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二级柔性减振系统设计及力学性能分析

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 494-501,618页

作者：石先杰郭卓涛黄舟周春辉任志英中国工程物理研究院总体工程研究所绵阳621999 福州大学机械工程及自动化学院福州350116

为解决二级减振引起个别仪器振动的局部放大、使得力学环境不能满足运行要求的问题,首先,针对金属橡胶双层减振系统,充分考虑安装板的柔性刚度,建立了刚柔复合的二级减振系统模型;其次,基于目标频率对二级减振的频率响应函数进行系统的... 详细信息

为解决二级减振引起个别仪器振动的局部放大、使得力学环境不能满足运行要求的问题,首先,针对金属橡胶双层减振系统,充分考虑安装板的柔性刚度,建立了刚柔复合的二级减振系统模型;其次,基于目标频率对二级减振的频率响应函数进行系统的刚度解耦,实现了减振器刚度的求解,并应用有限元进行随机振动分析,验证了刚柔复合二级减振系统理论模型的可行性;最后,利用振动台进行了试验验证。结果表明,当二级减振系统满足工程刚度需求,其一阶固有频率低于40 Hz时,减振效率可达到70%以上,试验与仿真结果基本一致。

关键词：二级柔性减振金属橡胶减振器随机振动固有频率减振效率

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夏季东、黄海群落净生产力的分布及影响因素

中国环境科学 2024年第1期44卷 310-318页

作者：吴智广秦川王磊张桂玲中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100 崂山实验室山东青岛266237 中国极地研究中心(中国极地研究所) 上海200136

2018年6~7月利用膜进样质谱系统对东、黄海表层海水中的O_(2)/Ar进行走航观测,估算了混合层群落净生产力(NCP),并结合其他水文参数和卫星数据分析NCP的分布特征和调控因素.结果表明:东、黄海整个调查海域Δ(O_(2)/Ar)平均值为(3.3±8.5)... 详细信息

2018年6~7月利用膜进样质谱系统对东、黄海表层海水中的O_(2)/Ar进行走航观测,估算了混合层群落净生产力(NCP),并结合其他水文参数和卫星数据分析NCP的分布特征和调控因素.结果表明:东、黄海整个调查海域Δ(O_(2)/Ar)平均值为(3.3±8.5)%,NCP平均值为(12.9±36.7)mmol C/(m^(2)·d),整体处于净自养状态.东海混合层平均Δ(O_(2)/Ar)为(4.9±9.8)%,NCP为(21.0±38.2)mmol C/(m^(2)·d),呈现近岸高远海低的分布特征,这主要是由于东海陆源输入带来的高营养盐促进浮游植物生长所致.黄海混合层平均Δ(O_(2)/Ar)为(1.6±6.6)%,NCP为(4.8±33.3)mmol C/(m^(2)·d),黄海NCP分布主要受营养盐和黄海冷水团的影响,呈现北黄海高、南黄海低的分布特征.相关性分析表明,光照和营养盐是控制调查海区NCP分布的重要因素.

关键词： O_(2)/Ar 群落净生产力东海黄海生物泵影响因素

基于平行黏结模型的含瓦斯水合物煤体宏细观力学性质研究

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煤炭学报 2024年第S1期49卷 314-326页

作者：王楠楠高霞张吉哲张保勇吴强黑龙江科技大学建筑工程学院山东大学齐鲁交通学院黑龙江科技大学安全工程学院

为了研究围压和饱和度对含瓦斯水合物煤体宏细观力学特性的影响规律，对它进行三轴压缩试验离散元模拟。首先，利用颗粒流程序PFC3D构建3种不同饱和度的含瓦斯水合物煤试样数值模型，其中水合物的胶结作用通过平行黏结模型进行模拟。其... 详细信息

为了研究围压和饱和度对含瓦斯水合物煤体宏细观力学特性的影响规律，对它进行三轴压缩试验离散元模拟。首先，利用颗粒流程序PFC3D构建3种不同饱和度的含瓦斯水合物煤试样数值模型，其中水合物的胶结作用通过平行黏结模型进行模拟。其次，通过与室内三轴试验结果进行比较，标定能够反映其力学特性的细观参数。试验结果和模拟结果的应力-应变曲线趋势基本吻合，破坏强度、强度参数误差率均在10%以内，从而验证所建模型的可靠性。进而，对不同围压下含瓦斯水合物煤体三轴试验进行离散元模拟，从应力-应变曲线以及速度场、接触力链、配位数及孔隙率角度分别分析其宏细观力学特征。结果表明：离散元模拟结果与室内试验结果吻合较好，整体上能够较好模拟试样的应变硬化特征。从速度场变化规律可以发现，低饱和度下试样剪胀程度较高，高围压下试样剪缩程度较高。不同饱和度、围压条件下，破坏强度处的主力链传递方向没有明显区别。随着围压和饱和度的增大，接触力增大，接触力链个数增加；配位数整体呈增大趋势，孔隙率整体呈减小趋势，使得试样强度增强；摩擦是维持试样细观力学体系稳定的重要因素。研究结果从细观尺度上揭示饱和度和围压对含瓦斯水合物煤体强度变形破坏等宏观力学特性的影响机制，为含瓦斯水合物煤体三轴试验离散元模拟建模提供理论参考以及为利用水合物技术预防煤与瓦斯突出提供依据。

关键词：含瓦斯水合物煤体围压饱和度离散元细观力学

超声速巡航导弹气动力与推力参数一体化在线辨识

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国防科技大学学报 2024年第4期46卷 74-85页

作者：江振宇唐晓斌刘双杨承业国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073

为准确预示超声速巡航导弹飞行中的气动力和推力特性,提升飞行性能及任务适应性,提出了一种气动力与推力参数一体化在线辨识方法。建立了以固体火箭冲压发动机为动力的超声速巡航导弹在纵平面的运动模型,建立了巡航段气动力系数和推力... 详细信息

为准确预示超声速巡航导弹飞行中的气动力和推力特性,提升飞行性能及任务适应性,提出了一种气动力与推力参数一体化在线辨识方法。建立了以固体火箭冲压发动机为动力的超声速巡航导弹在纵平面的运动模型,建立了巡航段气动力系数和推力系数多项式模型,采用无迹卡尔曼滤波算法,开展了气动力与推力参数一体化在线辨识仿真验证,基于飞行试验对辨识性能进行了比较验证。研究表明,对超声速巡航导弹进行气动力与推力参数一体化辨识是必要的和有效的,提出的方法可应用于飞行过程中参数在线辨识。

关键词：超声速巡航导弹一体化在线辨识气动力推力

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新疆煤炭资源开发潜力与开发策略

煤炭学报 2024年第2期49卷 967-977页

作者：卞正富张益东王猛王长申韩晓彤牟守国任清晨李国栋中国矿业大学教育部矿山生态修复工程研究中心江苏徐州221008 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221008 中国矿业大学碳中和研究院江苏徐州221008 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221008 中国矿业大学公共管理学院江苏徐州221008 新疆大学地矿学院新疆乌鲁木齐830046

鉴于新疆煤炭资源赋存条件的独特性以及煤炭赋存区生态环境的脆弱性,科学开发新疆煤炭资源成为当务之急。为此,简要论述了新疆煤炭资源地质赋存条件、赋煤区水文地质条件、自然地理与生态环境条件,分析了新疆煤炭资源开发潜力。结果表明... 详细信息

鉴于新疆煤炭资源赋存条件的独特性以及煤炭赋存区生态环境的脆弱性,科学开发新疆煤炭资源成为当务之急。为此,简要论述了新疆煤炭资源地质赋存条件、赋煤区水文地质条件、自然地理与生态环境条件,分析了新疆煤炭资源开发潜力。结果表明:新疆煤炭资源极为丰富,全区预测煤炭资源量2.19万亿t,占全国总预测储量的40%以上;新疆共有24个预测资源量超过100亿t的煤田,其中5个煤田预测资源量超过1 000亿t,8个煤田预测资源量在400亿~1 000亿t,11个煤田预测资源量在100亿~400亿t;潜在煤炭资源量中,1 000 m以下浅储量占比52.8%。新疆煤炭资源以低阶烟煤和中阶烟煤为主要煤阶,其次是中煤阶煤中的高阶烟煤,而低煤阶煤中的褐煤和中煤阶煤中的超高阶烟煤以及高煤阶煤中的无烟煤,分布范围和数量极为有限,所占资源总量的比例很低;综合考虑疆煤外运、疆电外送、西气东输以及本地煤化工产业规划,预计2035年新疆煤炭产能有望超8亿t。在此基础上,构建了生态环境承载力评价指标体系,对新疆规划建设的五大煤矿区生态环境承载力进行了评价,得出:新疆煤炭资源赋存区生态环境承载力整体处于中低水平,五大煤矿区生态环境承载力均值排序为伊犁(0.42)>库拜(0.38)>和丰(0.31)>准东(0.25)>吐哈(0.22),呈现出由西到东递减的趋势。针对新疆煤炭资源开发条件与潜力,提出了优化煤炭资源开发布局、推动开采技术升级、推进智能采矿技术、强化绿色开采理念、拓展煤炭多元化利用渠道等策略。

关键词：新疆煤炭开发潜力生态承载力开发策略

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导弹命中精度的序贯截尾概率圆检验方法

国防科技大学学报 2024年第2期46卷 62-69页

作者：杨华波张士峰国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073

针对圆概率偏差检验难以直接计算的问题,提出序贯截尾概率圆检验方法,以目标点为中心,绘制两个同心圆,其中小圆以内区域为接受域,大圆以外区域为拒绝域,中间区域为继续试验域,在此基础上定义了序贯检验的基本决策规则,给出了双方风险及... 详细信息

针对圆概率偏差检验难以直接计算的问题,提出序贯截尾概率圆检验方法,以目标点为中心,绘制两个同心圆,其中小圆以内区域为接受域,大圆以外区域为拒绝域,中间区域为继续试验域,在此基础上定义了序贯检验的基本决策规则,给出了双方风险及平均试验次数计算模型,提出了两种不同的决策阈值优化计算模型,通过求解优化问题确定接受域及拒绝域半径。利用数值仿真分析了两种不同决策阈值计算方法下检验方案中的各类参数,其中以平均试验次数最小为优化目标的计算模型具有更好的工程实用性。

关键词：命中精度圆概率偏差序贯截尾概率圆检验研制方风险使用方风险平均试验次数

基于模型预测的膝关节置换手术机器人柔顺控制

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工程科学学报 2024年第9期46卷 1638-1646页

作者：胡飘张丽杨闳竣杨妍中国矿业大学(北京)人工智能学院北京100083 中国科学院自动化研究所多模态人工智能系统全国重点实验室北京100190 北京科技大学智能科学与技术学院北京100083

针对半主动型膝关节置换手术机器人的柔顺跟随医生意图运动和手术安全范围约束问题,提出了一种模型预测导纳控制算法.首先,为了提高算法运行效率,使用斯特林插值方法对机械臂动力学模型进行线性化,并作为预测模型,该方法计算简单且求解... 详细信息

针对半主动型膝关节置换手术机器人的柔顺跟随医生意图运动和手术安全范围约束问题,提出了一种模型预测导纳控制算法.首先,为了提高算法运行效率,使用斯特林插值方法对机械臂动力学模型进行线性化,并作为预测模型,该方法计算简单且求解精度高;其次,基于导纳模型力柔顺控制机理识别操作医生的力意图生成机械臂期望运动轨迹;然后,设计虚拟状态,提高模型预测控制算法的显式处理约束能力,利用模型预测控制的滚动优化和反馈校正特性提高控制鲁棒性;最后,结合成机械臂模型预测导纳控制器.设计三环PID(Proportional integral derivative)控制对照试验,验证了模型预测控制算法的轨迹跟踪性能更好,可以更好的实现期望的导纳动态,从而得到更优的柔顺效果.在此基础上,进一步验证模型预测导纳控制器在具有强耦合性、复杂系统参数结构特性的机械臂上的主动约束效果.结果表明模型预测导纳控制算法能实现比传统三环PID控制更好的柔顺性,且具备满足膝关节置换手术需求的安全性.本文有望促进半主动手术机器人的实际应用.

关键词：手术机器人人机交互模型预测导纳控制安全约束

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发电商合作博弈策略下跨区输电电价优化方法

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第9期52卷 24-34页

作者：董萍黄善超刘明波华南理工大学电力学院广东广州510640

由于负荷中心与可再生资源在地理位置上分布的不均匀,更大范围的资源合理配置需要跨区输电,而随着电力市场的深化发展,参与跨区电力市场出清的发电商将可能出现通过合作博弈策略行使市场力以争取自身利益最大的行为,此举可能导致跨区输... 详细信息

由于负荷中心与可再生资源在地理位置上分布的不均匀,更大范围的资源合理配置需要跨区输电,而随着电力市场的深化发展,参与跨区电力市场出清的发电商将可能出现通过合作博弈策略行使市场力以争取自身利益最大的行为,此举可能导致跨区输电通道利用率降低,进而影响线路准许收入的稳定回收。为应对上述问题,提出了一种电力市场环境下考虑参与跨区出清的区外发电商合作博弈策略的跨区输电电价三层优化模型,上层为以准许收入稳定回收为目标的输电电价优化模型,中层为由区外发电商组成的跨区出清利益联盟的以联盟收益最大为目标的报量决策模型,下层为计及区外发电商参与的区内电力市场出清模型。为求解所提三层模型,采用了一种改进列和约束生成算法(C&CG)算法,将模型分解为主、子问题迭代求解,其中对于作为双层模型的主、子问题采用卡罗需-库恩-塔克条件(KKT)和大M法转化为等效单层模型后进行求解,而主、子问题模型中的双线性项则采用强对偶定理及变量离散参数化的方法进行线性转化以便于求解。最后通过PJM-5节点系统验证了所提三层优化模型能较好地体现区外发电商因合作博弈策略组成的跨区出清利益联盟的策略性决策和市场力行为,令输电电价的制定能在考虑区外发电商合作博弈策略影响下,实现线路准许收入的稳定回收。

关键词：跨区输电电价三层优化合作博弈策略电力市场

不同加载条件下含瓦斯煤岩强度极限邻域范围研究

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煤炭科学技术 2024年第7期52卷 114-125页

作者：王波马世纪田志银任永政王军黄万朋王灵华北科技学院应急管理与技术学院河北三河101601 山东建筑大学土木工程学院山东济南250100 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590

煤与瓦斯突出灾害的发生机理尚不清楚,据流变假说,含瓦斯煤岩在长期载荷下可能进入“强度极限邻域”,此时受外部冲击扰动更易破坏。为研究不同加载条件下含瓦斯煤岩的“强度极限邻域”,以找到进入该状态的影响规律,并建立相应的微观判... 详细信息

煤与瓦斯突出灾害的发生机理尚不清楚,据流变假说,含瓦斯煤岩在长期载荷下可能进入“强度极限邻域”,此时受外部冲击扰动更易破坏。为研究不同加载条件下含瓦斯煤岩的“强度极限邻域”,以找到进入该状态的影响规律,并建立相应的微观判别标准,利用自主研发的岩石流变扰动效应三轴试验系统和煤岩流变扰动效应渗流实验装置,开展不同围压、不同瓦斯压力、轴压下的含瓦斯煤岩流变扰动实验,通过核磁共振手段对流变扰动前后煤岩进行分析对比,得到不同加载条件下的孔隙率、孔径分布、T_(2)谱曲线。试验结果表明:①不同加载条件下的煤岩流变过程中,存在一个应力阈值,可以使得煤岩在受到外部冲击扰动后阈值左右邻域有不同力学性质的表现;当施加力小于此阈值时,冲击扰动后,煤岩的孔隙度减小,煤样随之被压缩紧密,T_(2)谱曲线中代表大孔径的谱峰降低,谱峰曲线左移;当施加力大于此阈值时,冲击扰动后,煤岩大孔径孔隙增多,T_(2)谱曲线出现右移,所有谱峰高度增大,说明该应力阈值是用来判断煤岩是否进入“强度极限邻域”关键。②围压和瓦斯压力对煤岩的影响具有相反的力学作用性质,在抗压能力、损伤程度、长期强度、“强度极限邻域”中有所表现,其中,围压越大,煤岩越晚进入“强度极限邻域”,瓦斯压力越大,煤岩则越早进入该邻域。③煤岩的孔径分布、T_(2)谱曲线能直观反映了煤岩“强度极限邻域”内、外微观变化特征。④通过煤岩孔隙率所确定的进入“强度极限邻域”时的轴压与围压、瓦斯压力构建函数方程可判断不同加载条件煤岩进入“强度极限邻域”的时机,作为进入“强度极限邻域”范围时的判别标准,其中围压越大,此时进入“强度极限邻域”范围时的应力阈值越大;瓦斯压力越大,进入“强度极限邻域”时的应力阈值越小。

关键词：含瓦斯煤岩流变扰动效应强度极限邻域核磁共振 T2谱曲线