的可靠性与准确性。在此基础上建立蜂窝成型工艺试验件有限元模型，计算得到了蜂窝芯体在成型固化过程中的局部力学响应，模拟出了蜂窝从格孔壁失稳屈曲到试验件边缘滑移的变化过程；与成型工艺试验结果对比，蜂窝变形趋势基本相符，该仿真模型可以为工艺试验及蜂窝芯稳定化选择提供参考。

关键词：蜂窝夹芯结构芳纶纸蜂窝有限元分析固化过程蜂窝边缘塌陷

短时授精和早补救卵胞浆内单精子显微注射对妊娠结局及新生儿结局的影响

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实用医学杂志 2025年

作者：王慧陈志恒杨丽梁云浩武慧姣姜煜刘帅广州医科大学附属妇女儿童医疗中心生殖医学中心

目的探讨短时授精及短时授精联合早补救胞浆内单精子注射（early rescue intracytoplasmic sperm injection,E-RICSI）对IVF患者临床结局及新生儿结局的影响。方法回顾性分析2019年1月至2023年12月在生殖中心接受新鲜胚胎移植患者的... 详细信息

目的探讨短时授精及短时授精联合早补救胞浆内单精子注射（early rescue intracytoplasmic sperm injection,E-RICSI）对IVF患者临床结局及新生儿结局的影响。方法回顾性分析2019年1月至2023年12月在生殖中心接受新鲜胚胎移植患者的临床资料，按授精方式分为：短时IVF组（n=204），常规IVF组（n=208）,E-RICSI组（n=13）和常规ICSI组（n=92）。分别比较短时IVF组与常规IVF组、E-RICSI组与常规ICSI的受精情况、胚胎发育情况、妊娠结局和新生儿结局。结果与常规IVF组和常规ICSI组相比，短时IVF组和E-RICSI组在胚胎发育、临床妊娠、流产、异位妊娠、活产、新生儿性别及出生体重等方面差异均无统计学意义（P> 0.05），但短时IVF组的受精率（79.11%vs. 84.39%,P <0.001）和2PN受精率（63.98%vs. 70.83%,P <0.001）显著低于常规IVF组；E-RICSI组的受精率（65.49%vs. 91.68%,P <0.001）和2PN受精率（57.75%vs. 88.35%, P <0.001）显著低于常规ICSI组。结论虽然与常规IVF和ICSI相比，短时授精和E-RICSI的受精率有所降低，但对胚胎发育、妊娠结局及新生儿结局并没有影响。短时授精结合早补救ICSI是预防完全受精失败的有效且安全的技术。

关键词：短时授精早期拆除颗粒细胞临床妊娠率活产率

超大城市洪涝灾害成因综合解析——以重庆市为例

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土木与环境工程学报（中英文） 2025年第1期47卷 1-10页

作者：仉文岗王云浩胡庆芳孙伟鑫金君良重庆大学土木工程学院重庆400045 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210029

近年来,极端天气事件呈现趋多趋强态势,变化环境下洪涝灾害频发给社会经济发展带来严峻挑战。重庆是中国西部超大城市和成渝城市群“双核”之一,主城区地貌以山地、丘陵为主,受上游江河来水和三峡库区回水的双重影响,洪涝灾害风险突出... 详细信息

近年来,极端天气事件呈现趋多趋强态势,变化环境下洪涝灾害频发给社会经济发展带来严峻挑战。重庆是中国西部超大城市和成渝城市群“双核”之一,主城区地貌以山地、丘陵为主,受上游江河来水和三峡库区回水的双重影响,洪涝灾害风险突出。以重庆市历年洪涝灾害事件为基础,梳理重庆市防涝减灾现状,分析水文、地理、地形、城市化、气象等因素对重庆市洪涝灾害发生频率和强度的影响,结合这些洪涝灾害致灾因子进一步对重庆市的孕灾环境和承灾体进行分析,提出针对重庆中心城区洪涝治理的对策建议。分析发现:重庆市洪涝灾害受多种因素综合影响,特殊的地理位置和山地城市的地形条件决定了重庆防洪治涝的艰巨性;重庆市河流纵横,山高谷深,完全具备发生洪涝灾害的孕灾条件;应充分考虑气象水文和经济社会发展的新情况,根据三峡水库等建成后的洪涝灾害特征和城区防洪防涝能力现状,及时优化城市洪涝灾害防御体系。

关键词：城市灾害洪涝灾害防灾减灾防洪规划

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