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基于黏结性恢复的再生超薄罩面研究与应用

公路 2024年第6期69卷 79-84页

作者：赵颖冯驰都魁林中交公路规划设计院有限公司北京市100010 北京中天路业科技有限公司北京市100176

旧沥青混凝土再生是沥青混合料发展的必然趋势,由于对材料和胶结料均有较高的要求,超薄罩面工程很难应用回收沥青混合料,这给超薄罩面技术在未来的推广应用难免产生负面影响。通过以沥青混合料胶结理论为基础,从改善回收料胶结料对集料... 详细信息

旧沥青混凝土再生是沥青混合料发展的必然趋势,由于对材料和胶结料均有较高的要求,超薄罩面工程很难应用回收沥青混合料,这给超薄罩面技术在未来的推广应用难免产生负面影响。通过以沥青混合料胶结理论为基础,从改善回收料胶结料对集料的胶结作用入手,使用低熔点聚合物基再生剂,对老化胶结料进行渗透再生,提升其胶结性能,改善了回收沥青混合料的施工和易性,水稳定性、热稳定性和抗开裂性能均满足超薄罩面技术要求,在超薄罩面工程中进行应用,效果良好。

关键词：再生沥青混合料超薄罩面胶结性能再生剂

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基于NGO-CNN-SVM的高标准农田灌溉工程施工成本预测

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农业工程学报 2024年第14期40卷 62-72页

作者：韩坤王惟璐黄雪峰李鹏海李春生郑俊林沈阳农业大学水利学院沈阳110866

为提高高标准农田项目施工成本的预测精度,控制施工成本在合理范围,减少投资风险,该研究从单体灌溉工程施工成本预测角度出发,通过随机森林(random forest,RF)筛选出高标准农田灌溉工程施工成本的关键影响因素,结合卷积神经网络(convolu... 详细信息

为提高高标准农田项目施工成本的预测精度,控制施工成本在合理范围,减少投资风险,该研究从单体灌溉工程施工成本预测角度出发,通过随机森林(random forest,RF)筛选出高标准农田灌溉工程施工成本的关键影响因素,结合卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)和支持向量机(support vector machine,SVM)两种模型的优点,通过北方苍鹰优化算法(northern goshawk optimization,NGO)对模型里的惩罚因子和核参数进行寻优,构建基于NGO-CNN-SVM的施工成本预测模型。通过辽宁省2018—2023年高标准农田工程中灌溉工程的施工成本数据,选取样本决定系数R^(2)、平均绝对误差MAE、平均绝对百分比误差MAPE和均方根误差RMSE作为精度指标进行分析,结果表明:基于NGO-CNN-SVM的施工成本预测模型在渠道工程中MAE低于0.615万元,RMSE低于0.512万元,R^(2)达到0.968以上,相对误差小于4.210%;在进水闸工程中MAE低于0.610万元,RMSE低于0.536万元,R^(2)达到0.966以上,相对误差小于4.410%;在桥涵工程中MAE低于0.494万元,RMSE低于0.477万元,R^(2)达到0.970以上,相对误差小于3.548%,并相比较于反向传播神经网络,CNN和CNN-SVM模型,NGO-CNN-SVM模型的预测结果均最优。通过特征选择、模型融合、算法优化以及不同模型对比表明NGO-CNN-SVM模型具有更高的预测准确率和泛化性,可为高标准农田灌溉工程施工成本预测提供理论依据。

关键词：高标准农田灌溉随机森林北方苍鹰优化算法卷积神经网络支持向量机施工成本

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考虑非饱和土水-力耦合特性的加筋路堤湿化变形数值模拟研究

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土木与环境工程学报(中英文) 2024年

作者：吴昊栾晓寒曾长贤郑俊杰郑烨炜武汉大学土木建筑工程学院中铁第四勘察设计研究院有限公司

路堤填土通常处于非饱和状态，降雨引起的雨水入渗会导致非饱和填土发生润湿而发生变形，从而导致路堤边坡发生变形。土工合成材料具有较高的抗拉强度，能减小路堤变形，并提高其稳定性。提出一个考虑非饱和土水-力耦合行为的本构模型... 详细信息

路堤填土通常处于非饱和状态，降雨引起的雨水入渗会导致非饱和填土发生润湿而发生变形，从而导致路堤边坡发生变形。土工合成材料具有较高的抗拉强度，能减小路堤变形，并提高其稳定性。提出一个考虑非饱和土水-力耦合行为的本构模型，通过二次开发嵌入有限差分程序FLAC，根据加载和湿化路径的三轴试验数据对本构模型进行验证。利用验证的非饱和土本构模型模拟路堤填料，研究非饱和土加筋路堤在降雨条件下的湿化变形行为，并对比研究筋材对路堤湿化变形的影响。结果表明：筋材在未加筋区几乎不产生影响，但筋材能有效减小加筋区土体单元的体积应变和剪应变。筋材对路堤中线附近未加筋区的顶面沉降几乎不产生影响，但能有效减小路肩处的顶面沉降和路堤边坡的侧向位移。筋材长度越长，其对减小路堤的顶面沉降和路堤边坡的侧向位移效果越好，路堤内部的潜在破坏面距坡面越远。

关键词：非饱和土水-力耦合本构模型湿化变形降雨入渗加筋路堤

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氧化铁基功能涂料的制备及其性能研究

氧化铁基功能涂料的制备及其性能研究

作者：汪秉魁广西大学

学位级别：硕士

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采棉机座管总成故障的特征提取与状态识别

采棉机座管总成故障的特征提取与状态识别

作者：杨向魁塔里木大学

学位级别：硕士

采棉机座管总成作为采棉机收获装置的重要组成部分,保证其核心部件(驱动齿、摘锭齿)正常稳定运行具有十分重要的意义。为此,本文取规格型号为AN276734迪尔座管总成作为实验对象,搭建座管总成实验台架模拟其工作状态,采集采棉机座管总成... 详细信息

采棉机座管总成作为采棉机收获装置的重要组成部分,保证其核心部件(驱动齿、摘锭齿)正常稳定运行具有十分重要的意义。为此,本文取规格型号为AN276734迪尔座管总成作为实验对象,搭建座管总成实验台架模拟其工作状态,采集采棉机座管总成不同工况下驱动齿与摘锭齿健康状态与故障状态的振动信号,提取时域和频域的特征函数。为了对座管总成不同状态的准确识别,本文提出了基于时频域特征融合与CNN-LSTM的特征提取与状态识别方法,主要工作内容如下:(1)探究了不同转速对啮合锥齿轮失效的影响,在不同转速工况下对摘锭传动系统进行了动力学仿真。结果显示,在不同转速下,锥齿轮的啮合区域呈现周期性变化,每个周期内的接触力在进入啮合、达到峰值后逐渐减小。在恶劣的工作环境下,摘锭座管传动系统受到突变载荷影响,导致扭矩和受力突然增大,进而影响了摘锭的采棉效果。这些研究结果对于深入了解座管总成传动系统的动态特性和工作状态具有重要意义,为后续研究奠定了基础。(2)搭建了采棉机座管总成故障诊断的实验环境。对座管总成设定了健康状态、驱动齿磨损、驱动齿断齿和摘锭齿磨损等不同类型的故障。分别在不同转速下进行了振动信号采集工作,每种故障状态下的数据集均包含200组数据,每组数据的维度为1024。对采集到的数据,运用快速傅里叶变换和时频域特征融合与VMD相结合的方法,有效提取振动信号的故障特征,为后续的故障诊断和分类识别提供更有力的支持。(3)在故障类型识别方面,本研究提出了改进的CNN-LSTM双结构深度学习模型,利用卷积神经网络和长短期记忆网络的优势,对振动信号进行有效分类识别,并与传统的RNN、CNN、LSTM以及Transformer模型进行了对比分析,经过召回率、F1分数、精确率、准确率等多个评估指标全面比较分析,结果显示CNN-LSTM模型相较RNN、CNN、LSTM以及Transformer模型识别效果更好,识别准确率为98.04%。

关键词：采棉机座管总成时频域特征变分模态分解 CNN-LSTM Transformer 状态识别

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多无人机协同规划研究综述

计算机工程与应用 2024年

作者：宁聪范菁孙书魁云南民族大学电气信息工程学院云南民族大学云南省高校信息与通信安全灾备重点实验室云南民族大学云南省无人自主系统重点实验室

无人机在各行各业中发挥重要作用，多无人机之间的合作已成为研究热点。针对任务分配与路径规划两个核心问题，首先，整理和分析了多无人机协同规划两个关键问题之间的复杂性，以及子问题间的信息耦合因素，并重点探讨了解耦策略；其次... 详细信息

无人机在各行各业中发挥重要作用，多无人机之间的合作已成为研究热点。针对任务分配与路径规划两个核心问题，首先，整理和分析了多无人机协同规划两个关键问题之间的复杂性，以及子问题间的信息耦合因素，并重点探讨了解耦策略；其次，从数学模型方面对多无人机协同规划问题的通用模型进行描述，整理归纳出常见环境建模方法和多目标优化求解的约束条件；再次，综述了基于集中式控制和分布式控制的任务规划方法，以及启发式算法在多无人机协同规划中的应用和研究进展，并重点介绍了多无人机协同规划问题面临实时性要求下的协同规划方法；最后，结合典型研究，讨论了多无人机协同规划问题的未来研究方法与挑战，展望多无人机协同规划的发展。

关键词：无人机解耦策略智能算法任务分配路径规划

混合热力学促进剂对水合物法分离回收瓦斯的影响

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化工进展 2024年

作者：张强孙楠郑俊杰吴强刘传海李元吉黑龙江科技大学安全工程学院新加坡国立大学化学与生物分子工程系

水合物法在分离瓦斯混合气体方面具有清洁、高效、安全的优势，为突破水合物储气效率的瓶颈问题，在磁力搅拌体系中考察了水合物法分离30%CH4/70%N2混合气的动力学规律与储气效率。四氢呋喃(THF)、环戊烷(CP)与四丁基溴化铵(TBAB)、四... 详细信息

水合物法在分离瓦斯混合气体方面具有清洁、高效、安全的优势，为突破水合物储气效率的瓶颈问题，在磁力搅拌体系中考察了水合物法分离30%CH4/70%N2混合气的动力学规律与储气效率。四氢呋喃(THF)、环戊烷(CP)与四丁基溴化铵(TBAB)、四丁基氟化铵(TBAF)二元混合体系作为水合物形成热力学促进剂，0.06mol%L-色氨酸(Trp)作为动力学促进剂。结果表明：与THF或CP单一添加的实验体系相比，THF-TBAF或CP-TBAB、CP-TBAF体系均能延续水合物形成、提高储气量、降低形成速率，其中CP-TBAF改善效果最为明显，3小时内的储气量提高了1.33倍，而水合物初期形成速率下降3倍以上。THF-TBAB-Trp、THF-TBAF-Trp体系增大了N2在水合物相的储集量，使CH4/N2的分离效果低于THF-Trp体系；CP与TBAB或TBAF在瓦斯水合分离过程中具有耦合促进作用，CP-TBAF使水合物储气量、分离因子、CH4回收率等关键指标全面提升，其中平均CH4回收率最高可达68.5%，CP-TBAF组合为突破瓦斯水合分离效率提供了参考。

关键词：混合热力学促进剂水合物甲烷回收率动力学分离浓度

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用于泡沫混凝土制备的静态混合器模拟研究

材料导报 2024年第15期38卷 152-159页

作者：郑伍魁赵悦瑶王雅晨李辉西安建筑科技大学材料科学与工程学院西安710055

泡沫混凝土作为新兴的轻质绿色建材近10年来发展迅速,具有广阔的应用前景。在泡沫混凝土的制备工艺中,浆体搅拌与泡沫混合环节是决定泡沫混凝土性能的关键因素。但“重发泡,轻混泡”的问题长久存在,混泡工艺的理论研究和设备发展都有所... 详细信息

泡沫混凝土作为新兴的轻质绿色建材近10年来发展迅速,具有广阔的应用前景。在泡沫混凝土的制备工艺中,浆体搅拌与泡沫混合环节是决定泡沫混凝土性能的关键因素。但“重发泡,轻混泡”的问题长久存在,混泡工艺的理论研究和设备发展都有所欠缺。因此,设计一种符合泡沫混凝土物料性能,能够实现连续化高效生产的专用混合器非常必要。本工作综合考虑混合器的特性,选用静态混合器作为泡沫混凝土的混合装置,采用数值模拟的方法对泡沫浆体混合过程进行仿真计算,建立不同结构参数下的静态混合器三维实体模型,分别通过仿真模拟研究元件个数、管道内径、元件夹角和加料口位置等不同参数对水泥浆体和泡沫混合情况的影响。结果表明,当元件的切割作用与流体分布垂直时,更有利于混合;混合器的管内径越小,混合速度越快,密度分布越均匀,但同时设备耗能更高;元件数量与最终产品的混合效果呈正相关;加料管口与混合元件的距离越小,越有利于均匀混合。综上所述,在θ=90°、D=60 mm、n=10、L=20 mm的条件下,最终可以制备出混合均匀、密度为1400 kg/m^(3)的泡沫混凝土。本研究可为新型泡沫混凝土混合装置的研发提供参考和支持。

关键词：静态混合器泡沫混凝土数值模拟多相流动

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基于缺陷引导与差异映射的级联网络用于表面缺陷检测

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：张军张洋石陆魁潘斌史进河北工业大学人工智能与数据科学学院河北省数据驱动工业智能工程研究中心南开大学统计与数据科学学院

针对基于正常样本训练的无监督重构网络在训练阶段缺少缺陷信息指导和捕获高层次语义信息能力不足的问题，提出一种基于缺陷引导与差异映射的级联网络模型GM-Net. 该模型由缺陷生成器、缺陷引导重构模块和差异映射孪生模块组成. 首先... 详细信息

针对基于正常样本训练的无监督重构网络在训练阶段缺少缺陷信息指导和捕获高层次语义信息能力不足的问题，提出一种基于缺陷引导与差异映射的级联网络模型GM-Net. 该模型由缺陷生成器、缺陷引导重构模块和差异映射孪生模块组成. 首先使用缺陷生成器将无缺陷的正常样本构造为与实际缺陷无关的伪缺陷样本，同时提取得到对应的正常特征和伪缺陷特征; 然后利用缺陷引导重构模块对随机选择输入的正常特征或伪缺陷特征均以正常特征为目标进行重构; 最后通过差异映射孪生模块提取重构前后特征间差异并映射到图像空间内，实现缺陷检测. GM-Net在定向引导缺陷重构的同时增强了特征间差异在图像空间内的表达能力; 在KolektorSDD和KolektorSDD2数据集上进行性能测试的结果表明， AUC指标分别达到0.855和0.949.

关键词：表面缺陷检测伪缺陷样本缺陷引导差异映射