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起爆顺序对台阶岩石破碎块度及爆破振动影响研究

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中国安全科学学报 2024年第2期34卷 192-199页

作者：段继超宗琦汪海波王浩安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001

为探究起爆顺序对露天台阶岩石破碎效果以及周围环境的影响,利用LS-DYNA仿真软件分别计算不同起爆顺序下的台阶爆破模型。分析不同起爆顺序下模型的物理力学特征;开展现场试验验证模拟结果,并分析起爆顺序对爆破振动强度及岩石破碎块度... 详细信息

为探究起爆顺序对露天台阶岩石破碎效果以及周围环境的影响,利用LS-DYNA仿真软件分别计算不同起爆顺序下的台阶爆破模型。分析不同起爆顺序下模型的物理力学特征;开展现场试验验证模拟结果,并分析起爆顺序对爆破振动强度及岩石破碎块度的影响特征。研究结果表明:起爆顺序对爆破过程中自由面空间分布产生影响,从而改变应力波的叠加效应,不同起爆顺序下台阶破碎效果及爆破振动强度表现出明显差异。逐孔起爆技术能够有效降低爆破振动,从而减轻对周围环境的不良影响,但其岩石破碎效果并不理想,岩石通过率为81.52%。与逐孔起爆相比,波浪式顺序起爆碎石通过率提高11.68%,增大孔网参数至3 m×7 m时单孔崩落矿量提高16.8%,这可以有效减少炸药消耗量,降低综合成本。然而,其产生的爆破振动强度较大,需要注意对周围环境的影响。

关键词：起爆顺序台阶爆破破碎块度爆破振动数值模拟

基于新型耗能板提升钢框架节点抗震和抗连续倒塌能力

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工程力学 2024年第2期41卷 83-97页

作者：孟宝杜强强钟炜辉段仕超李亮德西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

针对全焊节点在地震和连续倒塌条件下有限的抗倒塌能力,该文基于新型耗能板对其进行改进提升。首先通过试验、数值模拟和理论分析相结合的方法揭示了新型耗能板在单调荷载和循环荷载作用下的力学性能;进而通过新型耗能板与节点在地震作... 详细信息

针对全焊节点在地震和连续倒塌条件下有限的抗倒塌能力,该文基于新型耗能板对其进行改进提升。首先通过试验、数值模拟和理论分析相结合的方法揭示了新型耗能板在单调荷载和循环荷载作用下的力学性能;进而通过新型耗能板与节点在地震作用和连续倒塌条件下的协同作用,给出了新型耗能板节点的设计方法。结果表明:新型耗能板在单调和循环荷载作用下的力学性能不同,在单调荷载作用下表现为受拉破坏,在循环荷载作用下表现为剪切破坏;通过算例分析表明,新型耗能板节点的抗震与抗连续倒塌设计方法是合理的;新型耗能板全焊节点在地震和连续倒塌条件下主要经历双塑性区域形成阶段和硬化阶段,其中新型耗能板全焊节点的抗震和抗连续倒塌性能的差异主要体现在硬化阶段;新型耗能板的增加可同时有效提高全焊节点在地震和连续倒塌条件下的承载力、变形和耗能能力。

关键词：钢框架节点新型耗能板抗震能力抗连续倒塌能力

干湿循环石灰岩动态压缩能量演化及变形破坏特征研究

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煤炭科学技术 2024年

作者：段继超宗琦高朋飞汪海波吕闹王浩安徽理工大学土木建筑学院安徽江南爆破工程有限公司

为研究干湿循环石灰岩在动态压缩破坏过程中的能量耗散规律，采用直径50 mm分离式霍普金森压杆试验系统，对不同干湿循环等级的石灰岩试样进行动态压缩试验，结合超高速摄像机探究干湿循环作用及应变率对石灰岩样动力学参数、应变场演... 详细信息

为研究干湿循环石灰岩在动态压缩破坏过程中的能量耗散规律，采用直径50 mm分离式霍普金森压杆试验系统，对不同干湿循环等级的石灰岩试样进行动态压缩试验，结合超高速摄像机探究干湿循环作用及应变率对石灰岩样动力学参数、应变场演化规律、能量耗散特征以及破碎分形维数的影响，并借助扫描电子显微镜观测干湿循环过程中石灰岩微观结构的演变过程，揭示其宏观物理力学劣化行为的微观机制。结果表明：随着干湿循环次数的增加，石灰岩试样内部胶体溶解、颗粒受损，导致其结构骨架承载能力下降，进而表现为试样纵波波速、抗压强度和弹性模量的逐渐降低及孔隙率的增加；在冲击荷载的持续作用下，试样经历动态平衡后，其薄弱环节率先形成最大主应变集中域，应变集中域随加载时间延伸、聚集并伴随微裂纹产生、扩展、交错，最终形成破裂面，直至试件破坏；随着应力率的提升，试样内部微裂纹生成与活化显著增强，进而促进了抗压强度的提高，同时动态压缩破坏过程中试样最大主应变增大，耗散能增加，分形维数也相应提高；随着干湿循环次数的增加，试样内部孔隙和微裂隙等结构缺陷逐渐显著，进而在动载压缩破坏过程中引起试样最大主应变的上升，耗散能的减少，并伴随分形维数的增大。研究结果可为干湿循环岩体动力灾害控制提供重要的理论支撑和参考依据。

关键词：岩石动力学干湿循环数字图像相关法能量耗散分形维数劣化机制

干湿动载耦合作用下石灰岩宏细观复合损伤模型研究

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中国公路学报 2024年

作者：段继超宗琦高朋飞汪海波吕闹王浩安徽理工大学土木建筑学院安徽江南爆破工程有限公司

为研究边坡干湿消落带石灰岩的损伤劣化特性，采用直径50mm分离式霍普金森压杆（SHPB）试验系统对不同干湿循环等级石灰岩开展不同应变率下的单轴压缩试验，分析了石灰岩的单轴压缩力学特性劣化规律和劣化机理，基于Lemaitre应变等效原... 详细信息

为研究边坡干湿消落带石灰岩的损伤劣化特性，采用直径50mm分离式霍普金森压杆（SHPB）试验系统对不同干湿循环等级石灰岩开展不同应变率下的单轴压缩试验，分析了石灰岩的单轴压缩力学特性劣化规律和劣化机理，基于Lemaitre应变等效原理构建了干湿动载耦合作用下石灰岩宏细观复合损伤本构模型，并验证了该模型的有效性。试验结果表明：随着干湿循环次数的累积，试样内部细观结构不断弱化，进而在宏观物理特征上表现为纵波波速、抗压强度和弹性模量的逐渐降低以及孔隙度、峰值应变的不断增加；随着应变率的增加，试样耗散能增加，内部更多的微裂纹萌生并活化，试样强度表现出显著的应变率增强效应，同时弹性模量、峰值应变及损伤程度呈现出逐渐增加的趋势；干湿循环引起的细观损伤与动载引起的宏观损伤相互叠加作用，共同加剧了试样的损伤破坏；借助Lemaitre应变等效原理建立的石灰岩宏细观复合损伤演化曲线可分为初始损伤保持、损伤缓慢增加、损伤加速及损伤减速终止4个阶段，实现了对复合损伤演化全过程完整统一的模拟；建立的本构模型可以较好地表征干湿动载耦合作用下石灰岩变形破坏过程中应力应变特征，与试验数据吻合度高，且模型中参数物理意义明确。模型为干湿循环岩石强度的估算和岩石变形、损伤和破坏等问题提供了参考。

关键词：道路工程边坡干湿循环石灰岩损伤本构模型宏细观损伤

面向小型无人机的视觉高度测量和目标识别技术研究与FPGA优化

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面向小型无人机的视觉高度测量和目标识别技术研究与FPGA优化

作者：段渭超国防科学技术大学

学位级别：硕士

小型无人机(Unmanned Aerial Vehicle,简称UAV)的飞行姿态评估与视觉导航是小型无人机系统的两大关键技术。本文就小型无人机飞行姿态评估中的高度测量与视觉导航中的目标识别技术进行了相关研究与FPGA(Field Programmable Gate Array,... 详细信息

小型无人机(Unmanned Aerial Vehicle,简称UAV)的飞行姿态评估与视觉导航是小型无人机系统的两大关键技术。本文就小型无人机飞行姿态评估中的高度测量与视觉导航中的目标识别技术进行了相关研究与FPGA(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)优化。(1)针对小型无人机飞行高度测量在低空飞行以及城市、室内等复杂环境下传统传感器失效、测量精度不准确的情况和现有视觉高度测量方法受限于人工标志的问题,本文提出了一种自然环境下的基于光流法的视觉高度测量方法,为小型无人机的飞行姿态评估提供了一个有效的高度信息源。(2)针对光流法稠密性、实时性和灵活性的需求,本文设计了一种基于FPGA的参数可调的金字塔LK(Lucas-Kanade)光流估计并行结构,同时,该结构具有可扩展性。金字塔LK光流,是LK光流的金字塔分层实现,该方法在扩展LK光流估计范围的同时又保持了LK光流估计良好的局部性和潜在的并行性。(3)针对视觉导航小型无人机在飞行过程中视角不断变化的特点,选择了一种目前流行的深度学习算法CDBN(Convolutional Deep Belief Network),利用该方法的平移不变性,进行视频场景中有无建筑物的图像二分类。(4)针对CDBN的深度学习结构训练时间长但又存在很大潜在并行度的特点,对其中的核心单元CRBM(Convolutional Restricted Boltzmann Machine)在定制的FPGA硬件架构下进行了优化设计。

关键词：小型无人机高度测量光流法金字塔LK光流 Convolutional DBN Convolutional RBM FPGA

考虑海上风电与MMC阻抗耦合的柔性直流送出系统等效阻抗建模方法

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中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2655-2669,I0012页

作者：罗永捷黄鹏段修超李奇芬王强钢周念成输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044

海上风电经柔直并网系统的阻抗模型是其稳定分析的基础。然而,现有阻抗建模方法忽略海上风电与模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)间的阻抗耦合,可能导致系统稳定性判定失准。为此,该文提出一种考虑海上风电与MMC阻... 详细信息

海上风电经柔直并网系统的阻抗模型是其稳定分析的基础。然而,现有阻抗建模方法忽略海上风电与模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)间的阻抗耦合,可能导致系统稳定性判定失准。为此,该文提出一种考虑海上风电与MMC阻抗耦合的柔性直流送出系统等效阻抗精确计算方法。首先,采用谐波状态空间理论(harmonic state-space,HSS)建立MMC与风电机组的序阻抗模型;在此基础上,分析风电机组与MMC两者交流端口电压、电流与阻抗的相互耦合机理,以获得风电机组与MMC交流等效阻抗;最后,提出风电机组与MMC阻抗耦合度指标,以量化分析不同控制环节对风电机组与MMC的耦合程度的影响。在MATLAB/Simulink搭建海上风电经柔直送出系统仿真模型验证该文所建模型的精确性及阻抗耦合度的对系统稳定性的影响,并通过RT-Lab硬件在环实验证明该文所建模型在系统稳定性分析中有效性。

关键词：海上风电场柔性直流阻抗耦合耦合机理阻抗建模

考虑多环节间隙非线性的电动舵机多学科耦合动力学建模

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：杨石琳乔凯俐万晓忠段绵超郭宁徐超中国飞行试验研究院西北工业大学航天学院湖北航天技术研究院总体设计所

由于设计和装配过程中的不确定性，航空航天电动舵机传动系统中往往在多个环节存在着间隙等非线性因素，其对电动舵机的工作品质有着重要影响。因此，准确建立电动舵机非线性动力学模型十分必要。同时，电动舵机又是包括伺服控制、电机... 详细信息

由于设计和装配过程中的不确定性，航空航天电动舵机传动系统中往往在多个环节存在着间隙等非线性因素，其对电动舵机的工作品质有着重要影响。因此，准确建立电动舵机非线性动力学模型十分必要。同时，电动舵机又是包括伺服控制、电机传动、减速机构、结构弹性等多个学科的复杂动力学系统，建模挑战性很大。本文以典型的滚珠丝杠式电动舵机为研究对象，考虑舵机传动元件的弹性刚度以及齿轮副、支撑轴承和拨叉处的间隙非线性，对电机动力学、伺服控制器进行精细化建模，建立了一种能考虑多环节间隙非线性的电动舵机系统高保真多学科动力学模型，并开展了电动舵机系统性能仿真分析。仿真结果与舵机-舵面系统地面振动试验结果进行了对比。结果表明：本文所建立的电动舵机多学科耦合动力学模型能够反映机构不同环节间隙非线性的影响和影响程度，仿真和试验结果吻合较好，最大误差小于10%。研究工作为航空航天复杂电动伺服系统的数字孪生研究奠定了基础。

关键词：电动舵机非线性动力学多学科耦合间隙非线性地面试验

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数字经济、全国统一大市场与国内国际双循环

技术经济与管理研究 2024年第7期 50-55页

作者：余渭恒澳门科技大学可持续发展研究所

数字经济作为新一轮科技革命与产业变革的重要战略选择，为推动国内国际双循环发展提供有力支撑。选取2012—2022年我国30个省级面板数据，构建多种计量模型，探究数字经济、全国统一大市场与国内国际双循环间的关系。检验结果显示：数... 详细信息

数字经济作为新一轮科技革命与产业变革的重要战略选择，为推动国内国际双循环发展提供有力支撑。选取2012—2022年我国30个省级面板数据，构建多种计量模型，探究数字经济、全国统一大市场与国内国际双循环间的关系。检验结果显示：数字经济对国内国际双循环发展具有显著促进作用。异质性检验发现，相较于南方地区，数字经济在北方地区对国内国际双循环的促进作用更明显。空间效应结果显示，数字经济对国内国际双循环发展存在显著空间溢出效应，能够助推周边地区畅通国内国际双循环。机制检验结果显示，全国统一大市场能够在数字经济赋能国内国际双循环中发挥正向调节作用。据此，应通过夯实数字经济发展基础、加快全国统一大市场建设，加速国内国际双循环发展。

关键词：数字经济国内国际双循环全国统一大市场新发展格局

基于方向和距离的双因子定权的地磁数据通化方法

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北京航空航天大学学报 2020年第1期46卷 29-37页

作者：刘晓刚徐婧林管斌马健段渭超地理信息工程国家重点实验室西安710054 西安测绘研究所西安710054 西北工业大学自动化学院西安710072

针对地磁数据通化处理中传统使用的直接平均法、反距离加权平均法和纬度差加权平均法在定权时存在的缺陷,并根据地磁场强度与纬度变化关系密切这一特点,提出了基于方向和距离的双因子定权方法,即在定权时不仅考虑了地磁台站之间的距离... 详细信息

针对地磁数据通化处理中传统使用的直接平均法、反距离加权平均法和纬度差加权平均法在定权时存在的缺陷,并根据地磁场强度与纬度变化关系密切这一特点,提出了基于方向和距离的双因子定权方法,即在定权时不仅考虑了地磁台站之间的距离在权值中的贡献,而且在权值分配中加入了地磁台站在纬度和经度方向的影响,从而改进了通化结果的精度,为卫星、航空和海洋磁力测量数据提供更加准确的日变改正值。采用Intermagnet网站提供的地磁台站测量数据对所提定权方法的有效性进行了测试。实验结果表明:所提定权方法计算结果精度优于传统定权方法,为实施地面磁力测量存在困难地区的地磁数据日变改正提供了一种更优的定权方法,具有较好的应用前景。

关键词：地磁场地磁台站日变改正双因子定权相关性系数