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面向空中造楼机的智能建造应用框架与关键技术研究

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面向空中造楼机的智能建造应用框架与关键技术研究

2023智慧城市与智能建造高端论坛暨中国建筑学会智能建...

作者：王迦淇张立茂陈珂华中科技大学土木与水利工程学院

在全球建造业发展呈现工业化、信息化、智能化的背景下,空中造楼机已成为我国超高层建筑不可或缺的施工装备。然而目前我国空中造楼机普遍处于初期发展阶段,与真正的智能化还有一定的差距。因此,本文梳理了我国空中造楼机应用现状,提出...

在全球建造业发展呈现工业化、信息化、智能化的背景下,空中造楼机已成为我国超高层建筑不可或缺的施工装备。然而目前我国空中造楼机普遍处于初期发展阶段,与真正的智能化还有一定的差距。因此,本文梳理了我国空中造楼机应用现状,提出了适用于空中造楼机的智能建造应用框架,在此基础上阐述了造楼机智能建造的五项关键技术:造楼机结构设计与优化技术、智能施工控制技术、人机协作增强技术、数字孪生虚实映射技术,以及节能减排技术,从而提高高层建筑施工作业智能化水平,为造楼机智能建造发展奠定基础。

关键词：

来源： cnki会议评论

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地铁e型弹条扣件锚固螺栓疲劳破坏原因研究

地铁e型弹条扣件锚固螺栓疲劳破坏原因研究

作者：王迦淇北京交通大学

学位级别：硕士

我国大多数地铁采用无砟轨道结构,其弹性主要由扣件系统来提供。e型弹条扣件由于弹性好,养护维修方便,在我国地铁中被广泛使用。然而随着城市规模逐渐扩大,居民生活节奏不断加快,城市发展对地铁列车的行驶速度、客运负载以及行车间隔等... 详细信息

我国大多数地铁采用无砟轨道结构,其弹性主要由扣件系统来提供。e型弹条扣件由于弹性好,养护维修方便,在我国地铁中被广泛使用。然而随着城市规模逐渐扩大,居民生活节奏不断加快,城市发展对地铁列车的行驶速度、客运负载以及行车间隔等方面要求也越来越高,轨道结构损伤和破坏现象开始频繁出现,多地线路都曾出现过扣件螺栓断裂问题,严重影响了地铁列车的正常运营,对行车安全造成了直接的威胁。因此本文针对地铁e型弹条扣件锚固螺栓断裂原因进行了研究,主要研究内容如下:(1)现场调研与测试。调研了地铁扣件锚固螺栓破坏典型区段并进行了多项测试。通过统计与观察,发现扣件螺栓断裂问题主要发生在曲线地段内轨扣件内侧,缓圆点较为集中。螺栓断面具有明显的疲劳源、裂纹扩展区和瞬断区,可判断为疲劳破坏。随后采用扭力矩扳手对该曲线地段锚固螺栓安装力矩进行了测试,发现现场存在螺栓力矩不达标或过拧问题。为明确T30螺栓安装力矩与预紧力的关系,采用针状应变片测得螺栓在安装过程中的应变数据,通过拟合得到了安装力矩与预紧力的变化关系式。最后对地铁运营期间的轨道动力响应和钢轨不平顺进行了测试,发现该区段存在特征波长为50 mm左右钢轨短波波磨。(2)扣件分析模型的建立。基于现场调研测试和车辆-轨道耦合动力学,采用多体动力学软件UM建立了曲线地段车辆-轨道耦合动力学模型,并导入实测短波波磨作为钢轨不平顺。此外,基于材料弹塑性本构和非线性接触理论,采用有限元软件ABAQUS,根据各部件实际尺寸建立了地铁e型弹条扣件精细化模型,该模型能够较为准确的反映扣件各部件受力状态。(3)曲线地段车辆-轨道动力响应分析。通过现场调研后,发现该区段存在扣件刚度不一,行车状态为过超高以及钢轨波磨等问题。为探究曲线地段轨道动力响应特征与锚固螺栓断裂的联系,推导了螺栓力矩与扣件组装刚度的对应关系,对不同条件下的车辆和轨道动力响应进行了模拟分析。研究发现曲线地段内轨受到的轮轨横向力在圆曲线保持较高水平,并在圆缓点或缓圆点处出现达到峰值;通过平衡超高、及时打磨钢轨等措施可以有效减小曲线内轨受到的振动与冲击。(4)锚固螺栓疲劳寿命计算与裂纹扩展仿真。通过扣件精细化模型分析可知,锚固螺栓在服役时,螺帽存在显著的应力集中现象;采用疲劳分析软件FE-SAFE研究了安装力矩和轮轨横向荷载对锚固螺栓疲劳裂纹萌生寿命的影响,提出该地段螺栓力矩应控制在150 k N·mm以上;将扩展有限元方法和直接循环分析技术相结合,对螺栓裂纹扩展进行了仿真,可知裂纹在高应力位置萌生,扩展初期沿最大切应力方向扩展,中期扩展方向垂直于主应力方向,后期由于应力应变超过材料承载极限,螺栓发生静载破坏。(5)提出相应改进措施。避免螺栓持续松动,需要严控弹簧垫圈和锚固螺栓质量、增加巡检频率、制定合理复拧周期等;加强螺栓防松能力,如危险地段安装力矩提高至250 k N·mm、改用双弹簧垫圈等;改善轮轨作用,如及时打磨钢轨、平衡超高;更换6.8级螺栓等。图128幅,表33个,参考文献88篇。

关键词：锚固螺栓地铁扣件现场测试精细化模型疲劳寿命裂纹扩展

知识图谱特征重构下无线传感网络数据存储恢复

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传感技术学报 2024年第7期37卷 1265-1270页

作者：何芳州王祉淇中国刑事警察学院公安信息技术与情报学院辽宁沈阳110854 中国刑事警察学院教务处辽宁沈阳110854

为了提升无线传感网络数据存储恢复成功率,保障无线传感网络数据存储安全性,提出知识图谱特征重构下无线传感网络数据存储恢复方法。通过基于知识图谱的特征重构方法优化数据存储结构;利用BP神经网络和LEACH算法,对特征重构后的数据进... 详细信息

为了提升无线传感网络数据存储恢复成功率,保障无线传感网络数据存储安全性,提出知识图谱特征重构下无线传感网络数据存储恢复方法。通过基于知识图谱的特征重构方法优化数据存储结构;利用BP神经网络和LEACH算法,对特征重构后的数据进行融合。最后,结合多级网络编码和纠删码的原理,构建多级编码矩阵对融合数据进行多级编码,并生成多份数据副本进行存储,实现无线传感网络数据存储恢复。实验结果表明,该方法能够提升数据存储恢复成功率至90%以上,通信代价低于1.5×10^(5) Mbit/s,存储恢复时间低于0.7 ms,可以在提升恢复成功率的同时,降低存储通信代价和存储恢复时间。

关键词：无线传感网络数据存储恢复知识图谱特征重构纠删码

基于拓扑优化的薄液晶灵活调控太赫兹波编码超表面

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光学学报 2024年第11期44卷 232-243页

作者：张亚杰栾迦淇李潮龙陈羽郜定山赵茗李培丽南京邮电大学电子与光学工程学院柔性电子(未来技术)学院江苏南京210023 华中科技大学武汉光电国家研究中心湖北武汉430074

提出并研究了一种基于拓扑优化设计的太赫兹薄液晶(LC)编码超表面。基于遗传算法对金属谐振图案进行拓扑优化,设计了一种薄厚度反射型2 bit LC编码超表面单元,LC层厚度仅为14μm,克服了利用多层LC或LC谐振切换机制实现多比特编码外部馈... 详细信息

提出并研究了一种基于拓扑优化设计的太赫兹薄液晶(LC)编码超表面。基于遗传算法对金属谐振图案进行拓扑优化,设计了一种薄厚度反射型2 bit LC编码超表面单元,LC层厚度仅为14μm,克服了利用多层LC或LC谐振切换机制实现多比特编码外部馈电系统复杂的缺点,同时具有较快的响应速率。基于设计的LC 2 bit编码超表面单元,利用遗传算法对阵列编码排布进行逆向设计,增强波束调控的主动性和灵活性,仿真实现了0.394 THz处波束赋形和涡旋波束的功能。结果表明:对于波束赋形,该超表面单元不仅可以实现俯仰角在0°~30°范围内、方位角在0°~360°范围内任意角度的单波束和多波束的调控,还可以对多波束的各个目标波束进行独立调控,同时扫描和跟踪多个目标,实现对太赫兹波束更优性能的调控;对于涡旋波束,该超表面单元可以产生拓扑荷数l=±1、±2、±3且模式纯度大于70%的涡旋波束,同时可实现俯仰角在0°~30°范围内、方位角在0°~360°范围内任意角度的单涡旋和多涡旋波束的灵活调控。

关键词：表面光学编码超表面拓扑优化液晶波束控制涡旋波束

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基于遗传算法的太赫兹多功能可重构狄拉克半金属编码超表面

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物理学报 2024年第14期73卷 107-120页

作者：栾迦淇张亚杰陈羽郜定山李培丽李嘉琦李佳琪南京邮电大学电子与光学工程学院南京210023 华中科技大学武汉光电国家研究中心武汉430074

多功能可重构超表面能够满足对器件小型化、集成化、适用于多场景应用的需求,是近几年的研究热点之一.本文采用狄拉克半金属作为可控材料,提出了一种太赫兹多功能可重构编码超表面.首先设计了一种顶部由狄拉克半金属材料构成的“回”字... 详细信息

多功能可重构超表面能够满足对器件小型化、集成化、适用于多场景应用的需求,是近几年的研究热点之一.本文采用狄拉克半金属作为可控材料,提出了一种太赫兹多功能可重构编码超表面.首先设计了一种顶部由狄拉克半金属材料构成的“回”字形结构的三层太赫兹编码超表面单元,利用外加偏置电压动态调节狄拉克半金属介电常数,使超表面单元在1.95 THz处实现2 bit编码.然后基于设计的编码超表面单元结构,利用遗传算法对编码超表面的阵列排布进行逆向设计,从而实现波束赋形、涡旋波束产生及雷达散射截面缩减等功能.研究结果表明,针对波束赋形,在1.95 THz处可以实现俯仰角在40°范围内、方位角在360°范围内任意角度的单波束与多波束反射,并且多波束中的各个波束的俯仰角和方位角都可以单独调控,提高了对太赫兹波束调控的灵活性;针对涡旋波束,可以产生拓扑电荷数为l=±1,l=±2的单涡旋波束,并且可以实现俯仰角在30°范围内、方位角在360°范围内任意角度的单涡旋波束与多涡旋波束调控;此外,在1.72—2.51 THz范围内可以实现大于10 dB的雷达散射截面缩减.因此,提出的狄拉克半金属编码超表面可以实现多种功能,且性能优良,在通信网络、天线和雷达系统等领域具有一定的应用前景.

关键词：狄拉克半金属遗传算法编码超表面多功能可重构

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三轴压缩下实时高温和热处理后碳酸盐岩力学特性的试验研究

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岩石力学与工程学报 2024年第6期43卷 1347-1358页

作者：杨文东王柄淇姚军井文君张祥中国石油大学(华东)深层油气全国重点实验室山东青岛266580 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

高温高应力条件对深层超深层油气的高效开采提出了极大的挑战。为探究实时高温和热处理2种温度作用下储层岩石力学性质变化的区别,通过自主研制的多场耦合试验系统对新疆塔里木油田的碳酸盐岩展开实时高温和热处理后的三轴压缩试验,分析... 详细信息

高温高应力条件对深层超深层油气的高效开采提出了极大的挑战。为探究实时高温和热处理2种温度作用下储层岩石力学性质变化的区别,通过自主研制的多场耦合试验系统对新疆塔里木油田的碳酸盐岩展开实时高温和热处理后的三轴压缩试验,分析2种试验情况下岩石强度、变形、破坏模式和力学参数的演化规律。结果表明:(1)随温度升高,实时高温下碳酸盐岩脆-延转化的临界围压减小,热处理后岩石的临界围压增大。(2)在2种试验条件下,碳酸盐岩的弹性模量都随温度的增加而减小;泊松比呈现出不同的变化规律;另外实时高温下碳酸盐岩的弹性模量和泊松比与围压的关系可用指数函数来表示。(3)碳酸盐岩的破裂角随围压的增大而减小;实时温度下岩石的破裂角和常温下相比变化不大,热处理后岩石的破裂角有增大的趋势。(4)与常温和加热处理后的岩石相比,实时高温对碳酸盐岩的体积应变和扩容应力影响更为明显,实时高温下的岩石更易进入屈服阶段。此研究结果有助于深入了解深层碳酸盐岩储层受高温影响下力学性质的变化规律,并为深层油气的安全高效开采提供理论依据。

关键词：岩石力学碳酸盐岩力学行为实时高温高温处理

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纳米结构金属氧化物电子传输层研究进展

太阳能学报 2024年第4期45卷 36-42页

作者：靳迦惠杨鑫炫范琳杨丽丽杨景海王奉友吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室长春130103

总结纳米结构金属氧化物在钙钛矿太阳电池中的应用进展,详细介绍纳米结构金属氧化物(包括二氧化钛、氧化锌和二氧化锡等)作为电子传输材料的实例。此外,对纳米结构金属氧化物电子传输层进行掺杂和界面修饰等方面的研究进展加4个介绍。最... 详细信息

总结纳米结构金属氧化物在钙钛矿太阳电池中的应用进展,详细介绍纳米结构金属氧化物(包括二氧化钛、氧化锌和二氧化锡等)作为电子传输材料的实例。此外,对纳米结构金属氧化物电子传输层进行掺杂和界面修饰等方面的研究进展加4个介绍。最后,对该类电子传输层的未来发展前景进行展望。

关键词：钙钛矿太阳电池光吸收形貌纳米结构电子传输层

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基于表达式树的顺序柔性车间调度问题求解

计算机集成制造系统 2024年第6期30卷 2036-2043页

作者：胡瑞淇程辉张执南上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海航天设备制造总厂有限公司上海200240

为求解顺序柔性车间调度问题,提出一种表达式树结构的描述模型和一种工序顺序的随机生成方法,建立了以最大完工时间为优化目标的数学模型及其遗传算法求解流程;设计了相应的染色体编解码方法,并根据编码方式选择合适的遗传操作,该编码由... 详细信息

为求解顺序柔性车间调度问题,提出一种表达式树结构的描述模型和一种工序顺序的随机生成方法,建立了以最大完工时间为优化目标的数学模型及其遗传算法求解流程;设计了相应的染色体编解码方法,并根据编码方式选择合适的遗传操作,该编码由0和1组成,描述形式简洁且任意形式均表示可行解。在不同规模及柔性指标的测试案例上进行实验,以平均解和标准差作为指标评价了模型的有效性。通过与无顺序柔性模型、随机顺序模型和柔性工序段模型对比,验证了表达式树模型的优化性能。

关键词：柔性车间调度工序顺序柔性表达式树遗传算法

(n-m,k-m)-星图子网络的可靠性评估

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山西大学学报(自然科学版) 2024年

作者：冯凯杨嵛迦山西大学计算机与信息技术学院

多处理器系统互连网络的子网络可靠性是衡量系统性能的一个关键指标。为了刻画（n,k）-星图中（n-m,k-m）-星图子网络的容错性能，在概率故障条件下分析了（n,k）-星图中存在无故障（n-m,k-m）-星图子网络的概率。对于1≤k≤n-1和1≤m≤... 详细信息

多处理器系统互连网络的子网络可靠性是衡量系统性能的一个关键指标。为了刻画（n,k）-星图中（n-m,k-m）-星图子网络的容错性能，在概率故障条件下分析了（n,k）-星图中存在无故障（n-m,k-m）-星图子网络的概率。对于1≤k≤n-1和1≤m≤k-1，得出了（n-m,k-m）-星图子网络存在概率的上下界的理论公式，给出了仅考虑点故障的（n,k）-星图的无故障（n-m,k-m）-星图子网络的搜寻算法，并基于蒙特卡罗模拟提出了评估无故障（n-m,km）-星图子网络的存在概率的近似方法。实验结果表明，随着顶点可靠性逐渐变小，得出的（n-m,k-m）-星图子网络存在概率的上下界与近似评估结果基本吻合；当顶点可靠性较高或（n-m,k-m）-星图子网络存在概率的上下界相差较大时，利用基于蒙特卡罗的近似方法可以得出较为精确的评估结果。

关键词：多处理器系统互连网络 (n,k)-星图概率故障蒙特卡罗