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脉冲泵压环境膏体水分迁移转化与流变行为数值推演

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工程科学学报 2024年第1期46卷 11-22页

作者：夏志远程海勇吴顺川姜关照刘津孙伟刘泽民昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093

通过微细观结构分析、低场核磁共振量化研究,科学、准确地描述膏体跨尺度颗粒群存在形态与水分赋存状态,并基于有限元和离散元耦合数值分析方法分析了泵压扰动下膏体颗粒流态演化规律.研究发现,膏体料浆中的吸附水、间隙水和弱自由水存... 详细信息

通过微细观结构分析、低场核磁共振量化研究,科学、准确地描述膏体跨尺度颗粒群存在形态与水分赋存状态,并基于有限元和离散元耦合数值分析方法分析了泵压扰动下膏体颗粒流态演化规律.研究发现,膏体料浆中的吸附水、间隙水和弱自由水存在动态连通与转化行为,并主要以吸附水形式存在,低场核磁共振技术(Low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)弛豫强度与吸附水峰面积非线性增强,与料浆的流动表现出显著的正相关性.液网结构与絮网结构反映了导水通道的活跃性与力链结构的强度,共同组成了膏体稳定性与流动性的双支撑骨架结构.通过Fluent-EDEM软件耦合模拟,分析了脉冲泵压环境颗粒运动行为,在速度差的影响下高、低流速颗粒冲击扰动加剧,力链接触作用增强,流态均匀性和整体颗粒运动稳定性可有效提高.

关键词：膏体充填脉冲泵压低频核磁水分迁移双骨架结构流变行为

湿法炼锌溶液中锗的配位反应分离规律及萃取机理

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中国有色金属学报 2024年第1期34卷 279-291页

作者：顾智辉李存兄李倡纹刘强王启亮宋健清王阳波昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093

针对湿法炼锌溶液中锗富集回收成本高、工艺复杂等问题,本文深入研究5种不同配合剂对N235-TBP复合萃取体系选择性分离富集锗过程的影响规律及酒石酸配位反应体系的传质机理。结果表明:在有机相构成为30%N235-15%TBP-55%260^(#)溶剂油、... 详细信息

针对湿法炼锌溶液中锗富集回收成本高、工艺复杂等问题,本文深入研究5种不同配合剂对N235-TBP复合萃取体系选择性分离富集锗过程的影响规律及酒石酸配位反应体系的传质机理。结果表明:在有机相构成为30%N235-15%TBP-55%260^(#)溶剂油、相比O∶A为1∶2、pH 1.5、反应温度25℃,配合剂与锗的摩尔比n_(L)/n_(Ge)=5的条件下,5种配合剂对锗的配位能力大小依次为:酒石酸(C_(4)H_(6)O_(6))>草酸(C_(2)H_(2)O_(4))>柠檬酸(C_(6)H_(8)O_(7))>马来酸(C_(4)H_(4)O_(4))>水杨酸(C_(7)H_(6)O_(3)),酒石酸对Ge^(4+)与共存离子Zn^(2+)、Fe^(2+)的分离效果最佳,在nC_(4)H_(6)O_(6)/nGe=5.5时,分离系数达最大,分别为β_(Ge/Zn^(2+))=2807.23、β_(Ge/Fe^(2+))=3271.43;酒石酸与锗的配位形式为双齿(螯合)配位;N235-TBP复合萃取体系萃取锗的机理是质子化N235中的HSO_(4)^(-)与料液中的Ge(OH)_(2)Tar^(2-)发生阴离子置换反应,生成萃合物(R_(3)NH^(+))_(2)·(Ge(OH)_(2)Tar_(2)/^(2-)·TBP_(0.3)。

关键词：湿法炼锌锗萃取机理分离系数

圆弧形蜂窝夹芯板在低速冲击下的动力响应研究

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振动与冲击 2024年第5期43卷 214-222,238页

作者：余阳付涛昆明理工大学机电工程学院昆明650500

为了研究具有负泊松比特性的圆弧形蜂窝夹芯板的动力响应,基于哈密顿原理和一阶剪切变形理论推导了圆弧形蜂窝夹芯板的运动方程,同时建立两自由度的质量-弹簧模型来获得蜂窝夹芯板与冲击器之间的接触力,利用Navier法和Duhamel积分对圆... 详细信息

为了研究具有负泊松比特性的圆弧形蜂窝夹芯板的动力响应,基于哈密顿原理和一阶剪切变形理论推导了圆弧形蜂窝夹芯板的运动方程,同时建立两自由度的质量-弹簧模型来获得蜂窝夹芯板与冲击器之间的接触力,利用Navier法和Duhamel积分对圆弧形夹芯板的运动方程解析求解。在理论模型有效性验证方面,低速冲击下蜂窝夹芯板中心最大横向位移的理论模型计算结果与ABAQUS有限元仿真结果的最大相对误差为4.9%,同时求得理论模型与已发表文献计算出的接触力最大相对误差为8%,验证了理论模型的有效性。通过理论模型研究了蜂窝胞元参数变化对蜂窝夹芯板动力响应的影响,研究结果表明:随着球形冲击器的冲击速度递增,圆弧形蜂窝夹芯板中心最大横向位移也呈现出递增的规律;圆弧形蜂窝夹芯板的抗冲击特性随着蜂窝胞元半径或角度的增大而减小,当蜂窝胞元半径从5 mm增加至7 mm时,蜂窝夹芯板的抗冲击特性减少40.28%;当蜂窝胞元角度从30°增加至60°时,蜂窝夹芯板的抗冲击特性减少83.64%;蜂窝夹芯板的抗冲击特性随着蜂窝胞元壁厚的增大而增大,当蜂窝胞元壁厚从1 mm增加至3 mm时,蜂窝夹芯板的抗冲击特性提升59.51%。通过减小胞元角度和半径,增加胞元壁厚可以提升圆弧形蜂窝夹芯板的抗冲击特性。

关键词：低速冲击蜂窝夹芯板一阶剪切变形理论质量-弹簧模型 ABAQUS有限元仿真

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融合结构重参数化变换的气体泄漏红外检测

光子学报 2024年第1期53卷 187-201页

作者：庄宏张印辉何自芬曹辉柱昆明理工大学机电工程学院昆明650500

针对常规工业气体泄漏检测装置需泄漏扩散到一定范围并与传感器接触时才能响应的不足,提出一种融合结构重参数化变换的红外非接触式检测网络模型GRNet。GRNet模型采用Mosaic-Gamma变换的预处理方法增加泄漏样本数量并提高图像对比度以... 详细信息

针对常规工业气体泄漏检测装置需泄漏扩散到一定范围并与传感器接触时才能响应的不足,提出一种融合结构重参数化变换的红外非接触式检测网络模型GRNet。GRNet模型采用Mosaic-Gamma变换的预处理方法增加泄漏样本数量并提高图像对比度以增强模型的鲁棒性;通过K-means聚类分析出适用于气体泄漏红外检测的候选框以预置模型参数;优化定位损失函数以提高模型对泄漏区域的定位准确性;采用改进后的轻量化网络RepVGG模块重构特征提取网络增强模型的特征提取能力,以实现轻量化并提高检测精度。实验结果表明,GRNet模型对氨气泄漏的平均检测精度达到94.90%,单张图像平均检测时间达到3.40 ms。采用伪色彩映射实现泄漏浓度的视觉感知效果,采用PyQt5将GRNet模型进行封装实现气体泄漏红外检测系统界面的可视化并在Jetson Nano B01嵌入式实验平台部署该模型,验证了实际工程应用的可行性和有效性,为开发气体泄漏非接触探测装置以保障涉气企业的安全生产和稳定运行提供一种有效的检测算法。

关键词：目标检测气体泄漏检测定位损失函数图像预处理聚类分析结构重参数化

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细观初始孔隙缺陷对混凝土力学性能的影响

建筑材料学报 2024年第5期27卷 425-431页

作者：张国辉魏雄杨振东顾艳霜王铭明昆明理工大学电力工程学院云南昆明650500

采用不同尺寸的EPS颗粒预制混凝土的初始孔隙率及初始孔径尺寸,系统开展4种初始孔隙率和5种初始孔径尺寸下混凝土的轴心抗压强度和弹性模量试验研究,并基于数值统计原理分析含初始缺陷混凝土力学性能的影响规律.结果表明:混凝土的轴心... 详细信息

采用不同尺寸的EPS颗粒预制混凝土的初始孔隙率及初始孔径尺寸,系统开展4种初始孔隙率和5种初始孔径尺寸下混凝土的轴心抗压强度和弹性模量试验研究,并基于数值统计原理分析含初始缺陷混凝土力学性能的影响规律.结果表明:混凝土的轴心抗压强度和弹性模量降幅随初始孔隙率的增加呈近似线性上升趋势,混凝土的轴心抗压强度降幅随着初始孔径尺寸的增加呈近似对数上升趋势.同时考虑初始孔隙率和初始孔径尺寸的影响,混凝土在初始小孔径、高孔隙率下的损伤度低于其在初始大孔径、低孔隙率下的损伤度.相较初始孔径尺寸,初始孔隙率对混凝土轴心抗压强度和弹性模量的损伤更为显著.

关键词：混凝土初始孔隙轴心抗压强度弹性模量损伤预测

基于混合分解多尺度时频图和Res-GRU-AT的电能质量复合扰动识别

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电力系统保护与控制 2024年第4期52卷 12-25页

作者：毕贵红鲍童语陈臣鹏赵四洪陈仕龙张梓睿昆明理工大学电力工程学院云南昆明650500

能源互联网背景下的电能质量问题越来越凸显,针对传统电能质量扰动(power quality disturbances,PQDs)识别过程中存在的信号特征提取复杂、算法识别能力不足和复合扰动区分困难等问题,提出了一种混合分量多尺度时频图和残差神经网络(res... 详细信息

能源互联网背景下的电能质量问题越来越凸显,针对传统电能质量扰动(power quality disturbances,PQDs)识别过程中存在的信号特征提取复杂、算法识别能力不足和复合扰动区分困难等问题,提出了一种混合分量多尺度时频图和残差神经网络(residual neural network,ResNet)、门控循环单元(gated recurrent units,GRU)网络与注意力机制(attention,AT)组合的电能质量复合扰动识别新方法—Res-GRU-AT。首先利用奇异谱分解(singular spectrum decomposition,SSD)和逐次变分模态分解(successive variational mode decomposition,SVMD)对PQDs信号分别进行多尺度分解得到混合分量,再对混合分量进行希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT),分析得到多尺度时频图。其次,利用Res-GRU-AT模型对多尺度时频图进行深层次特征提取、强化和识别。Res-GRU-AT模型能够利用ResNet的二维图像空间特征提取能力和GRU的时序特征提取能力进行特征融合,再通过AT进行特征加权强化,提高了PQDs的识别能力。不同方案的仿真结果表明,所提方法特征提取能力强且抗噪性能好,对复合扰动识别率高。

关键词：电能质量故障识别时频分析混合模式分解深度学习

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SiC表面水滴型微织构的水润滑特性研究

颗粒增强粘接层结构参数对连接强度的影响及工艺优化

表面技术 2024年第1期53卷 96-104页

作者：王鹏洋龙威赵章行毛文元乔妍昆明理工大学机电工程学院昆明 650500 昆明理工大学化学工程学院昆明 650500

目的提高水润滑条件下SiC陶瓷的摩擦性能.方法通过对剪切力矩和摩擦因数的测试和计算,结合扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察试件表面的磨痕形貌及元素含量分布,分析转速、载荷和织构排布方式对变深度水滴型织构在SiC表面摩擦因数、磨... 详细信息

目的提高水润滑条件下SiC陶瓷的摩擦性能.方法通过对剪切力矩和摩擦因数的测试和计算,结合扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察试件表面的磨痕形貌及元素含量分布,分析转速、载荷和织构排布方式对变深度水滴型织构在SiC表面摩擦因数、磨损特征和摩擦化学反应的影响规律.结果在变深度动压弹流润滑和摩擦化学反应的协同作用下,单侧水滴型织构试件在润滑介质从小端流向大端时可以实现更好的润滑性能,并且随着转速从200 r/min升至900 r/min,稳定摩擦因数从0.004增至0.068,远低于相同工况下斜槽型织构和无织构的光滑表面试件.对于水滴型织构,当润滑介质从大端流向小端时,其呈现的摩擦因数与无织构表面光滑试件的摩擦因数相近,维持在0.014～0.114.双侧水滴型织构在重载时具有更优异的润滑减摩效果,在200～900 r/min的转速范围内,能够提供稳定且较小的摩擦因数.结论在SiC材料表面设计具有变深度特征的水滴型织构,可以有效提高系统的润滑减摩效果,特别是当润滑介质从织构较浅处流向较深处时,可以促进SiC试件表面的摩擦化学反应,生成的氧化物薄膜会覆盖在试件表面形成保护层,使SiC陶瓷的摩擦学行为得到改善.

关键词：碳化硅水滴型织构摩擦因数摩擦化学反应动压弹流润滑

来源：博看期刊评论

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材料导报 2024年第6期38卷 222-226页

作者：秦怡歆曾凯邢保英张洪申何晓聪昆明理工大学机电工程学院昆明650500

基于Box-Behnken design(BBD)响应面法,开展颗粒增强粘接试验研究,构建粘接层结构参数(粘接层厚度、颗粒粒径和颗粒体积分数)与失效载荷和能量吸收值之间的多元回归模型,辨析粘接层结构参数对接头力学性能的影响规律;同时,结合多目标遗... 详细信息

基于Box-Behnken design(BBD)响应面法,开展颗粒增强粘接试验研究,构建粘接层结构参数(粘接层厚度、颗粒粒径和颗粒体积分数)与失效载荷和能量吸收值之间的多元回归模型,辨析粘接层结构参数对接头力学性能的影响规律;同时,结合多目标遗传算法,开展粘接工艺的多目标优化,并进行试验验证。结果表明:单因素分析中,颗粒体积分数对接头强度的影响最大;交互作用分析中,粘接层厚度和颗粒体积分数对接头连接强度的影响最为显著。通过Pareto解集确定的最优粘接层结构参数组合为粘接层厚度0.531 mm、颗粒粒径61.765μm、颗粒体积分数4.099%,遗传算法的预测值与试验值之间的误差分别为5.7%(失效载荷)和0.9%(能量吸收值)。

关键词：颗粒增强粘接接头响应面法遗传算法

面向复杂环境的UWB/LiDAR/IMU组合定位方法

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中国惯性技术学报 2024年第7期32卷 654-662页

作者：杨秀建敖鹏沈世全杨义兴皇甫尚昆昆明理工大学交通工程学院昆明650500

针对室外全球卫星导航系统(GNSS)拒止并且超宽带(UWB)和LiDAR在非视距和点云特征稀疏环境下定位效果较差的问题,提出了一种面向复杂环境的UWB/LiDAR/惯性测量单元(IMU)组合定位方法。首先,利用LiDAR和UWB的互补特性设计了时变因子,用于... 详细信息

针对室外全球卫星导航系统(GNSS)拒止并且超宽带(UWB)和LiDAR在非视距和点云特征稀疏环境下定位效果较差的问题,提出了一种面向复杂环境的UWB/LiDAR/惯性测量单元(IMU)组合定位方法。首先,利用LiDAR和UWB的互补特性设计了时变因子,用于对车辆进行重定位;然后,引入三种运动模型描述车辆的运动状态,各模型采用无迹卡尔曼滤波方法设计滤波器;最后,将重定位后的车辆定位和IMU的测量数据作为交互式多模型-无迹卡尔曼滤波算法的状态输入,解算出最终的车辆位置。实验结果表明,所提组合定位方法具有较高的定位精度,相对于UWB和LiDAR单一传感器,视距环境下的定位精度分别提升了35.1%和22.8%,非视距环境下分别提升了53.1%和27.2%;所提重定位方法相对于UWB和LiDAR单一传感器,视距环境下的定位精度分别提升了23.2%和8.7%,非视距环境下分别提升了42.9%和11.4%,体现出了较高的定位精度和对复杂环境的适应能力。

关键词：无人车辆融合定位超宽带交互式多模型无迹卡尔曼滤波