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B元素对激光熔覆AlCoCrFeNiTi高熵合金涂层摩擦学性能的影响

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材料保护 2024年第5期57卷 18-24,41页

作者：王苓寒纪秀林汕头大学机械工程系广东汕头515063

为了增强高熵合金涂层对钢铁零部件的防护作用并探究非金属元素硼的强化作用,采用激光熔覆技术制备AlCoCrFeNiTiB_(x)涂层,并借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和多功能摩擦试验机等仪器,探究不同B含量对涂层显微组织结... 详细信息

为了增强高熵合金涂层对钢铁零部件的防护作用并探究非金属元素硼的强化作用,采用激光熔覆技术制备AlCoCrFeNiTiB_(x)涂层,并借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和多功能摩擦试验机等仪器,探究不同B含量对涂层显微组织结构和摩擦学性能的影响。结果表明:AlCoCrFeNiTiB_(x)(x=0.05、0.10、0.30)高熵合金(HEA)涂层的晶体结构主要由BCC相和FCC相构成。随着B含量的增加,BCC相增加,晶格畸变加剧。涂层表面平均硬度随着B含量的增加而先增加后减小。高熵合金涂层在10、20、30 N 3个载荷下的平均摩擦系数和磨损率均显著低于GCr15。随着载荷增加,HEA涂层的摩擦系数下降。B元素的添加,有利于降低HEA涂层的摩擦系数和磨损率。AlCoCrFeNiTiB_(0.10)高熵合金涂层具有最低的平均摩擦系数和磨损率,在20 N载荷下比GCr15的平均摩擦系数下降约20.4%、磨损率下降约95.9%。HEA涂层的主要磨损形式为塑性变形控制的逐层剥落。B元素的添加,在提高涂层硬度的同时,有利于促进氧化膜的生成,从而降低了HEA涂层的摩擦系数和磨损率。

关键词：高熵合金激光熔覆摩擦磨损性能微合金化

基于多尺度卷积神经网络的CRISPR/Cas9脱靶预测方法

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生物工程学报 2024年第3期40卷 858-876页

作者：谢焕增黄凌泽罗烨张桂珊汕头大学工学院广东汕头515063

规律成簇的间隔短回文重复序列/CRISPR相关蛋白9(clustered regularly interspaced palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9,CRISPR/Cas9)是新一代基因编辑技术,该技术依靠单向导RNA识别特定基因位点,并引导Cas9核酸酶对特定位点进行编辑。然而,该技术存在脱靶效应限制了其发展。近年来,运用深度学习辅助CRISPR/Cas9脱靶预测研究是一个新兴的思路,有助于研究者实现更高效安全的基因编辑和基因治疗。而现有的深度学习模型对脱靶预测的准确性仍有提高空间。为此,本文基于多尺度卷积神经网络提出CnnCRISPR模型预测CRISPR/Cas9的脱靶情况。首先,将向导RNA和DNA序列分别进行独热编码,再将两个二值矩阵按位进行或运算。其次,将编码后的序列输入基于Inception模块的网络进行训练和验证分析。最后,输出向导RNA和DNA序列对的脱靶情况。在公开数据集上的实验结果表明,CnnCRISPR模型的性能优于现有的深度学习脱靶预测模型,为脱靶问题的研究提供了有效且可行的方法。

关键词： CRISPR/Cas9 脱靶效应多尺度卷积神经网络

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铁路工程制度、管理与技术协同创新机理研究

铁道科学与工程学报 2024年第2期21卷 791-801页

作者：程保全黄健陵李志伟彭春艳蔡超勋陈辉华中南大学土木工程学院湖南长沙410075 香港城市大学建筑与土木工程系中国香港999077 中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081

为探索铁路工程制度、管理与技术协同创新的影响因素,验证关键影响因素对创新绩效的作用机制,通过文献综述和专家访谈法,从制度、管理与技术3个维度识别铁路工程协同创新的影响因素,通过主成分分析法进行探索性因子分析,验证关键影响因... 详细信息

为探索铁路工程制度、管理与技术协同创新的影响因素,验证关键影响因素对创新绩效的作用机制,通过文献综述和专家访谈法,从制度、管理与技术3个维度识别铁路工程协同创新的影响因素,通过主成分分析法进行探索性因子分析,验证关键影响因素的合理性。在此基础上,构建关键影响因素之间及关键影响因素对创新绩效的作用关系模型。采用结构方程模型对关键影响因素之间的相互作用关系及对创新绩效的作用路径进行模拟计算与结果分析。根据影响因素的作用原理与作用过程,提出铁路工程创新绩效提升途径。研究发现影响铁路工程协同创新的关键因素包括:工程法律制度、创新政策、关系型管理、契约型管理、工程技术需求和创新资源投入,这些关键因素相互作用,且每一个关键影响因素都对铁路工程项目的创新绩效有着显著的直接影响关系。为了进一步提升铁路工程项目的创新绩效,有必要发挥铁路工程协同创新制度保障作用,加大铁路工程协同创新管控力度,并构建铁路工程协同创新技术网络。研究成果可为铁路工程创新理论和方法的研究提供参考,并为实践提供借鉴。研究结果有助于制定针对性的创新策略、合理政策,并为铁路工程建设提供有效的创新绩效提升途径。

关键词：铁路工程协同创新影响机理结构方程模型

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基于人工智能算法的氯盐侵蚀混凝土预测模型

硅酸盐通报 2024年第2期43卷 439-447页

作者：崔纪飞柏林饶平平康陈俊杰张锟上海理工大学土木工程系上海200093

本文基于机器学习算法建立了输电塔桩基混凝土氯离子浓度预测模型,通过相关系数、均方根误差、绝对平均误差和方差比对模型进行检验,并根据蒙特卡洛模拟对模型的稳健性进行分析,同时基于海马优化器对模型进行优化。结果表明,支持向量机(... 详细信息

本文基于机器学习算法建立了输电塔桩基混凝土氯离子浓度预测模型,通过相关系数、均方根误差、绝对平均误差和方差比对模型进行检验,并根据蒙特卡洛模拟对模型的稳健性进行分析,同时基于海马优化器对模型进行优化。结果表明,支持向量机(SVM)模型、随机森林(RF)模型和梯度提升树(GBDT)模型都可以准确预测输电塔桩基混凝土中氯离子浓度,相关系数R^(2)均大于0.880,均方根误差小于0.009,绝对平均误差小于0.006,方差比大于0.890。根据误差和稳健性分析结果,建议混凝土中氯离子浓度的预测计算优先使用GBDT模型和SVM模型。根据优化结果,海马优化器能显著提升模型的性能。

关键词：机器学习算法氯离子浓度预测模型稳健性海马优化器

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深中通道钢壳-混凝土组合沉管浇筑变形研究

工程力学 2024年第5期41卷 167-178页

作者：樊健生魏晓晨宋神友金文良苏宗贤刘宇飞清华大学土木工程系北京100084 清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 深中通道管理中心广州510600 保利长大工程有限公司广州510062

深中通道沉管管节采用钢壳-混凝土组合结构形式,通过向空钢壳浇筑混凝土预制而成。为评估沉管管节施工后的整体变形,建立了热-结构顺序耦合的分析框架,基于ANSYS APDL及UFPs二次开发模块,分别建立了考虑水化度、日照辐射、大气温度变化... 详细信息

深中通道沉管管节采用钢壳-混凝土组合结构形式,通过向空钢壳浇筑混凝土预制而成。为评估沉管管节施工后的整体变形,建立了热-结构顺序耦合的分析框架,基于ANSYS APDL及UFPs二次开发模块,分别建立了考虑水化度、日照辐射、大气温度变化的精细温度场模型和考虑混凝土硬化及收缩特性的结构分析模型。通过对足尺管节的温度及应变模拟结果与监测数据的对比,验证了有限元模型的可靠性。在此基础上,分析了日照辐射、大气温度变化等对于管节温度场的影响,同时分析了管节的整体变形模式,以及温度效应、混凝土收缩及自重三种因素对管节整体横向、纵向及竖向变形的影响。结果表明:管节施工过程的温度场表现为时变和空间分布的特征,格仓边部温度受外界气温变化和日照辐射的影响存在周期性波动,而格仓中部温度峰值主要受混凝土自身水化放热特性的控制;管节最终表现为顶板横向及纵向内收,竖向下挠,底板横向及竖向变形不显著;太阳辐射对于结构温度场影响较日气温变化更显著,建议在混凝土温度峰值预测中予以考虑,而日气温变化可采用日平均气温值予以简化;温度效应及材料收缩对管节横向及纵向整体变形影响显著,自重因素导致的变形在横向及纵向的比例为44.3%、11.7%,而在竖向所占比例达92.5%,因而温度效应及材料收缩在管节横向及纵向变形分析中不可忽视;该分析方法可适用于大体积混凝土等结构的温度效应的预测和评估。

关键词：隧道工程温度效应热-结构耦合分析钢壳混凝土组合沉管 ANSYS 温度场模型

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双线铁路隧道复合式衬砌优化研究

地下空间与工程学报 2024年第1期20卷 201-209页

作者：李亚冉刘轶长治职业技术学院土木工程系山西长治046000 贵州大学土木工程学院贵阳550025

研究复合式衬砌的受力情况是复合式衬砌设计的基础,在实际工程中,复合式衬砌的设计方案通常以经验为主导,为了提出效益更佳的铁路双线隧道复合式衬砌设计方案,基于现场监测和数值模拟,改变喷混层厚度、格栅钢架型号和二衬厚度开展衬砌... 详细信息

研究复合式衬砌的受力情况是复合式衬砌设计的基础,在实际工程中,复合式衬砌的设计方案通常以经验为主导,为了提出效益更佳的铁路双线隧道复合式衬砌设计方案,基于现场监测和数值模拟,改变喷混层厚度、格栅钢架型号和二衬厚度开展衬砌优化研究,通过分析改变以上设计参数对衬砌内力的影响来确定最优的设计方案。研究表明:(1)喷混层厚25 cm、格栅钢架H180、二衬拱腰和侧墙的厚度分别为40 cm和35 cm为该隧道的最优设计方案;(2)格栅钢架的轴力分布特征为“拱部最大、侧墙次之、仰拱较小”;(3)在改变格栅钢架型号并增加喷混层厚度后,格栅钢架承受的轴力下降了10%;(4)侧压力系数为0.8时,拱顶、拱腰和侧墙的内力分布较均匀,弯矩处于较低的水平;(5)减薄二衬厚度提高了衬砌的抗弯安全系数,验证了减薄层二衬5~15 cm优化方案的可行性。

关键词：抗弯安全系数衬砌结构安全性隧道工程衬砌优化极限承载力

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典型单跨低坡度双坡屋面的风致雪堆试验研究

建筑结构学报 2024年第5期45卷 136-144页

作者：刘志祥余志祥何欢陈杨谢东南华大学土木工程学院湖南衡阳421001 西南交通大学土木工程系四川成都610031 西南交通大学四川省风工程重点实验室四川成都610031

为研究低坡度双坡屋面的风致积雪分布特性及雪荷载分布模式,设计研发了一套风吹雪联合试验装置,以高密度的石英砂颗粒模拟雪粒子,分别开展有无降雪条件下6种来流风速(有降雪1.5~2.5 m/s,无降雪4.6~6.1 m/s)、4种屋面坡度(5°、10°、15... 详细信息

为研究低坡度双坡屋面的风致积雪分布特性及雪荷载分布模式,设计研发了一套风吹雪联合试验装置,以高密度的石英砂颗粒模拟雪粒子,分别开展有无降雪条件下6种来流风速(有降雪1.5~2.5 m/s,无降雪4.6~6.1 m/s)、4种屋面坡度(5°、10°、15°、20°)的风吹雪风洞试验,共计24个试验工况,并就屋面中剖面积雪深度系数、积雪深度系数最大值及所在位置、雪荷载不均系数和雪颗粒净捕获系数等展开分析。结果表明:在多数工况下,低坡度双坡屋面积雪分布仍然呈明显的非均匀性,且降雪会显著影响积雪形态。对于迎风屋面,有无降雪条件下积雪深度系数均随来流风速的增大而减小,随坡度的增大而增大;积雪深度系数最大值点位置随风速增大逐渐远离屋檐,随屋面坡度的增大则呈近似线性移近屋檐。对于背风屋面,屋脊遮蔽效应容易导致积雪堆积,且积雪深度系数随风速增大而增大。随着坡度增大,背风屋面的雪颗粒净捕获系数增大,表明迎风屋面被输运的雪颗粒更容易在背风面沉积,从而加重屋面积雪分布的不均匀性。基于分析结果,归纳有无降雪影响下屋面雪荷载的典型不均匀分布模式,可为类似屋盖的抗雪设计提供参考。

关键词：雪荷载双坡屋面风洞试验风致雪飘堆积模式

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橡胶混合黏土小应变剪切模量特性试验研究

岩土力学 2024年第3期45卷 705-713页

作者：周恩全白宇航姚缘王龙陆建飞江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013 江南大学环境与土木工程学院江苏无锡214122

为了研究橡胶混合黏土(混合土)的动变形特性,对不同橡胶掺量、橡胶粒径和围压的混合土开展共振柱试验,分析动剪切模量G和阻尼比λ的发展规律,并基于二元介质模型,提出了表达混合土接触状态的骨架孔隙比e_(sk)计算方法,进一步依托骨架孔... 详细信息

为了研究橡胶混合黏土(混合土)的动变形特性,对不同橡胶掺量、橡胶粒径和围压的混合土开展共振柱试验,分析动剪切模量G和阻尼比λ的发展规律,并基于二元介质模型,提出了表达混合土接触状态的骨架孔隙比e_(sk)计算方法,进一步依托骨架孔隙比e_(sk)对混合土的最大动剪切模量G_(max)进行评价。结果表明:掺入橡胶颗粒后,混合土的G减小,λ增大,且橡胶掺量增大时,混合土的G减小、λ增大;围压增大时,混合土的G增大、λ减小;橡胶粒径增大时,混合土的G增大、λ减小。随着橡胶掺量增大,骨架孔隙比e_(sk)增大,G_(max)降低;在相同橡胶掺量时,随着橡胶粒径的增大,e_(sk)增大,G_(max)升高。在Hardin公式的基础上,基于骨架孔隙比e_(sk)提出了考虑橡胶掺量和橡胶粒径的G_(max)表征模型,该模型具有较好的准确性,可为评价橡胶混合黏土G_(max)提供依据。

关键词：橡胶混合黏土动剪切模量阻尼比骨架孔隙比 Hardin模型

Π型叠合梁斜拉桥涡激振动性能及气动措施研究

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振动工程学报 2024年第5期37卷 830-837页

作者：蒋尚君朱金鲁胜龙李永乐康锐西南交通大学土木工程学院桥梁工程系四川成都610031

型叠合梁为气动钝体结构,容易发生气动失稳。本文以一座Π型截面叠合梁斜拉桥作为工程背景,采用风洞节段模型试验与计算流体动力学(CFD)方法,对主梁的涡激振动性能及相应的气动抑振措施展开了研究。在风洞节段模型试验中获得涡激振动风... 详细信息

型叠合梁为气动钝体结构,容易发生气动失稳。本文以一座Π型截面叠合梁斜拉桥作为工程背景,采用风洞节段模型试验与计算流体动力学(CFD)方法,对主梁的涡激振动性能及相应的气动抑振措施展开了研究。在风洞节段模型试验中获得涡激振动风速区间,讨论了不同气动措施的抑振效果,运用计算流体动力学(CFD)方法对主梁涡振发生机理及气动措施抑振机理进行了初步研究。结果表明:在原始断面下,由于尾迹区旋涡的周期性脱落以及主梁上、下表面旋涡演变的相互作用,导致了涡激振动发生。在采取三种不同抑振措施后,除采用上L型导流板断面在+3°风攻角下发生扭转涡振外,其余优化断面均能使得来流平稳地通过,从而抑制涡振发生。本研究可对Π型叠合梁断面的斜拉桥抗风设计提供一定参考。

关键词：涡激振动抑振措施叠合梁风洞试验计算流体动力学(CFD)