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纤维材质对UHMWPE水润滑轴承复合材料摩擦学性能的影响

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摩擦学学报（中英文） 2024年第5期44卷 597-608页

作者：郭智威冯润麒何阳袁成清武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所湖北武汉430063

超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene, UHMWPE)在水润滑轴承领域具有巨大的发展潜力,然而单一的UHMWPE难以满足水润滑轴承的耐磨性需求,尤其是在低速重载工况下.通过纤维改性的方法可以提高其摩擦学性能,但是纤... 详细信息

超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene, UHMWPE)在水润滑轴承领域具有巨大的发展潜力,然而单一的UHMWPE难以满足水润滑轴承的耐磨性需求,尤其是在低速重载工况下.通过纤维改性的方法可以提高其摩擦学性能,但是纤维材质的不同特性对于复合材料摩擦学性能的影响存在差异.通过热压模具分别制备剑麻纤维(Sisal fiber,SF)、碳纤维(Carbon fiber,CF)和聚酯纤维(Polyester fiber,PETF)与UHMWPE混合的定向纤维复合材料,并与纯UHMWPE做对照试验.利用R-tec往复摩擦试验机模拟不同载荷(5和10 N)和不同速度(20、40和60 mm/s)下铜球与不同复合材料的摩擦过程,通过邵氏硬度和极限抗弯强度试验对复合材料力学性能进行表征测试,采用接触角测试复合材料的浸润性,试验结束后用扫描电子显微镜观察表面磨损形貌.结果表明:纤维的力学性能,尤其是硬度和抗弯强度是影响定向纤维复合材料摩擦学性能的关键因素,所添加纤维在复合材料中强有力的支撑作用使摩擦学性能显著提高,纤维的耐磨性和浸润性是次要因素.试验工况下,CF/UHMWPE摩擦系数最低,且在低速重载(载荷10 N,速度20 mm/s)时的摩擦系数与纯UHMWPE相比降低了36.92%;添加耐磨性强的PETF纤维后,复合材料磨损体积与纯UHMWPE相比降低了30.56%.

关键词：水润滑轴承摩擦学性能纤维材质 UHMWPE 复合材料

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资源分布视角下区域保障调度模型研究

系统工程与电子技术 2024年第9期46卷 3093-3102页

作者：胡志刚楼京俊史跃东海军工程大学管理工程与装备经济系湖北武汉430033 海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033

区域作战中,装备保障需求呈现出一定分布特征,保障供应也随时动态变化,如何匹配供需进而进行保障调度成为提升区域保障能力的关键。针对区域资源供需的分布特性,运用最优传输理论,建立资源分布视角下区域保障调度模型。首先,构建分布视... 详细信息

区域作战中,装备保障需求呈现出一定分布特征,保障供应也随时动态变化,如何匹配供需进而进行保障调度成为提升区域保障能力的关键。针对区域资源供需的分布特性,运用最优传输理论,建立资源分布视角下区域保障调度模型。首先,构建分布视角下的区域保障调度基本模型,考虑决策层级将其拓展为多分辨率模型,然后基于sinkhorn算法提出保障调度概率方案作为转换,进而给出多分辨率模型的保障调度方案求解算法。案例分析表明,非指数分布和自由竞争环境下,保障调度方案具有鲁棒性。

关键词：装备保障资源分布保障调度最优传输

全电船舶混合储能系统容量配置与运行策略协同优化方法

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中国造船 2024年第3期65卷 106-121页

作者：王与凡杨祥国李昕周朝彬段权政唐特路武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063

针对多工况条件下全电船舶混合储能系统容量配置与运行策略的设计,提出一种以自适应二阶滤波策略为核心的能量管理策略,考虑混合储能系统容量配置与运行策略耦合关系的协同优化方法。建立了以发电机组功率波动平抑、储能系统容量投资成... 详细信息

针对多工况条件下全电船舶混合储能系统容量配置与运行策略的设计,提出一种以自适应二阶滤波策略为核心的能量管理策略,考虑混合储能系统容量配置与运行策略耦合关系的协同优化方法。建立了以发电机组功率波动平抑、储能系统容量投资成本以及锂电池寿命折损为目标的协同优化模型,采用动态邻域学习粒子群算法求解最优容量配置及运行策略。仿真结果表明,相比于双层优化方法,提出的方法在保证优化性能的基础上大大减少了计算耗时;相比于规则控制策略,滤波控制策略能更有效地平抑发电机组的功率与转速波动,缩短受到扰动时的调节时间。论文研究对船用混合储能系统容量配置和能量管理策略的设计具有参考价值。

关键词：全电船舶自适应二阶滤波混合储能系统协同优化能量管理策略

基于正态变换的变样本容量Shewhart比例控制图设计

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计算机集成制造系统 2024年第2期30卷 610-622页

作者：周思阳张莹柯楚贤交通运输部水运科学研究所北京100088 武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063

为了提高Shewhart型比例控制图的监控效率,将其与变样本容量策略结合,提出一种新的比例控制图(VSS Shewhart-RZ*控制图)来监控二元正态变量之比。基于正态变换方法设计了新的比例统计量Z*,以消除样本容量变化对比例控制图设计及使用的... 详细信息

为了提高Shewhart型比例控制图的监控效率,将其与变样本容量策略结合,提出一种新的比例控制图(VSS Shewhart-RZ*控制图)来监控二元正态变量之比。基于正态变换方法设计了新的比例统计量Z*,以消除样本容量变化对比例控制图设计及使用的不利影响。采用马尔科夫链方法计算了该控制图的平均运行长度和平均样本容量,给出该控制图的参数优化算法。通过仿真分析研究了该控制图的统计性能,并与Shewhart比例控制图进行比较,结果表明VSS Shewhart-RZ*控制图的性能明显优于传统固定样本容量Shewhart比例控制图。

关键词：变样本容量比例分布平均运行链长正态变换

基于激光熔覆的缸套表面梯度材料制备及其摩擦学性能研究

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表面技术 2024年第7期53卷 40-47页

作者：刘永琪袁成清饶响郭智威武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063 武汉理工大学水路交通控制全国重点实验室武汉430063 国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所武汉430063

目的研究功能梯度材料对缸套表面的抗磨减摩作用,提升缸套-活塞环配副的摩擦学性能。方法通过激光打标机在缸套表面制备具有30°角规则纹理排布的凹槽,在凹槽内采用同轴送粉的方式熔覆镍含量不同的铁基粉末,分析熔覆合金层的金相组织,... 详细信息

目的研究功能梯度材料对缸套表面的抗磨减摩作用,提升缸套-活塞环配副的摩擦学性能。方法通过激光打标机在缸套表面制备具有30°角规则纹理排布的凹槽,在凹槽内采用同轴送粉的方式熔覆镍含量不同的铁基粉末,分析熔覆合金层的金相组织,并利用往复式摩擦磨损试验机研究在一定载荷压力下功能梯度材料缸套的摩擦学性能。结果熔覆层金相组织呈现梯度排布,熔覆层与基体材料分子原子交互扩散形成良好的冶金结合。牌号为350、镍质量分数为4.2%、铁质量分数80%的粉末所制备的功能梯度材料,减摩效果最为明显,相比未经处理的对照组,平均摩擦因数降幅为25.4%,且该组在试验中接触电阻的平均值最大,相比对照组提升了63.45%。牌号为330、镍质量分数为9%、铁质量分数为70%的粉末制备的缸套,表面支撑指数最高为0.78,相比于未处理的对照组,增幅达到35%,且试验组活塞环经摩擦后,磨损量均小于对照组。结论制备了30°角分布的功能梯度材料,能使得缸套-活塞环摩擦学系统在工作过程中摩擦副的润滑油膜厚度更厚,且在运行过程中更稳定,以减少摩擦力和降低摩擦因数。同时,增强其支撑能力和储存润滑油的能力,使所制备的缸套摩擦因数显著降低。牌号为350的材料,改善摩擦学性能的效果最优。

关键词：功能梯度材料缸套-活塞环激光熔覆摩擦特性金相组织

基于气−水两相流的注热CO_(2)增产CH_(4)数值模拟研究

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煤炭科学技术 2024年第3期52卷 115-128页

作者：张林峰杨艳国穆永亮范楠刘康姚文军太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024

注CO_(2)增产煤层气技术(CO_(2)−ECBM)可以降低温室气体排放,具有清洁能源生产和环境保护的功能。为研究气−水两相流条件下,在含水煤层中注CO_(2)增产CH_(4)的排采规律以及不同初始含水饱和度、不同CO_(2)注入条件对CH_(4)产量、CO_(2)... 详细信息

注CO_(2)增产煤层气技术(CO_(2)−ECBM)可以降低温室气体排放,具有清洁能源生产和环境保护的功能。为研究气−水两相流条件下,在含水煤层中注CO_(2)增产CH_(4)的排采规律以及不同初始含水饱和度、不同CO_(2)注入条件对CH_(4)产量、CO_(2)储存和储层渗透率的影响,构建了竞争吸附、温度变化、煤体变形以及水运移的流−固−热耦合模型,通过与现场数据、已有试验以及现有模型的数值解结果,对比证明了模型有较高的准确性并对模型的优势做出具体阐述,随后利用COMSOL开展了CO_(2)−ECBM数值模拟。结果表明:注CO_(2)可以提升CH_(4)产气速率和产气量,这表明了注CO_(2)增产的可行性。随着CO_(2)持续注入,储层CH_(4)浓度降低,CO_(2)浓度升高,注气井附近温度升高,生产井附近温度降低且从注气井到生产井的温度缓慢下降;注气抽采期间,水相相对渗透率逐渐减小,气相相对渗透率逐渐增大。由于有效应力、基质收缩/膨胀共同作用,储层渗透率呈现“降低—升高—降低”的趋势;煤层初始含水饱和度越大,CH_(4)产量越低,渗透率下降幅度越小。累计CH_(4)产量最大下降15.19%,忽略煤层中水的影响会高估CH_(4)产量,在进行数值模拟时要考虑煤层水的影响;CO_(2)注入温度与注入压力越大,CH_(4)产量越大,渗透率下降幅度越大。累计CH_(4)产量分别增加13.27%、39.77%,渗透率分别下降20.4%、46.14%,提高CO_(2)注入温度和注入压力有利于提高CH_(4)产量。

关键词：煤层气增产流−固−热耦合模型气−水两相流含水饱和度注入温度注入压力渗透率 CO_(2)封存

基于CEEMD-MPE-IMPROVED WTD的爆炸振动信号噪声抑制方法

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振动与冲击 2024年第1期43卷 184-192页

作者：童晓玲曾斐宇江轲梁磊武汉理工大学机电工程学院武汉430070

光纤分布式声传感(distributed acoustic sensing,DAS)系统因其灵敏度高、抗电磁干扰和分布式远距离传感的特点,广泛应用于微震监测和震源定位等领域。通过DAS系统采集爆炸产生的振动信号,并利用信号的到时信息进行爆源定位。但由于爆... 详细信息

光纤分布式声传感(distributed acoustic sensing,DAS)系统因其灵敏度高、抗电磁干扰和分布式远距离传感的特点,广泛应用于微震监测和震源定位等领域。通过DAS系统采集爆炸产生的振动信号,并利用信号的到时信息进行爆源定位。但由于爆炸试验现场的噪声干扰,信号和噪声混叠,到时算法求得的到时信息误差较大,影响定位精度,因此需要对信号进行去噪处理。鉴于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法处理爆炸振动信号时有效信息的严重损失,提出了一种基于互补集合经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)、多尺度互变熵(multiscale permutation entropy,MPE)和改进的小波阈值去噪(wavelet threshold denoising,WTD)的融合降噪方法,对DAS系统采集的信号进行去噪。它与EEMD-MPE、CEEMD-MPE和CEEMD-MPE-WTD方法进行了比较。试验结果表明,该方法可以将信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)提高到25.95 dB,明显高于其他方法。用去噪后的信号来定位信号源,误差在5米以内。而且该方法可以有效地去除环境噪声和仪器的高频噪声,同时保留了爆炸振动信号的主导频率能量。结果表明,该方法适用于爆炸振动信号的去噪。

关键词：隧道爆破振动信号去噪处理

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大坝位移性态的多模型联合预警方法

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第2期49卷 280-290页

作者：姜振翔陈辉陈鲁皖南昌工程学院水利与生态工程学院江西南昌330099

传统方法采用单一的模型开展大坝位移性态预警,虚假警报频次较高。为提升预警结果的可靠性,提出多模型联合预警方法。以水位-温度-时效模型(hydraulic-season-time,HST)、自回归滑动平均模型(autoregressive moving average,ARMA)为研... 详细信息

传统方法采用单一的模型开展大坝位移性态预警,虚假警报频次较高。为提升预警结果的可靠性,提出多模型联合预警方法。以水位-温度-时效模型(hydraulic-season-time,HST)、自回归滑动平均模型(autoregressive moving average,ARMA)为研究对象,采用核密度估计探讨了两类模型残差的一维分布规律。在此基础上,对两类模型的联合残差进行了频率分析,发现了联合残差非尾部弱相关、尾部强相关的分布特征。采用Copula函数对HST-ARMA联合残差进行拟合,得到了联合分布函数,实现了大坝位移性态的多模型联合预警。算例表明,采用单一的HST模型或ARMA模型预警,受建模序列特征以及模型结构特征的影响,虚假警报发生率高达23.17%~27.94%。而采用HST-ARMA联合预警,能够充分结合各模型的优势,虚假警报发生率可降至0.00%~0.63%。多模型联合预警能够有效降低虚假警报的发生频次,预警结果能够更加真实地反映大坝位移性态,可为提升大坝安全管理水平提供参考。

关键词：大坝位移监控模型分布分析连接函数联合预警

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邮轮内装物资物流集配风险评估

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2024年第2期48卷 218-223页

作者：王海燕崔志民武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063 国家水运安全工程技术中心武汉430063

为量化邮轮内装物资物流集配风险并科学配置管控资源,结合置信规则库和贝叶斯网络,用于解决具有不确定性和模糊性的风险评价信息.辨识影响邮轮内装物资物流集配的关键风险因素,多维度细化风险参数表达,基于风险参数结构及权重,建立包含... 详细信息

为量化邮轮内装物资物流集配风险并科学配置管控资源,结合置信规则库和贝叶斯网络,用于解决具有不确定性和模糊性的风险评价信息.辨识影响邮轮内装物资物流集配的关键风险因素,多维度细化风险参数表达,基于风险参数结构及权重,建立包含置信度的规则库表示风险参数与风险状态之间的对应关系;融合模糊评价数据,利用贝叶斯推理技术,得出风险因素在风险状态上的置信度分布,引入效用函数实现概率值向精确值的转换,并得到风险因素的排序结果;通过敏感性分析验证该模型的逻辑性、适用性和准确性.结果表明:邮轮内装物资物流集配风险排序位列前三的分别为内装总包商对供应商及物流服务商监管不善、参与主体权责划分不明确、以及仓储设施不满足物资存放要求.

关键词：物流集配风险评估邮轮内装物资置信规则库贝叶斯网络