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耐腐蚀性能和拉伸性能提升的α型钛合金设计

稀有金属材料与工程 2024年第4期53卷 947-953页

作者：马喜龙松木一弘尚志丰苏宏基贾博文聂国权石家庄铁道大学材料科学与工程学院河北石家庄050043 广岛大学工学部日本广岛739-8527 石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043

通过2个电子参数(结合次数Bo_(t)和d轨道能级Mdt)提出了新设计的α型钛(α-Ti)合金。新设计合金Ti-5Al-4Zr-3.6Sn、改性合金Ti-5Al-3Sn-1.9Zr和参考合金Ti-5Al-2.5Sn具有相同的Bo_(t)值(3.847)以及不同的Mdt值(2.430,2.426,2.422)。测试了3种α-Ti合金的极限抗拉伸强度(σ_(UTS))、断裂应变(ɛ_(f))和热盐腐蚀性能。3种α-Ti合金均采用冷坩埚悬浮熔炼技术进行制备。结果表明,3种合金样品均具有均匀的微观结构。在3种α-Ti合金中测量到的α单相晶粒尺寸约为600μm。Ti-5Al-4Zr-3.6Sn合金的σ_(UTS)和ɛ_(f)值为801 MPa和16%,Ti-5Al-3Sn-1.9Zr合金的σ_(UTS)和ɛ_(f)值为708 MPa和15%,Ti-5Al-2.5Sn合金的σ_(UTS)和ɛ_(f)值为603 MPa和15%。热盐腐蚀测试进行28.8ks后显示Ti-5Al-4Zr-3.6Sn、Ti-5Al-3Sn-1.9Zr和Ti-5Al-2.5Sn合金的失重率为2.61%、2.83%和3.10%。σ_(UTS)、ɛ_(f)和耐热盐腐蚀结果表明,新设计合金Ti-5Al-4Zr-3.6Sn是一种有实际应用潜力的钛合金材料。

关键词：合金设计 α型钛合金冷坩埚悬浮熔炼拉伸性能热盐腐蚀测试

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基于特征聚合和传播网络的图像超分辨率重建

模式识别与人工智能 2024年第4期37卷 299-312页

作者：薄阳瑜刘晓晶武永亮王学军石家庄铁道大学信息科学与技术学院石家庄050043

基于深度学习的图像超分辨率重建通过网络加深提升图像重建性能,但复杂网络会导致参数量急剧增加,限制其在资源受限设备上的应用.针对此问题,文中提出基于特征聚合和传播网络的图像超分辨率重建方法,采用逐步提取融合特征的方式获取图... 详细信息

基于深度学习的图像超分辨率重建通过网络加深提升图像重建性能,但复杂网络会导致参数量急剧增加,限制其在资源受限设备上的应用.针对此问题,文中提出基于特征聚合和传播网络的图像超分辨率重建方法,采用逐步提取融合特征的方式获取图像丰富的内部信息.首先,提出上下文交互注意力模块,使网络学习到特征图丰富的上下文信息,提高特征的利用率.然后,设计多维注意力增强模块,提高网络对关键特征的判别能力,分别在通道和空间两个维度提取高频信息.最后,提出特征聚合传播模块,有效聚合深层细节信息,去除冗余信息,并促进有效信息在网络中传播.在Set5、Set14、BSD100、Urban100等基准数据集上的测试实验表明,文中方法性能较优,重建后的图像细节纹理较清晰.

关键词：图像超分辨率重建卷积神经网络上下文交互注意力多维注意力特征聚合

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含分段阻尼特性动力吸振器的吸振性能

振动工程学报 2024年第6期37卷 945-953页

作者：卢学礼邢海军阮子悦石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043

利用凸轮机构设计了一种分段阻尼装置。以传统Voigt型动力吸振器为基础,将该装置安装于动力吸振器的主系统与子系统之间,建立了吸振器的动力学方程。利用在一个振动周期内阻尼耗能等效这一原理,在相同振动频率下得到了分段阻尼装置的等... 详细信息

利用凸轮机构设计了一种分段阻尼装置。以传统Voigt型动力吸振器为基础,将该装置安装于动力吸振器的主系统与子系统之间,建立了吸振器的动力学方程。利用在一个振动周期内阻尼耗能等效这一原理,在相同振动频率下得到了分段阻尼装置的等效阻尼系数。推导得出了具有分段阻尼特性的动力吸振器的理论解,并用数值解进行了验证。比较分析了无阻尼、传统线性阻尼及具有分段阻尼特性的动力吸振器的吸振特性。结果表明,具有分段阻尼特性的动力吸振器的幅频特性综合了无阻尼和传统线性阻尼动力吸振器的特点,能保证反共振点处主系统的振幅很低,同时对主系统的共振振幅的抑制效果接近于传统线性阻尼动力吸振器。

关键词：动力吸振器分段阻尼共振反共振能量等效

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双斜锥光纤布拉格光栅超声波传感装置

光学学报 2024年第11期44卷 30-39页

作者：李剑芝史宇承吉喆徐飞杜彦良石家庄铁道大学河北省大型结构健康诊断与控制重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学材料科学与工程学院河北石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043

为提高光纤布拉格光栅(FBG)在超声波探测中的灵敏度和复用能力,设计并实现一种基于聚能耦合效应的双斜锥FBG超声波传感装置。首先,利用锥聚能理论与有限元法,分析锥形结构对超声波的聚焦作用。其次,详细讨论双斜锥FBG的结构参数(斜锥锥... 详细信息

为提高光纤布拉格光栅(FBG)在超声波探测中的灵敏度和复用能力,设计并实现一种基于聚能耦合效应的双斜锥FBG超声波传感装置。首先,利用锥聚能理论与有限元法,分析锥形结构对超声波的聚焦作用。其次,详细讨论双斜锥FBG的结构参数(斜锥锥角、底面直径、高度、倾斜度)对其聚能效果的影响,确定传感装置最优尺寸。最后,制作传感装置并测试其动态特性。结果表明,封装后的双斜锥FBG超声波传感装置在20~130 kHz工作频率范围内可有效提高FBG检测超声波灵敏度。当工作频率增加到50 kHz时,检测幅值提升了约21倍,且传感响应的线性度良好。设计的超声波传感装置可实现双端输出,具有复用性,可应用于钢轨、桥梁等长距离结构的健康监测。

关键词：光纤光学光纤布拉格光栅双斜锥超声波传感器斜锥聚焦

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高速铁路运营客流量及收入集成估算系统研究

铁道学报 2024年第4期46卷 20-28页

作者：孟阳段鹏鑫邓康丽段晓晨石家庄铁道大学管理学院河北石家庄050043 河北经贸大学统计与数学学院河北石家庄050061

针对现行高速铁路决策阶段运营客流量和收入预测误差大,历史数据存在的线性、二维、来源不可靠等问题。在深入分析客流量和收入影响因素的非线性、非确定性、耦合、非平衡性等演变趋势和机理的基础上,深入挖掘历史数据,依据BPNN、改进FC... 详细信息

针对现行高速铁路决策阶段运营客流量和收入预测误差大,历史数据存在的线性、二维、来源不可靠等问题。在深入分析客流量和收入影响因素的非线性、非确定性、耦合、非平衡性等演变趋势和机理的基础上,深入挖掘历史数据,依据BPNN、改进FC、FIS、粗糙集等理论方法,建立高速铁路运营客流量和收入多维时空基础历史数据库,构建基于BIM、PYTHON的客流量和收入非线性多维智能预测系统,实现对高速铁路运营客流量和收入的准确预测和多维展现。筛选出高速铁路运营客流量和收入相关复杂性影响因素;构建高速铁路运营客流量和收入历史数据多维时空数据支持系统;构建BPNN、改进FC、FIS运营客流量和收入预测模型,提高方法拟合性和预测准确性、有效性;设计并创建基于BIM、PYTHON的高速铁路运营客流量和收入多维智能展现系统,为提升高速铁路投资决策可靠性、可视化、智能化提供了技术和方法支持。

关键词：高速铁路预测客流量收入多维智能

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排渗失效下尾矿库溃坝三维模型试验研究

水利学报 2024年第6期55卷 735-743页

作者：张力霆马文君刘雅帆张少雄周玎李鑫石家庄铁道大学河北石家庄050043 河北省应急管理科学研究院河北石家庄050000 石家庄职业技术学院河北石家庄050000 铜源国际工程设计研究有限公司河北秦皇岛066000

针对尾矿库渗透破坏模式,为克服二维试验槽边壁效应对模型渗流走向及溃决位置的影响,本文以某尾矿库为原型,基于自主设计的三维尾矿库溃坝模型试验平台,进行了排渗设施失效诱发的尾矿库溃坝模型试验研究,揭示了该尾矿库的溃决模式及溃... 详细信息

针对尾矿库渗透破坏模式,为克服二维试验槽边壁效应对模型渗流走向及溃决位置的影响,本文以某尾矿库为原型,基于自主设计的三维尾矿库溃坝模型试验平台,进行了排渗设施失效诱发的尾矿库溃坝模型试验研究,揭示了该尾矿库的溃决模式及溃决机理。结果表明:(1)排渗失效导致的溃坝呈现局部流土破坏-坝体累计变形-深层滑动面发展贯通-整体突发失稳的渐进伴突发型溃决演化模式;(2)坝体孔隙水压力骤变是坝体发生滑动破坏的关键响应指标,预示着坝体将在短时间内由滑动体前后缘局部散浸软化、流土、塌陷转变为大范围溃决,可作为坝体溃决事故的前兆信息;(3)排渗失效导致的尾矿库溃坝过程具有渐进性和突发性的特点,发生散浸与流土破坏的过程时间较长,发生深层滑动和溃决的时间短暂,该特征可为尾矿库渗透破坏隐患治理及坝体溃决应急响应提供参考。研究结果对尾矿库溃坝的灾害预防具有重要的现实意义。

关键词：尾矿库模型试验孔隙水压力流土破坏坝体溃决

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佩斯利与忍冬纹:从东亚到西亚、欧洲的文化交流之痕

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故宫博物院院刊 2024年第3期 85-98,141页

作者：常樱孙远正石家庄铁道大学建筑与艺术学院

在艺术装饰中,佩斯利纹的来源一直不甚明了。其发展早期可以追溯至公元6世纪末至7世纪初的拜占庭,纹饰的植物来源、轮廓线条和细节表现均与我国东魏晚期邻和公主墓金饰具有可比性。拜占庭佩斯利纹的连珠纹轮廓线及其成对出现、在主体两... 详细信息

在艺术装饰中,佩斯利纹的来源一直不甚明了。其发展早期可以追溯至公元6世纪末至7世纪初的拜占庭,纹饰的植物来源、轮廓线条和细节表现均与我国东魏晚期邻和公主墓金饰具有可比性。拜占庭佩斯利纹的连珠纹轮廓线及其成对出现、在主体两侧形成护佑感的特点,借鉴了西亚的传统,特别是6世纪的波斯翼纹。早期佩斯利纹往往伴生中国忍冬纹,从其忍冬纹特质分析,可推测佩斯利纹扭转水滴形的动感可能受到了中国南北朝造型的影响。

关键词：佩斯利纹丝绸之路 7世纪萨珊波斯邻和公主墓

不同含水率下级配碎石振动压实状态评价与机理研究

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铁道学报 2024年第2期46卷 150-158页

作者：谢康李泰灃肖宪普陈晓斌张千里王业顺中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043

以重锤击实法中的最优含水率为高速铁路基床级配碎石振动压实法中含水率确定标准,振动压实过程中产生冒泥现象,劣化了级配碎石的压实质量。为研究含水率对振动压实法的影响机制,以不同土体结构类型的级配碎石为研究对象,通过大型室内振... 详细信息

以重锤击实法中的最优含水率为高速铁路基床级配碎石振动压实法中含水率确定标准,振动压实过程中产生冒泥现象,劣化了级配碎石的压实质量。为研究含水率对振动压实法的影响机制,以不同土体结构类型的级配碎石为研究对象,通过大型室内振动压实和三轴试验,分析不同含水率级配碎石的压实状态变化规律。研究结果表明,干密度随着含水率的增大呈先减小后增大的趋势,存在波谷,且含水率过高时,振动压实中会出现粗粒料黏着、冒泥等现象;采用压实烘干后,临界含水率作为振动压实法的加水量,压实中未产生翻浆现象,且干密度满足现场碾压标准;临界含水率下CEI和TDI处于最佳区间,颗粒破碎率最低,同时保证压实后填料的刚度、强度最大;基于临界状态土力学理论,解释孔隙水对填料振动压实的影响,即在含水率超过临界含水率后、外界总应力保持不变的情况下,孔隙水压力增大,土体有效应力减小,导致成型后填料强度下降。研究成果可为高速铁路粗粒土填筑控制提供理论参考。

关键词：高速铁路路基振动压实临界含水率智能压实压实机理

高速铁路路基填料智能振动压实系统研制与试验研究

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铁道学报 2024年第6期46卷 138-147页

作者：谢康陈晓斌肖宪普李泰灃张千里尧俊凯中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043

针对现有振动压实设备的局限性,研制一种振动参数调节广、能够实时监测填料干密度的室内智能振动压实设备,并进一步量化评估填料压实状态动刚度和强度的新指标。基于振动理论,揭示室内振动压实设备稳定工作机制,提出振动参数动态优化方... 详细信息

针对现有振动压实设备的局限性,研制一种振动参数调节广、能够实时监测填料干密度的室内智能振动压实设备,并进一步量化评估填料压实状态动刚度和强度的新指标。基于振动理论,揭示室内振动压实设备稳定工作机制,提出振动参数动态优化方法,基于表面沉降理论提出干密度实时计算方法,结合压密曲线建立压实性能评估方法,分别从滞后角修正刚度理论和相似修正强度理论,提出刚度和强度等力学指标对压实状态进行综合评估方法;研发室内振动压实系统以及数据采集分析软件,分析系统部件的工作性能和指标的测试计算方法;最后,开展室内振动压实试验。研究结果发现,增大容器直径和设备自重可显著提高填料干密度;当系统处于共振频率下,填料动刚度减小,承载能力增大;基于振动参数动态优化方法,能够有效减少30%振动能量输出,进一步提高压实效率,减少压实器械磨损及颗粒破碎。研究成果有助于加深对振动压实成型机理的分析,为振动压实试验方法在高速铁路路基建设中推广应用提供理论基础。

关键词：高速铁路路基振动压实振动理论参数优化表面沉降法压实状态