改进Alpha Shapes和快速凸壳算法的SVM故障诊断

现有的基于凸壳的支持向量机(SVM)算法处理机械装备产生的大规模原始数据时间太长。针对这一问题,通过结合轮廓提取算法(Alpha Shapes)和快速凸壳算法,提出一种结合改进快速凸壳算法的SVM用于故障诊断研究。该融合算法利用改进简化的Alpha Shapes算法提取点集的边界数据点,作为改进的快速凸壳算法的对象,减少凸壳算法递归的工作量。实验结果表明:该算法平均只提取了数据集0.26%的数据点,且计算的时间也相应降低。最后实验同样表明该算法的性能优于单一的SVM算法。

Fractal Features and Computer Simulation of Fan-Shaped Sedimentary Bodies in Faulted Basins

Ｆａｎ－ｓｈａｐｅｄｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙｂｏｄｉｅｓａｒｅｔｈｏｓｅｍａｉｎｌｙｃｏｍ－ｐｏｓｅｄｏｆｔｅｒｉｇｅｎｏｕｓｃｏａｒｓｅｄｅｐｏｓｉｔｓａｎｄｂｅｉｎｇｆａｎ－ｓｈａｐｅｄｉｎｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇａｌｕｖｉａｌｆａ...

三门峡断陷盆地及邻区深部结构及成因——来自深地震反射与大地电磁测深的证据

近年来,围绕三门峡断陷盆地中的油气、地热资源做了大量的工作,成因机制研究较少,严重制约了矿产资源的勘探开发。本文在前人研究工作基础上,结合野外地质调查并利用高精度深反射地震剖面、大地电磁(MT)、重磁等地球物理探测技术,对三门峡盆地进行综合研究。发现三门峡盆地主要由东、西2个负花状构造构成,西花状构造体大于东花状构造体;盆地东部边缘以观音堂隆起与洛阳凹陷相邻,观音堂隆起发育有壳内透镜状低速体,其东、西两侧均发育有规模较大的隐伏逆断层。研究区内莫霍面为大约5 km厚度滑脱层,在深反射地震剖面上表现为蚯蚓状反射特征,指示滑脱层为西向运动。莫霍面滑脱层上部与下部新发现多条弧形断层。地质与地球物理资料综合研究表明,莫霍面滑脱层的解耦作用是三门峡断陷盆地花状构造形成的主因;在不同时空构造力系作用下,形成研究区新生代全地壳旋转花状构造盆地。

早石炭世断陷盆地构造特征及演化规律与页岩气保存关系:以桂中坳陷融水地区为例

广西页岩气勘探已在雪峰山隆起南缘桂中坳陷中北部的下石炭统鹿寨组取得多处页岩气重要发现,商业试采取得出气点火成功,但该地区坳陷内结构及演化特征尚未明确,制约了对富有机质泥页岩形成条件与有利沉积相带展布特征、页岩气富集规律的准确认识。以融水地区为例,通过地质调查分析、二维-三维地震剖面构造解译及演化平衡剖面等技术,对主要构造及结构特征、构造演化规律及其与页岩气保存关系进行研究,认为研究区现存3条主干断裂、NE-NNE向4个主要向斜构造,先存的NNE向三江-融安断裂是伸展断陷、挤压-走滑改造作用的主控因素。研究区在寒武系褶皱基底上,伸展断陷发展于晚泥盆世、强盛于早石炭世早期、停止于早石炭世晚期,坳陷改造期的挤压-走滑作用发育于印支期、燕山期,喜山期局部张性作用。现今的褶皱体系主体形成于印支期,受自西向东三江融安断裂的逆冲作用逐渐增强的影响,呈现宽缓向斜-复式向斜-断展褶皱的构造样式展布规律。沙坪复式向斜是页岩气保存的有利构造单元,页岩气保存有利的构造样式为断向斜、断背斜。该认识明确了该地区下一步页岩气勘探部署的方向,为桂中坳陷中北部的环江浅凹等结构和演化认识提供有利思路。

THE FAILURE MECHANISM OF REVERSE SHAPE MEMORYEFFECT IN A Cu-BASE ALLOY

The interior structural evolution accompanying reverse shape memory effect (RSMEin a Cu-Zn-Al alloy was studied by means of transmission electron microscopy. It was found that RSME is closely related to bainitic transformation in this alloy during the isothermal reaction at moderate temperatures. At a given temperature and a certain external constraint stress, the shape memory effect depends mainly on the aging time.During the early stage, the shape memory effect enhances with the increase of reactiotn time. Then it will decrease gradually apon further aging. If the alloy is overaged, the stacking faults of bainite will disappear gradually by the motion of partial dislocations through which long range diffusion of solute atoms takes place, giving rise to the deterioration of RSME. When all the bainite transforms to α phase, RSME will lose completely.

一种断层面约束下的Delaunay三角剖分与等值线生成算法

传统等值线算法在生成等值线图时,往往采用先生成等值线后抠除断层多边形的方法,或者采用先抠除断层多边形再直接生成等值线的方法。这两种方法均忽略了断层处的层位信息,因而在断层面附近的精度达不到现代油气资源勘探的要求。对断层面与解释层位交点进行精细处理,通过对断层数据的细分加密得到断层面的精确控制点序列,使用Clough-Tocher插值方法进行插值,获得断层面处层位点的高程,提高等值线在断层面处的精度。研究断层面约束的Delaunay三角剖分,设计光滑等值线快速生成算法。形成断层面约束下的层位等值线自动生成技术模块。结果表明,该方法不仅提高等值线绘制的精度,同时也有效降低等值线查找的复杂度,提高了计算效率。

存在部分渗透断层的条带状复合油藏试井解释模型

条带状复合油藏中断层是多种多样的,储层中断层的存在影响了井底压力变化特征,断层的位置以及井位更是加大了试井解释模型建立与求解的难度。因此,亟需建立具有一定渗透能力的断层且井位于条带状油藏任意位置的试井解释模型。基于断层的部分渗透性,考虑流体性质及复合储层的性质,分别建立了井位于条带状复合油藏断层和储层中任意位置时的试井物理模型和数学模型,利用Fourier变换和Laplace变换方法,得到了考虑部分渗透断层的试井数学模型拉氏空间解。绘制了压力及压力导数试井典型曲线,进行了试井典型曲线的特征和敏感性分析。通过对井位于任意位置时的试井典型曲线特征的说明,充分阐述了考虑断层部分渗透性及井位置的重要性,对考虑部分渗透断层的条带状复合油藏试井解释方法研究具有重要意义。

小型无人机(sUAV)在基岩区古地震研究选点中的应用

随着断层面形貌测量、宇宙成因核素测年等技术的发展,基岩断层面成为在基岩区古地震研究的良好研究对象。但是,受沟谷侵蚀、沉积覆盖和人为改造等非构造因素影响,并非所有出露的基岩断层面都能完整记录和保存古地震信息。因此,必须在基岩断层面上选择合适的研究点。传统的野外测量方法耗时费力,难以掌握基岩断层面的整体信息,即使通过高分辨率卫星影像也无法获得基岩断层面的精细结构。小型无人机航测(sUAV)采用低空摄影测量技术,可快速获取基岩断层面高精度的地表三维结构,为筛选目标工作点提供便利。文中以山西地堑系六棱山北麓断裂的马家窑基岩断坎为例,采用小型无人机航测结合SfM摄影测量技术,获得了基岩断层面的高精度三维地形数据,通过精细地貌解译和断层坎剖面分析识别了沿断层坎分布的崩塌破坏、沉积埋藏和侵蚀剥露等非构造因素,分析了侵蚀、埋藏和构造这3种典型的基岩断层面的形态特征,选取了适合开展古地震研究的基岩断层面点,展现了小型无人机在基岩区古地震研究工作中发挥的重要应用潜力。

西湖凹陷天台斜坡新生代构造差异特征及其形成机制

天台斜坡位于西湖凹陷西斜坡的南段,经过35年勘探,仅钻探4口井,尚未取得商业油气发现,基础油气地质条件不明确制约了油气勘探进程。针对该斜坡构造特征缺乏系统研究的问题,以三维地震资料精细解释和综合地质分析为基础,系统总结了天台斜坡不同区段的新生代构造样式及其几何学特征和形成机制。天台斜坡自北往南依次表现为双向断层控制的北段复杂斜坡、反向断层控制为主的中段复杂缓坡和顺向断层控制为主的南段简单缓坡。天台斜坡构造特征的区段差异性与其新生代构造演化过程密切相关,从断陷阶段延续到断拗阶段的不均一伸展作用,在其北、中、南段分别控制了不同的断裂发育程度及构造组合样式,并在北段和中段之间形成了特殊的弧形断裂发育带。

含逆变型分布式电源的花瓣型配电网故障定位策略研究

针对含逆变型分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generation,IIDG)的花瓣型配电网的故障定位问题,文中提出了一种基于电气参数的综合故障定位方法,可用于解决三种不同类型的故障问题。对于两相短路故障,采用基于负序电流相位差的故障线路识别方法;针对单相接地故障,基于零序分量推导出测距方程,并利用区段线路长度约束排除虚假根,准确确定实际故障位置;对于对称故障,利用多线路正序电流的相位和幅值来确定故障位置;利用PSCAD/EMTDC系统对所提出的方法在不同故障情景下进行了故障距离和接地电阻测试。结果表明,与其他方法相比,所提方法定位精度更高,在不同故障类型下的定位误差不超过1%,从而验证了该方法在含IIDG的花瓣型配电网中具有更高的精度和抗故障能力。

盐池地区长8和长9油层油气富集的差异性分析

为研究构造和沉积对天环凹陷构造带盐池地区长8和长9油层油气组富集差异的控制作用,通过对研究区构造、沉积和储层特征的深入刻画,对2个油层的油气成藏主控因素进行了对比分析。结果表明,研究区长8和长9油层组断层、鼻隆构造发育,断层自下而上断穿延长组,主要发育于研究区东南部,其次为北部和东部;鼻隆构造多呈东西向或北东东向成排分布,具有良好继承性,是原油初次运移进入储层的优势通道。两沉积期均发育辫状河三角洲平原亚相,储层砂体主要以主河道和分流河道为主,但两者储层砂体组合特征宏观差异明显;微观上,长8储层以致密砂岩为主体,原油富集主要受沉积相带和物性控制,河道厚度大,高孔渗区带原油富集程度高,为致密砂岩岩性油藏;长9储层以中孔、低渗-特低渗以及低孔、超低渗储层为主,整体连续性及物性较好,原油富集主要受到浮力控制。优质储层在鼻隆上倾方向和梁部配置区原油富集程度高,在两翼边部和低部位边底水活跃,油藏类型为构造-岩性油藏。

离心泵故障诊断的对称极坐标变换和图像形状特征方法

针对基于时频变换图像特征的机械故障诊断方法耗时长、诊断精度不高等问题,提出基于对称极坐标变换和图像形状特征的离心泵故障诊断新方法。该方法以对称极坐标变换(Symmetrized Dot Pattern,SDP)为基础,通过简单的公式将一维振动信号转换为二维极坐标下的对称花瓣图像,而后进行对称花瓣图像的形状特征提取,以此作为离心泵故障特征,实现离心泵故障诊断。SDP方法计算简单,且故障辨识度高,因此可以在耗时更短的情况下得到更高的故障诊断精度。离心泵故障诊断实例表明,所提方法诊断精度更高,耗时更短。为离心泵的故障诊断提供一种新方法。

热机械处理中退火时间对Fe-Mn-Si基合金形状记忆效应的影响

热机械处理能显著改善Fe-Mn-Si基合金的形状记忆效应。本工作中,对铸态Fe-Mn-Si基合金进行热锻、20%冷轧变形及固溶处理,随后在1073 K对部分经10%室温拉伸变形的试样进行不同时间退火处理。借助背散射电子显微分析(EBSD)、RGM-4300型万能试验机、示差四端电阻法及弯曲法研究热机械处理中退火时间对Fe-Mn-Si基合金微观组织和形状记忆效应的影响规律。结果表明:固溶态Fe-Mn-Si基合金的可恢复应变为4.1%;当经过退火时间为10 min的热机械处理后,合金的可恢复应变显著提高至5.3%;当进一步延长热机械处理的退火时间,合金的可恢复应变随之下降;当热机械处理的退火时间为180 min时,合金的可恢复应变下降至4.9%。随着热机械处理的退火时间延长,退火孪晶分数增加,堆垛层错密度下降,从而导致Fe-Mn-Si基合金促进应力诱发ε马氏体相变和抑制塑性滑移的能力变弱。这是Fe-Mn-Si基合金的可恢复应变随着热机械处理的退火时间延长而降低的主要原因。

设置不锈钢U型阻尼器连续梁桥减震性能研究

不锈钢材料耐腐蚀性能强,具有良好的韧性、延性及较高的强屈比,在结构减震器领域有良好的应用前景。本文提出采用奥氏体型不锈钢S304与双相型不锈钢S2205制作U型金属阻尼器,组合板式橡胶支座用于连续梁桥减震设计。采用ABAQUS对不锈钢和高延性SN490B钢U型阻尼器的滞回特性进行对比,并以一座5跨连续梁桥为研究对象,计算比较了设置不锈钢U型阻尼器与SN490B钢U型阻尼器下桥梁在近断层地震动下的地震响应,结果表明:不锈钢U型阻尼器在平面内、平面外和双向加载下均具有稳定的滞回曲线,在相同的位移加载下S2205不锈钢U型阻尼器可提供更大的恢复力和等效刚度,但等效黏滞阻尼比略低;S304不锈钢U型阻尼器耗能能力与SN490B钢U型阻尼器相近,在±100mm位移幅值内可具有更小的等效刚度和更大的等效黏滞阻尼比;设置S2205不锈钢U型阻尼器可以更好地控制连续梁桥墩梁的相对位移,同时没有在桥墩底部产生更大弯矩及造成过大的损伤;设置S304钢U型阻尼器对墩梁相对位移控制能力要弱些,但对桥墩会有更好的保护作用。

基于蚁群优化的长短时神经网络变外形飞行器故障模式识别

变外形飞行器机械结构复杂,在变外形过程中发生故障的概率大,传感器测量成本高,针对这些问题,提出了一种基于长短时神经网络进行飞行器测试故障诊断的方法。首先根据变外形飞行器的气动参数模型和非线性动力学模型,构建变外形飞行器执行机构故障特征数据库。然后针对变外形飞行器发生故障时的序列化特征数据,提出基于长短时神经网络的执行器故障诊断框架。利用蚁群优化算法对网络训练的超参数进行优化,提高故障诊断的准确性与泛化性。通过仿真验证了该方法可实现变外形飞行器的低成本、高效率、高精度的故障快速定位。

地电观测干扰数据检查仪研制

地电观测过程中,由于受漏电和观测系统故障会引起干扰数据,如突跳、台阶、超差等,这些干扰数据不易被快速判断,需要做大量检查工作才能完成。为解决此问题,研制了地电观测干扰数据检查仪,能实时记录仪器工作状态和地电场变化,当出现干扰时调取相应干扰时段的秒数据或分数据,通过对干扰数值波形特征分析,进而快速判别并排除干扰。实践应用表明,该仪器对干扰异常能够较好识别,提高了排查效率。

基于模糊自抗扰的索网天线容错振动控制研究

针对空间索网天线型面振动控制中部分作动器故障影响天线型面精度的问题,基于天线动力学模型设计一种模糊自抗扰容错控制方法。首先,建立天线型面的振动动力学模型,包括天线振动动力学模型、形状记忆合金作动器动力学模型和作动器故障模型。然后,设计模糊自抗扰控制容错振动控制方法,在作动器未发生故障的情况下,抑制天线型面的振动;在作动器发生故障的情况下,降低故障对天线型面精度的影响,实现容错控制。最后,对设计的容错控制算法进行仿真分析。仿真结果表明,模糊自抗扰容错控制方法不仅在作动器未发生故障时能将型面扰动降低93%,而且将三个作动器故障对型面精度的损失控制在4%。该天线型面振动容错控制方法对作动器故障干扰具有良好的适应性。

基于改进YOLOX的接触网U型抱箍开口销检测算法

针对高铁接触网的关键零部件U型抱箍开口销由于目标较小难以检测其缺失故障的问题,提出了一种基于YOLOX模型改进的小目标检测方法。根据高铁接触网图像背景较暗、开口销所占图像比例非常小的特点,引入了卷积块注意力机制模块(CBAM)来关注图像重要区域;使用CIOU替换IOU来优化YOLOX的损失函数,更加准确地评估预测框与目标框的匹配程度;设计了SC-PAN(skip connection PAN)结构来增强特征表达能力;构建了MSF-ASPP(multi-scale fusion atrous spatial pyramid pooling)模块,通过不同扩张率的空洞卷积进行多尺度融合,更好地捕捉图像中的语义信息。实验结果表明,改进后的YOLOX算法对U型抱箍定位的精确度达到了94.05%、召回率为97.53%、平均精度均值(mAP)为97.01%,单张检测时间为0.741 s,对开口销的再次定位的精确度高达99%、开口销缺失检测的精确度高达95.45%,其定位以及缺失检测整体效果都有着明显的提升。

近场脉冲地震下间隙式SMA-NSD摩擦支座简支桥梁隔震研究

隔震技术在提高多跨桥梁抗震性能方面已有广泛应用,然而传统隔震支座在近场脉冲地震动作用下容易产生残余位移较大、底部剪力水平较高、以及限位能力不足等问题。目前尝试解决上述问题主要有2个途径:一方面利用形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)的隔震支座能有效控制峰值位移和残余位移,但同时会增加结构的内力响应;另一方面,利用负刚度(negative stiffness device,NSD)的隔震支座可以有效减小结构的内力响应,但可能会引起较大的残余位移。基于太平洋地震研究中心数据库提供的28条近场脉冲波,充分评估了间隙式SMA隔震支座和NSD隔震支座应用于多跨简支桥梁在四水准(小震、中震、大震和巨震)作用下的隔震性能。在此基础上,结合SMA与NSD各自的优点,提出一种间隙式SMA-NSD摩擦隔震支座并分析了其隔震性能。研究结果表明,该支座可显著降低NSD支座引起的残余变形并同时有效控制SMA支座引起的底部剪力。

西藏中北部改则幅(I45)全新世断层典型遥感影像

西藏地区地壳活动强烈,活动断层发育,存在很大的地震灾害风险,因此查清活动断层的分布是一项重要工作。遥感解译是查明活动断层最有效的手段,其核心技术是正确把握活动断层的典型遥感影像特征。文中结合1︰100万全国地震构造图(西藏区)编制工作,利用高分辨率卫星遥感影像对西藏地区改则幅(I45)全新世活动断层的典型遥感影像特征进行了研究,确定了区内全新世活动断裂玛尔盖茶卡断裂、日干配错断裂、依布茶卡地堑、青蛙湖断裂、东查断裂、其香错断裂中段的空间展布。结合前人的研究成果及区域对比分析,讨论了区内全新世断裂的最新活动时代、活动性质和活动强度,以及区内活动断裂的整体构造运动特征和发震能力。研究区北部的玛尔盖茶卡断裂和南部的日干配错断裂、其香错断裂为较大规模的NEE向左旋走滑断裂,具备发生约7.5级地震的能力。中部还发育了NEE向依布茶卡地堑、青蛙湖断裂和NW向东查断裂这3条规模相对较小的全新世断层,具备发生约7级地震的能力。上述断裂反映了该区受到SN向挤压,形成“V”字形共轭系统,总体运动特征表现为块体向E挤出的动力环境。