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Modeling and prediction of tribological properties of copper/aluminum-graphite self-lubricating composites using machine learning algorithms

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Friction 2024年第6期12卷 1322-1340页

作者： Huifeng NING Faqiang CHEN Yunfeng SU Hongbin LI Hengzhong FAN junjie SONG Yongsheng ZHANG Litian HU School of Electrical and Mechanical Engineering Lanzhou University of TechnologyLanzhou 730050China State Key Laboratory of Solid Lubrication Lanzhou Institute of Chemical PhysicsChinese Academy of SciencesLanzhou 730000China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

The tribological properties of self-lubricating composites are influenced by many variables and complex ***-driven methods,including machine learning(ML)algorithms,can yield a better comprehensive understanding of complex problems under the influence of multiple parameters,typically for how tribological performances and material properties *** of friction coefficients and wear rates of copper/aluminum-graphite(Cu/Al-graphite)self-lubricating composites with their inherent material properties(composition,lubricant content,particle size,processing process,and interfacial bonding strength)and the variables related to the testing method(normal load,sliding speed,and sliding distance)were analyzed using traditional approaches,followed by modeling and prediction of tribological properties through five different ML algorithms,namely support vector machine(SVM),K-Nearest neighbor(KNN),random forest(RF),eXtreme gradient boosting(XGBoost),and least-squares boosting(LSBoost),based on the tribology experimental *** demonstrated that ML models could satisfactorily predict friction coefficient and wear rate from the material properties and testing method variables ***,the LSBoost model based on the integrated learning algorithm presented the best prediction performance for friction coefficients and wear rates,with R^(2) of 0.9219 and 0.9243,*** importance analysis also revealed that the content of graphite and the hardness of the matrix have the greatest influence on the friction coefficients,and the normal load,the content of graphite,and the hardness of the matrix influence the wear rates the most.

关键词： self-lubricating composites machine learning(ML) tribological properties prediction

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Distribution law and susceptibility of geohazards across a gradient belt of the Western Sichuan Plateau

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Journal of Mountain Science 2024年第6期21卷 1849-1867页

作者： LI Tianbin WANG Jianfeng HE Chaoyang MENG Lubo LI Chaofei MA junjie WEI Daqiang College of Environment and Civil Engineering Chengdu University of TechnologyChengdu 610059China State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geo-environment Protection Chengdu University of TechnologyChengdu 610059China

Across a gradient belt of the Western Sichuan Plateau,geohazards have seriously limited economic and social *** to incomplete statistics,15,673 geohazards have been recorded in the study *** order to mitigate the threat of geohazards to human engineering activities in the region,an overall understanding of the distribution pattern of geohazards and susceptibility assessment are *** this paper,a gradient belt of the Western Sichuan Plateau and its zoning criteria were ***,on the basis of relief amplitude,distance to faults,rainfall,and human activities,three indicators of endogenic process were introduced:Bouguer gravity anomaly gradient,vertical deformation gradient,and horizontal deformation ***,the distribution patterns of geohazards were investigated through mathematical statistics and ArcGIS *** randomly selecting 10,449 hazards,a geohazard susceptibility map was generated using the Information Value(IV)***,the IV model was validated against 5224 hazards using the Area Under Curve(AUC)*** results show that 47.6%of the geohazards were distributed in the zone of steep *** showed strong responses to distance to faults,human activities,and annual *** distribution of geohazards in the gradient belt of the Western Sichuan Plateau is more sensitive to vertical internal dynamics factors(such as vertical deformation gradient and Bouguer gravity anomaly gradient)without any apparent sensitivity to horizontal internal dynamics *** areas of high and very-high risk account for up to 32.22%,mainly distributed in the Longmenshan and Anning River *** to the AUC plot,the success rate of the IV model for generating the susceptibility map is 76%.This susceptibility map and geohazard distribution pattern can provide a reference for geological disaster monitoring,preparation of post-disaster emergency measures,and town planning.

关键词： Gradient belt Geohazards Distribution law Bouguer Gravity anomaly gradient Vertical deformation gradient Susceptibility

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改进的桩承式加筋路堤荷载传递效应计算方法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2016年第2期44卷 92-96页

作者：赖汉江郑俊杰崔明娟边晓亚华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉430074

采用PFC2D建立了桩承式路堤离散元数值分析模型,通过接触力链对土拱形态及其演变规律进行了分析;基于极限平衡理论并引入荷载修正系数α对H&R土拱模型进行了改进,进而进行了筋材受力变形计算,并通过正交数值模型对α进行了反算确定.结... 详细信息

采用PFC2D建立了桩承式路堤离散元数值分析模型,通过接触力链对土拱形态及其演变规律进行了分析;基于极限平衡理论并引入荷载修正系数α对H&R土拱模型进行了改进,进而进行了筋材受力变形计算,并通过正交数值模型对α进行了反算确定.结果表明:临界状态下的拱高约为8/10倍桩净间距;α随路堤填筑高度与桩净间距比的增加呈线性增大,而随路堤填料摩擦系数的增加呈幂函数关系减小.最后,通过现有文献模型试验结果对所提计算方法的正确性进行了验证.

关键词：桩承式加筋路堤离散元法数值模型土拱效应张拉膜效应荷载修正系数

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引入脲酶抑制剂的微生物固化砂土试验研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2020年第10期48卷 114-118页

作者：徐望清郑俊杰崔明娟宋杨华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉430074

针对微生物固化试验中常用的低速多次反复灌浆存在能耗及营养液浪费,且不能保证实现固化的均匀性等问题,引入一种脲酶抑制剂参与微生物固化的反应过程,并提出相应的灌浆方案.随后将不同质量分数的抑制剂引入砂柱试验作对比研究,结合无... 详细信息

针对微生物固化试验中常用的低速多次反复灌浆存在能耗及营养液浪费,且不能保证实现固化的均匀性等问题,引入一种脲酶抑制剂参与微生物固化的反应过程,并提出相应的灌浆方案.随后将不同质量分数的抑制剂引入砂柱试验作对比研究,结合无侧限抗压强度和固化生成物含量的结果分析,得出了抑制剂合适的质量分数,并在扫描电镜下进一步观察了生成物的微观结构.结果表明:适量的脲酶抑制剂引入微生物固化过程中对反应结果有促进作用;其促进作用的效果在低质量分数区间会逐步上升,当脲酶抑制剂质量分数为0.1%时,作用效果相对较好,而当质量分数继续增大至0.5%以上时会抑制固化反应的正常进行.

关键词：微生物固化脲酶抑制剂质量分数灌浆方法无侧限抗压强度

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钢管桩与砂桩多元复合地基室内模型试验

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华中科技大学学报（自然科学版） 2008年第9期36卷 121-124页

作者：郑俊杰王仙芝韩超高学伸华中科技大学土木工程与力学学院室湖北武汉430074 华中科技大学控制结构湖北省重点实验室湖北武汉430074

通过自行研发的试验装置,对钢管桩与砂桩多元复合地基进行一系列室内模型试验,得到其工作性状:钢管桩与砂桩多元复合地基的荷载沉降曲线特征,钢管桩、砂桩和土的应力特点,桩土应力比特点,各种桩和土的荷载分担比曲线特征.研究表明:本室... 详细信息

通过自行研发的试验装置,对钢管桩与砂桩多元复合地基进行一系列室内模型试验,得到其工作性状:钢管桩与砂桩多元复合地基的荷载沉降曲线特征,钢管桩、砂桩和土的应力特点,桩土应力比特点,各种桩和土的荷载分担比曲线特征.研究表明:本室内静载试验模型虽然不能完全模拟现场钢管桩与砂桩多元复合地基的工作性状,但从定性上分析钢管桩与砂桩多元复合地基的工作性状是可行的.从试验结果可见:当处理粉细砂类土时,钢管桩与砂桩多元复合地基明显优于砂桩复合地基.

关键词：钢管桩砂桩多元复合地基模型试验桩土应力比

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End-to-End Paired Ambisonic-Binaural Audio Rendering

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IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica 2024年第2期11卷 502-513页

作者： Yin Zhu Qiuqiang Kong junjie Shi Shilei Liu Xuzhou Ye Ju-Chiang Wang Hongming Shan Junping Zhang Shanghai Key Laboratory of Intelligent Information Processing School of Computer ScienceFudan UniversityShanghai 200433China Beijing ByteDance Technology Co.Ltd. Shanghai 201102China. Chinese University of Hong Kong Hong KongChina IEEE Institute of Science and Technology for Brain-Inspired Intelligence and MOE Frontiers Center for Brain Science Fudan UniversityShanghai 200433 Shanghai Center for Brain Science and Brain-Inspired Technology Shanghai 200031China

Binaural rendering is of great interest to virtual reality and immersive media. Although humans can naturally use their two ears to perceive the spatial information contained in sounds, it is a challenging task for machines to achieve binaural rendering since the description of a sound field often requires multiple channels and even the metadata of the sound sources. In addition, the perceived sound varies from person to person even in the same sound field. Previous methods generally rely on individual-dependent head-related transferred function(HRTF)datasets and optimization algorithms that act on HRTFs. In practical applications, there are two major drawbacks to existing methods. The first is a high personalization cost, as traditional methods achieve personalized needs by measuring HRTFs. The second is insufficient accuracy because the optimization goal of traditional methods is to retain another part of information that is more important in perception at the cost of discarding a part of the information. Therefore, it is desirable to develop novel techniques to achieve personalization and accuracy at a low cost. To this end, we focus on the binaural rendering of ambisonic and propose 1) channel-shared encoder and channel-compared attention integrated into neural networks and 2) a loss function quantifying interaural level differences to deal with spatial information. To verify the proposed method, we collect and release the first paired ambisonic-binaural dataset and introduce three metrics to evaluate the content information and spatial information accuracy of the end-to-end methods. Extensive experimental results on the collected dataset demonstrate the superior performance of the proposed method and the shortcomings of previous methods.

关键词： Ambisonic attention binaural rendering neural network

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Numerical and Experimental Studies of Working Processes in a Cryogenic Fuelling Tank Coupled with Energy Plant

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Journal of Thermal Science 2024年第06期33卷 2190-2202页

作者： UGLANOV D.A. SHIMANOVA A.B. SHIMANOV A.A. BLAGIN E.V. SARMIN D.V. LIU junjie zheng Guanghua Cryogenics Laboratory Samara University School of Power and Energy Northwestern Polytechnical University

This article presents a device for the storage and gasification of cryogenic working fluid,which is named a cryogenic fuelling tank.A cryogenic fuel tank can serve both as a fuel vessel and a pressure accumulator due to the regasification process that takes place *** of this tank is slowed by the lack of theoretical and experimental research on its working *** article deals with an investigation of the working process of the energy plant based on a cryogenic fuel tank coupled with a rotor-vane *** mathematical models include evaporation and condensation processes within the tank,heat exchange between gas chambers and between the tank and environment,and changes in energy due to incoming and leaving *** work used to determine the efficiency of a power plant is generated by a steam *** shows that it is possible to achieve specific work outputs up to 110-160 kJ/kg with relative deviation of power and specific work determination equal to 1.4% and 1.9% correspondingly.

关键词： cryogenic fuelling tank gasification liquid natural gas low-temperature energy plant

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格栅加筋砂土拉拔试验界面特性的离散元模拟

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华中科技大学学报（自然科学版） 2014年第8期42卷 104-108页

作者：郑俊杰周燕君赖汉江孙玲华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉430074

采用二维颗粒流程序PFC2D建立格栅加筋砂土的格栅拉拔试验数值分析模型,分析了格栅拉拔过程中位移场、接触力、孔隙率、配位数等参数的变化规律.根据剪切带厚度将试样划分成四个区域,通过开发细观组构统计程序记录格栅拉拔过程中各区域... 详细信息

采用二维颗粒流程序PFC2D建立格栅加筋砂土的格栅拉拔试验数值分析模型,分析了格栅拉拔过程中位移场、接触力、孔隙率、配位数等参数的变化规律.根据剪切带厚度将试样划分成四个区域,通过开发细观组构统计程序记录格栅拉拔过程中各区域砂土细观组构演化,探讨砂土颗粒的接触法向、接触力分量的各向异性演化规律及其与试样宏观抗剪强度之间的关系.研究结果表明:拉拔试验过程中,剪切带内平均法向接触力增大,切向接触力减小.剪切带内砂土抗剪强度受控于法向接触力及其各向异性的变化,拉拔过程中,砂土颗粒间法向接触力各向异性主方向的变化与大主应力的方向相一致.

关键词：格栅加筋砂土拉拔试验数值模拟离散元组构各向异性

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刚性桩复合地基垫层破坏模式及厚度分析

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华中科技大学学报（自然科学版） 2008年第7期36卷 120-123页

作者：郑俊杰陈健骆汉宾鲁燕儿华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉430074 新加坡国立大学土木工程系新加坡119260

以刚性桩复合地基桩顶所铺设的褥垫层为研究对象,研究了褥垫层的3种理论破坏模式的可能性;通过定性分析和临界厚度公式的推导,提出了褥垫层的最有利破坏模式;结合工程经验中的褥垫层厚度的取值范围,给出了简洁实用的褥垫层厚度设计公式... 详细信息

以刚性桩复合地基桩顶所铺设的褥垫层为研究对象,研究了褥垫层的3种理论破坏模式的可能性;通过定性分析和临界厚度公式的推导,提出了褥垫层的最有利破坏模式;结合工程经验中的褥垫层厚度的取值范围,给出了简洁实用的褥垫层厚度设计公式,可由已知参数(褥垫层材料的内摩擦角和刚性桩桩径)计算褥垫层厚度设计值;讨论了地基基础施工中某些施工工序对褥垫层效用发挥的重要性.计算结果表明,与其他方法相比,本文方法更具合理性.

关键词：复合地基刚性桩褥垫层破坏模式垫层厚度

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桩承式加筋土结构拓宽路基工作特性离心模型试验

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岩石力学与工程学报 2021年第S2期40卷 3357-3366页

作者：李立曹文昭刘洋郑俊杰李波华中科技大学岩土与地下工程研究所湖北武汉430074 中冶建筑研究总院(深圳)有限公司广东深圳518055 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室湖北武汉430010

桩承式加筋土挡墙(PSRW)作为一种占地面积小、地基处理费用低和填料需求少的新型路基拓宽结构,已经被运用于高速公路拓宽改造。通过离心模型试验,针对既有路基有桩和无桩2种情况,分别采用桩承式加筋土挡墙结构与桩承式加筋路堤(GRPS)结... 详细信息

桩承式加筋土挡墙(PSRW)作为一种占地面积小、地基处理费用低和填料需求少的新型路基拓宽结构,已经被运用于高速公路拓宽改造。通过离心模型试验,针对既有路基有桩和无桩2种情况,分别采用桩承式加筋土挡墙结构与桩承式加筋路堤(GRPS)结构对路基进行拓宽,对比了4种工况,得到采用不同结构对路基进行拓宽后的外部变形和内部受力特征。结果表明:采用桩承式加筋土挡墙结构拓宽时,拓宽路基下地基土已完成大部分沉降,相比于未削坡且在原状地基土上建造的桩承式加筋路堤拓宽结构,具有更好的稳定性;采用桩承式加筋土挡墙结构对路基进行拓宽能有效减小路基顶面沉降;当既有路基设桩时,桩承式加筋路堤结构拓宽后的拓宽路基对地基中轴线处桩的作用远大于采用桩承式加筋土挡墙结构拓宽,而各桩桩身轴力则略小于采用桩承式加筋土挡墙结构拓宽。

关键词：桩基础桩承式加筋土挡墙桩承式加筋路堤路基拓宽离心模型试验

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