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基于可操作度的移动作业机器人多目标路径规划方法

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控制与决策 2024年第10期39卷 3243-3252页

作者：杨闰李婧如贾志昆董二宝中国科学技术大学工程科学学院中国科学技术大学先进技术研究院

移动作业机器人的作业任务往往有多个目标,针对每个作业目标,机器人的可停靠位置有无数个.如何在复杂环境和多作业目标约束下,对移动作业机器人进行合理的路径规划是一项难题.鉴于此,提出一种基于可操作度的移动作业机器人路径规划方法... 详细信息

移动作业机器人的作业任务往往有多个目标,针对每个作业目标,机器人的可停靠位置有无数个.如何在复杂环境和多作业目标约束下,对移动作业机器人进行合理的路径规划是一项难题.鉴于此,提出一种基于可操作度的移动作业机器人路径规划方法,在进行长度最优路径规划的同时,优化机械臂对目标作业的灵活性.首先,在节点采样阶段,研究机器人的可操作度在笛卡尔空间的分布,获取机器人在可停靠区域内对目标的可操作度;然后,采用高斯采样和梯度采样的方法在自由空间和移动机器人可停靠区域进行路径点采样,构建可操作度路线图;接着,在路径搜索阶段,对传统蚁群算法进行改进,提出适用于可操作度约束的启发式函数和局部最优预警策略;最后,在不同的仿真地图下对路径规划方法进行测试,验证了所提出方法在不同的环境下均有较高的适应能力,搜索出的路径代价较低,对目标的作业可操作度较高.

关键词：移动作业机器人路径规划多目标可操作度蚁群算法

直接剪切下页岩的各向异性破坏特征和强度预测模型

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 257-267页

作者：叶春烽谢和平李存宝深圳大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室广东深圳518060 重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室重庆400044

了解页岩剪切破坏特性对页岩气储层改造和井壁稳定性控制具有重要意义。然而,由于页岩本身的各向异性属性,页岩的剪切破坏行为复杂。本文对6种不同层理倾角(0°、30°、60°、90°、120°和150°)的立方体页岩进行了系统的直接剪切破坏... 详细信息

了解页岩剪切破坏特性对页岩气储层改造和井壁稳定性控制具有重要意义。然而,由于页岩本身的各向异性属性,页岩的剪切破坏行为复杂。本文对6种不同层理倾角(0°、30°、60°、90°、120°和150°)的立方体页岩进行了系统的直接剪切破坏测试,详细分析了在层理弱面影响下页岩的剪切应力–剪切位移、抗剪强度、剪切模量和破坏模式的各向异性特征。结果表明:页岩的剪切破坏表现为典型的非线性渐进破坏特征;页岩平均抗剪强度和剪切模量随层理倾角的增加均呈现“M”型变化趋势;在90°~180°的层理倾角区间,平均抗剪强度的极值差明显大于0°~90°区间,而剪切模量近似关于90°呈对称变化;当层理倾角从0°变化到180°时,页岩剪切各向异性行为呈现非对称演化规律。在层理倾角和直接剪切荷载作用下,页岩的破坏模式有3类:层理倾角为0°时,沿层理面剪切滑移破坏;层理倾角为30°、60°和90°时,表现为穿透层理和基质的剪切滑移破坏;其他倾角下呈现穿透层理和基质的剪切滑移与沿层理的拉伸劈裂相结合的复合破坏。基于试验结果和组构张量,构建了一个可考虑页岩本征各向异性和剪应力诱导各向异性影响的直接剪切破坏准则,其理论预测值与试验结果的平均偏差率低于3%,能够定量表征黏聚力和摩擦系数的各向异性程度,合理评估页岩直接剪切强度对外加法向应力的敏感性,可推广应用于理论表征所有层状岩土材料的直接剪切强度。

关键词：各向异性直接剪切抗剪强度非对称破坏模式剪切破坏准则

改进轻量化VTG-YOLOv7-tiny的钢材表面缺陷检测

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光学精密工程 2024年第8期32卷 1227-1240页

作者：梁礼明龙鹏威冯耀卢宝贺江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000

针对钢材表面缺陷形态多样、结构复杂且存在检测目标漏检现象和算法参数量过大等问题,提出一种轻量化VTG-YOLOv7-tiny的钢材缺陷检测算法。该方法一是设计VoVGA-FPN网络,以减少信息传递过程中的丢失,增强网络特征融合能力;二是构建三重... 详细信息

针对钢材表面缺陷形态多样、结构复杂且存在检测目标漏检现象和算法参数量过大等问题,提出一种轻量化VTG-YOLOv7-tiny的钢材缺陷检测算法。该方法一是设计VoVGA-FPN网络,以减少信息传递过程中的丢失,增强网络特征融合能力;二是构建三重坐标注意力机制,提升模型对空间和通道信息的特征提取能力;三是引入鬼影混洗卷积,在提高精度的同时降低模型参数量和计算量;四是增加大目标检测层,改善特征图中部分缺陷占比较大,导致检测精度低的问题。在NEU-DET和Severstal钢材缺陷数据集进行实验验证,改进后算法与原模型相比,mAP分别提升5.7%和8.5%;参数量和计算量分别降低0.61 M和4.2 G;精确度和召回率分别提升7.1%,1.8%和8.9%,7.0%。实验结果表明,改进后的算法更好地平衡了检测精度和轻量化,为边缘终端设备提供了参考。

关键词：缺陷检测轻量化YOLOv7-tiny VoVGA-FPN网络三重坐标注意力鬼影混洗卷积

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多元排水体复合地基固结解析模型和解答

岩土力学 2024年第S1期45卷 73-83页

作者：许宝龙卢萌盟刘元杰张鑫岩中国矿业大学力学与土木工程学院

目前对多元复合地基的研究大多以排水桩联合不排水桩的形式为主，对具有不同排水能力的排水体相结合形成的多元排水体复合地基固结的理论研究几乎为空白。鉴于此，以碎石桩联合塑料排水板加固软土地基形成的多元排水体复合地基为研究对... 详细信息

目前对多元复合地基的研究大多以排水桩联合不排水桩的形式为主，对具有不同排水能力的排水体相结合形成的多元排水体复合地基固结的理论研究几乎为空白。鉴于此，以碎石桩联合塑料排水板加固软土地基形成的多元排水体复合地基为研究对象，基于等应变假设，考虑桩体径、竖向渗流与土体径向渗流，建立了多元排水体复合地基的径向双向渗流固结解析模型，推导了瞬时荷载下各孔压和固结度的解析解答，并经退化分析与实测对比验证了解的合理性。对多元排水体复合地基的固结性状进行了研究分析，结果表明：相较于单一排水体复合地基，多元排水体复合地基可显著加快地基固结；对大直径桩体，不考虑桩体径向渗流会高估复合地基固结度；由于土中水具有双向流，多元排水体复合地基中土体孔压沿径向呈先增后减的趋势，其峰值径向坐标随深度会逐渐偏向塑料排水板，随着固结进行，该趋势逐渐减弱。

关键词：复合地基固结多元排水体碎石桩塑料排水板

四川泸定M_(S)6.8级地震作用下大岗山拱坝实测动力反应分析

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岩石力学与工程学报 2024年第1期43卷 59-74页

作者：江德军黄会宝齐耀光国能大渡河流域水电开发有限公司四川成都610000 四川大学水利水电学院四川成都610065 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵州贵阳550081

为研究高拱坝地震动力响应规律,以四川泸定M_(S)6.8级地震中,距震中21 km、坝高210 m的大岗山拱坝实测地震波形为基础,采用时域及频谱分析方法,分析其地震反应特性和规律。结果表明,在泸定地震主震激励下,拱坝顺河向峰值加速度(PGA)为58... 详细信息

为研究高拱坝地震动力响应规律,以四川泸定M_(S)6.8级地震中,距震中21 km、坝高210 m的大岗山拱坝实测地震波形为基础,采用时域及频谱分析方法,分析其地震反应特性和规律。结果表明,在泸定地震主震激励下,拱坝顺河向峰值加速度(PGA)为586.63 cm/s^(2)(6#坝段坝顶),基岩顺河向PGA为229.18 cm/s^(2),加速度分布总体表现为顺河向大于横河向及垂直向,坝体大于两岸抗力体。大坝动力响应以顺河向最为显著,随高程增加,动力放大效应逐渐增强,最大放大系数达到4.2(6#坝段坝顶)。频谱分析结果表明,本次地震顺河向主频率在1.73 Hz左右,大坝1081 m以上高程顺河向主频在1.52~1.75 Hz,与大坝模态频率接近,这是大坝有强烈震感的原因之一。结合近年典型地震大坝动力响应分析,震级大、震中距离远的地震更易激发出大坝低频动态特征。相关成果可为震后大坝安全评估、高拱坝抗震设计及研究提供参考。

关键词：水利工程泸定地震大岗山拱坝强震监测动力反应

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巴比伦铁塔

长江文艺 2024年第17期 78-98页

作者：梁宝星不详

世界的中心是巴比伦铁塔,巴比伦铁塔的中心在U111。出门之前,要观察四周,否则伸出脑袋有被斩首的风险,我的居所U111是巴比伦铁塔的中心,多条公路从这里向四面八方辐射,我每天都要从居所出发,到第一二三四五公路去游荡,从白天到黑夜。

关键词：铁塔巴比伦四面八方居所公路

基于NS-DSMC耦合方法与Langmuir探针诊断的射频等离子体氧化过程中等离子体分布

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稀有金属材料与工程 2024年第4期53卷 988-993页

作者：刘万锁王志宝王庆蔺增东北大学机械工程及自动化学院辽宁沈阳110819 NeuMat(泰安)表面技术有限公司山东泰安250111 泰安真空表面工程工业技术研究院山东泰安250111

采用Navier-Stokes方程和直接模拟蒙特卡罗方法相结合的方式模拟了反应腔内的气体流动,并结合Langmuir探针检测设备分析了气体流速与等离子体密度的关系。结果表明,流体均匀性对等离子体的均匀性有显著影响。在6.5 Pa的压力下,等离子体... 详细信息

采用Navier-Stokes方程和直接模拟蒙特卡罗方法相结合的方式模拟了反应腔内的气体流动,并结合Langmuir探针检测设备分析了气体流速与等离子体密度的关系。结果表明,流体均匀性对等离子体的均匀性有显著影响。在6.5 Pa的压力下,等离子体密度和流速呈正相关,与在大气压下的实验结果一致,说明提高流体均匀性可以提高等离子体的氧化均匀性。

关键词：等离子体氧化等离子体诊断 NS-DSMC方法 Langmuir探针等离子体均匀性

纯蒸汽在竖直管内非完全冷凝换热特性的实验研究

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核动力工程 2024年第2期45卷 72-81页

作者：刘佳宝曹夏昕杨培勋哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室哈尔滨150001

为研究纯蒸汽在竖直管内非完全冷凝的换热特性,使用内径为25 mm的换热管进行实验,入口压力为0.1~0.3 MPa,蒸汽质量流速为12~70 kg/(m^(2)·s)。研究了入口压力、质量流速和质量含气率对管内平均和局部冷凝换热系数的影响,判别了冷凝过... 详细信息

为研究纯蒸汽在竖直管内非完全冷凝的换热特性,使用内径为25 mm的换热管进行实验,入口压力为0.1~0.3 MPa,蒸汽质量流速为12~70 kg/(m^(2)·s)。研究了入口压力、质量流速和质量含气率对管内平均和局部冷凝换热系数的影响,判别了冷凝过程中液膜流态,分析了液膜湍流度和液滴夹带对竖直管内冷凝换热的影响。结果表明:冷凝换热系数随着质量流速和质量含气率的增大而增大,竖直管的冷凝换热系数随着入口压力的升高而降低。实验中的液膜流型主要在过渡流区间,液滴夹带的发生使局部冷凝换热系数提高。对比4种环状流冷凝换热关系式计算结果发现,Shah的经验关系式基本偏差在±30%以内,平均绝对偏差(MAD)为18.91%。基于实验数据提出的经验关系式,其计算值和实验值基本偏差在±10%以内。

关键词：竖直管纯蒸汽非完全冷凝膜状凝结环状流冷凝换热系数

分子筛负载Pt催化剂酸性位点调控及对蒽深度加氢性能的影响

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化工进展 2024年第4期43卷 1832-1839页

作者：刘雨蓉王兴宝李文英太原理工大学化学工程与技术学院省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024

对煤焦油中稠环芳烃深度加氢是制备煤基高能量密度燃料的有效方法。为解决稠环芳烃特有的电子结构和位阻效应影响其加氢饱和程度以及提高催化剂的酸性和反应条件会导致裂解产物的增加、全氢产物的选择性下降问题,本文使用Al-SBA15与USY... 详细信息

对煤焦油中稠环芳烃深度加氢是制备煤基高能量密度燃料的有效方法。为解决稠环芳烃特有的电子结构和位阻效应影响其加氢饱和程度以及提高催化剂的酸性和反应条件会导致裂解产物的增加、全氢产物的选择性下降问题,本文使用Al-SBA15与USY分子筛,通过水热合成方法制备酸性适中的复合介-微孔载体,通过等体积浸渍法将贵金属Pt负载在复合酸性载体上,经蒽饱和加氢探针反应研究发现,当总酸量为144.4μmol/g时,全氢蒽的选择性达到99%。通过电镜分析表征发现水热复合后Pt/Al-SBA15+USY催化剂形貌呈棒状,其内部为USY,外部为Al-SBA15,此时Pt/Al-SBA15+USY保持各自原有的孔径,分别为9.6nm和0.8nm左右。Pt纳米颗粒有较高的分散性,最优尺寸为3.03nm。对比分析显示,Al-SBA15与USY分子筛水热合成制备的复合载体,其酸量较二者机械混合后的分子筛载体酸量有所降低,从而导致饱和加氢反应能力提升。

关键词：催化剂载体复合材料加氢

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