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木-混凝土螺栓连接力学性能试验及承载力计算模型

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湖南大学学报(自然科学版) 2025年第1期52卷 34-48页

作者：熊海贝武喆欧阳禄王治方陈佳炜同济大学土木工程学院上海200092 南京林业大学土木工程学院江苏南京210037

连接节点的设计是保证木-混凝土混合结构中两种材料协同工作的基础.为研究常用工程木-混凝土螺栓连接节点的力学性能及破坏模式,分别选用正交胶合木(Crosslaminated timber,CLT)-混凝土螺栓连接和云杉-松木-冷杉(Spruce Pine Fir,SPF)... 详细信息

连接节点的设计是保证木-混凝土混合结构中两种材料协同工作的基础.为研究常用工程木-混凝土螺栓连接节点的力学性能及破坏模式,分别选用正交胶合木(Crosslaminated timber,CLT)-混凝土螺栓连接和云杉-松木-冷杉(Spruce Pine Fir,SPF)规格材-混凝土螺栓连接作为试验对象,设计了27组单调加载试验和低周往复加载试验,归纳并对比了两类木-混凝土螺栓连接的典型破坏模式.结果表明:木-混凝土螺栓连接节点承载力大小与螺栓屈服模式相关,CLT-混凝土螺栓连接相较于SPF-混凝土螺栓连接更易发生双铰破坏,且CLT-混凝土螺栓连接具有更好的延性.基于对两类连接力学性能差异的影响机理分析,考虑钢垫板对承载力的影响,并引入CLT等效截面,提出了木-混凝土螺栓连接的承载力力学模型.计算结果与试验结果对比的平均误差为12.18%,表明计算值与试验值吻合良好,可为木-混凝土螺栓连接的设计与应用提供参考.

关键词：木-混凝土混合结构螺栓连接破坏模式力学性能计算模型

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基于无人机自发流场的散热流道设计

机械设计与研究 2025年第01期 20-24+29页

作者：陈俊逸杨旺嗣易恒郭铁铮南京工程学院

为提高四旋翼无人机平台机载计算机的散热效率，使用机载计算机树莓派4B的散热问题作为实例，设计了一种用于引导气流散热的流道，通过对其的仿真与实验分析，提出了相应的优化措施。结果表明：在充分使用无人机自发流场的情况下，机载... 详细信息

为提高四旋翼无人机平台机载计算机的散热效率，使用机载计算机树莓派4B的散热问题作为实例，设计了一种用于引导气流散热的流道，通过对其的仿真与实验分析，提出了相应的优化措施。结果表明：在充分使用无人机自发流场的情况下，机载计算机运行在最高功率时，CPU温度较自然对流散热方案可降低30%以上，仿真结果与现场环境无人机测试结果吻合。提出的基于无人机自发流场的散热方案具有轻量化、高效率的特点，对于无人机散热方案设计与选择有良好的借鉴意义。

关键词：流体力学散热无人机(UAV) 优化设计

基于PSO-HT算法的桥梁振型车辆扫描识别研究

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应用基础与工程科学学报 2025年第1期33卷 1-11页

作者：史康杨永斌莫向前赵永帅重庆大学土木工程学院中南大学土木工程学院

受阻尼影响，采用车辆或接触点响应识别的桥梁振型往往会发生扭曲，影响了振型识别的精度.为此，提出了一种基于粒子群优化(Particle swarm optimization, PSO)与希尔伯特变换(Hilbert transform, HT)相结合的PSO-HT算法，该算法不仅实... 详细信息

受阻尼影响，采用车辆或接触点响应识别的桥梁振型往往会发生扭曲，影响了振型识别的精度.为此，提出了一种基于粒子群优化(Particle swarm optimization, PSO)与希尔伯特变换(Hilbert transform, HT)相结合的PSO-HT算法，该算法不仅实现了桥梁频率、阻尼比和振型的同步自动识别，还剔除了阻尼对振型识别的干扰.首先，推导了考虑桥梁阻尼影响下移动车辆经过简支梁桥的闭合解；其次，通过剖析车辆和接触点响应中频率组成成分并结合PSO和HT算法，提出了PSO-HT算法的理论背景，给出了该算法的具体实施步骤；随后，选取典型算法和有限元法验证了理论推导和PSO-HT算法的正确性；最后，选择路面粗糙度、车辆运行速度与桥梁阻尼作为核心影响因素开展参数化分析，验证PSO-HT算法的可靠性与鲁棒性.研究结果表明，闭合解与数值解吻合较好，验证了理论推导的可靠性.PSO-HT算法能准确提取桥梁的前几阶频率与阻尼比，且能较好地消除阻尼比对振型识别的影响.路面粗糙度尽管对振型识别的高阶振型有一定影响，但对低阶振型影响较小；相对而言，车辆运行速度与桥梁阻尼对PSO-HT算法影响有限，展示了算法具有较强的鲁棒性.该研究成果为车辆扫描法识别桥梁振型提供了新的思路.

关键词：桥梁工程振型识别粒子群优化算法希尔伯特变换车辆扫描法

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结合分支特征和排斥损失的绝缘子检测研究

计算机工程与应用 2025年

作者：季星宇黄陈蓉姚军财王凯南京工程学院电力工程学院南京工程学院计算机工程学院

针对高压线路中绝缘子检测中存在目标背景多样化、缺陷不规则、闪络缺陷不明显等问题，提出了结合多样化分支特征和排斥损失的YOLOv11 绝缘子缺陷检测算法。设计了SEAM(Spatially Enhanced Attention Module)模块，将排斥损失(Repulsion... 详细信息

针对高压线路中绝缘子检测中存在目标背景多样化、缺陷不规则、闪络缺陷不明显等问题，提出了结合多样化分支特征和排斥损失的YOLOv11 绝缘子缺陷检测算法。设计了SEAM(Spatially Enhanced Attention Module)模块，将排斥损失(Repulsion Loss)融入到模块中，并对C2PSA(C2PSA-SEAM)模块中的PSA注意力层进行了更新，提出C2PSA-S模块，来补偿被遮挡区域的响应损失，抑制背景多样化对特征图的干扰。并引入GELAN(Generalized ELAN)思想，设计使用多分支卷积模块DBB-GC(Diverse Branches Block-GELAN)来增强在特征提取时的空间感知能力，在基准模型中对C3K2内部结构进行重构，提升目标复合特征的质量。在此基础上，加入融合了多层次点采样策略的动态上采样器DySample(Upsampling by Dynamic)，将上采样过程定义为点采样(Point Sampling)，提升上采样的质量和效率。并使用参数化修正线性单元PReLU(Parametric Rectified Linear Unit)替换SiLU(Sigmoid Linear Unit)，利用参数传播使网络更好的拟合数据。实验结果表明，该模型的mAP@0.5%和mAP@0.95%分别达到了92.5%和63.0%，较基准模型mAP@0.5%和mAP@0.95%分别提升了3.4%和2.2%。同时，绝缘子破损、闪络缺陷的检测精度分别提高了5.0%和4.9%，满足背景多样化下绝缘子的实际检测需求。

关键词：绝缘子检测 YOLOv11 小目标排斥损失多分支卷积动态采样

自然时效对2195铝合金微观组织和力学性能的影响

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中国有色金属学报 2025年

作者：翁瑶瑶李瑞明郑罗肖赵瑞欣周洋鑫郑玥南京工程学院材料科学与工程学院

2195系Al-Cu-Li合金具有良好的综合力学性能，广泛应用于飞机航天器的关键零部件。本研究采用力学性能测试和微观结构表征，系统研究了自然时效对喷射成型Al-Cu-Li合金微观组织和力学性能的影响。研究发现，自然时效能够显著影响后续人... 详细信息

2195系Al-Cu-Li合金具有良好的综合力学性能，广泛应用于飞机航天器的关键零部件。本研究采用力学性能测试和微观结构表征，系统研究了自然时效对喷射成型Al-Cu-Li合金微观组织和力学性能的影响。研究发现，自然时效能够显著影响后续人工时效的析出强化行为，其中，经4天自然时效后再人工时效处理（160℃×50h）的Al-Cu-Li合金具有最高的峰值时效硬度，为168.8 HV。自然时效过程中，Al-Cu-Li合金基体中形成大量的富Cu团簇，造成时效强化作用。在后续人工时效阶段，时效早期尺寸较小的富Cu团簇发生溶解，使得硬度略微降低；而尺寸较大的富Cu团簇可作为析出相的异质形核点，促进合金的析出强化作用。在合金峰值时效阶段，GPB区、θ''相、θ'相、T1相、S相、β'-Al3Zr相和χ相等不同的析出相共存在基体中，造成合金强化。

关键词： Al-Cu-Li合金人工时效自然时效析出强化力学性能

改进YOLOv10的天台光伏涉电区域行为人预警算法

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计算机工程与应用 2025年第5期61卷 211-221页

作者：李军房志远周昊星南京工程学院电力工程学院南京210000

随着分布式光伏接入规模的日益增大,安装于私人用户天台区域的光伏电池板及其附属发电系统可能对用户带来触电风险。针对区域监控设备算力受限和天台涉电范围内行为人越界预警问题,讨论采用一种改进YOLOv10、DeepSort和PNPOLY的天台光... 详细信息

随着分布式光伏接入规模的日益增大,安装于私人用户天台区域的光伏电池板及其附属发电系统可能对用户带来触电风险。针对区域监控设备算力受限和天台涉电范围内行为人越界预警问题,讨论采用一种改进YOLOv10、DeepSort和PNPOLY的天台光伏板区域行为人跟踪预警算法。基于YOLOv10重新设计了特征融合模块,模块引入部分卷积思想,解决了特征融合部分运算量大问题。同时针对受光伏电池板遮挡的行为人检测,引入了针对遮挡目标的损失函数(Repulsion-IoU损失函数),并在渐进特征融合结构AFPN(asymptotic feature pyramid network for object detection)基础上设计了更好融合多层次目标的三层特征提取结构AFPN-3。在改进目标检测的基础上,利用DeepSort实现对行为人的持续跟踪定位,使用轻量化分类网络Fasternet替代原本特征提取网络,有效降低了模型的体积,提高了行为人跟踪的质量。为了解决行为人越界判定问题,采用PNPOLY算法,使用检测行为人脚部坐标位置进行精确的越界判别。实验表明,与YOLOv10n相比,在仅损失检测精度0.3个百分点的前提下,改进后行为人检测模型运算量下降了18%,参数量下降了19%,结合改进后的DeepSort模型,平均跟踪精度较之前提升1.4个百分点,模型大小只有8.7 MB。真实场景实验中,所提算法天台光伏涉电区域行为人预警正确率达到94%,具有轻量化、精确度高的特点,能满足天台光伏板区域行为人跟踪预警的实际检测需求。

关键词：天台光伏电池板涉电区域 YOLOv10 DeepSort 行为人跟踪预警检测

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不同腐蚀环境下混凝土黏聚韧度及软化曲线

水利水运工程学报 2025年

作者：巩妮娜李双范向前王哲媛耿方方章鹏李乾坤南京工程学院土木工程与智慧管理研究所江苏海洋大学土木与港海工程学院南京水利科学研究院南京工程学院建筑工程学院

为了揭示不同腐蚀环境下混凝土的软化特性，开展了3种环境 (清水、Na2SO4、Na2SO4+NaCl) 下混凝土I型断裂性能试验，计算分析黏聚韧度实测值及不同形式下的解析值，并确定各龄期的软化曲线。结果表明：3种环境中混凝土的黏聚韧度基本呈... 详细信息

为了揭示不同腐蚀环境下混凝土的软化特性，开展了3种环境 (清水、Na2SO4、Na2SO4+NaCl) 下混凝土I型断裂性能试验，计算分析黏聚韧度实测值及不同形式下的解析值，并确定各龄期的软化曲线。结果表明：3种环境中混凝土的黏聚韧度基本呈先增后减趋势，龄期达到270 d后明显下降且速率接近，360 d时，清水中黏聚韧度、裂缝张开位移达到最大值，相应的最小值则均出现在Na2SO4环境中，说明长期腐蚀导致混凝土劣化，氯盐的加入有助于延缓硫酸盐对混凝土的侵蚀作用；Xu和Reinhardt修正的双线性软化曲线能够较好描述3种环境下混凝土的软化特性，清水、Na2SO4、Na2SO4+NaCl环境中校正参数分别取7、10、8时，黏聚韧度实测值与解析值最接近，反映了混凝土断裂过程区上内聚力的分布规律，根据Petersson软化曲线所得黏聚韧度解析值较大；Na2SO4及Na2SO4+NaCl两种环境中校正参数随龄期的增加整体呈减小趋势，Na2SO4环境中该参数集中在6～10，Na2SO4+NaCl环境中集中在8～10。

关键词：腐蚀环境混凝土断裂试验双线性软化曲线黏聚韧度

纳米氧化铁对纤维素化学链气化的分子反应机理

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化工学报 2025年第1期76卷 363-373页

作者：张思文顾海明赵善辉南京工程学院能源与动力工程学院江苏南京211167

采用实验与分子模拟相结合的方法,对纳米氧化铁颗粒作用下的纤维素的化学链气化过程进行研究。热重实验结果表明,氧化铁能够加速纤维素的热分解,同时使得热失重速率峰值温度降低。分子动力学模拟结果表明纳米氧化铁颗粒的存在使得纤维... 详细信息

采用实验与分子模拟相结合的方法,对纳米氧化铁颗粒作用下的纤维素的化学链气化过程进行研究。热重实验结果表明,氧化铁能够加速纤维素的热分解,同时使得热失重速率峰值温度降低。分子动力学模拟结果表明纳米氧化铁颗粒的存在使得纤维素解聚温度降低,同时,氧化铁载氧体的原位供氧加强了焦油和焦炭的转化。当模拟温度达到3000 K时,固体焦炭完全转化,焦油和气体的产率分别为9.49%(质量分数)和91.28%(质量分数)。单组分产物结果表明,纳米氧化铁载氧体抑制了焦油的生成,同时促进了CO和H_(2)O的生成。径向分布函数结果表明,高温下,纳米氧化铁颗粒中氧原子与铁原子容易发生分离,晶格氧倾向于向颗粒表面迁移,促进原位供氧。

关键词：纤维素化学链纳米粒子载氧体气化分子模拟

考虑源荷随机波动特性的风电改进调频控制策略

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发电技术 2025年

作者：张小莲胡淇郝思鹏黄鹏南京工程学院电力工程学院

【目的】大规模风电接入导致电网惯量下降，而且湍流风速下风机的波动功率合并负荷随机波动会加剧电网频率波动，为此，提出了一种基于源荷综合波动量并考虑源荷随机波动特性的风电控制策略。【方法】针对传统下垂控制策略面对不同等级... 详细信息

【目的】大规模风电接入导致电网惯量下降，而且湍流风速下风机的波动功率合并负荷随机波动会加剧电网频率波动，为此，提出了一种基于源荷综合波动量并考虑源荷随机波动特性的风电控制策略。【方法】针对传统下垂控制策略面对不同等级的源荷波动情况下无法合理提供功率而导致调频效果较差的现象进行了机理分析，并基于湍流风速的预测值与负荷端波动量构建了源荷综合变化量，根据源荷随机波动提出一种基于源荷综合变化量的调频控制策略，对风机有功参考值进行前馈修正，从而改善风机参与电网调频的效果。【结果】在MATLAB仿真与风机实验平台表明，该策略提高了风机调频对于风速波动的响应能力，在源荷随机波动下的平均频率偏差、频率跌落程度方面具有很好的优越性。【结论】该策略有效优化了源荷波动下风机自身运行和参与调频之间的问题，对提高新能源高占比电网的调频能力具有重要意义。

关键词：双碳风电系统下垂控制风电参与调频一次调频湍流特性源荷波动