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折反式激光粒度测量方法

应用光学 2024年第1期45卷 215-220页

作者：魏永杰王清李慧葛婷婷王浩然河北工业大学机械工程学院天津300130

激光粒度仪因其快速、非接触等优点被广泛应用于各领域的粒度分布测量,但颗粒散射光的角分布与粒度大小关系复杂。为了获得不同粒度下的相对精度一致,通常会造成粒度分布测量范围小、无法满足宽分布粒度测量要求等问题。根据Mie散射近... 详细信息

激光粒度仪因其快速、非接触等优点被广泛应用于各领域的粒度分布测量,但颗粒散射光的角分布与粒度大小关系复杂。为了获得不同粒度下的相对精度一致,通常会造成粒度分布测量范围小、无法满足宽分布粒度测量要求等问题。根据Mie散射近似的菲涅尔原理,提出采用折反式光路,将颗粒散射信号由分光镜分成两束,经两组组合式镜头和2个光电探测器分别采集透射和反射的散射信号,信号组合后经反演得到颗粒粒度分布,从而提高了可测粒度范围。采用两种标准粒子及其混合物进行了实验,结果表明,单种标准粒子测量结果的体积中位径D50的测量相对误差都不大于7.9%;对混合粒子也能够得到正确的峰值分布。

关键词：散射激光粒度测量粒度分布折反光路

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锚杆支护方式对深埋洞室隔冲击效果影响的数值模拟研究

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应用力学学报 2024年第1期41卷 129-139页

作者：王雪杨帅史志杰郑际镜王艳锋天津大学机械工程学院天津300350 安阳师范学院建筑工程学院安阳455000 96911部队北京100120

与浅埋洞室相比,随着埋深增加而产生的高地应力现象使深埋洞室安全性评价更加复杂。本研究在考虑地应力平衡的前提下,采用有限元与无限元相结合的方法,对冲击荷载作用下深埋洞室的锚杆支护方式进行了设计与优化。计算结果表明:在平衡初... 详细信息

与浅埋洞室相比,随着埋深增加而产生的高地应力现象使深埋洞室安全性评价更加复杂。本研究在考虑地应力平衡的前提下,采用有限元与无限元相结合的方法,对冲击荷载作用下深埋洞室的锚杆支护方式进行了设计与优化。计算结果表明:在平衡初始地应力之后,Mises应力会随着锚杆长度、疏密程度的增加略有增长。当锚杆长度和疏密程度增至某一特定值时,洞室洞壁的位移和塑性应变将达到最小值,洞室围岩将达到相对安全状态。锚杆间隔布置下,长锚杆数量的增加将提高洞室围岩的安全性。当对洞室拱脚进行重点支护时,整个洞壁的位移均有所减小。

关键词：深埋洞室地应力平衡锚杆支护围岩应力

NiCuCoMn电极材料的制备及其储锂性能研究

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功能材料 2024年第2期55卷 2001-2008页

作者：于镇洋马金虎孙琦张志佳天津工业大学机械工程学院天津300387 天津工业大学材料科学与工程学院天津300387

采用熔炼甩带和化学脱合金相结合的方法制备纳米多孔NiCuCoMn过渡金属氧化物(NiCuCoMn@TMOs),并通过热处理进一步制备R-NiCuCoMn@TMOs。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等测试对材料进行结构表征并对其... 详细信息

采用熔炼甩带和化学脱合金相结合的方法制备纳米多孔NiCuCoMn过渡金属氧化物(NiCuCoMn@TMOs),并通过热处理进一步制备R-NiCuCoMn@TMOs。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等测试对材料进行结构表征并对其进行电化学性能测试。作为锂离子电池负极材料,R-NiCuCoMn@TMOs在0.1 A/g的电流密度下,经过200次循环后具有394.9 mAh/g的高比容量,并且表现出97.53%的优异容量保持率。与热处理前相比,热处理后的材料具有更丰富的氧空位、更低的电荷转移电阻(38Ω)和更优异的倍率性能(在2 A/g的电流密度下,比容量为141.1 mAh/g)。其独特的纳米多孔结构提供了丰富的反应活性位点;不同半径、价态和反应电位的多种金属阳离子的协同效应使得该材料有很好的体积容忍度以适应脱嵌锂过程中的体积变化,表现出优异的电化学性能。此外,该电极材料原料储量丰富,价格低廉,易于实现批量化制备。该工作为设计多组元过渡金属氧化物负极材料提供了新的思路。

关键词：纳米多孔过渡金属氧化物热处理电化学性能锂离子电池

基于IPDG的槽道流大涡模拟及亚格子模型影响

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航空动力学报 2024年

作者：赵明肖加兵丁秋实郝世熙陈雅男刘伟刘正先电子科技大学计算机科学与工程学院天津大学机械工程学院

在高精度改进内罚间断伽辽金（Interior Penalty Discontinuous Galerkin，IPDG）有限元方法基础上，结合大涡模拟（Large Eddy Simulation，LES）方法对槽道流进行数值模拟研究。采用四种亚格子模型（Smagorinsky模型、壁面修正Smagori... 详细信息

在高精度改进内罚间断伽辽金（Interior Penalty Discontinuous Galerkin，IPDG）有限元方法基础上，结合大涡模拟（Large Eddy Simulation，LES）方法对槽道流进行数值模拟研究。采用四种亚格子模型（Smagorinsky模型、壁面修正Smagorinsky模型、WALE、动态模型）。马赫数分别为0.2和0.7，分别对应不可压缩和弱可压缩流动。结果表明，在上述IPDG-LES框架内，Smagorinsky模型由于边界层内的过耗散特性精度较低；采用壁面衰减函数修正的Smagorinsky模型可以提升精度，但在近壁区粘性仍然过大；WALE和动态模型的结果总体上优于上述Smagorinsky模型，与参考文献较为接近。其中动态模型总体上精度最高。此外，不同模型在马赫数0.2和0.7时表现近似，说明本文IPDG-LES方法对弱可压缩流动具有较好适应性。

关键词： IPDG 大涡模拟亚格子模型槽道流亚声速流

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射孔密度分布对水平井生产动态的影响

石油勘探与开发 2024年第2期51卷 409-417页

作者： KAREEM Hasanain J HASINI Hasril ABDULWAHID Mohammed A 马来西亚国家能源大学工程学院机械工程系马来西亚加影43000 马来西亚国家能源大学可持续工程研究院马来西亚加影43000 南方工业大学热能工程系伊拉克巴士拉市61001

针对水平井产量受水平井井筒射孔密度分布影响的问题,建立两种水平井射孔密度分布模式(即分别增大井筒入口段和出口段射孔密度)下的数值模型对水平井两相流动进行模拟;将模拟结果与实验结果进行对比,验证本研究数值模拟方法的可靠性,在... 详细信息

针对水平井产量受水平井井筒射孔密度分布影响的问题,建立两种水平井射孔密度分布模式(即分别增大井筒入口段和出口段射孔密度)下的数值模型对水平井两相流动进行模拟;将模拟结果与实验结果进行对比,验证本研究数值模拟方法的可靠性,在此基础上采用数值模拟研究两种射孔密度分布模式下井筒各流型阶段总压降、气水两相流体表观速度、空隙率、液膜厚度和产气量、产液量的变化规律。研究表明,当水相流量保持不变时,随着空气流量的增加,总压降、气水两相流体表观速度增大,空隙率增加,液膜厚度减小;相较于增大出口段射孔密度,当入口段射孔密度增大时,产液量和产气量均增加,且产气量随着气体流量增加而增大;产液量在泡状流阶段增加,而达到弹状流—分层流过渡点后开始降低,进入分层波状流阶段后产液量开始增加;无因次产液量在增大井筒入口段射孔密度的模式下更大,且随着径向气相流量的增加而增大。

关键词：水平井两相流流型射孔密度井筒压降空隙率生产动态

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翼型叶片类曲面B样条曲线拟合算法研究

计算机集成制造系统 2024年第1期30卷 144-157页

作者：李传军王立萍天津中德应用技术大学机械工程学院天津300350 天津中德应用技术大学基础实验实训中心天津300350

为了获得工作性能更优的翼型叶片类曲面和更加光顺的拟合刀具轨迹曲线,对叶片类曲面离散刀具轨迹在基于等效升力最大条件下进行B样条曲线重构。利用流线位置与质点运动位置变量一一对应的连续函数关系,建立离散刀具轨迹与基于流体力学... 详细信息

为了获得工作性能更优的翼型叶片类曲面和更加光顺的拟合刀具轨迹曲线,对叶片类曲面离散刀具轨迹在基于等效升力最大条件下进行B样条曲线重构。利用流线位置与质点运动位置变量一一对应的连续函数关系,建立离散刀具轨迹与基于流体力学特性的升力约束联系,以机翼空气动力在翼型上的等效升力作为约束条件,用B样条曲线描述中弧线,对基于流体力学特性的离散刀轨用B样条曲线重构,在满足曲率的极小值分段,端点插值、端点切矢连续和最大允许误差下拟合等效升力刀具轨迹。选择海星型离散点和亚音速压气机叶片翼型平面叶栅叶片的B样条曲线拟合仿真和加工,对算法进行了有效性验证,B样条曲线拟合加工的叶片表面三维形貌比直线拟合方式加工的更光滑、均匀,能够获得更低的残留高度和更高的表面质量。

关键词：翼型叶片类曲面等效升力 B样条曲线拟合技术

基于SO-LSTM的立柱液压系统故障诊断方法研究

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机床与液压 2024年第8期52卷 196-201页

作者：郗涛董蒙蒙王莉静张建业天津工业大学机械工程学院天津300387 天津城建大学控制与机械工程学院天津300384

针对目前无法快速、准确地诊断矿用立柱液压系统故障等问题,在建立仿真模型分析单一故障机制的基础上,基于优化算法提出多种故障诊断方法。将立柱物理模块与立柱液压系统模块相结合,建立立柱液压系统仿真模型;基于Simulink分析单一故障... 详细信息

针对目前无法快速、准确地诊断矿用立柱液压系统故障等问题,在建立仿真模型分析单一故障机制的基础上,基于优化算法提出多种故障诊断方法。将立柱物理模块与立柱液压系统模块相结合,建立立柱液压系统仿真模型;基于Simulink分析单一故障的影响,基于蛇优化LSTM神经网络建立诊断模型;最后,根据实际数据进行模型的实例验证。结果表明:蛇优化LSTM模型对液压立柱故障仿真数据识别率达到99.5%,对液压立柱故障真实数据识别率达到97%,与模型仿真数据的预测精度仅相差2.5%,预测精度较高,达到了预期目标。

关键词：立柱液压系统故障诊断蛇优化LSTM神经网络

基于GMM的流体旋转设备运行可靠性在线评价方法

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流体机械 2024年第2期52卷 83-91页

作者：郗涛王博吴贤慧王莉静张建业天津工业大学机械工程学院天津300387 天津城建大学控制与机械工程学院天津300384

针对流体旋转设备运行工况多变且难以区分,导致运行可靠性评价准确率低的问题,提出了一种基于高斯混合模型(GMM)的流体旋转设备运行可靠性在线性评价方法。首先,根据设备历史运行数据,基于快速搜索和发现密度峰值的聚类算法(DPC),进行... 详细信息

针对流体旋转设备运行工况多变且难以区分,导致运行可靠性评价准确率低的问题,提出了一种基于高斯混合模型(GMM)的流体旋转设备运行可靠性在线性评价方法。首先,根据设备历史运行数据,基于快速搜索和发现密度峰值的聚类算法(DPC),进行工况划分,构建不同工况条件下的基于GMM的运行可靠性基准模型;其次,使用XGBoost算法对设备实时运行状态进行工况识别,约减冗余指标,构建设备运行可靠性的评价指标体系;然后,计算度量评价指标与对应工况下基准模型指标的偏离程度,以马氏距离作为度量标准,进一步计算得到设备运行可靠性评价指数;最后,以矿用离心机设备为例,进行了多工况下的运行可靠性实例分析和模型验证。研究结果表明,该方法能够在线实时反应设备当前的运行可靠性水平,当离心机设备运行可靠性低于0.857时,认为设备进入劣化状态,且评价准确率达到98%以上。

关键词：运行可靠性工况划分在线工况识别高斯混合模型

基于优化VMD-GRU的滚动轴承剩余使用寿命预测

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中国工程机械学报 2024年第1期22卷 101-106页

作者：郗涛王锴王莉静天津工业大学机械工程学院天津300387 天津城建大学控制与机械工程学院天津300384

为了提高滚动轴承剩余使用寿命(RUL)的预测精度,提出了一种变分模态分解(VMD)和门控循环神经网络(GRU)融合算法的滚动轴承RUL预测模型VMD-GRU。首先,该模型通过阿基米德优化算法(AOA)优化的VMD算法对原始振动信号进行分解;然后,利用最... 详细信息

为了提高滚动轴承剩余使用寿命(RUL)的预测精度,提出了一种变分模态分解(VMD)和门控循环神经网络(GRU)融合算法的滚动轴承RUL预测模型VMD-GRU。首先,该模型通过阿基米德优化算法(AOA)优化的VMD算法对原始振动信号进行分解;然后,利用最小包络熵准则选择最佳模态分量进行退化特征提取;再通过核主成分分析进行特征降维;最后,为保证模型准确率,通过鹈鹕优化算法(POA)优化GRU中的超参数,并根据不同故障类型建立GRU剩余寿命预测模型。使用XJTU-SY标准数据集进行剩余寿命预测验证,实验结果表明:与传统未结合故障类型提取退化特征和建立预测模型方法相比,VMD-GRU模型均方根误差和平均绝对误差分别降低了26.28%和27.17%。

关键词：滚动轴承剩余寿命预测变分模态分解(VMD) 门控循环神经网络(GRU) 阿基米德优化算法(AOA) 鹈鹕优化算法(POA)