基于遗传算法的风电齿轮传动系统参数优化设计

齿轮箱是风力发电系统的重要部件,其体积大、重量高等问题制约了风电清洁能源的发展.以1.5 WM风力发电机组为研究对象,建立齿轮传动系统轻量化数学模型,并采用遗传算法进行优化求解.结果表明,采用遗传算法是可行的,优化后齿轮传动系统体积减少了4.59%,这将进一步减小齿轮传动系统箱体体积和总质量.通过计算行星轮系的传动效率,验证了优化结果的可行性,该研究将为风电齿轮传动系统轻量化设计提供新方法.

纤维-地聚物混凝土力学性能及耐久性能研究

为改善地聚物混凝土的力学性能和耐久性,通过掺入不同长度和掺量的聚丙烯纤维,对地聚物混凝土的力学性能、抗冻性、抗氯离子侵蚀性及抗裂性进行了研究,并基于SEM试验,从微观角度进一步解释聚丙烯纤维的作用机理.结果表明:聚丙烯纤维的掺入能够提高地聚物混凝土的力学性能和耐久性能,当纤维掺量为0%~0.6%时,随着纤维掺量的增加,地聚物混凝土的改善效果越明显.当掺量超过0.6%时,其力学性能和耐久性开始下降.通过SEM分析也表明,聚丙烯纤维能够提高基体内部的整体性和密实性,从而显著改善地聚物混凝土的力学性能和耐久性.最终推荐掺量0.6%长度为12 mm的聚丙烯纤维为最佳掺量.

六水合氯化钙基相变材料对岩棉保温板储能和保温性能的影响

以岩棉板为载体,将自主研制的六水合氯化钙基相变储能材料均匀渗入到岩棉板,制备了六水合氯化钙基相变材料改性的岩棉/六水合氯化钙基保温墙板,研究了六水合氯化钙基相变材料对岩棉板储能隔热能力及其力学强度的影响.结果表明:相变材料加入赋予了岩棉吸热储能性能,使岩棉板保温性能得到提高.岩棉板对六水合氯化钙基相变材料的最大吸附量为30 wt.%,且该吸附量下的保温岩棉墙板显示出最大的比热容0.7001 MJ/(m^(3)·K).尽管该吸附量下复合板显示较大的导热系数0.0891 W/(m·K),但其相应热扩散率却最小,为0.1273 mm^(2)/s.热温度测试表明该吸附量下室内最高温度降幅达到3.4℃,表明导热系数不是影响岩棉板保温性能的唯一因素,采用热扩散率评估其保温性能更为合理.SEM显示六水合氯化钙基相变材料黏附于岩棉纤维之间且形成了稳定的空间网格架构,有效提高了岩棉板的抗压强度.

过渡流道对串联高速离心泵空化特性的影响

为分析不同结构的过渡流道对串联高速离心泵空化特性的影响,以某型串联高速离心泵的第2级为研究对象,基于ANSYS Fluent中Zwart-Gerber-Belamri空化模型,采用RNG k-ε双方程湍流模型对同一工况下环形和螺旋形过渡流道在不同空化数下的增压值、叶片空化面积、流道内空泡体积进行了对比分析.结果表明:采用螺旋形过渡流道的次级离心泵在流量区间32000~64000 L/h增压值提升约8.5%,大流量工况(qV>52000 L/h)下效率提升3%~6%.次级叶轮发生完全空化时,相比环形过渡流道,螺旋形过渡流道次级叶轮叶片背面空化面积和流道内空泡体积均有所下降.由此可见,螺旋形过渡流道抑制了叶轮叶片空化气泡的产生,提升了次级叶轮的抗空化性能.

基于改进SE-Net和深度可分离残差的高光谱图像分类

针对目前常见的用于高光谱图像分类的卷积神经网络参数数量多,训练时间长,对样本数量依赖性大的问题,提出一种适用于有限训练样本条件下基于改进压缩激活网络和深度可分离残差的分类网络MDSR&SE-Net.首先使用主成分分析对原始高光谱图像进行通道降维,然后通过三维卷积神经网络连接多特征残差结构,同时嵌入改进的SE模块提取高光谱图像的空间和光谱细节特征,最后将提取到的特征数据输入Softmax分类器激活分类.为了使网络更加轻量,通过在残差结构中使用深度可分离卷积和引入全局平均池化减少参数数量.实验结果显示,使用有限训练样本在三种常见高光谱数据集上总体分类精度均达到99%以上.

石灰石粉对可持续UHPC胶凝材料体系强度影响

为探究石灰石粉(LP)对可持续超高性能混凝土(UHPC)胶凝材料体系强度的影响,研究了LP取代水泥4%、8%和12%后UHPC胶凝材料体系的抗压强度、孔结构、相组成及微观结构变化,并运用生命周期理论(LCA)对环境效应进行了量化评估.结果表明:随LP取代率增加,抗压强度先增加后减小,LP取代率对总孔隙率变化趋势与强度变化趋势相反,最佳取代率为4%,相对于空白组(LPC)抗压强度和总孔隙率分别提升16.7%和降低了28%;LP未参与水化,起到填充和晶核作用,细化孔结构,取代率大于4%时稀释作用占主导地位;LP取代率大于4%时,显著减小对环境的不利影响,但对试件强度和内部结构将产生负面效应,所以在保证试件强度的条件下,应尽可能增大LP取代率.

基于微波光子的带内全双工自干扰消除系统

为了突破传统射频自干扰消除技术受频率、带宽、抗电磁干扰等电子瓶颈的限制,满足未来无线通信及雷达系统的发展需求,设计一种基于偏振复用马曾调制器(PDM-MZM)的微波光子自干扰消除方案,通过引入一个与自干扰信号同频、等幅、反相的参考信号在光域与自干扰信号直接抵消.除了具有自干扰消除和下变频功能外,该方案还可用于矢量信号的IQ解调,在IQ解调时灵活调整两路中的偏振控制器,可使IQ两路信号幅度严格相等,相位严格正交,进而消除IQ幅度不均衡对全双工系统接收端的影响.理论分析和仿真测试结果表明,自干扰信号的消除深度可达到72 dB以上,系统的三阶无杂散动态范围可达到95.2 dB·Hz^(2/3),增益为-16.2 dB.该方案具有大带宽、可调谐、抗电磁干扰能力强、体积小、损耗低等优势,在无线通信、雷达系统中具有较大的应用潜力.

退火参数对45^(#)钢微观组织和力学性能的影响

研究了45^(#)钢在不同退火温度和升温速度下的微观结构特征和力学性能演变.对不同参数退火后的试样进行了取向、晶界、晶粒类型、几何必须位错以及析出相分析,结合拉伸力学性能测试,说明了不同试样的力学性能变化.结果表明:45^(#)钢的微观组织结构和力学性能在不同的退火参数下具有较大的区别.随着退火温度的升高,45^(#)钢中的取向梯度、小角度晶界、变形晶粒、几何必须位错和渗碳体含量减小.退火加热速度对微观组织的影响是复杂的,在低温下,升温速度越慢,再结晶程度越大;但是在高温下相变参与了退火过程中静态再结晶形核和长大.在0.08℃/s-690℃退火参数下45^(#)钢的拉伸力学强度和韧性最佳,拉伸断口表现为塑性断裂模式.

基于Python的平面杆系结构有限元分析

基于Python程序,将杆单元位移不连续、理想刚杆两种力学对象关联统一,开展平面杆系结构有限元模型分析,并实现一种基于“变量标记”的自由度集中处理的计算模式.基于虚功原理引入并推证刚体荷载传递定理,表明耦合单元、刚杆及忽略某一自由度的有限元内置算法处理过程中,实质是将单元刚度矩阵进行“刚化”处理.算例分析表明,“变量标记”的计算模式与单元刚度矩阵的“刚化”处理,具有力学模型的普适性和统一性、编程的可行性以及结果的可靠性等特点,能解决平面任意杆系结构的建模问题.研究结果表明,“主从结点”、“刚杆”等建模方法,对于进一步开展有限元二次开发、大变形以及非线性等功能性扩展等有重要的参加价值,证明将Python程序应用于结构有限元分析的可行性.

盾尾刷更换时不同冻结加固方案温度场数值对比分析

更换盾尾刷时,防治盾尾渗漏是盾构隧道施工过程重难点.针对管片上放射性直接打孔一圈(方案1)、盾尾冻结管+预埋冻结管管片(方案2)和设置2根环形冻结管(方案3)更换盾尾刷时三种不同的冻结加固方案,分别建立数值模型对比分析各方案形成的冻土幕温度场的发展规律.结果表明:三种方案最终形成的冻土幕可有效防治盾尾渗漏,所形成的冻土帷幕体积方案3>方案2>方案1;盾尾间隙交圈密封时间分别为17天、2天和5天,该处冻结效果方案2>方案3>方案1;方案1改进措施为一圈放射状冻结管尽量靠近盾尾间隙布设,方案2和3在实际工程中均可采用;在盾尾刷更换时冻结加固方案建议采用方案3.

轴向变量柱塞泵的噪声特性实验和溯源分析

为分析轴向变量柱塞泵的噪声特性和声源位置,搭建了轴向变量柱塞泵的噪声和振动测试平台,并开展了相关实验.在定转速1660 r/min和定排量75 mL/min下,对被测泵负载压力16、20和24 MPa的噪声和振动信号进行了测试和采集,并进行了频谱分析和偏相干分析,得到了工作时该泵的噪声特性,且实现了准确溯源.结果表明:被测泵的噪声随着负载的增大而逐渐增大;柱塞往复运动、流量倒灌和流量脉动为被测泵的主要噪声源,而轴承振动和主轴旋转为次要噪声源;当特征频率小于200 Hz(低频段)时,被测泵的主要结构噪声源为主轴旋转和单个柱塞往复运动产生的振动;当特征频率大于200 Hz(中、高频段)时,被测泵的主要结构噪声源为柱塞往复运动产生的振动.

基于损伤因子的T形梁桥横向连接构件损伤识别

近年来,装配式T形梁桥在我国广泛应用,对桥梁易损位置横向连接构件损伤识别成为关注的热点问题.将T形梁桥的横隔梁简化成等刚度桥面板,采用弹簧体系模拟横向连接构件的受力变形,考虑横向连接构件剪力、横向力和翼缘板变形的影响,提出装配式T形梁桥横向连接构件损伤因子的理论计算式.将MATLAB理论计算、ANSYS数值模拟和实验的结果进行对比,验证损伤因子的有效性,并通过7种模拟工况和3种实际工况的对比,发现荷载作用位置越接近损伤横向连接构件,损伤识别的精确度越高.

超声处理对可降解Zn-0.5Sr合金组织及腐蚀性能的影响

以Zn-0.5Sr合金为对象,研究了不同超声功率(0、300、600、900 W)对Zn-0.5Sr合金显微组织及腐蚀性能的影响.结果表明:Zn-0.5Sr合金经过超声处理后,铸态组织中SrZn13相由粗大的多边形转变为细小的块状,与未处理的合金相比较,对合金进行600 W超声处理后,合金的电化学腐蚀速率由2.078±0.141 mm/a增加至5.747±0.390 mm/a.当超声功率为600 W时,Zn-0.5Sr合金15、30 d的浸泡腐蚀速度分别为0.090±0.0021、0.074±0.0019 mm/a,是未经超声处理的1.88、1.95倍.

具有状态时滞的Kirchhoff型吊桥方程解的渐近行为

考虑了具有状态依赖时滞Kirchhoff型吊桥方程解的渐近行为.应用Banach不动点定理得到了该方程存在局部唯一的温和解,运用压缩函数证明演化算子是渐近紧的,得到全局吸引子的存在性.

基于边缘约束与范数比值的图像盲复原

针对现有的研究方法对运动所引起的模糊图像进行复原时效果欠佳的问题,提出一种基于边缘约束与范数比值的图像盲复原算法.该算法首先对退化图像的边缘进行约束,得到图像的强边缘结构,提高了点扩散函数估计的准确率;然后对要估计的清晰图像构造范数比值的稀疏惩罚约束项,并将得到的强边缘信息与构造的范数比值惩罚约束项进行结合用于指引点扩散函数的复原;在对点扩散函数进行复原时,由粗到细多尺度交替迭代估计点扩散函数,使得迭代出的最大尺度更加精确;最后对图像进行非盲解卷积求解,使其复原.该算法将退化图像的边缘信息与构造的范数比值惩罚约束项进行结合指导点扩散函数的复原,可以抑制图像在复原过程中产生的大量伪迹.实验结果表明,该算法对恢复图像边缘细节具有很好的效果,可以得到优质的复原图像.

珊瑚状镍钴双金属氧化物掺杂碳纳米杂化材料的电化学性能

金属有机框架材料(MOFs)由于具有大的比表面积、可调节的孔径和丰富的氧化还原位点,作为超级电容器电极材料受到了广泛关注.但是,MOFs较低的比电容限制了其进一步应用.以Ni(NO_(3))_(2)·6H_(2)O、Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O为金属离子源,对苯二甲酸为有机配体,通过水热法合成了三维(3D)刺柏状Ni/Co-MOF为前驱体,在空气气氛中通过调控其热处理温度和恒温时间,制备了一系列珊瑚状镍钴双金属氧化物掺杂碳纳米杂化材料(NCPO/C),并研究了其作为超级电容器电极材料的电化学性能.结果表明:将3D刺柏状Ni/Co-MOF前驱体在空气氛围加热至280℃、保温1 h后得到的珊瑚状NCPO/C样品作为电极材料的电化学性能最佳.当电流密度从0.5 A·g^(-1)扩大到5.0 A·g^(-1)时,NCPO/C的比电容从852.5 C·g^(-1)减小到720.0 C·g^(-1),其比电容的保持率为84.5%.

核心砼缺陷位置对钢管混凝土承载力致损机制研究

依托在建的某钢管混凝土单索塔斜拉桥工程背景,针对核心混凝土缺陷位置的差异,可能造成对钢管混凝土构件承载力降低的致损问题,结合不同典型缺陷位置工况下钢管混凝土构件承载力试验,建立数值有限元模型.对不同缺陷工况下的钢管混凝土承载力受力规律予以分析和讨论,并与试验结果进行比对.结果表明:核心混凝土缺陷的存在势必将降低了构件的承载能力,同时相对于下部位置存在缺陷的构件,上部或中部位置存在缺陷的构件更易破坏;由于边缘位置混凝土存在缺陷时,将削弱结构的套箍作用,边缘位置存在缺陷的构件所造成的承载力损失大于中心位置存在缺陷的构件.

铜/铝搅拌摩擦焊接头界面原子扩散及力学性能模拟

利用搅拌摩擦焊技术连接低熔点的铜与铝,连接过程中铜原子与铝原子在界面的扩散能力影响界面力学性能.采用分子动力学研究搅拌摩擦焊过程中铜/铝界面原子的扩散行为,评价了不同应变速率下界面的力学性能.结果表明:铜原子扩散进入铝晶格的数量远大于铝原子扩散进入铜晶格的数量,原子扩散以最近邻跳跃机制为主,铜原子和铝原子的扩散激活能分别为0.58、0.75 eV.界面过渡层厚度主要受保温温度控制,800 K下的界面为最佳厚度界面;拉伸应变速率为1×10^(10)s^(-1)时,界面抗拉强度最大,达到3.19 GPa.塑性变形在铝侧,而铜侧几乎没有塑性变形,变形过程中发生的位错反应由全位错分解和压杆位错合成,位错能下降,是以肖克莱位错为主要的滑移位错.

考虑冠梁的桩锚支护边坡试验与数值模拟

以兰州港务区桩锚支护边坡实例为依托,通过无线自动化监测与有限元软件数值模拟相结合的方式,研究桩锚支护在未设冠梁(填土过程)阶段和设置冠梁(运营期间)阶段的支护结构内力与边坡稳定性的变化规律.结果表明:在未设冠梁阶段,随着填土高度的增加,桩身弯矩、锚杆轴力和边坡位移逐渐增大;冠梁设置后,可有效地减小桩身弯矩和锚杆轴力并且对桩顶附近土体有较强的约束作用,对边坡顶部位移的约束效果最为显著,边坡位移的影响从坡顶至坡底逐渐减小,也明显地提高了边坡的稳定性;随着运营期内支护结构与边坡土体应力的相互调整,两者的内力与位移趋于平稳变化.该试验可为西北黄土地区桩锚支护边坡的设计、施工和监测分析提供有益的参考.

非圆齿轮电火花线切割加工工艺参数对齿廓误差的影响

线切割加工非圆齿轮时电参数是影响齿廓误差的关键因素之一.设计正交试验,分别采用非圆齿轮齿根、齿廓中部和齿顶的最大齿廓误差对线切割加工非圆齿轮进行分析.通过方差分析方法和主效应分析法,研究线切割加工电参数峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔和跟踪对非圆齿轮齿根、齿廓中部和齿顶的齿廓误差影响规律.同时,对齿廓误差、加工时长和工艺参数进行回归分析,并建立回归模型,基于灰狼优化算法对回归模型进行多目标优化求解.通过研究结果可以得出线切割加工非圆齿轮齿廓不同部位的最优参数组合,可为实际加工提供参考.