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球轴承接触疲劳寿命预估的损伤力学-有限元法

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航空动力学报 2019年第10期34卷 2246-2255页

作者：张杰毅陈果谢阶栋贺志远滕春禹成震杰南京航空航天大学民航学院南京210016 中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所湖南株洲412002 中国航空工业集团有限公司中国航空综合技术研究所北京100028

以线弹性力学及连续损伤力学为基础,构建球轴承接触疲劳的损伤演化方程。利用轴承钢GCr15扭转疲劳试验数据拟合得到损伤演化方程中的材质参数。通过该方程预估轴承钢GCr15的扭转疲劳寿命,其结果与试验数据吻合。采用ABAQUS有限元分析软... 详细信息

以线弹性力学及连续损伤力学为基础,构建球轴承接触疲劳的损伤演化方程。利用轴承钢GCr15扭转疲劳试验数据拟合得到损伤演化方程中的材质参数。通过该方程预估轴承钢GCr15的扭转疲劳寿命,其结果与试验数据吻合。采用ABAQUS有限元分析软件仿真得到6206球轴承的接触应力分布并分析了6206球轴承最大接触应力区。根据6206球轴承的载荷及应力应变状态将最大接触应力区简化为二维平面应力模型。在此基础上预估了6206球轴承的接触疲劳寿命。设计并进行了6206球轴承疲劳强化试验。轴承接触疲劳剥落都萌生于内圈,与应力仿真分析结果相契合。三个试验轴承的试验与预估接触疲劳寿命的相对误差分别为29.52%、3.03%和51.16%,验证了接触疲劳寿命预估方法的有效性。研究表明采用损伤力学预估球轴承的接触疲劳寿命是工程中可行且实用的方法。

关键词：寿命预测球轴承损伤力学轴承应力计算罚函数 ABAQUS有限元分限软件

基于机匣信号的滚动轴承故障卷积神经网络诊断方法

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航空动力学报 2019年第12期34卷 2729-2737页

作者：张向阳陈果郝腾飞贺志远李栩进成震杰南京航空航天大学民航学院南京211106 南京工程学院汽车与轨道交通学院南京211167

针对在滚动轴承故障激励下的机匣微弱故障特征,提出了基于卷积神经网络(CNN)的故障诊断方法。利用矩阵图法、峭度图法以及小波尺度谱法3种振动信号的预处理方法,将一维原始信号转换为图像信号;利用卷积神经网络对故障进行识别。通过比... 详细信息

针对在滚动轴承故障激励下的机匣微弱故障特征,提出了基于卷积神经网络(CNN)的故障诊断方法。利用矩阵图法、峭度图法以及小波尺度谱法3种振动信号的预处理方法,将一维原始信号转换为图像信号;利用卷积神经网络对故障进行识别。通过比较分析发现:通过连续小波尺度谱更易提取滚动轴承的故障特征,其故障识别率达到95.82%,均高于其他几种振动信号预处理方法;由于卷积神经网络可以利用深层网络结构自适应地提取滚动轴承故障特征,比传统支持向量机(SVM)方法的故障识别率高约7%。结果证明了该方法的有效性与可行性,且具有较好的泛化能力和稳健性。

关键词：滚动轴承机匣信号卷积神经网络(CNN) 小波尺度谱故障诊断

基于改进虚拟弹簧模型的无人机路径规划算法研究

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航空工程进展 2024年

作者：肖蘅张汇周文穆震杰国防科技大学系统工程学院昆明理工大学民航与航空学院

无人机的路径规划问题以及虚拟弹簧模型（VSM）在路径规划过程中存在目标不可达和狭窄通道易振荡问题，在虚拟弹簧模型的基础上，提出一种改进虚拟弹簧模型的无人机路径规划算法。首先，建立无人机与障碍物的排斥力公式以及无人机与目... 详细信息

无人机的路径规划问题以及虚拟弹簧模型（VSM）在路径规划过程中存在目标不可达和狭窄通道易振荡问题，在虚拟弹簧模型的基础上，提出一种改进虚拟弹簧模型的无人机路径规划算法。首先，建立无人机与障碍物的排斥力公式以及无人机与目标点的牵引公式，完成无人机的局部路径规划；其次，在虚拟弹簧模型中引入边界力概念，解决无人机狭窄通道易振荡及目标不可达的问题；最后，结合仿真实验对所提算法的有效性进行验证。结果表明：相较于传统虚拟弹簧模型和改进虚拟弹簧模型，本文提出的无人机路径算法在狭窄通道环境下进行无人机路径规划所形成的路径更加平滑，在目标不可达情况下能够使无人机顺利到达目标点，能够在相对复杂的环境中对无人机路径进行规划。

关键词：路径规划无人机虚拟弹簧模型边界力目标不可达狭窄通道

基于非平稳GEV模型的雅鲁藏布江流域极端温度事件风险归因研究

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水文 2024年

作者：韩清禹刘伟刘标胤张勇陈洁杰吴永震华能西藏雅鲁藏布江水电开发投资有限公司

气候变化和人类活动背景下雅鲁藏布江流域水文气象极值序列趋势性引发的非平稳特征影响了极值风险的时程演进特征。通过将人类活动、气候变化相关的物理驱动因子作为模型参数的协变量，构建动态的广义极值分布(GEV)模型，以雅鲁藏布江... 详细信息

气候变化和人类活动背景下雅鲁藏布江流域水文气象极值序列趋势性引发的非平稳特征影响了极值风险的时程演进特征。通过将人类活动、气候变化相关的物理驱动因子作为模型参数的协变量，构建动态的广义极值分布(GEV)模型，以雅鲁藏布江流域的极端日高温和低温序列为研究对象，定量评估以城市化为代表的人类活动因子和气候变化因子对于流域内极端高温和低温事件发生风险的影响。基于一种分步优化模型优选策略，很大程度上简化了最优非平稳GEV模型的优选过程。提出一种基于线性回归的斜率比较法实现了对人类活动和气候变化与极端温度事件风险的响应关系的归因与剥离。分析结果表明：雅鲁藏布江流域极端高温和极端低温序列呈现出5%显著水平的上升趋势。城市化为代表的人类活动对于该流域的极端高温事件发生风险产生了一定的弱化作用，气候变化相关的因子尤其是全球增温和局部增温效应是极端高温风险不断增加的主要驱动因素。

关键词：广义极值分布非平稳频率分析极值事件雅鲁藏布江

洪涝灾害研究主题的时空差异性：中英文文献比较研究

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安全与环境学报 2024年

作者：贺蔚杰田健宋苑震张家豪曾坚天津大学建筑学院

在全球气候变化背景下，洪涝灾害已成为威胁人群生命财产安全的世界性问题。目前，关于洪涝灾害的研究已较为丰富，需进行系统性梳理和总结。为探究国内外洪涝灾害的研究现状与趋势，采用文献计量的分析方法，对2003—2022年中国知网（C... 详细信息

在全球气候变化背景下，洪涝灾害已成为威胁人群生命财产安全的世界性问题。目前，关于洪涝灾害的研究已较为丰富，需进行系统性梳理和总结。为探究国内外洪涝灾害的研究现状与趋势，采用文献计量的分析方法，对2003—2022年中国知网（China National Knowledge Infrastructure，CNKI）和WoS（Web of Science）数据库中主题为洪涝灾害的中英文文献进行文本分析。从关键词共现模式、研究主题的时间聚类及空间分布三个角度，探索洪涝灾害相关研究的主题演进模式和地理分布特征，并总结未来发展方向。结果表明，（1）在研究关键词共现模式方面，中文研究更加关心洪涝灾害区域影响及管理策略等灾害的后续影响方面，英文研究则更倾向于探究洪涝灾害的成因，从气候变化与孕灾环境角度分析洪涝灾害。中英文研究均强调新兴技术在洪涝灾害研究中的应用。（2）在研究主题时间聚类方面，中文研究在21世纪初期追随英文研究的关注热点，并在2015年前后逐渐形成具有中国本土化特色的研究框架，强调使用多源数据和多种算法模型进行定量化分析，主要着眼于城市化发展对洪涝灾害的多时段、多尺度干预效应。（3）在研究主题空间分布方面，沿海经济发达地区受到研究者更多的关注，表明洪涝灾害研究的主题与数量受到研究区域的地理位置、气候条件和社会经济发展水平的影响。

关键词：公共安全洪涝灾害文本分析共现网络潜在狄利克雷分配(LDA)模型地理解析对比分析

铝卟啉折叠催化剂催化二氧化碳/环氧化物共聚反应

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高分子学报 2024年第4期55卷 396-406页

作者：周振震刘顺杰郎涛涛高凤翔王献红中国科学院长春应用化学研究所生态环境高分子材料重点实验室长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院合肥230026

折叠催化剂因具有“类酶”的二级结构,被广泛应用于小分子化合物合成,然而其在高分子合成中的应用却鲜有报道.基于双氨基功能化的铝卟啉与2,5-吡啶二甲酰氯的缩聚反应,本文报道了一种铝卟啉芳香酰胺折叠体催化剂,有效(300~1250 h^(-1))... 详细信息

折叠催化剂因具有“类酶”的二级结构,被广泛应用于小分子化合物合成,然而其在高分子合成中的应用却鲜有报道.基于双氨基功能化的铝卟啉与2,5-吡啶二甲酰氯的缩聚反应,本文报道了一种铝卟啉芳香酰胺折叠体催化剂,有效(300~1250 h^(-1))、高选择性(99%)地催化了二氧化碳(CO_(2))与环氧化物的共聚反应.值得一提的是,该催化剂可以实现无助催化剂条件下CO_(2)和环氧丙烷的共聚,催化活性可达525 h^(-1),同时聚合物选择性在95%以上,并且在80℃下表现出“类酶”的最佳温度特性.在催化CO_(2)与环氧环己烷共聚时,催化活性与二氧化碳压力(1~7 MPa)呈线性正相关关系,催化活性最高可达1250 h^(-1),聚合物选择性和碳酸酯单元含量保持在99%以上.本文报道的铝卟啉折叠体催化剂为芳香酰胺折叠体在催化领域的发展提供了借鉴,同时也进一步拓展了折叠催化在高分子合成中的应用.

关键词：铝卟啉芳香酰胺折叠体二氧化碳环氧化物协同催化

二维MXenes材料在柔性光电探测器中的应用展望

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无机材料学报 2024年第2期39卷 186-194页

作者：李腊沈国震北京理工大学集成电路与电子学院北京100081 北京理工大学柔性电子器件与智造研究所北京102488

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)自2011年被首次报道以来,凭借其特殊的二维层状结构、优异的导电性和电化学性能在能源、催化、传感、电磁屏蔽和微波吸收等领域吸引了极大关注。近几年,随着对该材料认识的不断加深,其在光电领域的研究也... 详细信息

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)自2011年被首次报道以来,凭借其特殊的二维层状结构、优异的导电性和电化学性能在能源、催化、传感、电磁屏蔽和微波吸收等领域吸引了极大关注。近几年,随着对该材料认识的不断加深,其在光电领域的研究也不断深入。与其它领域不同,光电器件聚焦于延伸MXenes材料半导体性质,通过设计表面官能团、精准控制层数等来打开材料带隙,从而使其从金属性质转变为半导体性质。本文主要围绕MXenes材料的光电性质,介绍其在柔性光电子器件中的应用,系统阐述MXenes材料在透明电子器件、光电探测器、图像传感器、光电晶体管、人工神经视觉网络系统的应用前沿现状与趋势,并展望了MXenes基柔性光电器件面临的挑战以及未来发展前景。

关键词： MXene 柔性电子透明电子光电探测器带隙调控专题评述

基于互相关-Transformer双层特征融合的目标跟踪算法

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机器人 2024年第1期46卷 16-26页

作者：李子万范慧杰王强于祯成唐延东沈阳化工大学信息工程学院辽宁沈阳110142 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169 中国科学院大学北京100049 沈阳大学辽宁省装备制造综合自动化重点实验室辽宁沈阳110096

当前算法主要使用互相关操作和Transformer中的一种方法来设计特征融合网络,这种策略忽视了二者之间的优势互补,容易丢失语义信息,陷入局部最优。针对上述问题,设计了一种基于互相关-Transformer双层特征融合的目标跟踪算法,使用改进的... 详细信息

当前算法主要使用互相关操作和Transformer中的一种方法来设计特征融合网络,这种策略忽视了二者之间的优势互补,容易丢失语义信息,陷入局部最优。针对上述问题,设计了一种基于互相关-Transformer双层特征融合的目标跟踪算法,使用改进的互相关操作和Transformer方法分别对模板和搜索区域特征进行融合,实现两种融合方式的优势互补,使模板和搜索区域特征充分交互,实现特征的有效增强和充分融合,并在互相关操作中引入相似矩阵来增强模板和搜索区域中与当前帧中的目标有关联的特征,使互相关操作的匹配过程更加准确。该目标跟踪算法包括一个基于Swin-Transformer的主干网络,一个互相关和Transformer双层融合模块,一个预测分支。提出的算法在TrackingNet、LaSOT、NFS、UAV123和OTB2015五个数据集上取得了鲁棒的效果,分别达到81.8%、65.7%、66.2%、69.4%和69.8%的成功率,平均跟踪速度达到40帧/秒。

关键词：目标跟踪 Transformer法互相关特征融合

宏基因组揭示紫色土中邻苯二甲酸酯去除的微生物学机制

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环境科学 2024年第3期45卷 1830-1839页

作者：李雨桐余海刘坤柏宏成汪军朱正杰重庆市生态环境科学研究院污染场地土壤与地下水环境可持续修复工程技术研究中心重庆401147 中国环境科学研究院西南分院重庆401147 成都大学建筑与土木工程学院成都610106 百色学院农业与食品工程学院百色533000

邻苯二甲酸酯具有内分泌干扰特性,在环境中持久存在,其去除机制备受关注.为探究邻苯二甲酸酯在紫色农田土壤中的去除机制、关键微生物及功能基因,以邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)为目标污染物,分别设置含... 详细信息

邻苯二甲酸酯具有内分泌干扰特性,在环境中持久存在,其去除机制备受关注.为探究邻苯二甲酸酯在紫色农田土壤中的去除机制、关键微生物及功能基因,以邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)为目标污染物,分别设置含量为0、5、10和20 mg·kg^(-1)的单一污染土壤,避光培养90 d,利用宏基因组技术探究其去除的微生物生态学机制.结果表明,DBP和DEHP在土壤中的降解动态均符合一级动力学降解模型,半衰期介于17.0~38.2 d之间,5 mg·kg^(-1)的DBP降解速率最快,依次快于10 mg·kg^(-1)的DEHP、5 mg·kg^(-1)的DBP、5 mg·kg^(-1)的DEHP以及20 mg·kg^(-1)的DBP和DEHP.第7 d和15 d的土壤样品间细菌群落结构存在显著差异,放线菌门相对丰度随时间不断提升,且与DBP或DEHP半衰期呈反比.物种共现网络分析筛选出变形菌门的Pandoraea属为群落中的关键物种,可以用来指示DBP和DEHP污染程度.KEGG功能注释结果表明,Pandoraea在群落中负责酯键水解、苯甲酸降解、群体感应、ABC转运和双组分系统等功能,可以促进邻苯二甲酸酯上下游降解、细胞通讯和其它降解菌的生长繁殖,以此维持群落结构的稳定.由此可见,紫色土中,DBP和DEHP的去除效率取决于初始含量和自身性质,放线菌门的细菌在降解中扮演重要角色,Pandoraea在促进邻苯二甲酸酯降解和调节降解菌群结构和功能的稳定中均发挥关键作用.

关键词：宏基因组邻苯二甲酸酯(PAEs) 细菌群落网络分析关键物种