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基于纤维加固砂土静力液化评估的超孔隙压力系数研究

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岩土力学 2024年第3期45卷 714-724页

作者：张希栋董晓强段伟谢明星太原理工大学土木工程学院山西太原030024 太原理工大学山西省土木工程防灾与控制重点实验室山西太原030024

纤维加固技术通过向土体中添加离散的抗拉纤维以改良土体的力学性能。通过对纤维加固疏松砂土开展不排水三轴压缩试验以分析其静力液化行为,并对比了不同超孔隙压力系数评估纤维加固砂土液化的可行性。试验结果表明,在不排水三轴压缩下... 详细信息

纤维加固技术通过向土体中添加离散的抗拉纤维以改良土体的力学性能。通过对纤维加固疏松砂土开展不排水三轴压缩试验以分析其静力液化行为,并对比了不同超孔隙压力系数评估纤维加固砂土液化的可行性。试验结果表明,在不排水三轴压缩下,疏松砂土对静力液化异常敏感,而纤维加固可以有效阻止疏松砂土发生静力液化。纤维显著改变了砂土骨架在不排水三轴压缩下的有效应力路径,从而影响其液化行为。基于有效应力原理定义的传统超孔隙压力系数ru在评估纤维加固砂土的液化时具有明显缺陷。有效超孔隙压力系数r_(u)’和骨架超孔隙压力系数r_(u)^(*)为纤维加固砂土的液化评估提供了更加合理的指标。借助基于混合物法则的本构模型框架,骨架超孔隙压力系数引入了纤维的应力贡献,揭示了纤维、砂土骨架以及孔隙水的荷载分担机制。当r_(u)^(*)=1时,砂土骨架的有效平均应力减小为0,纤维加固砂土发生液化。

关键词：纤维加固砂土液化纤维应力超孔隙压力系数

新型液压回转-机械直线执行器的死区补偿控制

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机械工程学报 2024年第8期60卷 337-347页

作者：葛磊倪豪郝云晓赵斌苑永亮权龙太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部山西省重点实验室太原030024

为解决泵控单出杆液压缸存在的面积不对称以及电动缸功率密度低等问题,提出采用闭式泵控液压马达代替伺服电机驱动滚珠丝杠的新型液压回转-机械直线执行器系统。同时,针对新系统由于泄漏死区所导致的难以实现准确定位的缺陷,设计一种带... 详细信息

为解决泵控单出杆液压缸存在的面积不对称以及电动缸功率密度低等问题,提出采用闭式泵控液压马达代替伺服电机驱动滚珠丝杠的新型液压回转-机械直线执行器系统。同时,针对新系统由于泄漏死区所导致的难以实现准确定位的缺陷,设计一种带有负载前馈的变论域模糊PID来对死区进行补偿控制,该补偿方法充分考虑系统的非线性、扰动的不确定性,在原理上不严格依赖于系统的数学模型,能够在死区变化时对控制系统进行自适应在线调整。后在Simulink和SimulationX中建立该系统的联合仿真模型,研究结果表明,与传统的PID控制器相比,所提出的带有负载前馈的变论域模糊PID不仅有效地解决系统的死区补偿问题、显著地提高系统的定位精度,同时改善系统的动态响应特性,并使系统兼具良好的稳定性和抗干扰能力。

关键词：泵控马达滚珠丝杠死区补偿负载前馈变论域模糊PID

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基于主动压差调控的变增益流量控制原理

机械工程学报 2024年第4期60卷 134-142页

作者：王波赵星宇权龙赵斌李运帷郝云晓太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室太原030024 太原理工大学机械与运载工程学院太原030024

压力补偿控制流量方法,应用广泛、控制可靠,但受机械结构限定,存在控制精度低、功能单一、流量范围受限等不足,难以适应主机智能化发展。为此,提出基于主动压差调控的变增益流量控制原理,在补偿器阀芯上增设力控制单元,改变阀芯受力平... 详细信息

压力补偿控制流量方法,应用广泛、控制可靠,但受机械结构限定,存在控制精度低、功能单一、流量范围受限等不足,难以适应主机智能化发展。为此,提出基于主动压差调控的变增益流量控制原理,在补偿器阀芯上增设力控制单元,改变阀芯受力平衡状态,实现主阀压差的主动可调,达到变增益控制流量目的。研究中,首先理论分析压差调控的变增益流量控制原理,并给出比例电磁铁直驱方案;进一步设计扰动补偿策略,解决补偿器控制精度低的难题,设计非线性流量校正策略,自定义设定阀口流量曲线;最后,采用试验验证所提原理和控制策略的可行性。研究结果表明,通过连续控制比例电磁铁输出力,主阀压差、流量能够跟随变化,实时改变压差,主阀能够获得不同的流量增益和流量范围;补偿液动力后,流量控制精度提高,稳态负载下主阀流量控制偏差由补偿前的27%降低至4%;采用非线性流量校正策略后,可自主设定阀口流量曲线,基于同一阀口实现多种节流槽流量控制效果。

关键词：压力补偿器流量控制压差调控变流量增益液动力补偿非线性流量校正

不排水循环荷载下纤维加固砂土的超孔压及流动液化特性研究

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岩土力学 2024年第2期45卷 465-476页

作者：张希栋董晓强段伟胡顺磊张豪儒太原理工大学土木工程学院山西太原030024 太原理工大学山西省土木工程防灾与控制重点实验室山西太原030024

通过对纤维加固超疏松和疏松饱和砂土开展不排水动三轴试验,分析了其超孔压发展规律和流动液化特性。结果表明,未加固超疏松和疏松饱和砂土具有较高的液化势,其在不排水循环荷载下均发生流动液化。离散纤维向砂土骨架提供加密效应和约... 详细信息

通过对纤维加固超疏松和疏松饱和砂土开展不排水动三轴试验,分析了其超孔压发展规律和流动液化特性。结果表明,未加固超疏松和疏松饱和砂土具有较高的液化势,其在不排水循环荷载下均发生流动液化。离散纤维向砂土骨架提供加密效应和约束效应,从而提高其抗流动液化特性,然而,纤维的约束效应受到加载路径和试样应变发展模式的显著影响。纤维加固改变了饱和砂土残余孔压的发展规律,当纤维向砂土骨架施加较强的约束效应时,试样的残余孔压发展呈倒L型,明显不同于未加固砂土的S型发展。在双向非对称和单向循环荷载下,纤维应力贡献较大,砂土骨架的有效应力在超孔压上升100%后远大于0,加固试样的强度损失低于11%,纤维阻止了液化的发生。

关键词：纤维加固砂土流动液化超孔压强度损失有效应力

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航发关重件形性协同滚抛工艺研究进展

航空学报 2024年第13期45卷 81-107页

作者：李秀红王兴富李文辉陈海滨杨胜强太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 太原理工大学航空航天学院晋中030600 廊坊市北方天宇机电技术有限公司廊坊065000

形性协同加工是实现航发关重件高寿命、高可靠性的重要途经,也是当前制造领域最具挑战的工程难题之一,其中形性协同滚抛(又称“滚磨光整加工”)工艺是解决这一难题极具潜力的手段之一。基于此,综合国内外文献资料,对形性协同滚抛工艺基... 详细信息

形性协同加工是实现航发关重件高寿命、高可靠性的重要途经,也是当前制造领域最具挑战的工程难题之一,其中形性协同滚抛(又称“滚磨光整加工”)工艺是解决这一难题极具潜力的手段之一。基于此,综合国内外文献资料,对形性协同滚抛工艺基本理论及航发关重件应用的研究现状进行分析,首先概述了形性协同滚抛工艺基本内涵和研究历程,其次从颗粒动力学行为、加工介质影响、材料去除机制及模型等方面阐述形性协同滚抛工艺基本理论的研究现状,接着从形性协同滚抛效应、喷丸-滚抛组合效应以及新方式新工艺等方面介绍了形性协同滚抛工艺在提高叶片、整体叶盘、机匣、轴承以及齿轮等航发关重件性能的应用现状,最后对形性协同滚抛工艺进行总结和展望,以期为航发关重件形性协同滚抛的进一步发展提供借鉴和参考。

关键词：航发关重件形性协同滚抛表面完整性加工介质材料去除

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基于听说知识融合网络的多模态对话情绪识别

控制与决策 2024年第6期39卷 2031-2040页

作者：刘琴谢珺胡勇郝戍峰郝雅卉太原理工大学信息与计算机学院太原030024 北京航空航天大学新媒体艺术与设计学院北京100191 太原理工大学大数据学院太原030024

多模态对话情绪识别旨在根据多模态对话语境判别出目标话语所表达的情绪类别,是构建共情对话系统的基础任务.现有工作中大多数方法仅考虑多模态对话本身信息,忽略了对话中与倾听者和说话者相关的知识信息,从而限制了目标话语情绪特征的... 详细信息

多模态对话情绪识别旨在根据多模态对话语境判别出目标话语所表达的情绪类别,是构建共情对话系统的基础任务.现有工作中大多数方法仅考虑多模态对话本身信息,忽略了对话中与倾听者和说话者相关的知识信息,从而限制了目标话语情绪特征的捕捉.为解决该问题,提出一种基于听说知识融合网络的多模态对话情绪识别模型(LSKFN),引入与倾听者和说话者相关的外部常识知识,实现多模态上下文信息和知识信息的有机融合.LSKFN包含多模态上下文感知、听说知识融合、情绪信息汇总和情绪决策4个阶段,分别用于提取多模态上下文特征、融入听说知识特征、消除冗余特征和预测情绪分布.在两个公开数据集上的实验结果表明,与其他基准模型相比,LSKFN能够为目标话语提取到更加丰富的情绪特征,并且获得较好的对话情绪识别效果.

关键词：情感计算对话情绪识别多模态特征外部常识知识上下文语义知识特征融合

AZ31B镁合金板材纵波与平辊轧制宏观织构演变

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稀有金属材料与工程 2024年第7期53卷 1928-1936页

作者：郑仁辉刘江林贾睿杨冬冬杨磊张健壮梁建国太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024

为探究纵波轧制(LR)对AZ31B镁合金板材基面织构的影响,对AZ31B镁合金板材进行400℃/20min和450℃/20 min热处理以及振幅0.35 mm,周期4 mm的纵波波纹辊和平辊轧制。采用XRD对热处理及轧制后的板材进行宏观织构表征,运用极图及ODF对织构... 详细信息

为探究纵波轧制(LR)对AZ31B镁合金板材基面织构的影响,对AZ31B镁合金板材进行400℃/20min和450℃/20 min热处理以及振幅0.35 mm,周期4 mm的纵波波纹辊和平辊轧制。采用XRD对热处理及轧制后的板材进行宏观织构表征,运用极图及ODF对织构演变进行了分析,同时对金属在轧制变形区的变形行为进行了仿真分析。结果表明:板材热处理后,400℃下的{0002}极图中极密度最大值由11.21降到8.41,450℃下降到7.08,450℃下热处理后的织构强度弱于400℃;LR后板材的基面织构显著弱化,大量晶粒向RD、TD方向发生了偏转,其中向RD方向最多偏转30°,向TD方向最多偏转40°,400℃下的{0002}峰值织构强度降到4.33,450℃下降到5.62,400℃下LR的织构弱化效果比450℃更明显;二道次轧制后的板材,450℃下的基面织构强度要弱于400℃。分析表明:LR使得晶粒的c轴取向由ND向TD、RD方向发生了偏转,这是由于LR过程中存在类似于异步轧制过程中的“搓轧区”,其中产生的剪切力使晶粒沿RD方向发生偏转,弯曲和挤压复合变形下金属流动和剪切促进晶粒TD取向。

关键词： AZ31B镁合金板材纵波-平辊轧制有限元宏观织构

ZSM-22分子筛合成及其正十二烷烃临氢异构化性能:模板剂和动态晶化的影响

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化工进展 2024年第1期43卷 414-421页

作者：张海鹏王树振马梦茜张巍向江南王玉婷王琰范彬彬郑家军李瑞丰太原理工大学化学工程与技术学院山西太原030024

以二乙胺(DEA)或1,6-己二胺(DAH)为模板剂,分别在静态或动态条件下合成具有不同形貌和聚集状态的ZSM-22分子筛,采用XRD、SEM、EDS、TEM、NH3-TPD及N2吸附/脱附表征手段对其进行表征分析。并负载Pt在Al2O3上和ZSM-22机械混合制备双功能... 详细信息

以二乙胺(DEA)或1,6-己二胺(DAH)为模板剂,分别在静态或动态条件下合成具有不同形貌和聚集状态的ZSM-22分子筛,采用XRD、SEM、EDS、TEM、NH3-TPD及N2吸附/脱附表征手段对其进行表征分析。并负载Pt在Al2O3上和ZSM-22机械混合制备双功能催化剂,考察其正十二烷的临氢异构化反应性能。结果表明,模板剂和动态晶化会改变ZSM-22分子筛的形貌及聚集状态,并且会影响其酸性、比表面积和临氢异构活性。其中,以二乙胺为模板剂,静态晶化72h合成的ZSM-22具有最优的催化性能,在310℃反应温度下,正十二烷异构化转化率为66%时,异构十二烷的选择性达到90%。但是,模板剂及动态晶化条件对单支链异构体的产物分布影响较小,异构体产物以支链靠近端位的2-甲基十一烷为主,且随着反应温度升高,2-甲基异构体选择性明显降低。

关键词：催化剂沸石分子筛 ZSM-22 正十二烷临氢异构化

一种基于GRU的氢燃料重卡汽车工况下锂离子电池温度预测模型

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中国电机工程学报 2024年第6期44卷 2330-2339,I0021页

作者：闫志远孙桓五刘世闯赵立禹太原理工大学机械与运载工程学院山西省太原市030024

针对目前氢燃料重卡在行驶过程中,动力电池工况复杂、外表面温度变化难以预测、滞后时间长等问题,以氢燃料重卡锂离子动力电池外表面温度为研究对象,提出一种类交叉熵损失函数和自适应矩估计(adaptive moment estimation,Adam)优化的改... 详细信息

针对目前氢燃料重卡在行驶过程中,动力电池工况复杂、外表面温度变化难以预测、滞后时间长等问题,以氢燃料重卡锂离子动力电池外表面温度为研究对象,提出一种类交叉熵损失函数和自适应矩估计(adaptive moment estimation,Adam)优化的改进型门控循环单元神经网络(gate recurrent unit,GRU),建立锂离子动力电池表面温度预测模型。该模型利用GRU神经网络的特殊门机制和全局处理能力,得到锂离子电池表面温度和电池充放电电流、电压、充放电时间、历史温度、当前温度以及环境温度之间的非线性关系。采用4个精度评价函数对预测模型进行评价:经过5种环境温度下的模拟工况实验,验证该模型的准确性。结果表明,基于GRU的电池温度预测模型的误差相对于反向传播(back propagation,BP)神经网络模型和循环神经网络模型(recurrent neural network,RNN)来说较小,说明GRU的锂离子电池温度预测模型具有更高的精度。该文为磷酸铁锂电池表面温度的精准预测提出了一种新的方法。

关键词：氢燃料重卡锂离子电池温度预测模型门控循环单元神经网络深度学习