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Ⅱ型截面双层组合梁摩擦型螺栓连接节点弯矩分配系数

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中国铁道科学 2024年第2期45卷 59-71页

作者：李盛贾云翔郭铮吕文达于本田李林兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 中铁第一勘察设计集团有限公司甘肃兰州730030

为探究Ⅱ型截面双层组合梁摩擦型螺栓连接节点翼缘和腹板的弯矩比,通过对3种腹板螺栓布置形式的Ⅱ型截面双层组合梁连接节点接触面滑移特征和力学传递机理的分析,进行Ⅱ型截面组合梁螺栓连接节点弯矩分配系数研究。结果表明:组合梁摩擦... 详细信息

为探究Ⅱ型截面双层组合梁摩擦型螺栓连接节点翼缘和腹板的弯矩比,通过对3种腹板螺栓布置形式的Ⅱ型截面双层组合梁连接节点接触面滑移特征和力学传递机理的分析,进行Ⅱ型截面组合梁螺栓连接节点弯矩分配系数研究。结果表明:组合梁摩擦型螺栓连接节点滑移和力学传力过程可分为翼缘外接触面未完全滑移和完全滑移以及翼缘内接触面完全滑移3个阶段;组合梁摩擦型螺栓连接节点接触面承担弯矩与无连接板截面弯矩之和等于该梁截面处的理论弯矩,腹板接触面承担的弯矩主要由其上的水平摩擦力承担;摩擦型螺栓连接节点接触面上的摩擦力随节点滑移而重新分配,腹板螺栓布置形式对连接节点弯矩分配系数影响明显;根据推出的组合梁摩擦型螺栓连接节点的弯矩分配系数计算式所得结果与数值模拟结果吻合良好,最大误差为7.13%,该计算可用于优化螺栓连接设计。

关键词： Ⅱ型截面双层组合梁摩擦型螺栓连接节点滑移弯矩分配系数

基于TT-Tucker分解的无预训练LC卷积神经网络压缩方法

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 29-38页

作者：刘微容张志强张宁孟家豪张敏刘婕兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050

张量训练(TT)分解和Tucker分解是两种有效的卷积神经网络压缩方法。然而,TT和Tucker分解分别面临空间结构信息丢失与计算复杂度高等问题。为解决上述问题,文中考虑了网络结构的信息保留率和资源占用情况,采用学习-压缩(LC)算法的约束型... 详细信息

张量训练(TT)分解和Tucker分解是两种有效的卷积神经网络压缩方法。然而,TT和Tucker分解分别面临空间结构信息丢失与计算复杂度高等问题。为解决上述问题,文中考虑了网络结构的信息保留率和资源占用情况,采用学习-压缩(LC)算法的约束型压缩框架,提出了一种基于TT-Tucker分解的无预训练LC卷积神经网络压缩方法(TTLC)。TT-LC方法包括学习步骤和压缩步骤两个部分。学习步骤不需要预训练过程,采用了指数循环学习率方法以提高训练准确率。而在压缩步骤,文中根据TT和Tucker分解的优点以及贝叶斯规则选取全局最优秩的特性,运用经验变分贝叶斯矩阵分解(EVBMF)和贝叶斯优化(BayesOpt)选出合理的秩以指导张量分解,采用TT-LC方法压缩训练后的模型。TT-LC方法既降低了空间结构信息丢失率和计算复杂度,又解决了张量的秩选取不合理导致模型准确率显著下降的问题,可实现模型的双重贝叶斯选秩和双重压缩,获得最优的压缩模型。最后,采用ResNets和VGG网络在CIFAR10与CIFAR100数据集上进行实验。结果表明:对于ResNet32网络,相比于基准方法,文中方法在准确率为92.22%的情况下,获得了69.6%的参数量压缩率和66.7%的浮点计算量压缩率。

关键词：卷积神经网络网络压缩张量分解贝叶斯优化约束型压缩

改进秃鹰搜索和K均值混合迭代的点云简化算法

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西安交通大学学报 2024年第2期58卷 172-183页

作者：牛宏侠李富丽兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 兰州交通大学甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室兰州730070 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室兰州730070

针对激光雷达的固有特性和复杂环境易造成点云噪声和冗余点云,以及传统点云简化算法忽略了点云固有特征等问题,提出了一种基于改进秃鹰搜索和K均值聚类(KMC)混合迭代的点云简化算法(IBESSA)。首先,通过秃鹰搜索(BES)算法迭代阶段的竞争... 详细信息

针对激光雷达的固有特性和复杂环境易造成点云噪声和冗余点云,以及传统点云简化算法忽略了点云固有特征等问题,提出了一种基于改进秃鹰搜索和K均值聚类(KMC)混合迭代的点云简化算法(IBESSA)。首先,通过秃鹰搜索(BES)算法迭代阶段的竞争融合(CFBES),提高其收敛速度和优化精度;其次,通过CFBES和KMC算法的混合迭代,实现了点云数据的聚类;然后,在k近邻(k-NN)实现点云簇密度估计的基础上,结合香农熵实现点云信息量化;最后,删除信息量化值小于阈值的聚类簇,完成点云数据简化。使用UCI国际标准数据集和斯坦福点云数据集分别对CFBES-KMC算法的聚类效果及点云的简化效果进行验证,结果表明:与改进飞蛾扑火的K均值交叉迭代、K-means++、模糊C均值聚类算法的聚类效果相比,CFBES-KMC算法的聚类准确率分别提高了1.02%、12.31%、14.72%;在斯坦福点云数据集上,IBESSA算法在有效滤除冗余点云的基础上保留了原本点云的细节和形状特征,不失为一种高效的点云简化算法。

关键词：秃鹰搜索算法竞争融合 K均值聚类混合迭代香农熵点云简化

沸石咪唑酯骨架-8的制备及其对刚果红的吸附性能

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纺织学报 2024年第7期45卷 140-149页

作者：杨亮孔韩韩李韦霖祁小芬张天芸王雪梅李文全兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050 兰州三毛实业有限公司甘肃兰州730316

为制备印染废水的吸附材料,以六水合硝酸锌和2-甲基咪唑为原材料,以去离子水作溶剂,采用水溶剂法制备沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)材料。借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪等探究ZIF-8材料的结构,测试其对阴离子刚果红染料的吸... 详细信息

为制备印染废水的吸附材料,以六水合硝酸锌和2-甲基咪唑为原材料,以去离子水作溶剂,采用水溶剂法制备沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)材料。借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪等探究ZIF-8材料的结构,测试其对阴离子刚果红染料的吸附性能,并分析其吸附机制。结果表明:ZIF-8颗粒大小均匀,表面光滑,呈多面体结构;其热裂解温度为258℃,具有良好的热稳定性;ZIF-8对刚果红的吸附更符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型,即以化学吸附为主且吸附位点等效;吸附过程为自发进行的放热反应,低温有利于吸附;在温度为20℃、pH值为7的条件下,ZIF-8对95 mg/L的刚果红溶液的吸附效果最佳,吸附量可达671.41 mg/g。

关键词：沸石咪唑酯骨架-8 刚果红阴离子染料印染废水废水处理吸附性能吸附机制

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5A发射电流空心阴极热特性模拟分析

国防科技大学学报 2024年第5期46卷 159-167页

作者：代鹏孙明明耿海谷增杰王东升兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点试验室甘肃兰州730000

采用有限元分析方法,建立了国产5 A空心阴极的热仿真模型,并进行了模型校验和典型工况下的温度场分析。结果显示:模型能够较好地反映空心阴极内部的能量传动过程,温度的仿真结果与试验比对误差小于5%;加热电流是造成空心阴极温度差异的... 详细信息

采用有限元分析方法,建立了国产5 A空心阴极的热仿真模型,并进行了模型校验和典型工况下的温度场分析。结果显示:模型能够较好地反映空心阴极内部的能量传动过程,温度的仿真结果与试验比对误差小于5%;加热电流是造成空心阴极温度差异的主要原因;环境温度主要影响着空心阴极的外部部件温度,并且在太阳辐照影响时的高温环境更有利于推力器的启动;空心阴极加热且处于自持放电状态时,发射体温度在环境温度0℃和94℃下分别达到2 122℃和2 126℃,已接近发射体材料的耐温极限,因此空心阴极必须避免此极端使用工况。

关键词：离子推力器空心阴极典型工况热特性分析

含运动副间隙的6-RSS并联机器人弹性动力学建模与分析

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计算机集成制造系统 2024年第5期30卷 1810-1822页

作者：王林军徐博郑敏朱宗孝张东兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学西部能源与环境研究中心甘肃兰州730050

为了提高空间六自由度并联机器人动力学模型的精度,以6-RSS并联机器人(R:转动副,S:球面副)为研究对象,提出一种将支链弹性变形和运动副间隙随机变化相结合的动力学建模方法。首先,根据几何结构与初始状态,开展理想条件下的运动学分析。... 详细信息

为了提高空间六自由度并联机器人动力学模型的精度,以6-RSS并联机器人(R:转动副,S:球面副)为研究对象,提出一种将支链弹性变形和运动副间隙随机变化相结合的动力学建模方法。首先,根据几何结构与初始状态,开展理想条件下的运动学分析。利用数理统计原理和符号函数建立含间隙的转动副与球面副运动学模型,进而计算杆件虚长度和各个运动副处的碰撞接触力。然后,将相关参数结合到弹性动力学模型中,建立含运动副间隙的6-RSS并联机器人弹性动力学模型。最后,分析不同状态下支链弹性变形和运动副间隙各自产生误差的原因以及两者综合产生误差的原因。结果表明:改进后的动力学建模方法充分考虑了支链弹性变形和运动副间隙的耦合性与瞬时性,较其他动力学建模方法更加精确。

关键词：并联机器人运动副间隙广义碰撞力弹性动力学杆件虚长度

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公路桥梁物化阶段环境影响货币化分析

铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 1222-1231页

作者：王琳谢雨蕾李晓钟兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

为科学定量地评估公路桥梁物化阶段环境影响,并明确降低桥梁工程负面环境影响的关键着力点,基于生命周期评价方法引入支付意愿理论建立公路桥梁物化阶段环境影响货币化分析模型,将环境影响评价结果统一到经济维度,使其兼具环境和经济含... 详细信息

为科学定量地评估公路桥梁物化阶段环境影响,并明确降低桥梁工程负面环境影响的关键着力点,基于生命周期评价方法引入支付意愿理论建立公路桥梁物化阶段环境影响货币化分析模型,将环境影响评价结果统一到经济维度,使其兼具环境和经济含义。应用该模型对渝湘高速五布河特大桥进行分析,从时间和空间2个维度出发研究桥梁基础结构、下部结构、上部结构和桥面系4个部分环境影响值分布特征,并采用MATLAB软件开展蒙特卡洛模拟,对各具体施工环节环境影响值进行不确定性分析。研究结果表明:桥梁材料生产阶段是物化阶段环境影响控制的重点,该阶段各影响类型中由于全球变暖造成的环境影响尤为明显。基础、下部和上部结构在材料生产阶段的环境影响值自下而上呈递增趋势,在施工建造阶段呈递减趋势。打桩钻孔机械、起重及垂直运输机械和泵类机械被确定为关键机械类型,是施工建造阶段环境影响值的主要贡献来源。桥墩-混凝土和主梁-混凝土2个施工环节的总体不确定度最大,以变异系数作为衡量指标,钢筋施工环节总环境影响不确定度小于混凝土施工环节,各环节总环境影响不确定度小于各类环境影响不确定度。研究结果符合工程实际,验证了模型的适用性,可为公路桥梁环境影响评价工作提供科学依据和有益参考。

关键词：桥梁工程生命周期理论支付意愿理论环境影响蒙特卡洛模拟

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多尺度特征融合的铁轨异物入侵检测研究

西安交通大学学报 2024年第9期58卷 139-153页

作者：王楠侯涛牛宏侠兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070

针对铁路轨道异物检测中不同尺度异物目标的检测易受复杂环境的影响,导致出现检测精度低及检测速度慢等问题,提出一种多尺度特征融合的铁轨异物检测(RMF-YOLO)算法。首先,设计并引入改进的卷积注意力模块(ICBAM),结合YOLOv7特征提取网络... 详细信息

针对铁路轨道异物检测中不同尺度异物目标的检测易受复杂环境的影响,导致出现检测精度低及检测速度慢等问题,提出一种多尺度特征融合的铁轨异物检测(RMF-YOLO)算法。首先,设计并引入改进的卷积注意力模块(ICBAM),结合YOLOv7特征提取网络,以增强复杂场景下的特征提取能力。其次,在所有高效层聚合网络模块中采用GhostConv替代普通卷积层,以降低计算复杂度,提高特征输出效率;设计一种改进的加权双向特征金字塔网络N-BiFPN结构,加强多尺度特征融合能力,平衡不同层级特征信息,提高多尺度检测能力。最后,为进一步提升检测精度,采用WIoU损失函数结合动态非单调聚集机制,有效应对低质量锚框产生的梯度,提高模型对不同尺度异物检测的整体性能。实验结果表明:在自制的铁轨异物数据集上,RMF-YOLO算法减少了原网络模型的参数量,有效提升了模型的检测精度与检测速度,改善了漏检与误检问题,平均精度提升了5.5%,检测速度提升了5.88%,计算量减少了12.25%,能满足铁轨入侵异物检测中对检测精度和实时性的需求。

关键词：铁轨异物检测特征融合多尺度 YOLOv7 损失函数

自适应窗口旋转优化短时傅里叶变换的变转速滚动轴承故障诊断

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振动工程学报 2024年第6期37卷 1064-1076页

作者：赵一楠剡昌锋孟佳东王宗刚王慧滨吴黎晓兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050 兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070 河西学院物理与机电工程学院甘肃张掖734000 漳州卫生职业学院医学技术学院福建漳州363000

针对短时傅里叶变换(STFT)中固定窗效应所导致的能量集中度不高的问题,提出了一种自适应窗口旋转优化短时傅里叶变换(AWROSTFT)的变转速滚动轴承故障诊断方法。通过变分模态分解(VMD)对原始振动信号进行降噪,并利用粒子群优化算法(PSO)... 详细信息

针对短时傅里叶变换(STFT)中固定窗效应所导致的能量集中度不高的问题,提出了一种自适应窗口旋转优化短时傅里叶变换(AWROSTFT)的变转速滚动轴承故障诊断方法。通过变分模态分解(VMD)对原始振动信号进行降噪,并利用粒子群优化算法(PSO)解决了VMD参数选择困难的问题;利用切线思想对STFT中水平窗口自适应匹配一系列的旋转算子,使得窗口旋转方向接近甚至等于瞬时调频率,提高了时频表示的能量集中度;计算出谱峰检测法提取到的瞬时频率与转频的平均比值,将得到的结果与轴承的故障特征系数进行匹配,以此实现变转速工况下滚动轴承的故障诊断。仿真和实验的结果都表明,本文所提方法能够兼顾PSO-VMD和AWROST-FT的优势,通过切线思想自适应的旋转窗口使得信号与窗函数在全局上的夹角都为零,从而达到提高能量集中度和锐化时频脊线的目的,实现了变转速工况下滚动轴承的故障诊断。

关键词：故障诊断时频分析自适应窗口旋转优化短时傅里叶变换变分模态分解变转速