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带仿生躯干的被动行走机器人步态特性

西南交通大学学报 2024年第2期59卷 477-484页

作者：魏巍丁维高谢进西南交通大学机械工程学院四川成都610031

为改善被动行走机器人的步态特性,受人体躯干同时具有刚性骨骼和柔性软组织启发,提出一种带刚柔仿生躯干的被动行走机器人模型,并研究其非线性动力学特性.将仿生躯干柔性部分等效为带质量的弹簧阻尼器,建立仿生躯干被动行走机器人的动... 详细信息

为改善被动行走机器人的步态特性,受人体躯干同时具有刚性骨骼和柔性软组织启发,提出一种带刚柔仿生躯干的被动行走机器人模型,并研究其非线性动力学特性.将仿生躯干柔性部分等效为带质量的弹簧阻尼器,建立仿生躯干被动行走机器人的动力学模型.分别分析仿生躯干的等效弹性系数、等效阻尼系数、等效质量对被动行走机器人的行走步长和步行速度的影响规律,并与刚性躯干模型的结果进行对比.研究结果表明:相比于刚体躯干,仿生躯干使得被动行走具有更加丰富的步态行为;仿生躯干柔性不仅影响被动行走的行走步长及行走速度,还影响被动行走的稳定性;适当的躯干柔性可以在维持稳定周期步态的同时,提高被动行走机器人的行走步长及步行速度;与刚性躯干相比,带仿生躯干的被动行走步长能提高12%,行走速度能提高2%.

关键词：步行机器人被动行走躯干柔性步态特性

四川盆地川西气田多层系成藏条件及勘探开发关键技术

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石油学报 2024年第3期45卷 595-614页

作者：熊亮隆轲曹勤明章顺利中国石油化工股份有限公司西南油气分公司四川成都610041 中国石油化工股份有限公司西南油气分公司勘探开发研究院四川成都610041

四川盆地油气资源丰富,在纵向上从海相到陆相发育多个成藏系统。近年来,川西气田在多个层系均取得了重大油气勘探成果。为了深化油气成藏富集规律认识,指导勘探开发,进一步扩大油气成果,梳理了川西气田的勘探开发历程并系统剖析了油气... 详细信息

四川盆地油气资源丰富,在纵向上从海相到陆相发育多个成藏系统。近年来,川西气田在多个层系均取得了重大油气勘探成果。为了深化油气成藏富集规律认识,指导勘探开发,进一步扩大油气成果,梳理了川西气田的勘探开发历程并系统剖析了油气成藏条件。研究结果表明:川西坳陷发育多套优质烃源岩,物质条件充足;川西地区中三叠统雷口坡组四段发育局限台地潮坪相白云岩孔隙型储层,可实现四川盆地海相勘探领域由高能礁滩、岩溶等气藏向局限台地潮坪相白云岩气藏的拓展,丰富海相油气的勘探类型;上三叠统须家河组二段发育河口坝和水下分流河道高能砂体,呈广覆叠置发育,与下伏小塘子组烃源岩或自身烃源岩构成了完整的源-储组合;中侏罗统沙溪庙组发育近物源扇三角洲和辫状河三角洲水下分流河道高能砂体,与下伏须家河组五段烃源岩构成了完整的源-储组合。川西地区从二叠系到三叠系雷口坡组发育的“直接式”和“接力式”通源断层、雷口坡组网状分布的微断层和裂缝、须家河组断裂-裂缝-砂体复合输导体系、沙溪庙组断层-砂体输导体系,这些均为高效的油气输导体系,确保了天然气能够高效运移成藏。建立了超深层潮坪相薄互层储层精细预测技术序列,形成了须家河组二段的薄储层预测及中—小尺度裂缝空间刻画技术,实现了储层的精细刻画,支撑了水平井的成功实施。通过量身打造开发方案并攻关钻完井工艺,实现了“少井高产”的开发目标和储量的有效动用。川西地区超深层复杂构造带潮坪相白云岩气藏的开发建产、须家河组的高效开发和沙溪庙组致密砂岩的勘探突破推动了相关领域的勘探开发及方法技术创新。

关键词：雷口坡组须家河组沙溪庙组成藏条件川西气田

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 250-260页

作者：姜杰杨旭锋丁国富西南交通大学机械工程学院四川成都610031

高速列车动力学参数较多,有多个动力学性能的评价指标。综合考虑这些动力学指标进行参数灵敏度分析,对高速列车动力学参数的恰当匹配具有重要意义。现有的单输出灵敏度分析技术难以准确度量参数对车辆动力学综合性能的影响。为避免这一... 详细信息

高速列车动力学参数较多,有多个动力学性能的评价指标。综合考虑这些动力学指标进行参数灵敏度分析,对高速列车动力学参数的恰当匹配具有重要意义。现有的单输出灵敏度分析技术难以准确度量参数对车辆动力学综合性能的影响。为避免这一缺陷,本文引入了一种新的基于距离相关系数的多输出灵敏度分析技术。该方法通过求解单个输入与多个输出变量之间的距离相关系数,实现多输出全局灵敏度分析的目的。为提高灵敏度分析的效率,建立了多个动力学指标与输入参数的Kriging模型;为提高近似模型的精度,引入了一种新颖的多峰优化算法对Kriging模型的超参数进行全局寻优。与传统单目标智能优化算法不同,该优化算法通过引入种群差异指标,将单目标优化问题转化为双目标优化问题,从而增加了子代种群的多样性,避免了传统优化算法易于陷入局部最优解的问题。基于所提方法,以和谐号动车组动车为例,研究了多个动力学指标的多输出全局灵敏度。结果表明:由于增强了种群多样性,所提的超参数优化方法对Kriging模型精度和稳定性提升效果明显;基于距离相关系数的灵敏度分析方法能够更加合理地识别出对车辆动力学综合性能影响较大的参数,排除几乎没有影响的参数。

关键词：演化的多模优化 Kriging模型多输出灵敏度分析距离相关系数

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基于元学习的图卷积网络少样本学习模型

电子学报 2024年第3期52卷 885-897页

作者：刘鑫磊冯林廖凌湘龚勋苏菡王俊四川师范大学计算机科学学院四川成都610100 西南交通大学计算机与人工智能学院四川成都611730 四川师范大学商学院四川成都610100 资阳市公安局网络安全保卫支队四川资阳641399

少样本学习是目前机器学习研究领域的热点和难点.针对现有的少样本学习模型不能有效捕捉数据特征与数据标签之间的联系,造成分类模型泛化能力弱的问题,提出一种基于元学习的原型空间图卷积网络少样本学习模型FSL-GCNPS(Few-Shot Learnin... 详细信息

少样本学习是目前机器学习研究领域的热点和难点.针对现有的少样本学习模型不能有效捕捉数据特征与数据标签之间的联系,造成分类模型泛化能力弱的问题,提出一种基于元学习的原型空间图卷积网络少样本学习模型FSL-GCNPS(Few-Shot Learning of Graph Convolutional Network on Prototype Space).首先,利用卷积神经网络提取多任务数据的特征向量;其次,为了将特征向量映射到原型空间中,根据元学习的训练策略得到特征向量的类原型表达;然后,通过类原型向量和类向量之间的嵌入表示,构建图结构数据,并进行图卷积网络训练、推理.实验结果表明,相较于经典少样本学习方法,FSL-GCNPS模型拥有更好的分类准确率和分类稳定性.同时,在医学图像领域数据集上实验表明,FSL-GCNPS具有很好的跨域适应性.

关键词：元学习图卷积网络卷积神经网络少样本学习原型空间

31CrMoV9钢离子渗氮层的微动摩擦磨损特性研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第5期44卷 633-643页

作者：龙有红任岩平何添李洪洋彭金方朱旻昊西南交通大学机械工程学院摩擦学研究所四川成都610031 西南交通大学力学与航空航天学院四川成都610031 西南交通大学材料科学与工程学院四川成都610031 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031

针对31CrMoV9钢基体及其渗氮层,采用切向微动磨损试验机开展球/平面接触模式下的切向微动磨损试验探究了在法向载荷为20 N时,不同位移幅值下(D=5、10、50μm)的切向微动损伤机制和损伤演变规律.采用X射线衍射仪(XRD)对试样表层物相进行... 详细信息

针对31CrMoV9钢基体及其渗氮层,采用切向微动磨损试验机开展球/平面接触模式下的切向微动磨损试验探究了在法向载荷为20 N时,不同位移幅值下(D=5、10、50μm)的切向微动损伤机制和损伤演变规律.采用X射线衍射仪(XRD)对试样表层物相进行分析,扫描电子显微镜(SEM)和白光干涉仪对试样磨损区进行形貌表征,能谱仪(EDS)和电子探针显微分析仪(EPMA)进行化学元素分析.结果表明:离子渗氮处理后在基体表面形成了化合物层和扩散层,显著提高了表面硬度.在法向载荷F_(n)=20 N时,随着微动位移幅值的增大,31CrMoV9基体及其渗氮层的微动运行区均由部分滑移区逐渐向混合、完全滑移区转变,磨损体积增大,磨损更加严重,稳定阶段的摩擦系数逐渐增大.在部分滑移区和完全滑移区,渗氮层较基体在稳定阶段的摩擦系数更小,而在混合区基体的摩擦系数更小在混合区和完全滑移区时,基体及渗氮层的损伤机制均为剥层、磨粒磨损和氧化磨损.离子渗氮生成的化合物层能提高材料的抗微动磨损性能,在D=10和50μm时,磨损率分别降低了约38.5%和70.2%.研究结果可为轨道交通等领域结构件的选材和抗微动磨损设计提供参考.

关键词：表面工程 31CrMoV9 离子渗氮微动磨损损伤机制

寒冷地区海洋环境下高性能混凝土时变特性试验研究

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铁道学报 2024年第1期46卷 183-193页

作者：冯博朱海钱永久西南交通大学土木工程学院四川成都610031

依托河北唐山市内曹妃甸区纳潮河2#大桥,针对寒冷地区海洋环境下高性能混凝土(HPC)的时变特征演化规律,开展桥位同位同因素下HPC的时变性能试验研究,且把试件每个变量实际测量数值和规范标准预估值做比较,结果表明:寒冷地区海洋环境下的... 详细信息

依托河北唐山市内曹妃甸区纳潮河2#大桥,针对寒冷地区海洋环境下高性能混凝土(HPC)的时变特征演化规律,开展桥位同位同因素下HPC的时变性能试验研究,且把试件每个变量实际测量数值和规范标准预估值做比较,结果表明:寒冷地区海洋环境下的HPC的早期抗压强度提升速度明显高于规范预测值,抗压强度呈现早期发展迅速,后期缓慢的趋势;寒冷地区海洋环境下HPC弹性模量早期进展速度快,但初期进展相对落后于抗压强度发展趋势。采取抗压强度演算HPC的弹性模量显然小于实际测量值;寒冷地区海洋环境下HPC收缩应变同样在初期收敛速度很快,后期收敛速度趋缓,此外试件构件尺寸大小不但与收缩应变的最终数值有关,同时影响收缩应变随时间发展进程;针对寒冷地区海洋环境下HPC的收缩和徐变发展特性,基于试验结果,分别提出基于CEB-FIP—2010的收缩参数修正模型以及基于EN 1992-2—2005的徐变预测修正公式。

关键词：寒冷地区高性能混凝土时变性能收缩徐变预测模型

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玄武岩纤维棒聚合物混凝土的弯曲韧性

建筑材料学报 2024年第2期27卷 99-105页

作者：崔圣爱徐李麟饶家锐曹卓颖西南交通大学土木工程学院四川成都610031

研究了玄武岩纤维棒(BFB)的纤维增强指数I_(R)对玄武岩纤维棒聚合物混凝土(BFB-PC)韧性指标T_((2(n-1)))(n)的影响,通过分形理论探究了T_((2(n-1)))(n)与裂缝形貌的关系,并建立了弯曲韧性计算模型.结果表明:当IR=90.0时,BFB对BFB-PC的... 详细信息

研究了玄武岩纤维棒(BFB)的纤维增强指数I_(R)对玄武岩纤维棒聚合物混凝土(BFB-PC)韧性指标T_((2(n-1)))(n)的影响,通过分形理论探究了T_((2(n-1)))(n)与裂缝形貌的关系,并建立了弯曲韧性计算模型.结果表明:当IR=90.0时,BFB对BFB-PC的增韧效果最优,此时BFB-PC的弯曲韧性比未掺BFB时提升了8.39倍;BFB的增韧阈值为IR=37.5和IR=90.0;当IR相同时,与未掺聚合物的混凝土相比,聚灰比为0.06的BFB-PC T_((2(n-1)))(n)更高;IR越大裂缝形貌越复杂,T(2(n-1))(n)与裂缝分形维数呈二次函数关系;本文提出的弯曲韧性计算模型准确描述了BFB对PC梁的增韧作用,其试验值与理论值的相对误差小于15.00%.

关键词：聚合物混凝土玄武岩纤维棒纤维增强指数韧性指标分形维数

导流板倾斜角度对Π型叠合梁涡振性能的影响研究

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振动工程学报 2024年第1期37卷 40-51页

作者：黄林董佳慧王骑廖海黎李志国西南交通大学土木工程学院桥梁工程系四川成都610031 风工程四川省重点实验室四川成都610031

型叠合梁被广泛应用于大跨度斜拉桥建设中,但该类断面较差的涡振性能严重影响了其应用前景。以某主跨为530 m的Π型叠合梁双塔斜拉桥为工程背景,通过风洞试验对Π型主梁的涡振性能及气动优化措施进行研究。试验结果表明,原设计Π型断面... 详细信息

型叠合梁被广泛应用于大跨度斜拉桥建设中,但该类断面较差的涡振性能严重影响了其应用前景。以某主跨为530 m的Π型叠合梁双塔斜拉桥为工程背景,通过风洞试验对Π型主梁的涡振性能及气动优化措施进行研究。试验结果表明,原设计Π型断面在各风攻角下均存在显著涡激振动,通过在断面工字梁下缘处设置导流板与下中央稳定板可降低梁体的涡振振幅,且导流板倾斜角度的改变对该组合气动措施的制振效果影响显著,其中30°倾角导流板组合气动措施的制振效果最优,可在规范要求阻尼比1.0%下显著抑制甚至消除梁体的涡激振动。通过CFD数值模拟对该组合气动措施的制振机理与导流板倾斜角度的变化对组合气动措施制振性能的影响机理进行了研究,计算结果表明,30°倾角导流板组合气动措施中的迎风侧导流板可显著改善上游断面的气体绕流状态,并配合下中央稳定板削弱Π型断面尾流的卡门涡脱,从而起到抑制主梁涡振的效果,改变导流板倾斜角度会在影响导流板自身附近旋涡生成的同时,影响下中央稳定板对断面下侧旋涡脱落状态的改善作用,从而对该组合气动措施的制振性能产生显著影响。

关键词：型叠合梁涡激振动组合气动措施导流板角度 CFD

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管道封堵机器人控制特性响应分析与实验研究

北京理工大学学报 2024年第9期44卷 960-969页

作者：唐洋皮云森周明海王远西南石油大学机电工程学院四川成都610500 西南石油大学能源装备研究院四川成都610500

为了提高管道封堵机器人在管道维抢修的效率与精度,设计了一种管道封堵机器人封堵液压控制系统,通过仿真分析,评估了该控制系统的响应特性.搭建了封堵液压控制实验装置,研究了封堵过程中橡胶筒轴向位移的变化,以及不同输出流量对封堵速... 详细信息

为了提高管道封堵机器人在管道维抢修的效率与精度,设计了一种管道封堵机器人封堵液压控制系统,通过仿真分析,评估了该控制系统的响应特性.搭建了封堵液压控制实验装置,研究了封堵过程中橡胶筒轴向位移的变化,以及不同输出流量对封堵速度的影响.结果表明,所设计的液压控制系统能够确保机器人各个执行机构协调运作,避免相互干涉,液压缸的位移、流量及速度与理论设计值相符.当橡胶筒变形轴向位移达到61.55 mm时,控制系统能够实现10 MPa的油气压力封堵.液压系统流量对封堵速度影响显著,流量越大,封堵速度越快.

关键词：管道封堵机器人封堵液压控制系统橡胶筒变形封堵速度