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丝束同轴冷阴极电子枪电子束注腰位置影响因素分析

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机械工程学报 2024年第3期60卷 328-336页

作者：石毅磊权银洙许海鹰王壮马文龙彭勇中国航空制造技术研究院高能束流发生器实验室北京100024 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 中国人民解放军93160部队北京100076 南京理工大学材料科学与工程学院南京210094

丝束同轴电子束熔丝增材制造(C-EBAM)大部分能量作用于丝材可以避免轴侧送丝模式对成形质量所造成的不利影响,为了进一步提高C-EBAM的成形精度和成形效率,优化电子束流品质,开展了丝束同轴冷阴极电子枪电子束注腰位置影响因素分析的工... 详细信息

丝束同轴电子束熔丝增材制造(C-EBAM)大部分能量作用于丝材可以避免轴侧送丝模式对成形质量所造成的不利影响,为了进一步提高C-EBAM的成形精度和成形效率,优化电子束流品质,开展了丝束同轴冷阴极电子枪电子束注腰位置影响因素分析的工作。针对C-EBAM电子枪束源等离子阳极透镜结构表征困难,在理论分析电子束注腰空间位置参数的基础上,采用数值模拟与试验分析相结合的方法,研究了阴-阳极电极结构、工作电压、放电气体类型以及气体压力等对束流注腰位置特征参数的影响规律。数值模拟结果表明,阴极球面半径与阳极倾角对束流起静电汇聚能力影响着注腰处电流密度,表现为先增大后减小趋势。试验分析表明,工作电压、放电气体类型以及气体压力影响等离子体电离度与粒子运动速度,改变了注腰空间位置特征参数,即随着工作电压、气体流量增加,电子枪下端面至注腰轴向中心距离、注腰长度分别增大。

关键词：电子束熔丝增材制造丝束同轴电子枪结构 CST电磁仿真注腰位置

顾及动态交通路况的高速公路消防救援可达性评估

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安全与环境学报 2024年

作者：黄遥熊柳源刘顶立唐加福刘伟军东北财经大学管理科学与工程学院长沙理工大学交通运输工程学院道路灾变防治及交通安全教育部工程研究中心

消防救援可达性评估是优化消防站布局、提升消防服务水平的重要前提。现有研究主要聚焦于面形区域消防救援可达性评估，且多分析消防救援在距离上的可达性，暂无研究以线形、半封闭特征的高速公路为对象，并考虑实时路况来分析消防救援... 详细信息

消防救援可达性评估是优化消防站布局、提升消防服务水平的重要前提。现有研究主要聚焦于面形区域消防救援可达性评估，且多分析消防救援在距离上的可达性，暂无研究以线形、半封闭特征的高速公路为对象，并考虑实时路况来分析消防救援在时间上的可达性。本文通过划分不同消防救援可达区间，基于时间加权方法建立高速公路消防救援可达性指标评估模型。以长沙市为例，收集了11 455个高速公路区间点作为消防救援需求点，53座消防站作为消防救援供给点，并调用在线地图（如百度地图）实时路况数据来模拟消防救援行程时间。根据评估模型计算出：长沙市高速公路消防救援总体可达性为48.46，消防救援服务水平为“中”，结果表明该地区高速公路应对火灾风险能力不强，有必要增加高速公路沿线消防站数量。该研究可为优化高速公路沿线消防站布局提供理论和方法支撑。

关键词：公共安全实时路况高速公路消防救援可达性

基于MAML-LSTM的服役涡轮叶片损伤状态评估方法

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航空学报 2024年

作者：黄渭清李宁刘开霖付志忠纪鹏飞张生良董立伟孙燕涛北京理工大学机械与车辆学院北京航空工程技术研究中心

准确评估涡轮叶片的损伤状态对于指导其大修/更换行为具有重要的意义，但由于涡轮叶片结构及服役环境的复杂性，现有技术手段难以模拟真实服役状态下的叶片损伤情况，而基于真实服役叶片的损伤数据进行损伤预测又存在数据采集成本高、... 详细信息

准确评估涡轮叶片的损伤状态对于指导其大修/更换行为具有重要的意义，但由于涡轮叶片结构及服役环境的复杂性，现有技术手段难以模拟真实服役状态下的叶片损伤情况，而基于真实服役叶片的损伤数据进行损伤预测又存在数据采集成本高、样本量小的客观限制。为此，针对小样本条件下服役涡轮叶片的损伤状态评估需求，提出一种基于元学习的损伤参数预测方法，在有限的服役数据基础上，实现对涡轮叶片损伤参数的有效预测。首先制备涡轮叶片不同叶身高度的切片试样，并通过场发射扫描电镜获取切片试样典型部位的微观图片，使用图像处理技术提取不同部位损伤数据，并根据图片所处部位的不同将损伤数据划分为不同训练任务数据；然后提出一种基于 MAML-LSTM 模型的涡轮叶片损伤参数预测方法，增强了服役条件与叶片损伤参数之间的相关性，建立了服役参数与损伤参数之间的有效映射。利用本文所提出的 MAML-LSTM 模型对测试集数据进行预测，预测结果的平均绝对百分比误差为7.55%，对比BP、RNN、LSTM、Bi-LSTM等神经网络的预测结果，所提出的模型在测试集上的平均绝对误差下降了至少52.37%，均方误差下降了至少76.98%。

关键词：元学习损伤预测涡轮叶片神经网络小样本微组织损伤

基于区域空间经济整体规划与综合运输超级网络的铁路货运量预测建模方法研究

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铁道运输与经济 2024年第6期46卷 143-152页

作者：张利军钟鸣崔革任智武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 武汉理工大学智能交通系统研究中心湖北武汉430063

研究以PECAS整体规划建模框架为基础,提出基于区域空间经济整体规划与综合运输超级网络的铁路货运量预测建模方法。首先,运用PECAS模型实现社会经济活动时空变迁及其影响下的大区域内货运生成与分布预测。其次,以综合运输超级网络为基础... 详细信息

研究以PECAS整体规划建模框架为基础,提出基于区域空间经济整体规划与综合运输超级网络的铁路货运量预测建模方法。首先,运用PECAS模型实现社会经济活动时空变迁及其影响下的大区域内货运生成与分布预测。其次,以综合运输超级网络为基础,通过构建包括公、铁、水多方式的货运广义阻抗函数来模拟货物运输方式之间的竞合关系及承运人的运输路径选择行为。最后,基于随机用户均衡实现综合运输超级网络的一体化网络货流分配。研究以长江经济带为例,对区域铁路货运需求进行预测,将网络货流分配后主要断面流量的预测值与观测值进行对比,以检验模型的准确性。研究结果表明,所提出的方法在大区域范围内可以较好地预测铁路货运流量的分配情况,为区域内铁路货运需求预测与铁路基础设施规划提供决策支持。

关键词：区域空间经济整体规划综合运输超级网络铁路货运需求预测广义阻抗

细聚丙烯纤维混凝土介观离散力学模型及其Ⅰ型断裂强度负效应机理

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工程力学 2024年第4期41卷 11-18页

作者：沈雷吴杰邓通发曹茂森徐磊李田雨河海大学水利水电学院江苏南京210024 江西理工大学环境岩土与工程灾害控制重点实验室江西赣州341000 河海大学工程力学系江苏南京210024 滁州学院安徽省桥梁结构数据诊断与智慧运维国际联合研究中心滁州239099

细聚丙烯(PP,直径小于100μm)纤维混凝土Ⅰ型断裂强度随纤维含量增加呈现先增后减的变化规律,其机理尚不明晰。而且由于纤维数量过多,现有数值方法无法精细刻画细纤维混凝土力学行为。对此通过考虑细PP纤维亲水性提升基体局部水灰比的... 详细信息

细聚丙烯(PP,直径小于100μm)纤维混凝土Ⅰ型断裂强度随纤维含量增加呈现先增后减的变化规律,其机理尚不明晰。而且由于纤维数量过多,现有数值方法无法精细刻画细纤维混凝土力学行为。对此通过考虑细PP纤维亲水性提升基体局部水灰比的强度正效应和纤维桥接力强度贡献低于砂浆的强度负效应,并引入纤维直径等效系数(rf),实现介观尺度细聚丙烯纤维混凝土(PFRC)力学行为模拟。研究表明:纤维直径等效系数(rf)建议小于10;当纤维微量添加时,细PP纤维提升基体局部水灰比,使基体强度上升,此时正效应高于负效应;随着纤维含量增加,由于纤维桥接力贡献无法补偿相应面积基体强度,负效应持续增长,PFRC宏观Ⅰ型断裂强度下降。

关键词：细聚丙烯纤维混凝土介观离散模型 Ⅰ型断裂强度

不同推进比下螺旋桩在砂土中安装力的离散元研究

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岩土工程学报 2024年第6期46卷 1166-1176页

作者：王乐李钰徐志军刘波张春会田英辉天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350 河南工业大学土木工程学院河南郑州450001 香港理工大学土木与环境工程学系中国香港999077 河北科技大学建筑工程学院河北石家庄050018 河北省岩土与结构体系防灾减灾技术创新中心河北石家庄050018 墨尔本大学基础设施工程系维多利亚3010

螺旋桩作为一种颇具潜力的海上风电基础形式,其安装问题是螺旋桩能否成功应用在海上风电工程中的关键。基于离散元方法,采用PFC^(3D)模拟分析了螺旋桩在不同推进比下安装时的桩身受力情况以及对周围土体的影响。宏观上,研究了螺旋桩在... 详细信息

螺旋桩作为一种颇具潜力的海上风电基础形式,其安装问题是螺旋桩能否成功应用在海上风电工程中的关键。基于离散元方法,采用PFC^(3D)模拟分析了螺旋桩在不同推进比下安装时的桩身受力情况以及对周围土体的影响。宏观上,研究了螺旋桩在不同推进比下安装时螺旋桩连杆侧壁、连杆端部、螺旋叶片上下表面的受力变化规律;微观上,分析了螺旋桩安装过程中桩周土体孔隙率、配位数及应力变化规律。研究表明:随着推进比的减小,螺旋桩安装时受到的竖向力与扭矩也随之降低,对桩周土体的扰动也更小;螺旋桩在推进比为1时安装与在推进比小于1时安装存在两种不同的安装机制。研究结果对进一步确定螺旋桩在不同推进比下的安装条件具有一定意义。

关键词：螺旋桩推进比砂土离散元法

基于科学知识图谱的劈裂注浆研究热点与发展态势分析

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建筑科学与工程学报 2024年第3期41卷 178-190页

作者：何忠茂戴烺周茗如邢利军乔宏霞兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学甘肃省先进土木工程材料工程研究中心甘肃兰州730050 宁波大学科学技术学院浙江宁波315211

针对传统建筑科学分析方法对工程领域研究存在的局限性,引入科学知识图谱及大数据计量等人工智能方法,借助可视化软件Citespace,检索Web of Science(WOS)核心合集数据库,得到2007~2022年主题为劈裂注浆的文献709篇,对发文总量、学科归... 详细信息

针对传统建筑科学分析方法对工程领域研究存在的局限性,引入科学知识图谱及大数据计量等人工智能方法,借助可视化软件Citespace,检索Web of Science(WOS)核心合集数据库,得到2007~2022年主题为劈裂注浆的文献709篇,对发文总量、学科归属、期刊分布、核心作者、区域合作、关键词和被引文献等方面做科学知识图谱分析。通过区域合作关系图谱的寻径,理清现阶段国际合作的格局,指出中国未来国际合作的主要任务。依据成果数量和突现时间,评析贡献较大的代表性作者。提取318个研究关键词,以发文频次和中心性为导向,筛选精炼了现阶段研究热点。从10个聚类的特性分组出发,展示了理论研究、应用实践和数值模拟的发展脉络,明确了研究的前沿方向。排列10条聚类发展时间线,精炼了注浆效率和封堵效率两条热门主线,同时提示了较难取得研究成果的线路。通过聚焦关键词的时区分布态势,总结热点演进的两个规律,并预测今后两年新热点与2017年研究成果之间的潜在关联。根据文献共被引关系发生的时间,对比4组年度切片的变化,评价了学科知识基础的发展脉络和未来走向。结果表明:科学知识图谱作为人工智能分析方法,能总结分析劈裂注浆近年来的研究热点,并可以预测劈裂注浆在未来阶段的学术研究发展态势。

关键词：劈裂注浆科学知识图谱 Citespace 趋势分析研究热点

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轨道车辆补强板冲压成形的过程耦合参数优化

机械设计与制造 2024年第7期 40-45页

作者：李慕译王乾香江苏联合职业技术学院无锡交通分院江苏无锡214046 昆明理工大学工程训练中心云南昆明650031

为了减小轨道车辆补强板拉延成形的最大减波率、提高补强板拉延成形质量,提出了基于精英蜂群算法的过程耦合参数优化方法。建立了补强板冲压成形的数值模拟模型,并基于厂家数据对模型精度进行了验证。建立了以表面起皱为约束、最小化最... 详细信息

为了减小轨道车辆补强板拉延成形的最大减波率、提高补强板拉延成形质量,提出了基于精英蜂群算法的过程耦合参数优化方法。建立了补强板冲压成形的数值模拟模型,并基于厂家数据对模型精度进行了验证。建立了以表面起皱为约束、最小化最大减波率为目标的优化模型,分析了过程工艺参数的耦合性。通过类比,将过程耦合参数优化问题转化为蜂群算法优化问题。引入了社会群精英学习策略,定义了虚拟精英核的概念,使用基于虚拟精英核的蜜蜂引导更新方式,设计了基于精英蜂群算法的过程耦合参数优化步骤。经试验验证,精英蜂群算法优化后的补强板最大减波率均值比优化前(厂家产品)减小了25.24%,有效提高了补强板拉延成形质量。试验结果验证了精英蜂群算法在补强板拉延参数优化中的优越性。

关键词：补强板冲压成形虚拟精英核社会群精英学习过程耦合参数优化

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采煤机滚筒工作性能优化研究

工矿自动化 2024年第4期50卷 133-143页

作者：王宏伟郭军军梁威耿毅德陶磊李进太原理工大学山西省煤矿智能装备工程研究中心山西太原030024 山西焦煤集团有限责任公司博士后工作站山西太原030024 太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024

在实际生产中,截割破碎过程是多作用耦合的结果,离散元法(DEM)与多体动力学(MBD)双向耦合技术可实现煤机设备与煤壁的信息交互,符合实际生产情况,具有较大的优越性。为提高采煤机滚筒的工作性能,基于DEM−MBD双向耦合机理,结合力学性能... 详细信息

在实际生产中,截割破碎过程是多作用耦合的结果,离散元法(DEM)与多体动力学(MBD)双向耦合技术可实现煤机设备与煤壁的信息交互,符合实际生产情况,具有较大的优越性。为提高采煤机滚筒的工作性能,基于DEM−MBD双向耦合机理,结合力学性能试验和模拟试验得到实际工况参数,采用仿真软件EDEM和RecurDyn建立了采煤机滚筒截割煤壁的双向耦合模型,对仿真过程中滚筒所受的转矩和截割力进行分析,证明耦合效果和截割效果较好。设计了单因素试验和正交试验,分析了滚筒运行参数对工作性能的影响规律,并利用SPSS软件得到滚筒转速、截割深度、牵引速度对截割比能耗、装煤率、载荷波动系数的影响程度,通过现场试验验证了模型的可行性。构建了以滚筒转速、截割深度、牵引速度为决策变量,以截割比能耗、装煤率和载荷波动系数为目标的多目标优化模型,利用改进多目标灰狼(MOGWO)算法和优劣解距离法(TOPSIS)对模型进行求解,得出当滚筒转速为31.12 r/min、截割深度为639.4 mm、牵引速度为5.58 m/min时,采煤机滚筒的工作性能最优,此时截割比能耗为0.4677 kW·h/^(3),装煤率为43.01%,载荷波动系数为0.3278。

关键词：采煤机滚筒双向耦合机理离散元法多体动力学多目标优化改进多目标灰狼优化算法优劣解距离法

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