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基于SHAP-LightGBM的电动集装箱正面吊运起重机能耗分析和异常识别

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工程设计学报 2024年第1期31卷 81-90页

作者：郄永军任杰孙帅周东才张凡三一重工股份有限公司北京102206 三一海洋重工有限公司广东珠海519050

集装箱正面吊运起重机(以下简称正面吊)在港口的实际作业中发挥着重要作用。随着社会对能源和环境问题的日益关注,正面吊的电动化趋势愈加显著,市场上电动正面吊的数量逐年增加。电耗性能直接影响电动正面吊的续航能力、作业效率和作业... 详细信息

集装箱正面吊运起重机(以下简称正面吊)在港口的实际作业中发挥着重要作用。随着社会对能源和环境问题的日益关注,正面吊的电动化趋势愈加显著,市场上电动正面吊的数量逐年增加。电耗性能直接影响电动正面吊的续航能力、作业效率和作业成本,是电动正面吊的重要性能之一。驾驶行为、作业工况、设备故障等因素均会对电动正面吊的能耗产生影响。为此,通过收集电动正面吊客户侧的实际运行数据,基于LightGBM(light gradient boosting machine,轻量级梯度提升机)模型,在微观和宏观两个层面分别对电动正面吊的行驶和作业过程进行能耗建模,并运用SHAP(Shapley additive explanations,沙普利加和解释)理论量化分析不同作业工况、作业行为对电动正面吊能耗的影响,同时识别设备故障所引起的能耗异常。结果表明,基于SHAP-LightGBM的能耗模型能够准确预测和分析电动正面吊的行驶和作业能耗,可为电动正面吊的设计、能耗策略优化提供有效的信息输入,同时可建立电动正面吊实际运行过程的理论能耗基准,有效指导驾驶行为和识别故障造成的能耗异常等。

关键词：集装箱正面吊运起重机能耗模型异常识别 LightGBM模型能耗优化

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钻爆法隧道施工装备技术进展与展望

现代隧道技术 2024年第2期61卷 190-202页

作者：刘飞香中国铁建重工集团股份有限公司长沙410100

随着我国水利、交通、能源等基础工程蓬勃发展,隧道及地下工程建设迎来了高速大发展时期。首先,介绍了钻爆法施工装备发展,依次从“人工”、“小型机械化”、“单一工序大型机械化”、“全工序大型机械化”等4个阶段进行阐述;然后分别... 详细信息

随着我国水利、交通、能源等基础工程蓬勃发展,隧道及地下工程建设迎来了高速大发展时期。首先,介绍了钻爆法施工装备发展,依次从“人工”、“小型机械化”、“单一工序大型机械化”、“全工序大型机械化”等4个阶段进行阐述;然后分别对目前钻爆法在施工过程中存在的岩芯收获率、超欠挖控制、拱架设立效率、湿喷回弹、锚杆注浆密实度等问题的现状及发展趋势进行了阐述和思考,并提出了钻爆法施工装备、协同管理平台、绿色施工装备等未来着重发展的建造技术;最后,对钻爆法隧道智能装备与隧道智能建造发展前景进行了展望,以推动我国隧道工程向无人、智能、信息、环保、节能与可持续的目标发展。

关键词：钻爆法施工超挖控制智能建造协同管理平台数字孪生绿色施工装备

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新能源车辆在冶金项目上的应用

炼钢 2024年

作者：赵洪柱陈林权华志坚无锡巨力重工股份有限公司

通过新能源车辆与传统车辆的对比，论述了新能源车辆在冶金工程项目上的应用及优势。通过新建项目和现有改造项目上的新能源车辆应用案列介绍，验证了其应用效果及经济效益。实际应用表明：新能源车辆运行灵活，可实现设备安全、人身安... 详细信息

通过新能源车辆与传统车辆的对比，论述了新能源车辆在冶金工程项目上的应用及优势。通过新建项目和现有改造项目上的新能源车辆应用案列介绍，验证了其应用效果及经济效益。实际应用表明：新能源车辆运行灵活，可实现设备安全、人身安全；采用新能源车辆炼钢车间铸造起重机作业时间下降约50%，维护工作量减少约50%，起重机运行中的相互干扰减少；热周转的钢包数量减少1个，钢包寿命提高7%～20%，耐材消耗降低；LF精炼时间缩短0.5～2 min，精炼电耗降低5～9 kWh/t，节约了能耗；节省设备投资，实现错峰用电，降低用电成本30%～40%，由于无电缆烧损，降低了运行费用；炼钢生产成本降低3.43～6.65元/t，吨钢碳排放降低3.7～7.2 kg；传统车辆改造成新能源车辆也很方便，对冶金工程项目采用新能源车替代传统车辆有一定的示范意义。

关键词：新能源车辆冶金工程节能成本碳排放

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海工浮式起重机缆风系统电控设计与实现

船舶工程 2024年第S1期 519-523+530页

作者：丛桢孟旭黄利锋上海振华重工(集团)股份有限公司

作为协助海上风电安装施工中重要工具，海工浮式起重机缆风系统此前多数为风电施工方在起重机完工后加装改造。此次作为国内首制按配置缆风系统设计的新式海工浮式起重机，配套的电气控制系统也需要全新设计。从整体介绍缆风系统主要应... 详细信息

作为协助海上风电安装施工中重要工具，海工浮式起重机缆风系统此前多数为风电施工方在起重机完工后加装改造。此次作为国内首制按配置缆风系统设计的新式海工浮式起重机，配套的电气控制系统也需要全新设计。从整体介绍缆风系统主要应用工况和机构组成开始，从硬件的角度详细说明电气系统的整体架构和元器件选型思路。并结合缆风系统实际工况和现场实机调试过程的经验总结，从软件的角度详细说明缆风系统控制程序中的控制逻辑、位置计算及操作流程。全面阐述海工浮式起重机缆风系统电气控制系统的设计与实现。

关键词：海工浮式起重机缆风系统电气控制

FMEA在风电安装船绕桩起重机电气系统的应用

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船舶工程 2024年第S1期 531-535+542页

作者：廖恺孟旭丛桢黄利锋上海振华重工(集团)股份有限公司

为提高风电安装船绕桩起重机电气系统的可靠性和安全性，降低维修成本，提高生产效率，基于失效模式和效应分析（FMEA），分析涉及系统潜在故障模式及其原因，以及故障的检测与识别方法，进一步探讨了这些故障对系统运行的影响及相应的... 详细信息

为提高风电安装船绕桩起重机电气系统的可靠性和安全性，降低维修成本，提高生产效率，基于失效模式和效应分析（FMEA），分析涉及系统潜在故障模式及其原因，以及故障的检测与识别方法，进一步探讨了这些故障对系统运行的影响及相应的处理措施。研究中利用风险顺序数（RPN）进行风险量化评估，从而确定优先的改进方向。研究结果表明，FMEA方法在提高风电安装船绕桩起重机电气系统的可靠性方面具有显著效果，为设计、制造和调试阶段的系统优化提供了科学依据和参考。

关键词：风电安装船绕桩起重机失效模式和效应分析风险顺序数

基于晶体塑性有限元的AZ31镁合金室温变形过程织构及孪生演化

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锻压技术 2024年第1期49卷 228-235页

作者：周新亮万本振太原重工股份有限公司山西太原030024

研究了AZ31镁合金塑性变形过程中因不同晶体取向导致的各向异性和拉压不对称性,探索了塑性变形过程中织构演变规律、孪生和力学性能之间的关系。采用晶体塑性有限元建立具有不同晶体取向的AZ31镁合金模型,通过室温单轴压缩和拉伸实验相... 详细信息

研究了AZ31镁合金塑性变形过程中因不同晶体取向导致的各向异性和拉压不对称性,探索了塑性变形过程中织构演变规律、孪生和力学性能之间的关系。采用晶体塑性有限元建立具有不同晶体取向的AZ31镁合金模型,通过室温单轴压缩和拉伸实验相结合的方法,发现晶体的塑性变形行为在很大程度上取决于晶体取向,不同的晶体取向导致了镁合金塑性变形行为的各向异性,轴向屈服强度和抗拉强度高,径向屈服强度和抗拉强度低。镁合金塑性变形过程中,随着应变量的增加,孪晶激活体积分数不断上升,因不同加载方向导致晶粒c轴发生不同转动,径向孪晶激活体积分数高,轴向孪晶激活体积分数低;孪晶的激活直接导致了织构的极密度发生偏移,径向孪晶激活体积分数高,所以径向的织构的极密度偏移更大。在镁合金塑性变形过程中,出现明显孪晶的点与应力突变的点相吻合,当孪晶激活体积分数达到一定值时,应力发生突变,此时晶体取向发生变化,新的滑移系启动,反映了滑移和孪晶机制耦合对力学性能的影响。

关键词：镁合金晶体塑性有限元织构演化孪生力学性能

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邮轮型客滚船噪声预报和控制研究

舰船科学技术 2024年第8期46卷 42-47页

作者：黄得壮厦门船舶重工股份有限公司福建厦门361026

随着人们对船舶舒适性追求,船舶噪声对于载客的客船、客滚船显得十分重要,国际海事组织和船级社均已颁布对船舶噪声技术指标要求。由于邮轮型客滚船功能、布局十分复杂,设备设施繁多,在设计建造时对其噪声控制越来越具有挑战性。本文阐... 详细信息

随着人们对船舶舒适性追求,船舶噪声对于载客的客船、客滚船显得十分重要,国际海事组织和船级社均已颁布对船舶噪声技术指标要求。由于邮轮型客滚船功能、布局十分复杂,设备设施繁多,在设计建造时对其噪声控制越来越具有挑战性。本文阐述船舶噪声产生因素和预报分析,以某客滚船为例,通过实施船舶噪声控制关键技术要点,对比噪声预报和实船噪声测试,结果表明船舶噪声控制技术有效和显著,避免了建造后期技术修改,可作为船舶噪声控制研究一种技术借鉴。

关键词：客滚船噪声预报控制

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多层甲板邮轮模型的降噪技术试验研究

船舶工程 2024年第3期46卷 11-15,30页

作者：曾震宇厦门船舶重工股份有限公司福建厦门361026

为了研究邮轮上层甲板舱室乘客的休闲娱乐和生活活动噪声对下层甲板舱室乘客舒适性体验的影响,设计不同的甲板降噪技术,以浮动地板、阻尼+钢片以及阻尼+钢片+矿物棉等3种材料为主要敷层,构建三甲板二层舱室的邮轮样板舱,采用撞击声模拟... 详细信息

为了研究邮轮上层甲板舱室乘客的休闲娱乐和生活活动噪声对下层甲板舱室乘客舒适性体验的影响,设计不同的甲板降噪技术,以浮动地板、阻尼+钢片以及阻尼+钢片+矿物棉等3种材料为主要敷层,构建三甲板二层舱室的邮轮样板舱,采用撞击声模拟上层甲板的活动噪声。隔层噪声测量结果为:噪声声压级均随频率增加而下降;降噪层以阻尼+钢片+矿物棉为主的全频率噪声声压级低于45 dB,达到规范噪声控制要求;浮动地板隔层声压级在低频段超出45d B。结果表明以阻尼+钢片+矿物棉为主要敷层,具有良好的隔层降噪效果。

关键词：邮轮多层舱室模型降噪材料撞击声试验研究

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超大直径常压复合刀盘结构设计与分析

机械设计与制造 2024年

作者：田金坤中国铁建重工集团股份有限公司

基于某过江隧道工程穿越的地质水文情况，并结合拟建工程区间大断面、长距离、高水压等特点，探讨了软硬不均等复合地层中盾构施工重难点，同时在借鉴国内外相应的理论研究成果和典型应用案例的基础上，着重对拟选超大直径盾构机的刀盘... 详细信息

基于某过江隧道工程穿越的地质水文情况，并结合拟建工程区间大断面、长距离、高水压等特点，探讨了软硬不均等复合地层中盾构施工重难点，同时在借鉴国内外相应的理论研究成果和典型应用案例的基础上，着重对拟选超大直径盾构机的刀盘结构、刀具配置、中心冲刷等进行针对性设计分析，旨在设计出匹配拟建隧道工程施工的盾构刀盘，解决拟建区间面临的施工重难点、规避施工风险，并为后续类似工程盾构刀盘设计提供一定参考。

关键词：复合地层刀盘结构刀具配置设计分析