基于振动信号的滚动轴承复合故障诊断研究综述

滚动轴承是旋转机械的关键部件。工作原理与工作环境决定了其具有易损、易耗特点。对其进行故障识别与诊断是保证设备运行安全可靠的必要手段。在工程应用中,轴承复合故障发生率高于单一故障,且特征识别较为困难。文章面向基于振动信号的滚动轴承复合故障诊断领域,按照传统诊断、智能诊断分类,从算法历程、基本原理、应用效果、算法优缺点等角度,对各种诊断方法进行了论述和分析,对轴承复合故障诊断方法的研究趋势进行展望。

以现代化产业体系建设加快发展新质生产力

产业是发展的根基,加快形成新质生产力必须建设现代化产业体系,2024年《政府工作报告》也把“大力推进现代化产业体系建设,加快发展新质生产力”作为今年政府工作的第一项任务。现代化产业体系具有安全高效、创新驱动、绿色低碳和协调融合等特征,新质生产力以创新集成为发展核心动能、以新产业为发展物化代表、以新要素为发展关键要素,二者通过制度变革机制、产业转型机制、多元融合机制和瓶颈突破机制等实现有效耦合。要从加快构建高水平对外开放新格局、创新技术供给体系、完善数字化共建共治共享体系等方面着手,以现代化产业体系建设促进新质生产力发展。

基于ICP-MS研究转炉钢渣微粉吸附镍和铅的动力学机理

随着工业化的发展,水体和土壤中的重金属污染日益严重。其中,重金属镍是一种常见的致敏性金属,会引起人体过敏发炎,甚至会引发癌症;血液中铅浓度的超标会危害人的神经系统、心血管系统和生殖系统,造成终身性的危害。因此,治理镍和铅重金属污染具有十分重要的意义。钢渣是炼钢过程中产生的一种副产物,其存在难以利用与附加值低的问题。同时加之管理制度的不健全,导致大量钢渣露天堆放,对土地资源、地下水源,以及空气质量造成严重影响。钢渣微粉具有比表面积大、多孔、化学活性高等特性,被广泛利用,可以成为吸附材料。本文以转炉钢渣微粉为研究对象,利用激光粒度仪、电感耦合等离子体质谱仪、比表面积与孔隙度吸附仪、X射线荧光光谱仪等测试转炉钢渣微粉的基本性质,重点研究转炉钢渣微粉添加量、重金属初始浓度、溶液pH和吸附时间对转炉钢渣微粉吸附Ni^(2+)、Pb^(2+)的效果,结合吸附动力学与吸附等温线理论揭示转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)的吸附作用机理,为处理镍、铅重金属污染和工业废水处理提供技术支持与理论依据。结果表明:当转炉钢渣微粉添加量大于12.5 g·L^(-1)、重金属初始浓度小于100 mg·L^(-1)、溶液pH大于3和吸附时间大于120 min时,转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)的吸附效果良好,即基本达到90%。转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)的吸附符合准二级动力学模型,吸附速率由边界扩散和颗粒内扩散共同控制,吸附过程以化学吸附为主。转炉钢渣微粉的结构具有多孔性为物理吸附Ni^(2+)、Pb^(2+)提供吸附空间,转炉钢渣微粉的化学成分不仅具有碱性与Ni^(2+)、Pb^(2+)形成络合产物,而且水化过程中CaO与SiO_(2)生成C—S—H凝胶,对Ni^(2+)、Pb^(2+)形成络合吸附与硅酸盐体系包裹。转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)吸附可能存在多层吸附。吸附Ni^(2+)、Pb^(2+)的过程为优惠吸附,吸附容易进行,其理论最大吸附量分别为18.785和17.002 mg·g^(-1)。

环境DNA技术发展及其在长江流域水生生态学领域的应用研究进展

长江流域鱼类资源丰富、生物多样性高。近年来,受人为干扰、环境变化等因素影响,鱼类资源急剧衰退,全面了解该流域水生生态学信息、进行长江大保护迫在眉睫。随着分子生物学技术的发展,环境DNA技术应运而生,其相比于传统调查方式更加高效、灵敏,应用领域更广;该技术的灵敏性使其非常适合于检测濒危物种、低密度物种入侵、瞬时和隐秘物种的存在,特别是当检测低密度物种的采样工作难以控制时,其敏感性、简便性和降低危害性的优势愈加显现出来。因此,该技术已被广泛应用于食品微生物、生物监测、群落生态学、古环境、保护生物学和生物入侵等领域的研究。介绍了环境DNA定义、发展史、研究方法与优劣势,在此基础上概述了其在长江流域水生生态学领域的应用研究进展,最后展望了环境DNA技术与环境RNA技术相结合的技术革新以及新一代测序手段、大数据及机器智能技术多技术结合助力该领域研究的前景,以期为长江流域持续性生态学监测提供借鉴和参考。

高海拔多山地区架空输电线路高密点云数据获取方法研究及应用

为解决高海拔多山地区有人直升机、复合翼无人机作业相对航高较高、易受侧风影响、点云稀疏的痛点,本文提出了一种“仿塔飞行”架空输电线路三维激光扫描点云数据获取方法,优化了传统的“仿地飞行”方式,对西藏藏中联网某500 kV超高压架空输电线路进行了点云数据获取,经数据处理及分析,点云数据体素密度大,空间位置精度高。试验结果表明,大载重多旋翼无人机在高海拔多山地区进行“仿塔飞行”作业,在降低作业风险的同时,所获取的点云数据密度高、噪声小,且金具和导线微部特征明显;同时,该方法具有机动性高、稳定性强、作业风险低的优势,为架空输电线路精细化自主巡检及国家电网智慧化应用提供了支撑。

盾构施工扰动对天津结构性黏土动力特性影响的试验研究

盾构隧道施工扰动会改变周围土体的应力、应变状态,破坏土的结构性,从而影响隧道后期的地震响应.通过共振柱试验和动单剪试验,分析了施工扰动对天津结构性黏土动剪切模量和阻尼比的影响.试验结果表明:施工扰动程度越大,平均应力归一化动剪切模量的初始值越小(应力释放程度较大的D4试样的平均应力归一化动剪切模量初始值为无应力释放的D1试样的74%),在相同剪应变下的归一化动剪切模量越小,动剪切模量的衰减速率越快,在相同剪应变下的阻尼比越大;土的结构性越弱,初始动剪切模量越小(无水泥掺量的B1试样的初始动剪切模量为4%水泥掺量的B4试样的59%),在相同剪应变下的动剪切模量越小,动剪切模量衰减速率越快,在相同剪应变下的阻尼比越大.盾构隧道施工扰动对结构性黏土动力特性的影响机理为:施工扰动会使结构性黏土的结构破损、结构性减弱,从而导致其归一化动剪切模量减小,动剪切模量衰减速率增大,阻尼比增大.因此,在进行盾构隧道抗震设计时应考虑前期施工扰动引起的结构性黏土的结构破损对动剪切模量的影响.

基于大数据流水线系统的算法模型整合方法研究——以基于机器学习方法的LiDAR数据树木生物量反演为例

【背景】激光雷达(LiDAR)数据在森林资源分析利用方面有着广泛应用,科研人员研制了很多涉及大数据管理和人工智能的专业算法模型,这些算法模型目前多数散落在研究人员手里,尚缺乏新型信息化平台对其进行整合。【方法】大数据流水线系统πFlow软件具有大数据管理能力和大数据算法集成能力,并可以所见即所得方式构建流水线并调度运行流水线,适合于LiDAR数据复杂算法模型的整合,且流水线可定制、可复用。【内容】本文介绍了πFlow的特点和功能,并以基于LiDAR冠层高度模型(CHM)数据的树冠解析及利用机器学习方法估测树木生物量为例,介绍了将算法整合到πFlow并构建LiDAR数据分析处理流水线的方法和技术,且对流水线进行了测试运行。【结果】利用πFlow构建的可重复信息化平台可支撑野外站观测网络的LiDAR数据生物量快速反演,为数据密集型的专业数据处理算法模型的整合提供了创新方法技术。

轻瘫患者慢性大脑中动脉闭塞血管内再通的疗效分析

目的分析轻瘫患者慢性大脑中动脉(MCA)闭塞血管内再通的临床疗效。方法回顾性分析2019年1月至2021年1月南昌大学第二附属医院及丰城市人民医院收治的24例症状性慢性MCA闭塞血管内再通治疗轻瘫患者的临床资料,分析患者的临床资料、血管内再通效果,比较手术前后美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分、改良Rankin量表(mRS)评分、肌力情况。结果24例症状性慢性MCA闭塞患者中,男17例(70.8%),女7例(29.2%);平均年龄(54.7±8.0)岁;发病至手术时间(36.5±17.3)d。23例患者血管成功再通[改良脑梗死溶栓分级(mTICI)≥2b级]率为95.8%;术后均未发生血管夹层及穿孔、新发脑梗死;发生高灌注综合征2例,其中高灌注引发症状性脑出血1例,头痛1例;术后随访90d未复发缺血性脑卒中/短暂性脑缺血(TIA)。术后90d,患者NIHSS评分低于术前和术后1周,差异有统计学意义(P<0.05);术前与术后1周NIHSS评分比较差异无统计学意义。患者术后90d与术前mRS评分、病变对侧上肢肌力评分比较差异无统计学意义;术后90d,患者病变对侧下肢肌力评分高于术前,差异有统计学意义(P<0.05)。结论血管内再通能降低MCA慢性闭塞轻瘫患者的缺血性脑卒中/TIA复发,并为患肢肌力恢复提供良好的灌注基础。

COPD患者血清TRAIL表达水平及与炎症因子和肺功能的相关性

目的探讨慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者血清肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)与炎症因子和肺功能的关系。方法选取2020年6月—2022年12月在本院治疗的200例COPD患者为观察组,200例健康体检志愿者为对照组。根据COPD诊治指南中疾病类型分为急性加重期组140例,稳定期组60例。分析血清TRAIL水平与炎症因子[超敏-C反应蛋白(hs-CRP)、降钙素原(PCT)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)]水平、肺功能[1秒用力呼气容积占比(FEV_(1)%)、FEV_(1)和用力肺活量(FVC)比值、肺一氧化碳弥散量占比(DLCO%)及呼气峰流速(PEF)]的关系。结果与对照组相比,稳定期组、急性加重期组患者血清TRAIL、hs-CRP、PCT、IL-6、TNF-α水平显著升高(P<0.05),FEV_(1)%、FEV_(1)/FVC、DLCO%、PEF明显降低(P<0.05);急性加重期组较稳定期组患者血清TRAIL、hs-CRP、PCT、IL-6、TNF-α水平明显升高(P<0.05),FEV_(1)%、FEV_(1)/FVC、DLCO%、PEF显著降低(P<0.05);多因素线性回归分析结果显示,TRAIL水平与hs-CRP、TNF-α、FEV_(1)/FVC和DLCO水平有关(P<0.05);经Pearson法分析,COPD患者血清TRAIL水平与hs-CRP、TNF-α均呈正相关(r=0.412,0.527,P<0.05),与FEV_(1)/FVC、DLCO%均呈负相关(r=-0.594,-0.476,P<0.05)。结论COPD患者血清TRAIL水平升高,其与患者炎症因子和肺功能密切相关。

一种基于脉冲方位的多普勒解要素方法

舰船发射的主动声呐脉冲信号声源级高,频带窄,信噪比高,利用这些特点,可以比较精确地测量声呐脉冲信号的方位和频率信息从而有利于目标运动要素解算。本文针对发射主动脉冲的水下目标,提出一种基于主动声呐脉冲方位的多普勒解要素方法,首先估计主动脉冲信号时间位置及频率,在此基础上利用非线性回归的方法,将每一个脉冲的时刻、方位、频率以及本平台相应时刻的速度和位置等要素组成的多维向量,视作样本空间中的一个点,根据各要素间的函数关系,进行非线性拟合,从而获得目标运动要素的估计值。实测数据验证表明,提出的频率估计方法精度满足目标运动分析的要求;仿真验证了基于非线性回归的脉冲方位-频率目标运动分析算法整体的有效性。

运动解剖学课程思政育人价值意蕴及体系构建

该文以省课程思政示范课程运动解剖学为例,探讨课程思政育人的价值意蕴、体系构建。结果显示,课程价值意蕴,从国家需要、专业特点、课程性质3个方面进行阐释,并通过主体保障、定位保障、内容保障、策略保障、模式保障、数据保障、制度保障7个方面进行体系构建。两轮教学实施以来,课程思政育人在教学氛围、育人效果、学科竞赛、辐射推广、课程建设方面取得了显著成效。

环境温度对地铁刚性接触网弹性与弓网受流质量影响研究

近年来全国地铁大面积发生弓网异常磨耗事件,特别是冬季异常磨耗已然成为常态,2022年全国有30余条地铁线路出现此现象,经济损失达数亿元。为了研究环境温度对弓网关系的影响,文章首先建立了某地铁线路刚性接触网有限元模型,计算得到环境温度-20~20℃下接触网刚度曲线,并分析了环境温度对接触网刚度影响规律;然后,构建地铁变刚度弓网耦合动力学模型,依据EN 50119等标准验证了其准确性,并计算了环境温度(-20~20℃)、列车运行速度(40~90 km/h)、受电弓静抬升力(70~160 N)、定位线夹卡滞工况下的弓网接触力,着重分析了环境温度对弓网接触力、弓网受流质量的影响规律。结果表明:环境温度与弓网接触力、受流质量具有强正相关性,当环境温度低于0℃时,弓网受流指标将严重恶化;线夹卡滞会对弓网接触力、受流质量带来恶劣影响,而且行车速度越高影响越大。

优视三维激光扫描技术在异形桥梁幕墙二次设计中的应用

针对异形双曲无背索斜拉桥幕墙二次设计中的钢构安装精度控制难题,提出“优视三维激光扫描”方法,以BIM技术为辅助,对异形双曲主、次龙骨及幕墙结构进行逆向建模及二次设计,满足了异形双曲龙骨及铝制幕墙安装要求。该研究有效保证了复杂桥梁构件的精确定位与安装,取得了良好的实施效果,可为类似工程提供借鉴。

车轮多边形磨耗对地铁列车蠕滑特性的影响分析

为研究车轮多边形磨耗对轮轨接触蠕滑特性的影响,依据多体动力学理论和滚动接触理论,建立基于地铁列车参数的多体动力学模型,并计算多工况下车轮踏面磨耗指数,分析车轮多边形阶数和幅值变化对轮轨力、蠕滑率和蠕滑力等特性的影响,结果表明:蠕滑率以及蠕滑力会随车轮多边形阶数和幅值的上升而增大;车轮踏面磨耗随地铁列车运行里程的增加而逐步增大。使用轮轨垂向力指标,根据车速小于160 km/h,轮轨力应不大于200 kN的标准,确定地铁列车80 km/h运行速度下3~23阶多边形幅值安全限值,结果表明多边形幅值安全限值随阶数增加呈下降趋势。

高山峡谷多视卫星立体像对真三维重建

为解决大面积艰险条件下高山峡谷真三维重建难题,提高卫星影像空间及光谱分辨率,以中国西藏某高山峡谷流域Pleiades卫星立体像对为切入点,探讨了RPC轨道参数校正、SIFT算子优化密集匹配等卫星影像三维重建关键技术,构建无控定位条件下全色、多光谱及融合状态下真三维重建模型。结果表明:3种方案下多视卫星立体像对匹配点误差均小于1个像素,全色方案匹配点精度达到0.67个像素,丰富了1∶5千、1∶1万地形图测绘、地质灾害早期识别及监测、高海拔地区冰川演变分析手段及方法。研究成果可为卫星影像真三维重建提供借鉴。

基于信息图-MCKD的高速列车牵引电机轴承故障诊断算法研究

高速列车牵引电机轴承故障特征微弱且干扰噪声强,为解决电机轴承故障特征难以提取的问题,文章提出了一种基于谱负熵信息图与最大相关峭度解卷积(MCKD)的电机轴承故障诊断方法。首先,对故障轴承振动信号进行基于谱负熵的信息图处理,确定最佳中心频带和带宽,从而对轴承振动信号进行带通滤波;然后,对滤波后的信号采用MCKD方法进行故障特征增强;最后,对故障特征增强后的信号进行包络分析,识别出电机轴承的故障特征。经仿真信号和台架试验数据验证,结果表明,信息图-MCKD方法对牵引电机轴承故障诊断具有良好效果。

遵义市芭蕉水河流健康评价分析与保护建议

为合理评估芭蕉水河流健康状况,基于2022—2023年实地调查和收集采样数据,从“盆”、“水”、生物和社会服务功能4个方面构建河流健康评价指标体系,并结合指标权重分析了河流健康状况。评价结果表明,芭蕉水河流为二类河湖,整体处于健康状态;通过增加生态护岸占比和改善水生动植物栖息环境,可促进河流水生态环境持续向好发展。研究成果可为芭蕉水流域生态文明建设和完善河长制管理提供依据,也可为类似河流管理提供有益借鉴。

遵义市城区污水资源化利用分析研究

遵义市城区属水资源欠缺城市,实施非常规水的再生利用是应对快速增长用水需求的重要途径。通过对遵义市水资源利用状况及污水处理能力分析,对城区污水资源化利用现状、现有基础设施及存在问题进行归纳总结,并论证了污水资源化利用的可行性。分析认为:遵义市中心城区中水回用率不足10%,通过构建水资源统一配置体系、加强政府主导和宣传、增加污水资源化利用项目建设等措施,可以使城市污水再生利用,解决城区水资源供需矛盾,为区域经济社会稳定发展提供强有力的水资源支撑。

一种基于差异熵赋权法的无人机能力评估方法

在评估无人机性能方面,为有效克服主观性强、对数据过于敏感、计算复杂度高等缺陷,提出无人机“能力”建模方法。该方法在向上层研究屏蔽无人机异构性和资源多样性的同时保留无人机的个性化重要特征,呈现无人机“能力”以支持上层模型设计和算法设计,从而减轻了上层研究的先验工作量,推进了相关研究的开展。进一步提出基于无人机“能力”的差异熵赋权法,该方法依据判断矩阵最大特征值所对应的特征向量确定各个特性的相对权重,加权计算得到最终的评估结果,从而有效地对无人机各能力以及综合性能进行相对评估。试验结果表明:差异熵赋权法在克服主观偏差的同时,增加了指标间横向对比,提升了计算稳定性。

防波板对液氢罐式集装箱罐体结构强度的影响

针对液氢罐式集装箱在公路运输条件下,运载车辆加速、转弯、刹车时会导致内部液体大幅晃动,给罐体结构带来冲击,造成失效等问题,基于液氢罐式集装箱的防波板设置,建立了罐体和内部流体域全尺寸分析模型,分析了防波板、充装率及防波板数量对罐体薄弱位置应力的影响规律。结果表明:未设置防波板时,液体晃动会导致结构的应力水平提高20%;设置防波板可减小液体晃动程度,大幅降低流体冲击压力,最大可降低50%以上;设置防波板可降低由于液体晃动引起的应力增幅,其中3个薄弱位置最高可降低31.9%,52.8%和34.2%,有利于提高结构薄弱位置的使用寿命,并且在罐内均匀设置2块防波板时,对于降低罐体结构应力的效果最佳,是工程设计的优选形式。