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一种创新的桥梁涡振可靠性分析元建模方法

应用基础与工程科学学报 2024年

作者：邵亚会赵德胜翟奥博郅伦海朱国树合肥工业大学土木与水利工程学院

大跨度Π形梁桥易受涡激振动(VIV)影响，导致结构疲劳和行车舒适性降低。本研究针对这一问题，对涡振可靠性评估进行了深入研究，这是Π形梁桥设计的重要环节。现有的涡振可靠性评估方法面临多个失效域、难以获得接近极限状态面的样本... 详细信息

大跨度Π形梁桥易受涡激振动(VIV)影响，导致结构疲劳和行车舒适性降低。本研究针对这一问题，对涡振可靠性评估进行了深入研究，这是Π形梁桥设计的重要环节。现有的涡振可靠性评估方法面临多个失效域、难以获得接近极限状态面的样本、高维非线性和隐式问题等挑战。为解决这些问题，本研究提出了一种基于桥梁涡振参数经验分布的方法，考虑了桥梁材料特性、几何参数等随机变量。该方法使用径向基函数(RBF)替代复杂的有限元模型分析，并结合遗传算法(GA)采样策略进行优化，初步建立了涡振可靠性元模型。然后，使用基于距离限制的K-means算法找到最接近的失效点(CFPs)作为重要性采样(IS)的中心；使用双隐含层的反向传播(BP)神经网络模型以及GA采样进行元模型重构，以较少的样本数构建逼近涡振失稳的极限状态面的元模型，计算桥梁涡振失效概率。本研究选取了一个具有多种失效模式和非线性功能函数的二维可靠度分析问题作为验证模型。经过RBF-GA-BP-IS处理，成功识别出CFPs，使得后续添加的样本点更接近真实的极限状态面，计算的失效概率与解析解误差仅0.07%。在高维桥梁涡振可靠性评估中，由于涡振可靠性维度较高，本文的方法可以在元模型基础上重新选择CFPs进行重要性抽样，保证了桥梁涡振失效概率的精度，经过RBF-GA-(BP-IS)2处理，失效概率与对比解误差仅1.74%。

关键词：涡振可靠度遗传算法重要性采样多种失效模式

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梨小食心虫在桃园产卵位置偏嗜性选择

应用昆虫学报 2024年

作者：李旭昭葛亚菲胡雪娇杨小凡魏国树河北农业大学植物保护学院

【目的】揭示梨小食心虫Grapholitamolesta(Busck)在桃园中的产卵偏嗜性及主要影响因子。【方法】各世代梨小食心虫产卵盛期系统调查桃树树冠不同部位产卵量，分析产卵空间、方位偏嗜性。【结果】1、空间偏嗜性：梨小食心虫越冬代、第1-... 详细信息

【目的】揭示梨小食心虫Grapholitamolesta(Busck)在桃园中的产卵偏嗜性及主要影响因子。【方法】各世代梨小食心虫产卵盛期系统调查桃树树冠不同部位产卵量，分析产卵空间、方位偏嗜性。【结果】1、空间偏嗜性：梨小食心虫越冬代、第1-4代产卵的空间偏嗜性相似，均显著偏好树冠中上部，产卵量占总产卵量91.36%；显著偏好树冠外围，尤以第4代最明显，其卵量占该代总卵量的97.32%。2、方位偏嗜性：越冬代、第1-4代产卵方位偏嗜性基本相似，第1代与第4代均显著偏嗜树冠东部，其它各代无明显差异。3、精准位置偏嗜性：梨小食心虫92.52%的卵均偏嗜叶片，且均为单粒；不同世代显著偏嗜特定叶龄（叶位），但世代间有差异，越冬代偏嗜展开叶，产卵选择率为93.33%，第1-4代偏嗜第1-15片叶，产卵选择率为80.00%，其中第1-3代在第3-8片叶均高于50.00%；各世代均偏嗜叶片背面，每代产卵量占当代总产卵量的97.37%。【结论】梨小食心虫产卵在桃园中具有显著的特定偏嗜性，其卵90%以上产在树冠中上部和外围叶片背面，且单叶1粒卵。本研究为揭示梨小食心虫产卵偏嗜性及其成因、机理，研发基于卵期的精准、高效、绿色监测和综合防控措施提供了科学依据和启示。

关键词：梨小食心虫产卵偏嗜方位部位空间分布

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管道缺陷和特征的多点多频超声导波检测方法

应用声学 2024年

作者：刘韧吴斌高翔刘剑锋国树东刘秀成北京工业大学材料与制造学部北京工业大学信息学部泰安市特种设备检验研究院

超声导波因其传播距离远、缺陷灵敏度高成为长距离管道检测和监测的主要手段之一。常规管道超声导波检测采用单点单频检测方法，易受传感器限制与回波幅值影响产生漏检和误判现象。该文通过仿真和实验研究了不同频率下缺陷轴向尺寸与反... 详细信息

超声导波因其传播距离远、缺陷灵敏度高成为长距离管道检测和监测的主要手段之一。常规管道超声导波检测采用单点单频检测方法，易受传感器限制与回波幅值影响产生漏检和误判现象。该文通过仿真和实验研究了不同频率下缺陷轴向尺寸与反射系数、回波形状之间的关系，提出了一种多点检测的传感器布置与信号处理方法，可以抑制传感器固有盲区、异侧波杂扰与多次反射的影响。在钢管试件中开展多缺陷特征导波检测实验，结果表明，与传统单点单频检测相比，多点多频复合检测方法提高了管道导波检测效率与准确度，具有很高的工程应用价值。

关键词：超声检测管道超声导波磁致伸缩传感器

深潜器钛合金耐压壳蠕变屈曲强度评估方法研究

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中国造船 2024年第2期65卷 25-36页

作者：郭育豪刘刚大连理工大学船舶工程学院大连116024 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

深潜器钛合金耐压壳存在室温蠕变现象,会减弱耐压壳结构的屈曲极限强度,发生蠕变屈曲破坏。论文以钛合金圆柱形耐压壳为研究对象,考虑结构初始缺陷幅值、蠕变载荷和蠕变时间的影响,通过数值模拟研究蠕变变形对耐压壳非线性屈曲强度的影... 详细信息

深潜器钛合金耐压壳存在室温蠕变现象,会减弱耐压壳结构的屈曲极限强度,发生蠕变屈曲破坏。论文以钛合金圆柱形耐压壳为研究对象,考虑结构初始缺陷幅值、蠕变载荷和蠕变时间的影响,通过数值模拟研究蠕变变形对耐压壳非线性屈曲强度的影响。研究表明:蠕变变形会加剧结构初始缺陷的幅值,减弱耐压壳结构的非线性屈曲强度。另外,钛合金耐压壳存在蠕变屈曲现象,蠕变屈曲的临界时间对结构初始缺陷幅值极为敏感。建立了钛合金耐压壳室温蠕变屈曲临界时间与蠕变载荷之间指数关系的模型,可以快速评估深潜器在指定作业时间下的最大下潜深度。对于不同临界时间下的蠕变载荷,该模型拟合结果与数值计算结果的相对误差均在±2%以内。

关键词：钛合金耐压壳室温蠕变蠕变屈曲极限强度数值模拟

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基于大数据技术的碳中和与环保产业发展研究

皮革制作与环保科技 2024年第7期5卷 170-172页

作者：范国树香港都会大学香港999077

新时代是科学技术飞速发展的时代,为了实现建设美丽中国这一目标,提升环境保护工作的实际质量,相关部门应当充分发挥大数据技术手段的优势,借助大数据技术助力碳中和目标的实现及推动环保产业的可持续发展。基于此,本文从大数据技术的... 详细信息

新时代是科学技术飞速发展的时代,为了实现建设美丽中国这一目标,提升环境保护工作的实际质量,相关部门应当充分发挥大数据技术手段的优势,借助大数据技术助力碳中和目标的实现及推动环保产业的可持续发展。基于此,本文从大数据技术的优势、大数据技术在碳中和中的战略作用以及在环保产业发展中的应用现状出发,探究大数据技术实现碳中和目标与环保产业发展的实践路径。

关键词：大数据技术碳中和环保产业实践路径

改进YOLOv5的高密度聚乙烯管热熔接头3D全聚焦成像缺陷识别分析

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应用声学 2024年

作者：肖权旌王强谷小红许卫荣刘剑锋国树东湖州市特种设备检测研究院中国计量大学质量与安全工程学院中国计量大学机电工程学院泰安市特种设备检验研究院

为保障聚乙烯管热熔接头缺陷识别效率和准确性，该文提出一种基于改进YOLOv5的高密度聚乙烯管热熔接头3D全聚焦成像缺陷识别方法。首先，在YOLOv5模型的特征提取网络中加入SE注意力机制模块，提高不明显缺陷的边缘特征提取，在预测网络... 详细信息

为保障聚乙烯管热熔接头缺陷识别效率和准确性，该文提出一种基于改进YOLOv5的高密度聚乙烯管热熔接头3D全聚焦成像缺陷识别方法。首先，在YOLOv5模型的特征提取网络中加入SE注意力机制模块，提高不明显缺陷的边缘特征提取，在预测网络中，将原始YOLOv5的损失函数改为SIoU损失函数，提高模型回归效率和收敛速度，更有利于模型的优化；其次，对高密度聚乙烯试块典型缺陷(φ1 mm、φ2 mm、φ3 mm)进行3D全聚焦成像检测实验，采集原始的3D全聚焦缺陷图谱，完成图像增广并建立数据集；最后，采用迁移学习策略对改进模型进行训练，获取最优模型并进行评价。结果表明：该方法与传统YOLOv5相比，其准确率提升了2.4%，召回率提升了3.1%，较好解决检测人员错检、漏检等情况，提高检测效率。

关键词：全聚焦成像 3D成像高密度聚乙烯管缺陷识别深度学习

TNTs结构强化TNTs/SnO_(2)-Sb电极电催化活性的影响机制

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燃料化学学报（中英文） 2024年第5期52卷 687-697页

作者：杨莉莎郭颜铭黑龙江科技大学环境与化工学院黑龙江哈尔滨150022

采用溶剂热法制备了TNTs/SnO_(2)-Sb电极,通过调整氧化电压和氧化时间构建出不同结构的二氧化钛纳米管(TNTs)阵列,以探究其对电极结构和电化学性能的影响。SEM和接触角测试表明,相较于阳极氧化时间,阳极氧化电压是影响TNTs阵列形貌和表... 详细信息

采用溶剂热法制备了TNTs/SnO_(2)-Sb电极,通过调整氧化电压和氧化时间构建出不同结构的二氧化钛纳米管(TNTs)阵列,以探究其对电极结构和电化学性能的影响。SEM和接触角测试表明,相较于阳极氧化时间,阳极氧化电压是影响TNTs阵列形貌和表面亲水性的主要因素。SEM、XRD、LSV和EIS结果表明,TNTs阵列孔径的大小影响了催化涂层的形貌、晶粒尺寸以及电极的析氧电位。XPS、EPR和羟基自由基(·OH)生成测试表明,涂层表面致密且粒径较小有利于电极表面获得更多的氧空位,且氧空位浓度越高,吸附氧物种越多,从而增强了活性自由基的形成以及对有机物的降解。以长度950 nm,孔径100 nm的TNTs阵列层为基底时,所制备的电极TNTs(25 V)/SnO_(2)-Sb展现出了最佳的苯酚处理效果(92%±4.6%,2 h)。

关键词： TNTs结构 SnO_(2)-Sb电极溶剂热氧空位电催化氧化

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全固态硫化物锂电池中NCM正极及其界面研究

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化工学报 2024年第3期75卷 743-759页

作者：郭邦军贾理男张希上海交通大学机械与动力工程学院上海200241 上海屹锂新能源科技有限公司上海201306

采用硫化物电解质的全固态锂电池被视作解决传统液态锂电池安全问题与能量密度提升的最有效方案。正极材料作为锂电池的主要组成部分之一,很大程度上决定着全固态锂电池的基本性能。镍钴锰酸锂(NCM)三元体系正极材料因具备能量密度较高... 详细信息

采用硫化物电解质的全固态锂电池被视作解决传统液态锂电池安全问题与能量密度提升的最有效方案。正极材料作为锂电池的主要组成部分之一,很大程度上决定着全固态锂电池的基本性能。镍钴锰酸锂(NCM)三元体系正极材料因具备能量密度较高和成本较低的优点,以及与硫化物电解质的可兼容性而受到广泛关注。然而,NCM三元材料存在安全性低、循环稳定性差等缺点,与硫化物电解质接触界面仍存在许多问题亟待解决。因此,分析和研究NCM三元正极材料的结构组成和界面优化,对于提高全固态锂电池稳定性和安全性具有重要的意义。聚焦于当前主流三元正极材料以及与硫化物固态电解质界面问题的匹配性研究,阐述了NCM三元正极材料在全固态锂电池应用中所面临的挑战、解决策略和发展机遇,并对NCM三元正极的进一步发展和应用提出展望。

关键词：全固态锂离子电池 NCM正极硫化物电解质正极/电解质界面

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不同类型重构土壤水分运移特征

农业工程学报 2024年第3期40卷 94-102页

作者：郭拿拿黄明斌西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 西北农林科技大学水土保持研究所/黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100

为探究不同类型重构土壤对水分再分布过程和土壤持水量的影响,该研究以砒砂岩、砂黄土和粗砂土为试验材料进行室内土柱试验,设置5种不同类型重构土壤(砒-粗、砂-粗、砒-砂-粗、砂-砒-粗、混-粗),测定各处理在入渗过程、排水过程以及蒸... 详细信息

为探究不同类型重构土壤对水分再分布过程和土壤持水量的影响,该研究以砒砂岩、砂黄土和粗砂土为试验材料进行室内土柱试验,设置5种不同类型重构土壤(砒-粗、砂-粗、砒-砂-粗、砂-砒-粗、混-粗),测定各处理在入渗过程、排水过程以及蒸发过程中土壤水分的动态变化;同时利用Hydrus-1D模型对不同类型重构土壤的入渗和蒸发过程进行模拟分析。结果表明,有砒砂岩层存在的重构土体对入渗过程有明显阻滞作用,且砒砂岩层越厚、位置越靠上阻滞效果越明显,土柱达到稳渗时稳渗率越低;蒸发过程中,砒-砂-粗处理累积蒸发量为52 mm,显著高于其他重构土壤(P<0.05),而砂-砒-粗处理土柱累积蒸发量最小(32.1 mm),蒸发结束时相对蒸发速率低至0.07;在蒸发过程中,上细下粗型层状重构土壤水分损失来自表层土壤和下层粗砂土。利用优化后的土壤水力参数和Hydrus-1D模型可以较好地模拟重构土壤水分运动过程。较低的均方根误差和高的决定系数证明模型能准确模拟各类型土柱的累积排水量、累积蒸发量和蒸发过程剖面含水量的动态变化。混-粗土柱的持水能力高于其他土柱,说明该重构类型可作为晋陕蒙地区土壤复垦的重构方案。

关键词：土壤入渗过程蒸发过程土壤持水量 Hydrus-1D模型模拟

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