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碳酸钙晶须对碱矿渣胶凝材料的减缩增强作用

建筑材料学报 2024年第4期27卷 359-365,374页

作者：赵俊王爱国张祖华刘开伟孙道胜安徽建筑大学安徽省先进建筑材料重点实验室安徽合肥230022 同济大学材料科学与工程学院上海201804

针对碱矿渣胶凝材料易收缩开裂等问题,采用一种新型微米级纤维——碳酸钙晶须对碱矿渣胶凝材料进行减缩增强,研究了碳酸钙晶须掺量对碱矿渣胶凝材料流变性能、抗压强度和干燥收缩的影响,并探究其显微增强机理.结果表明:微米级碳酸钙晶... 详细信息

针对碱矿渣胶凝材料易收缩开裂等问题,采用一种新型微米级纤维——碳酸钙晶须对碱矿渣胶凝材料进行减缩增强,研究了碳酸钙晶须掺量对碱矿渣胶凝材料流变性能、抗压强度和干燥收缩的影响,并探究其显微增强机理.结果表明:微米级碳酸钙晶须的掺入对碱矿渣胶凝材料流动性影响较小,当碳酸钙晶须掺量为3%时,其新拌浆体塑性黏度为12.33 Pa·s,较未掺碳酸钙晶须的对照组仅增长14.48%,其硬化浆体28 d抗压强度可达105.8 MPa;碱矿渣胶凝材料的干燥收缩率随着碳酸钙晶须掺量的增加而降低,当碳酸钙晶须掺量为5%时,其28 d干燥收缩率仅有0.87%,较未掺碳酸钙晶须的对照组降低32.56%;碳酸钙晶须与基体紧密结合,在基体受力破坏时分散其所受应力,提升了碱矿渣胶凝材料的力学性能;碳酸钙晶须在体系内部的桥接作用能够有效延缓碱矿渣胶凝材料微裂纹的形成与扩展,在一定程度上遏制了宏观裂纹的发展.

关键词：碱矿渣胶凝材料碳酸钙晶须干燥收缩裂纹

基于无铰拱挠度影响线的上承式拱桥损伤识别研究

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应用基础与工程科学学报 2024年第1期32卷 178-192页

作者：周宇许成超狄生奎陈东吴德义安徽建筑大学建筑健康监测与灾害预防技术国家地方联合工程实验室安徽合肥230601 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 安徽建筑大学安徽省BIM工程中心安徽合肥230601 清华大学合肥公共安全研究院安徽合肥230601 安徽建筑大学土木工程学院安徽合肥230601

通过弹性中心法简化悬链线无铰拱体系力法方程,利用近似曲线拟合简化拱轴曲线积分,推导无铰拱结构拱顶冗力影响线解析表达式,研究了移动荷载与测点、损伤点相对位置之间的规律,得到结构损伤前后任意点的挠度影响线解析表达式,进而求解... 详细信息

通过弹性中心法简化悬链线无铰拱体系力法方程,利用近似曲线拟合简化拱轴曲线积分,推导无铰拱结构拱顶冗力影响线解析表达式,研究了移动荷载与测点、损伤点相对位置之间的规律,得到结构损伤前后任意点的挠度影响线解析表达式,进而求解结构损伤前后挠度影响线差值曲率解析解.研究表明,当移动荷载作用于拱结构损伤区域内时,挠度影响线差值曲率曲线产生突变,从理论上证明了该指标可以用于无铰拱结构损伤识别,进而提出挠度影响线差值曲率损伤识别指标.以无铰拱桥主要受力构件拱肋为研究对象,通过构建不同损伤工况下挠度影响线差值曲率幅值曲线,拟合损伤程度—幅值关系公式,并反演损伤程度,实现损伤程度的精确定量,并结合某上承式箱型拱桥结构模型算例验证,表明所提损伤识别方法用于拱桥结构损伤识别效果良好,具有工程应用价值.

关键词：悬链线无铰拱挠度影响线差值曲率损伤检测准静态移动力快速测试

基于因子图优化的光伏电站场景激光雷达SLAM方法

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激光与光电子学进展 2024年第14期61卷 165-173页

作者：汪方斌曹锟龚雪朱达荣汪萍安徽建筑大学机械与电气工程学院安徽建筑大学建筑机械故障诊断与预警技术重点实验室

光伏电站具有场地尺度大、场景中结构稀少、阵列排布光伏组件形成狭长过道的环境特点。针对搭载2D激光雷达的巡检机器人使用simultaneous localization and mapping (SLAM)算法在光伏电站场景中进行定位和地图构建时出现位姿估计不准确... 详细信息

光伏电站具有场地尺度大、场景中结构稀少、阵列排布光伏组件形成狭长过道的环境特点。针对搭载2D激光雷达的巡检机器人使用simultaneous localization and mapping (SLAM)算法在光伏电站场景中进行定位和地图构建时出现位姿估计不准确、地图显示不完整的问题，以Cartographer算法为框架，提出一种基于因子图优化的前端优化策略。通过预积分处理构建惯性测量单元（IMU）因子，联合激光雷达数据扫描匹配后位姿因子，共同作为约束加入因子图中进行优化，获得更准确的估计位姿，并将此位姿嵌入原始算法进行地图构建。搭建模拟光伏电站环境和模拟狭长过道环境，对主流滤波算法、Cartographer算法和改进后算法进行对比实验，结果表明改进后算法所构建的地图尺寸精度更高，整体描述更准确。

关键词：激光雷达光伏电站场景预积分因子图优化传感器融合

钢框架外挂ALC墙板新型连接节点抗震性能试验研究

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建筑结构 2024年

作者：丁克伟杨添刘运林安徽建筑大学安徽省建筑结构与地下工程重点实验室安徽建筑大学土木工程学院

提出一种蒸压加气混凝土（ALC）外挂墙板与钢梁的十字形新型连接节点，形式简洁，便于安装。为研究新型节点的抗震性能和工作机理，设计试件SJ-1和SJ-2，两组试件的ALC墙板与钢框架之间分别采用传统钩头螺栓节点和新型节点进行连接。对... 详细信息

提出一种蒸压加气混凝土（ALC）外挂墙板与钢梁的十字形新型连接节点，形式简洁，便于安装。为研究新型节点的抗震性能和工作机理，设计试件SJ-1和SJ-2，两组试件的ALC墙板与钢框架之间分别采用传统钩头螺栓节点和新型节点进行连接。对两组试件进行低周往复荷载试验，着重对比分析了两组试件的破坏情况、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线和耗能能力，并采用ABAQUS有限元软件对新型节点进行有限元计算。结果表明：十字形新型连接节点能够有效的延缓并减轻墙板的破坏，使钢结构整体表现出更优越的抗震性能和协调变形能力，且模拟数据与试验数据能够较好的吻合，这表明十字形新型连接节点可以安全有效的连接外挂墙板与钢结构主体，且受力、抗震性能良好，具有很高的推广使用价值。

关键词：蒸压加气混凝土钢框架外挂墙板新型连接节点抗震性能

PAW-YOLOv7:河道微小漂浮物检测算法

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光电工程 2024年第4期51卷 101-113页

作者：栾庆磊常昕昱吴叶邓从龙史艳琼陈梓华安徽建筑大学机械与电气工程学院安徽合肥230601 安徽省工程机械智能制造重点实验室安徽合肥230601

河道漂浮物检测对于船舶自动驾驶以及河道清理有着重大意义,但现有的方法在针对河道漂浮物目标尺寸小且互相遮挡、特征信息少时出现检测精度低等问题。为解决这些问题,本文基于YOLOv7,提出了一种改进模型PAWYOLOv7。首先,为了提高网络... 详细信息

河道漂浮物检测对于船舶自动驾驶以及河道清理有着重大意义,但现有的方法在针对河道漂浮物目标尺寸小且互相遮挡、特征信息少时出现检测精度低等问题。为解决这些问题,本文基于YOLOv7,提出了一种改进模型PAWYOLOv7。首先,为了提高网络模型对小目标的特征表达能力,构建了小目标物体检测层,并将自注意力和卷积混合模块(ACmix)集成应用于新构建的小目标检测层;其次,为了减少复杂背景的干扰,采用全维动态卷积(ODConv)代替颈部的卷积模块,使网络具有捕获全局上下文信息能力;最后,将PConv(partial convolution)模块融入主干网络,替换部分标准卷积,同时采用WIoU(Wise-IoU)损失函数取代CIoU,实现网络模型计算量的降低,提高网络检测速度,同时增加对低质量锚框的聚焦能力,加快模型收敛速度。实验结果表明,PAW-YOLOv7算法在本文利用数据扩展技术改进的FloW-Img数据集上的检测精度达到89.7%,较原YOLOv7提升了9.8%,且检测速度达到54帧/秒(FPS),在自建的稀疏漂浮物数据集上的检测精度比YOLOv7提高了3.7%,能快速准确地检测河道微小漂浮物,同时也具有较好的实时检测性能。

关键词： YOLOv7 漂浮物检测混合卷积自注意力机制全维动态卷积 Wise-IoU损失函数

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改进RRT算法的机械臂路径规划

组合机床与自动化加工技术 2024年第5期 60-64,70页

作者：栾庆磊郭继智屈紫浩史艳琼陈中安徽建筑大学机械与电气工程学院合肥230601 安徽建筑大学安徽省工程机械智能制造重点实验室合肥230601

为解决快速拓展随机树(RRT)算法随机性强,收敛速度慢和结果可行性差等问题,提出了一种基于全局自适应步长与目标偏置采样的改进型RRT算法。首先,利用环境信息自适应的计算初始步长,同时在拓展过程中利用节点周围障碍物信息调整当前步长... 详细信息

为解决快速拓展随机树(RRT)算法随机性强,收敛速度慢和结果可行性差等问题,提出了一种基于全局自适应步长与目标偏置采样的改进型RRT算法。首先,利用环境信息自适应的计算初始步长,同时在拓展过程中利用节点周围障碍物信息调整当前步长,以增强对地图的探索能力;其次,通过目标偏置采样结合改进的最近点选取策略提高算法的搜索效率,快速生成一条从起始点到目标点的路径;随后,对生成路径进行两次冗余点移除并结合最大曲率约束减少路径代价和转折角;最后,利用基于最小二乘法的五次多项式拟合对其进行优化,进一步提高路径的可行性。在机械臂上进行仿真实验,结果表明在三维空间下改进RRT算法相较于传统RRT算法,路径代价减少38.1%,规划时间减少68.4%,节点个数减少77.4%,验证了算法的有效性。

关键词：机械臂路径规划 RRT 自适应步长最近点选取

钻井法凿井气-液-固耦合排渣流场及刀盘吸渣口优化

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煤炭学报 2024年第1期49卷 426-441页

作者：程桦郭龙辉姚直书杨光荣传新安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室安徽合肥230601 中煤特殊凿井有限责任公司安徽合肥230001

针对西部地区侏罗系地层煤矿立井钻井法施工中出现的气举反循环洗井排渣与钻进效率低下问题,以陕西可可盖煤矿中央回风立井ϕ4.2 m超前钻井为工程背景,基于CFD-DEM(计算流体力学和离散单元法耦合)研究方法,建立了气-液-固多相耦合排渣数... 详细信息

针对西部地区侏罗系地层煤矿立井钻井法施工中出现的气举反循环洗井排渣与钻进效率低下问题,以陕西可可盖煤矿中央回风立井ϕ4.2 m超前钻井为工程背景,基于CFD-DEM(计算流体力学和离散单元法耦合)研究方法,建立了气-液-固多相耦合排渣数值模型,揭示了排渣管内、井底流场的速度及压力分布规律,并基于自研的气举反循环排渣试验装置,采用PIV(粒子图像测速法)测试技术对流场分布的正确性进行验证;提出了优化刀盘吸渣口评判指标和方法,对吸渣口的数量、长径比、面积比、总面积占比进行优化,得到了超前钻头刀盘吸渣口布置的最佳方式和相关参数;讨论了钻头转速、注气量、风管没入比和泥浆黏度等主要因素对排渣流场的影响。研究结果表明:(1)排渣管内流体的运移以轴向流动为主,且途经注气端时,流速发生跳跃式剧增;井底流体的运移主要以水平流动为主,流体的垂直上返仅存在于吸渣口附近;井底流体的水平流动以切向流动为主,径向流动仅在吸渣口两侧较为明显,且远离吸渣口处,径流速度较小易产生岩屑沉积;(2)当刀盘吸渣口数量为2,长径比为0.4,面积比为1,总面积占比为1.94%时,吸渣口的布置方式最佳,且清渣率较现行吸渣口布置方式提高66%;(3)增大钻头转速可显著增强吸渣口的吸附作用,注气量、风管没入比与井底和排渣管内流体的轴向速度均呈正相关关系,低黏、低密度的泥浆易获取高流速,但携岩能力较差。研究结果可为破解侏罗系地层深大立井钻井法洗井排渣与钻进效率低下技术难题,提供有益的理论参考。

关键词：钻井法凿井气举反循环排渣流场吸渣口优化排渣效率

钻井法凿井气举反循环多相排渣运移规律及其洗井参数优化试验研究

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中国矿业大学学报 2024年第2期53卷 224-237页

作者：程桦郭龙辉姚直书王宗金荣传新安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室安徽合肥230601 中煤特殊凿井有限责任公司安徽合肥230001

针对西部地区侏罗系地层煤矿立井钻井法施工中出现的气举反循环洗井排渣效率低问题,以可可盖煤矿中央回风立井ϕ4.2 m超前钻井为工程背景,采用相似模型试验和PIV(粒子图像测速法)测试技术相结合的方法,研究了井底及排渣管内液固气多相耦... 详细信息

针对西部地区侏罗系地层煤矿立井钻井法施工中出现的气举反循环洗井排渣效率低问题,以可可盖煤矿中央回风立井ϕ4.2 m超前钻井为工程背景,采用相似模型试验和PIV(粒子图像测速法)测试技术相结合的方法,研究了井底及排渣管内液固气多相耦合运移规律;基于模型试验结果,分析了洗井排渣效果主要影响因素,并提出了高效洗井排渣工艺参数.研究结果表明:自主研发的煤矿立井气举反循环排渣试验装置,可实现钻井法井底及排渣管内流体运移特性的可视化试验研究;岩渣在井底做“积聚—悬浮—吸附—补充—再积聚”动态循环运动,排渣管内液固区段流体呈上下螺旋往复运动,液固气区段呈上下交替的振荡运动,上返速度分布均具有强烈的脉动现象;井底流体的运动主要以水平流动为主,流体的垂直上返仅存在于吸渣口附近,且上返速度与泥浆循环量呈正相关,增大刀盘转速或泥浆循环量可提高井底环流和径向流速;排渣效果影响因素显著性依次为刀盘转速、注气流量、风管沉没比和泥浆黏度;基于工程背景和试验结果,满足井底清洁高效洗井排渣相关钻进参数为刀盘转速11.5 r/min,注气流量3500 m^(3)/h.研究结果可为破解侏罗系地层深大立井钻井法洗井排渣效率低下技术难题,提供有益的理论参考.

关键词：钻井法气举反循环泥浆排渣多相耦合流场参数优化

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基于等级关联度的电能质量综合评估

电气工程学报 2024年

作者：黄邦钧曹立霞山东建筑大学智能建筑技术重点实验室

为了准确、全面地反映电力系统电能质量的实际状况，提出了一种基于等级关联度的电能质量综合评估方法。首先依据国家标准划分指标等级，建立电能质量指标评估体系；其次采用粗糙层次分析法(Analytic hierarchy process, AHP)确定聚合... 详细信息

为了准确、全面地反映电力系统电能质量的实际状况，提出了一种基于等级关联度的电能质量综合评估方法。首先依据国家标准划分指标等级，建立电能质量指标评估体系；其次采用粗糙层次分析法(Analytic hierarchy process, AHP)确定聚合多位专家评估意见的主观权重，采用CRITIC法根据标准化数据计算客观权重，并通过组合赋权的方法确定综合权重；然后构建规格化后的物元可拓模型，通过待评估对象和指标的等级关联度判断其所属的电能质量等级，并根据等级评估值进行电能质量优劣比较和排序，得到全面、直观的电能质量评估结果；最后通过算例分析，验证了所提方法的准确性与有效性，为电能质量的治理提供可靠的依据。

关键词：电能质量综合评估粗糙集组合赋权物元可拓模型关联度