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富锂锰基材料低首次库仑效率原因及改性策略

精细化工 2024年第6期41卷 1211-1220页

作者：张佳文蔡星鹏周俊飞丁浩张宁霜崔孝玲兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050 甘肃省低碳能源化工重点实验室甘肃兰州730050

富锂锰基正极材料〔xLi_(2)MnO_(3)•(1–x)LiTMO_(2),0 详细信息

富锂锰基正极材料〔xLi_(2)MnO_(3)•(1–x)LiTMO_(2),0研究其低首次库仑效率原因。从LROs的晶体结构及充放电行为出发,全面剖析了氧的不可逆流失、Li^(+)不可逆脱/嵌、Li^(+)与H^(+)离子交换等造成LROs低首次库仑效率原因的具体机理;针对性地总结了离子掺杂、表面工程、单晶化等提升首次库仑效率的相关改性策略;展望了提升LROs未来商业化的研究方向。

关键词：锂离子电池富锂锰基正极材料首次库仑效率改性策略

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青藏铁路接触网异型桩基抗冻拔模型试验研究

西南交通大学学报 2024年第3期59卷 677-684页

作者：周亚龙王旭蒋代军刘德仁何菲晏昌牛富俊兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室甘肃兰州730070 西北生态资源环境研究院甘肃兰州730000

保证接触网支柱桩基础的冻拔稳定性是青藏铁路格拉段电气化改造工程建设中的关键问题之一,为研究不同截面形式桩(等截面圆形桩Z1、直锥柱形桩Z2及曲锥柱形桩Z3)的抗冻拔性能,以青藏线路基填料为试验土体,进行3个冻融循环的室内模型试验... 详细信息

保证接触网支柱桩基础的冻拔稳定性是青藏铁路格拉段电气化改造工程建设中的关键问题之一,为研究不同截面形式桩(等截面圆形桩Z1、直锥柱形桩Z2及曲锥柱形桩Z3)的抗冻拔性能,以青藏线路基填料为试验土体,进行3个冻融循环的室内模型试验,得到冻融作用下接触网支柱桩基础的地温、桩顶位移及桩身应力的分布规律.试验结果表明:路基体的冻结(融化)是二维冻结(融化),接触网支柱桩基础附近的冻结深度约为30 cm;路肩处土体的竖向冻胀位移为4.30 mm,Z1的竖向冻拔量为0.26 mm,Z2与Z3的竖向冻拔量分别为Z1的46%、58%,3根桩的桩顶均产生约0.1 mm的水平位移;冻结过程中桩基整体受拉,冻深附近桩身轴力最大;切向冻胀应力的最大值出现在地表附近,曲锥柱形桩切向冻胀总力最小,抗冻拔效果最好.

关键词：多年冻土接触网支柱桩基础异型桩模型试验冻融作用冻拔特性

面向探地雷达常见地下目标的GDS-YOLOv8n检测方法

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雷达学报 2024年

作者：王惠琴杨发东何永强刘宾灿刘鑫兰州理工大学计算机与通信学院西北民族大学土木工程学院陕西建工安装集团有限公司

针对当前探地雷达(GPR)图像检测中存在准确率低、误检和漏检等问题，该文提出了一种GPR常见地下目标检测模型GDS-YOLOv8n。该模型首先使用DRRB特征提取模块替换YOLOv8n模型中的部分C2f模块，旨在增强模型对多尺度特征的提取能力。其次使... 详细信息

针对当前探地雷达(GPR)图像检测中存在准确率低、误检和漏检等问题，该文提出了一种GPR常见地下目标检测模型GDS-YOLOv8n。该模型首先使用DRRB特征提取模块替换YOLOv8n模型中的部分C2f模块，旨在增强模型对多尺度特征的提取能力。其次使用SPD-Conv下采样模块替换像素为320×320及以下特征图所对应的Conv模块，有效克服分辨率受限以及存在小目标的GPR图像在下采样过程中的信息损失问题；同时利用辅助训练模块，在不增加检测阶段模型复杂度的前提下提升GPR图像的检测性能。最后，引入Inner-SIoU损失函数，在添加新约束条件的基础上，通过比例因子生成适合于当前GPR图像的辅助边界框，以提高预测框的准确性。实验结果表明，GDS-YOLOv8n模型对金属管、PVC管和电缆线等6类常见地下目标在实测GPR图像数据集上的P,R和mAP50分别为97.1%, 96.2%和96.9%，较YOLOv8n模型分别提高了4.0%, 6.1%和4.1%，尤其对PVC管和电缆线目标的检测效果提升更明显。与YOLOv5n, YOLOv7-tiny和SSD等模型相比，其mAP50分别提高了7.20%,5.70%和14.48%。此外，将GDS-YOLOv8n模型部署到NVIDIA Jetson Orin NX嵌入式设备上，并使用TensorRT进行优化。经FP16量化后，模型的检测速度由22.0FPS提高到40.6FPS，能够满足移动场景下GPR地下目标实时探测任务的需求。

关键词：探地雷达深度学习雷达图像处理模型部署实时检测

基于敏感度分层优化的Halbach永磁电机电磁振动分析

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哈尔滨工业大学学报 2024年第7期56卷 142-153页

作者：高建宁高锋阳姚普宋志翔杨凯文高翾宇徐昊兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 西北工业大学自动化学院西安710072

为解决内置式永磁同步电机径向电磁力引起的电磁振动问题,提出一种分段永磁体采用Halbach充磁方式同时转子开设辅助槽的电机拓扑结构。首先,对电机气隙磁密、径向电磁力、电磁振动原理进行推导与分析,并建立有限元模型。其次,提出基于... 详细信息

为解决内置式永磁同步电机径向电磁力引起的电磁振动问题,提出一种分段永磁体采用Halbach充磁方式同时转子开设辅助槽的电机拓扑结构。首先,对电机气隙磁密、径向电磁力、电磁振动原理进行推导与分析,并建立有限元模型。其次,提出基于电磁场和机械场耦合的电磁振动分析方案,对电机径向电磁力进行时间空间阶次傅里叶分解,在机械场中,分析电机定子在不同频率下的振动加速度幅值大小,并计算出定子各阶模态。在此基础上,基于响应面法和多目标遗传算法构建电机参数敏感度分层优化方案,并求得样本点帕累托前沿从而确定电机最优参数,将优化后的电机与普通V型内置式电机进行比较。最后,在机械场中仿真得到转子所受等效应力和总变形,验证得所提电机结构符合机械设计要求。分析结果表明:所提出结构电机在不损失电磁转矩的基础上,径向电磁力幅值大幅度降低,抑制了齿槽转矩,改善了气隙磁密和反电势的正弦度,在提高电机电磁性能的同时抑制了电磁振动的发生。

关键词：内置式永磁同步电机 Halbach永磁体径向电磁力定子模态参数敏感度响应面法

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非饱和盐渍黏土物理化学作用的应力依赖特性

岩土工程学报 2024年第4期46卷 814-822页

作者：王立业周凤玺周立增梁玉旺兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心甘肃兰州730050 西北工业大学力学与土木建筑学院陕西西安710072

为了揭示物理化学作用对含盐溶液非饱和黏土压缩行为的影响及其与应力水平的依赖特性,对孔隙含蒸馏水、氯化钠和硫酸钠溶液及控制基质吸力条件下的试样进行了一维压缩试验。然后,根据试验结果测定了不同条件下黏土的压缩指数、次固结系... 详细信息

为了揭示物理化学作用对含盐溶液非饱和黏土压缩行为的影响及其与应力水平的依赖特性,对孔隙含蒸馏水、氯化钠和硫酸钠溶液及控制基质吸力条件下的试样进行了一维压缩试验。然后,根据试验结果测定了不同条件下黏土的压缩指数、次固结系数和屈服应力,并标定了它们随基质吸力和渗透吸力的变化规律。此外,对不同基质吸力和渗透吸力下非饱和盐渍黏土主、次固结行为展开了深入分析,明确了非饱和盐渍黏土物理化学作用的应力依赖特征,并对非饱和盐渍黏土的LC屈服行为进行了探索。结果表明:不同物理化学力下非饱和盐渍黏土的次固结系数与压缩指数的比值C_(a)/C_(c)以及屈服应力可以使用基质吸力和渗透吸力来统一描述;由塑性加载区压缩曲线斜率以及特征参量、C_(a)/C_(c)与竖向应力的相关性指出非饱和盐渍黏土物理化学作用与应力水平息息相关;此外,化学-水力-力学耦合作用下非饱和盐渍黏土的LC屈服曲线是由MLC屈服曲线和OLC屈服曲线组成的一条光滑曲线。

关键词：非饱和黏土孔隙盐溶液物理化学作用应力依赖性 LC屈服行为

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一种散热器的性能衰减实验研究

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1162-1168页

作者：纳鑫郭鈺乾侯博卢鑫王良璧兰州交通大学机电工程学院兰州730070 铁道车辆热工教育部重点实验室(兰州交通大学) 兰州730070

内燃机车散热器是内燃机车冷却系统的核心组成部分,随着运行里程增加,翅片表面表面积灰,散热器管内沉积污垢,或由于腐蚀冲蚀等,部分管子破损后堵管。如此一系列的累计作用,导致散热热阻增大,空气侧、水侧流动阻力增加,严重降低散热器的... 详细信息

内燃机车散热器是内燃机车冷却系统的核心组成部分,随着运行里程增加,翅片表面表面积灰,散热器管内沉积污垢,或由于腐蚀冲蚀等,部分管子破损后堵管。如此一系列的累计作用,导致散热热阻增大,空气侧、水侧流动阻力增加,严重降低散热器的性能,最终不能满足内燃机车柴油机的工作要求。为了给运用管理部门提供做出多长时间大修或更换散热器决策依据,需要散热器性能衰减规律。为此,论文通过对运行里程达到90、180万公里HXN5型内燃机车上拆检的散热器进行传热性能实验,获得该部件经90、180万公里后的实际性能状态。在额定运行工况(额定水流量及空气质量流速为10.3 kg·m^(-2)·s^(-1)时),相较于全新HXN5型内燃机车散热器,运行90万公里后主散热器传热系数下降了22.96%,运行180万公里后主散热器传热系数下降27.93%。另外,根据不同堵管率的实验结果表明堵管为散热器性能衰减的次要因素,主要因素是翅片表面及管内壁的污垢热阻。

关键词： HXN5型内燃机车散热器实验研究传热性能

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高速列车车轮两阶段退化建模及可靠性分析

中国机械工程 2024年第8期35卷 1390-1396页

作者：齐金平刘晓宇冯洪李鸿伟燕大强兰州交通大学机电技术研究所兰州730070 甘肃省物流及运输装备信息化工程技术研究中心兰州730070 甘肃省物流与运输装备行业技术中心兰州730070 中国铁路兰州局集团有限公司机务部兰州730070

针对高速列车车轮在退化过程中呈现两阶段特征的问题,提出一种基于两阶段非线性Wiener过程的高速列车车轮退化建模及可靠性分析方法。采用CUSUM(CUmulative SUM)算法实现车轮退化过程变点判别,在此基础上,利用马尔可夫链蒙特卡罗方法估... 详细信息

针对高速列车车轮在退化过程中呈现两阶段特征的问题,提出一种基于两阶段非线性Wiener过程的高速列车车轮退化建模及可靠性分析方法。采用CUSUM(CUmulative SUM)算法实现车轮退化过程变点判别,在此基础上,利用马尔可夫链蒙特卡罗方法估计模型未知参数。针对车轮两阶段退化过程较为复杂、可靠度解析形式难以求解的问题,通过蒙特卡罗模拟方法求解得到车轮可靠度函数曲线和可靠寿命。最后以某机车同转向架车轮单个镟修周期内的实测数据为例,验证了模型的有效性。结果表明:受运营环境影响,同转向架不同侧车轮退化过程出现变点的位置不同;相较于未考虑阶段性特征的退化模型,所提模型可靠性评估结果更符合现场实际;通过不断获取车轮退化数据,可采用所提模型计算并更新车轮可靠寿命值,为车轮镟修周期的进一步优化提供了理论指导。

关键词：高速列车车轮两阶段Wiener过程可靠度退化建模蒙特卡罗模拟

4种用于温室除湿的亲水翅片管蒸发器热湿传递性能分析

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农业工程学报 2024年第1期40卷 247-256页

作者：管勇赵盛英郭延隆林源山胡万玲陈冲兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070 青岛海尔施特劳斯水设备有限公司青岛266100

温室冬季高效除湿需求已经成为制约中国温室产业高质量发展的技术难题之一。为了提高温室用冷冻除湿系统中亲水翅片管蒸发器的热湿传递性能,该研究建立了低温高湿工况下平翅片、带涡产生器平翅片、波纹翅片、开缝翅片4种亲水翅片管蒸发... 详细信息

温室冬季高效除湿需求已经成为制约中国温室产业高质量发展的技术难题之一。为了提高温室用冷冻除湿系统中亲水翅片管蒸发器的热湿传递性能,该研究建立了低温高湿工况下平翅片、带涡产生器平翅片、波纹翅片、开缝翅片4种亲水翅片管蒸发器空气侧的数值传热模型,采用蒸发器的换热量Q、努塞尔特数Nu、摩擦因子f、单位翅片面积析湿量和强化传热因子JF等评价参数,对比分析了低温高湿工况下4种亲水翅片管蒸发器空气侧热湿传递性能。结果表明,与平翅片相比,带涡产生器平翅片、波纹翅片、开缝翅片空气侧的Nu、Q和f均高于平翅片,且开缝翅片的Q和f在相同条件下均最大;4种翅片的f随入口风速的增大而大幅度减小,而相对湿度对f的影响较小;单位翅片面积析湿量均随入口风速和相对湿度的增大而增大,波纹翅片的除湿能力最优;在入口风速1~4 m/s和相对湿度80%~95%条件下,波纹翅片管蒸发器的JF因子平均值最大,其热性能最优;在冬季寒冷地区低温高湿的温室中,推荐选用波纹亲水翅片管蒸发器对温室内空气进行除湿。该研究可为温室低温高湿环境下除湿系统用亲水翅片管蒸发器的设计与应用提供参考。

关键词：温室数值分析蒸发器除湿热湿传递性能

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基于峰值感知和多尺度约束的加权引导滤波器

浙江大学学报（工学版） 2024年第10期58卷 2053-2061页

作者：张全刘海忠兰州交通大学数理学院甘肃兰州730070

引导图像滤波无法保留锐利边缘,导致平滑图像出现结构过度模糊问题,为此提出新的加权引导图像滤波器.利用峰值感知加权提取图像的边缘和结构信息,通过多尺度约束提高所提滤波器的鲁棒性.基于图像方差信息将滤波损失函数的正则化项系数... 详细信息

引导图像滤波无法保留锐利边缘,导致平滑图像出现结构过度模糊问题,为此提出新的加权引导图像滤波器.利用峰值感知加权提取图像的边缘和结构信息,通过多尺度约束提高所提滤波器的鲁棒性.基于图像方差信息将滤波损失函数的正则化项系数改进为自适应式.边缘感知平滑、图像细节增强、纹理去除平滑以及图像去噪领域的应用实验结果表明,所提滤波器在视觉效果、峰值信噪比以及结构相似度上均优于参与对比的引导图像滤波器.与边缘感知平滑实验中次优滤波器的峰值信噪比和结构相似度相比,所提滤波器的峰值信噪比平均高2.62 dB,结构相似度平均高0.0286.

关键词：引导滤波器图像平滑峰值感知多尺度约束边缘保持