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膨胀应力作用下复合顶板巷道围岩支护研究

采矿与岩层控制工程学报 2024年第2期6卷 58-71页

作者：李宏儒吕华文乔军苏波史久林崔锋中煤科工开采研究院有限公司充填开采工程技术部北京100013

针对澄合矿区复合顶板管理难度大,巷道支护困难,严重制约矿井安全开采这一问题,以山阳煤矿5号煤层1501回风巷为工程背景,对复合顶板软岩巷道的破坏机理及支护问题展开了研究。首先通过物理力学试验,得到顶板各岩层的物理参数,然后采用... 详细信息

针对澄合矿区复合顶板管理难度大,巷道支护困难,严重制约矿井安全开采这一问题,以山阳煤矿5号煤层1501回风巷为工程背景,对复合顶板软岩巷道的破坏机理及支护问题展开了研究。首先通过物理力学试验,得到顶板各岩层的物理参数,然后采用现场实测和理论分析的方法,分析复合顶板的应力分布特征,从而构建山阳煤矿巷道的复合顶板力学模型,最后运用数值模拟和现场实测的方法验证支护方案的可行性。研究结果表明,矿井复合顶板上部砂质泥岩为膨胀岩,最大膨胀率为42.3%,最大膨胀应力为198.2k Pa;中粒砂岩层K4为关键岩层;提出的顶板采用全锚索支护,巷帮采用金属网+钢带+锚杆支护的支护方案,经过数值模拟和现场实测的验证,该方案可满足现场生产需求。研究成果可为类似地质条件的巷道支护提供参考。

关键词：膨胀应力复合顶板围岩变形巷道支护

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城轨交通接触网悬挂状态智能检测算法及应用

中国铁路 2024年第2期 161-167页

作者：陈茹北京鼎汉检测技术有限公司成都分公司技术部四川成都610000

通过高清成像对接触网悬挂状态进行检测,及时发现零部件松脱卡磨断等缺陷问题并维修,是保障城轨交通接触网系统安全运行的重要手段。采用YOLOV4的最小版本YOLOV4-tiny作为检测算法的基础模型,将原有Dropout层去掉,将上层特征直接经过卷... 详细信息

通过高清成像对接触网悬挂状态进行检测,及时发现零部件松脱卡磨断等缺陷问题并维修,是保障城轨交通接触网系统安全运行的重要手段。采用YOLOV4的最小版本YOLOV4-tiny作为检测算法的基础模型,将原有Dropout层去掉,将上层特征直接经过卷积层后输入到下层卷积层,并加入Mosaic数据增强方式提高算法的泛化性,同时将原有Leaky-Relu函数替换为更加平滑的Mish函数。接触网缺陷定位的流程为:根据改进后的YOLOv4-tiny算法训练得到零部件区域定位模型,用于定位零部件的位置;再根据改进后的YOLOv4-tiny算法训练得到缺陷识别模型,用于判断该零部件是否有缺陷,并给出缺陷的具体位置和缺陷类别。实际应用表明:该算法能准确、快速定位零部件缺陷位置,并给出缺陷类型,总精度达90%以上,大大地降低了检测耗时与成本,并保障了作业人员安全。

关键词：城轨交通接触网悬挂状态智能检测 YOLOV4-tiny 深度学习缺陷检测

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基于CiteSpace的露天矿爆破技术知识演化和趋势分析

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爆破 2024年第1期41卷 210-220页

作者：周玉祥韩心宇赵玉郭立华周佳峥辽宁工程技术大学矿业学院阜新123000 华硕智慧科技(北京)有限公司技术部北京102206

为了研究露天矿爆破技术的发展轨迹和热点变化规律,在中国学术期刊出版总库(CNKI)中选取“露天矿”并含“爆破”检索条件,获得1116篇有效期刊文献作为样本。通过利用CNKI的文献可视化分析报告和CiteSpace这一可视化知识图谱工具,对我国... 详细信息

为了研究露天矿爆破技术的发展轨迹和热点变化规律,在中国学术期刊出版总库(CNKI)中选取“露天矿”并含“爆破”检索条件,获得1116篇有效期刊文献作为样本。通过利用CNKI的文献可视化分析报告和CiteSpace这一可视化知识图谱工具,对我国露天矿爆破研究领域的发展现状、分布特征、研究热点和前沿趋势进行了全面而深入的研究和分析。研究表明:露天矿爆破研究主要分为:(1)露天矿爆破理论的确立和发展阶段(2010年前)、(2)现代技术运用和创新阶段(2010—2015年)、(3)绿色智能精细化发展阶段(2015年至今)3个阶段;学科分布主要是矿业工程和工业通用技术与设备;发文期刊主要是《爆破》、《工程爆破》以及其他矿业工程领域的期刊;研究作者及机构主要是矿业相关高等学校教师以及企业、研究院研究人员;研究主题主要包括爆破工艺过程中的爆破设计软件开发与应用,孔网参数、炸药单耗、装药结构等爆破参数优化,深孔爆破、台阶爆破、抛掷爆破、预裂爆破等爆破方式,爆破振动的控制与监测,数值模拟、人工智能算法的应用,爆破质量原因分析及爆破效果评价。未来的露天矿爆破将继续朝着自动化、智能化、精确化和环境友好化的方向发展,通过技术创新和多学科融合,为矿山行业提供更高效、安全、可持续的爆破解决方案。

关键词：露天矿爆破 CiteSpace 知识图谱中国知网(CNKI)

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多飞行状态倾转旋翼气动优化设计

航空学报 2024年第9期45卷 189-200页

作者：王宗辉杨云军赵弘睿王雪晨中国航天空气动力技术研究院第一研究所北京100074 航天彩虹无人机股份有限公司无人机总体技术部北京100074

基于动量叶素理论建立了涵盖悬停、倾斜前飞和高速巡航多飞行状态倾转旋翼气动性能计算模型,将计算模型配合NSGA-II多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ),以倾转旋翼悬停、倾斜前飞和高速巡航飞行效率为优化目标,桨叶翼型展向分布、弦长和扭转角等... 详细信息

基于动量叶素理论建立了涵盖悬停、倾斜前飞和高速巡航多飞行状态倾转旋翼气动性能计算模型,将计算模型配合NSGA-II多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ),以倾转旋翼悬停、倾斜前飞和高速巡航飞行效率为优化目标,桨叶翼型展向分布、弦长和扭转角等参数为优化变量,设计了一款倾转旋翼。采用由经典的分离涡模拟方法(DES)改进得到的延迟分离涡模拟方法(DDES)对旋翼流场进行模拟仿真,捕获了较高精度的流场尾迹,分析了倾转旋翼流场的诱导速度分布,同时验证了动量叶素理论计算模型具有较高准确性和可信度。计算结果表明,同样飞行工况下,相较于原参考倾转旋翼模型,悬停效率从71.78%提高到75.34%,巡航效率从62.93%提高到71.32%。

关键词：倾转旋翼动量叶素理论 NSGA-II算法飞行效率延迟分离涡模拟

基于改进Faster R-CNN的域自适应红外目标检测方法

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计算机工程与设计 2024年第10期 2994-3001页

作者：齐兴斌赵丽耿海军郭小英田涛山西大学自动化与软件学院北京师韵创培科技有限公司技术部

为充分利用当前大量注释的RGB图像数据提高热红外图像的目标检测性能，提出一种基于深度学习模型的无监督域自适应(UDA)方法。对Faster RCNN骨干网络进行改进，增强感受野表征能力，优化目标框的正负样本不平衡问题和回归机制。为解决从... 详细信息

为充分利用当前大量注释的RGB图像数据提高热红外图像的目标检测性能，提出一种基于深度学习模型的无监督域自适应(UDA)方法。对Faster RCNN骨干网络进行改进，增强感受野表征能力，优化目标框的正负样本不平衡问题和回归机制。为解决从RGB域到红外域迁移过程中不同层面的域偏移问题，在改进Faster RCNN架构的不同网络层和不同阶段引入图像级和实例级特征分布对齐。实验结果表明，在多光谱公开数据集KAIST和FLIR-ADAS上，所提UDA方法分别实现了73.35%和77.66%的全类平均精度(mAP结果),显著提高了恶劣照明条件下的目标检测性能。

关键词：红外图像目标检测骨干网络无监督域自适应域偏移感受野域迁移

基于双光栅和柱透镜的高分辨率近红外微型光谱仪

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1144-1150页

作者：吴婧仪周哲海赵爽闵昆龙李慧宇北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京航天测控技术有限公司北京100041

因为便携、低成本、集成化等优势,微型光谱仪已经成为光谱仪技术发展的重要趋势,其中工作波段在近红外的微型光谱仪,在光纤传感和解调、光纤通信等领域有着非常广泛的应用。但目前的近红外微型光谱仪普遍存在分辨率低、成本高、体积大... 详细信息

因为便携、低成本、集成化等优势,微型光谱仪已经成为光谱仪技术发展的重要趋势,其中工作波段在近红外的微型光谱仪,在光纤传感和解调、光纤通信等领域有着非常广泛的应用。但目前的近红外微型光谱仪普遍存在分辨率低、成本高、体积大不便于携带等问题,为此,提出了一种独特的基于双光栅和柱透镜的微型光谱仪结构,开展了理论和实验研究。相对于传统的微型光谱仪结构,新的设计主要有三个特征:使用光纤代替入射狭缝,以减少光能损失;采用双光栅将光束进行二次衍射;使用柱透镜以改变线阵CCD阵列表面的成像尺寸。首先,利用Zemax软件进行了光学设计和仿真分析,光谱范围为1525~1570 nm,光学系统结构在66 mm×40 mm×24 mm的体积范围内,光谱分辨率理论上达到0.2 nm,比未加柱透镜的结构提升了2.5倍。然后,根据理论分析,选购了合适的光电器件进行了系统封装,与匹配的电路模块结合,实现了微型光谱仪的光谱检测功能。光谱仪的光学系统安装在66 mm×40 mm×30 mm的体积范围内,实际测量的光谱分辨率为0.215 nm,与理论结果较为吻合。进一步地,搭建了一套基于该微型光谱仪的光纤光栅温度传感测量系统,该微型光谱仪作为信号解调仪,选择了四个中心波长分别为1534、1538、1542和1545 nm的光纤光栅作为传感器,温度在0~50℃范围内以1℃为间隔连续变化,最终实现了温度实时测量和信号解调,系统温度灵敏度分别达到9.58、9.68、9.69和9.6 pm·℃^(-1),验证了该微型光谱仪的高分辨率和高可靠性。研制的微型光谱仪的子组件可以固定在外壳上,系统内部无可移动元器件,体积小、分辨率高、稳定性好,可应用于其他诸如物质浓度分析、传感信号测量等需要高分辨光谱分析的场合。

关键词：微型光谱仪双光栅柱透镜高分辨率近红外波段

数值模拟φ(CO)∶φ(H_(2))对直接还原竖炉反应过程的影响

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钢铁 2024年第1期59卷 34-40,57页

作者：田旭周恒黄健蔡皓宇寇明银吴胜利北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 北京科技大学自动化学院北京100083 北京建龙重工集团有限公司炼铁技术部北京100070

随着制氢技术的发展,气基直接还原竖炉使用绿色H_(2)作为还原剂进行生产变得可行。在诸多非高炉炼铁技术中,富氢直接还原竖炉工艺有望解决传统高炉长流程工艺CO_(2)排放高的问题。但富氢直接还原竖炉面临的共性问题是还原煤气中H_(2)体... 详细信息

随着制氢技术的发展,气基直接还原竖炉使用绿色H_(2)作为还原剂进行生产变得可行。在诸多非高炉炼铁技术中,富氢直接还原竖炉工艺有望解决传统高炉长流程工艺CO_(2)排放高的问题。但富氢直接还原竖炉面临的共性问题是还原煤气中H_(2)体积分数过高时还原吸热导致炉内热量不足,从而影响煤气利用率和金属化率。如何调整还原煤气φ(CO)∶φ(H_(2)),使CO还原过程释放热量来弥补H_(2)还原吸收的热量,并配合其他操作参数及炉型结构的优化,实现充分利用还原煤气中物理能与化学能,从而提高煤气利用率及金属化率,成为富氢直接还原竖炉亟需解决的问题。建立了富氢直接还原竖炉二维CFD数学模型,考察还原煤气中φ(CO)∶φ(H_(2))对竖炉内温度场、浓度场分布的影响规律。数学模型的正确性通过与实际工厂数据对比得以验证。模拟结果显示,当还原煤气中H_(2)体积分数上升时,竖炉内温度整体持续下降。随着还原煤气中H_(2)体积分数逐渐升高,H_(2)利用系数逐渐下降、CO利用系数缓慢增长,煤气综合利用系数呈现先上升后下降的趋势,当H_(2)体积分数为60%时,综合利用系数达到最高,为0.28。随着H_(2)体积分数的升高,竖炉出口铁摩尔分数呈现先上升后下降的趋势,当H_(2)体积分数为40%~50%时,铁摩尔分数最高可达95.67%。实际生产过程中,还原煤气中φ(CO)∶φ(H_(2))维持在40%∶60%左右可获得较高的煤气利用率及产品金属化率。

关键词：富氢直接还原竖炉 φ(CO)∶φ(H_(2)) 反应过程数值模拟煤气利用率

热等静压对激光选区熔化成形GH4169合金组织与高温性能的影响

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航空材料学报 2024年第1期44卷 84-92页

作者：赵海生房立家刘欢窦开沁中国航发北京航空材料研究院焊接与塑性成形研究所北京100095 航发优材(镇江)增材制造有限公司技术部江苏镇江212132

GH4169合金通常于高温环境下服役,增材制造的GH4169合金高温性能往往低于锻件标准,影响其服役安全性,有必要通过热处理手段提高其安全性。采用激光选区熔化技术(SLM)制备GH4169合金,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能... 详细信息

GH4169合金通常于高温环境下服役,增材制造的GH4169合金高温性能往往低于锻件标准,影响其服役安全性,有必要通过热处理手段提高其安全性。采用激光选区熔化技术(SLM)制备GH4169合金,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等表征手段,探究热等静压热处理工艺对SLM成形GH4169合金微观组织、高温拉伸性能和高温持久性能的影响。结果表明:与常规热处理工艺相比,经过热等静压处理后的GH4169合金晶粒为等轴晶,气孔基本消失,Laves相基本消失,短棒状δ相在晶界处更加连续,颗粒状γ''相在晶粒内部大量析出,晶粒得到明显细化。热等静压处理后GH4169合金在扫描方向与沉积方向上的650℃抗拉强度分别为1053 MPa和1051 MPa,断后伸长率分别为8.6%和8.5%;高温持久时间分别为1620 min和2065 min,高温持久时间分别提升了90倍和30倍。高温抗拉强度和高温持久时间均高于锻件的性能指标,断后伸长率尚未超过锻件标准。

关键词：激光选区熔化成形 GH4169 热等静压组织演变高温性能

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不同商业批次花生的黄曲霉毒素水平模拟研究

核农学报 2024年第2期38卷 336-344页

作者：陈尤佳 Panagiota H Tsatsos 张嘉玲 Haydu K Robert 玛氏箭牌有限公司全球科学与技术部北京101407 玛氏箭牌有限公司全球科学与技术部伊利诺伊芝加哥60642 玛氏箭牌糖果(中国)有限公司商务部广东广州510623 玛氏箭牌有限公司全球质量与食品安全部伊利诺伊芝加哥60642

为准确获知花生贸易中商业批次的黄曲霉毒素水平,本研究通过模拟应用联合国粮食及农业组织(FAO)的农业品类真菌毒素取样模型,以脱壳整粒花生批次为模拟对象,在中国、日本法规限值下,分别设置实验室样品数目、实验室样品量和接受/拒绝限... 详细信息

为准确获知花生贸易中商业批次的黄曲霉毒素水平,本研究通过模拟应用联合国粮食及农业组织(FAO)的农业品类真菌毒素取样模型,以脱壳整粒花生批次为模拟对象,在中国、日本法规限值下,分别设置实验室样品数目、实验室样品量和接受/拒绝限值,模拟每种组合超出法规限值的接收/放行概率。结果表明,在常规黄曲霉毒素风险的产季/产地下,批次能够满足>90%概率符合中国国标和日本法规的取样方案分别为:设置接受/拒绝限值为黄曲霉毒素B15~10 ng·g^(-1),实验室样品数目和样品量分别为2~3个、5~10 kg;设置接受/拒绝限值为黄曲霉毒素总量5 ng·g^(-1),实验室样品数目和样品量分别为3个、10 kg。推荐在以下3种高风险或风险不确定情景下应用此模型制订升级取样方案、调整接收限值、增强采购/销售信心:黄曲霉毒素高风险产季/产地采购;新开发的供应商/采购区域;批次超标预警时对新批次的放行,以免连续超标。本研究结果为中国花生加工/贸易企业提供了科学取样方案,进而为保障食品安全、保护企业经济利益提供了理论参考。

关键词：花生黄曲霉毒素取样模拟