基于加速退化试验的漏电信号调理电路性能退化及可靠性研究

在电子电路服役过程中,元器件退化会引起电路输出特性变化,降低电子电路的可靠性。漏电信号调理电路作为一种电子电路,其可靠性直接决定了漏电断路器的可靠性。以漏电信号调理电路为研究对象,首先基于灵敏度分析方法确定影响电路性能退化的关键元器件,并对漏电信号调理电路进行了以温度为加速应力、动作电流值为退化特征量的恒定应力加速退化试验;其次根据不同温度应力下的试验数据建立基于Wiener过程的漏电信号调理电路性能退化模型,并利用极大似然估计法求取退化模型的未知参数,进而得出寿命预测的概率密度函数和可靠度函数;最后利用阿伦尼斯(Arrhenius)方程外推出正常应力下漏电信号调理电路的预测寿命。相关结论可为不同电子电路的寿命预测及可靠度分析提供支撑。

黄河源区高寒退化草地空间分布特征

为了解黄河源地区“黑土滩”退化草地的空间分布规律和分布的关键地形特征,利用2019年黄河源区玛沁县、河南县、泽库县遥感影像解译数据,结合实地调查,分析高寒“黑土滩”型退化草地空间分布特征。结果表明:黄河源区“黑土滩”型退化草地海拔为3500~4000m,且在海拔3700~3800m时退化最严重;从坡向分析来看,“黑土滩”型退化草地主要发生于阳坡、半阳坡,从坡度分析来看,“黑土滩”型退化草地主要发生于缓坡地和滩地。聚类分析发现研究区草地类型为阳坡极度退化草地、半阳坡重度退化草地、阳坡-滩地轻度退化草地、半阳坡轻度退化草地、湿地轻度退化草地、阴坡未退化草地等6类。随着退化程度的加剧,植被盖度、地上生物量减少;同一土层的全氮、全磷、碱解氮、速效磷、有机质含量在湿地轻度退化草地和阴坡轻度退化草地中最高,阳坡极度退化草地最低,且差异显著(P<0.05);丰富度指数、多样性指数、均匀度指数以及土壤速效钾含量在重度、轻度退化草地较高,湿地轻度退化草地显著最低。阳坡极度退化草地全钾含量、鼠害破坏率和鼠洞数最高,湿地轻度退化草地全钾含量最低,与阳坡极度退化草地差异显著(P<0.05);湿地轻度退化草地和阴坡轻度退化草地均无鼠类活动。

设施农业土壤质量退化及生物修复

设施农业在促进现代农业发展、提高农民收入、保障国家粮食安全等方面发挥着重要作用。随着设施农业的高速发展,因其特殊的生态环境和耕作模式,引发了设施土壤质量退化问题,严重影响着人类的生存环境和现代农业可持续发展。生物技术已成为设施农业土壤退化控制领域重点开发和应用的技术手段。主要从我国设施农业现状、设施农业土壤质量现状及存在问题、生物技术修复土壤质量退化等方面进行综述,并对设施农业土壤生物修复技术进行展望。

甘南高寒草甸退化对植物功能群物种多样性与物种多度分布的影响

【目的】探究甘南高寒草甸植物功能群多样性及其物种多度分布对退化的响应,分析随退化程度的加深不同植物功能群的群落构建机理及资源利用方式。【方法】研究以甘南高寒草甸为对象,采用样地调查法收集数据,使用物种多度模型对其进行拟合分析,并采用双向聚类分析对群落物种进行分类。【结果】随着退化程度的加深,植被优势种以禾本科和莎草科植物为主,逐渐变为杂类草功能群植物为主,杂类草功能群在群落多样性分布中起主导作用;全部物种多度分布随着退化程度的加深发生变化,其中,无退化草甸的最优拟合模型是VOLKOV,轻度退化草甸的最优拟合模型是GEO,中度退化草甸和重度退化草甸的最优拟合模型为BRO,资源分配模式由随机分配转向固定分配的分配模式;禾草功能群的最优拟合模型以生态位模型为主,资源分配方式由固定分配和随机分配共同主导,豆科功能群的最优拟合模型是BRO,资源分配方式以固定分配为主,杂类草功能群的最优拟合模型从中性模型向生态位模型转变,与全部物种多度分布的最优模型基本一致,且资源分配由随机分配向固定分配转变。【结论】杂类草功能群是影响群落物种多度分布的主要原因,但是禾草和豆科功能群的贡献也不可忽视。

广义Gauss-Markov模型参数估计的效率退化边界分析

广义最小二乘估计(Generalized least squares estimation,GLSE)是最佳线性无偏估计,却有计算复杂高和依赖未知信息的局限性,使得普通最小二乘估计(Ordinary least squares estimation,OLSE)经常成为应用的无奈之选。本文探讨该现象背后的三个循序渐进的理论问题:第一,GLSE的退化问题,给出GLSE完全退化为OLSE的充要条件;第二,退化的分类问题,依据设计矩阵和误差协方差阵的结构把退化现象分为三类,并给出典型的退化特例;第三,不完全退化问题,研讨导致效率退化的因素,刻画效率曲线和效率曲面,最后给出效率不低于95%的退化边界。效率退化和边界分析的潜在应用价值主要包括两方面:第一,为进一步优化试验方案提供效率视角和反馈信息;第二,为设计更简洁更可靠的算法提供理论依据。

慢性鼻窦炎患者术后嗅觉障碍的危险因素分析

目的 分析慢性鼻窦炎(CRS)患者术后嗅觉障碍的危险因素。方法 选取2020年3月~2022年3月我院耳鼻咽喉头颈外科收治的80例CRS患者,均行鼻内镜下鼻窦开放手术治疗。收集患者的临床相关资料,采用T&T标准嗅觉测试评估患者术后嗅觉恢复情况;采用单因素及多因素Logistic分析CRS患者术后嗅觉障碍的相关影响因素。结果 80例CRS患者中,术后3个月嗅觉正常着66例(82.50%),术后嗅觉障碍者有14例(17.50%);单因素分析结果显示,嗅觉障碍组的过敏、病变部位、吸烟史、嗜酸粒细胞百分比、Lund-Mackay评分与嗅觉正常组比较,差异具有统计学意义(P<0.05);经多因素Logistic分析结果显示,并发应变性鼻炎、嗅裂息肉、有吸烟史、嗜酸粒细胞百分比与Lund-Mackay评分是CRS患者术后嗅觉障碍的独立影响因素(P<0.05)。结论 并发应变性鼻炎、嗅裂息肉、有吸烟史、嗜酸粒细胞百分比与Lund-Mackay评分是CRS患者术后嗅觉障碍的独立影响因素;临床上可针对上述因素,对高危群体进行划分,制定护理及治疗方案,以改善与恢复患者术后嗅觉水平。

D-S理论和Markov链组合的桥梁性能退化预测研究

为准确预测桥梁性能退化,考虑到数据随机性和微小扰动发生状态跳跃,提出了一种D-S(Dempster-Shafer)证据理论和Markov链组合的桥梁性能退化组合预测模型和性能退化率的概念.该模型基于指数平滑(exponential smoothing,ES)方法获得新的预测数据序列,并利用Markov链和D-S理论不断进行优化,从而实现桥梁性能退化的组合预测.实际工程的应用结果表明:性能退化率可以直观地表征在梁性能退化的速度.其次,该模型的平均相对误差为1.54%,较于回归、灰色和模糊加权Markov链模型,精度分别提高了1.11%,0.88%和2.8%,而后验差比值为0.242,小于0.35;模型的标准差为9.021,相比其他模型分别减小了3.978,3.405和7.500,而变异系数为0.109,均小于其他模型,验证了组合预测模型在精度和稳定性方面的优越性,可为在役桥梁结构性能退化预测与维护提供理论基础.

基于焊层裂纹扩展的IGBT性能退化建模与分析

在疲劳载荷作用下,绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)会发生结构损伤与性能退化,影响电力电子系统可靠性。对此,首先基于传热学理论推导焊层疲劳裂纹长度与热阻的关系,并以Darveaux模型表征IGBT焊层裂纹演化规律,提出一种IGBT性能退化模型及其待定系数的估计方法。其次,考虑实际工况的非平稳特征,利用响应面法建立IGBT变幅疲劳载荷模型,并基于雨流计数法与线性累积损伤准则实现IGBT性能退化量的评估。最后,以一款IGBT产品为例,实施功率循环试验,基于试验数据开展性能退化建模与分析,验证了模型与算法的有效性。

宁夏干旱风沙区荒漠草原不同退化阶段植被土壤变化特征及其相关性

为深入了解荒漠草原不同退化阶段植被与土壤变化,探究荒漠草原不同退化阶段土壤性质与植被特征的关系,本研究以宁夏干旱风沙区荒漠草原为对象,比较了未退化、轻度退化、中度退化和重度退化4个退化阶段下草地植被和土壤性状,分析了草地退化过程中植被与土壤的关系。结果表明:随草地退化程度增加,草地优势种由多年生豆科、禾本科逐渐转变为一年生杂类草;不同草地植物功能群盖度、高度和地上生物量随着退化加剧变化并不相同(P<0.05);Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数呈下降趋势;土壤有机质、全碳、全氮、速效氮、速效磷和黏粒含量显著降低,但容重显著增加。冗余分析发现,荒漠草原植被特征与土壤因子密切相关,不同退化阶段影响草地植被特征的土壤性质不同。未退化阶段,草地的植被特征受全碳含量极显著影响,中度退化阶段,草地的植被特征受容重含量极显著影响,重度退化阶段,草地的植被特征受速效氮含量极显著影响(P<0.01)。通过改善植被进而影响土壤或者补充土壤养分可能是一个有效的草地恢复策略。

叶顶间隙对多级轴流压气机性能退化的影响

以某F级燃机压气机为研究对象,考虑燃机实际运行过程中腐蚀和磨损作用导致的压气机叶顶间隙变化,通过三维数值模拟方法开展了不同腐蚀/磨损状态下多级轴流压气机的性能退化机理研究,分析了叶顶间隙变化对多级轴流压气机性能的影响规律。结果表明:叶顶间隙增大会导致压气机特性曲线整体向质量流量减小的方向偏移,使得压气机的质量流量、效率及压比均产生一定程度的衰退;随着叶顶间隙的增大,压气机峰值效率逐渐降低,喘振裕度明显降低;叶顶间隙增大会导致压气机通道内的流动分离加剧,动叶叶顶间隙变化对压气机流动分离的影响更严重;静叶吸力面尾缘附近的流动分离导致形成低马赫数区,同时逆流的低速涡团导致叶根附近的损失显著增大,造成压气机性能衰退。

电力嗅觉传感原理与关键技术研究综述

仿生感知技术在电力设备状态监测与故障诊断领域已被广泛应用。结合微型气体传感器与智能算法的电力嗅觉技术,通过检测绝缘介质的特征分解气体,可以有效评估电力设备的故障类型和严重程度。因其成本低、体积小和集成度高的优势,电力嗅觉技术受到越来越多关注。因此,该文针对SF6气体绝缘设备、空气绝缘设备、变压器、电力电缆和储能电池的应用背景,梳理了当前电力嗅觉传感技术的研究现状。首先,总结了不同电力设备状态劣化的产气特性及内在机理,分析了特征分解气体的异同;之后,针对不同特征分解气体,总结了电力嗅觉敏感材料的研究进展与改进方向;然后,对比了陶瓷基底、柔性基底和硅基底的封装差异性,提出了电力嗅觉传感器件的芯片化、集成化发展方向;最后,讨论了基于特征工程和数据驱动的传感器信号处理算法,点明了边缘计算技术在电力嗅觉智能算法方面的应用潜力。该文对电力嗅觉传感原理与关键技术进行了详细归纳,强调了在气体分析方法、气敏材料开发、传感器制备技术和智能算法应用等方面的技术创新潜力,为电力设备的智能化发展提供了指导方向。

嗅觉——神秘而重要的感知

嗅觉,是指感知气味的能力,是人类生活中至关重要的一个方面。相比视觉或听觉,嗅觉往往被低估,然而它在我们与环境的互动、食物偏好乃至人际关系中都具有重大影响。嗅觉的感知过程始于空气中的气味分子进入鼻腔,并与嗅上皮中的受体结合,这种相互作用触发了一系列神经信号,这些信号传递到大脑,最终将化学信息转化为我们所感知的不同气味。

高寒草地退化对土壤碳氮磷及酶活性的影响

【目的】土壤碳氮磷元素是支撑高寒草地生态系统的关键,高寒草甸退化会改变土壤养分含量及分布规律,明确高寒草甸退化对土壤关键养分碳氮磷含量及其与酶活性之间相关性的影响可为退化高寒草甸的恢复提供理论依据。【方法】以东祁连山围封草地(FG)为对照,对轻度(LD)、中度(MD)和重度(SD)退化高寒草甸土壤有机碳、全氮、有效氮、全磷、有效磷含量,以及土壤碳氮磷转化相关的过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性进行研究。【结果】相比FG,退化基本导致高寒草甸土壤的有机碳含量升高,SD 0~10 cm土层有机碳含量最高,为82.1 g/kg;退化导致过氧化氢酶活性表现出下降的趋势,围封草地20~30 cm土层的过氧化氢酶活性最高,为23.35 mg/g,LD 10~20 cm土层的过氧化氢酶活性最低,为20.90 mg/g。退化导致土壤全氮含量降低,有效氮含量和脲酶活性显著升高,SD草地有效氮含量和脲酶活性均最高,分别为649 mg/k和3.47 mg/g,脲酶活性在FG和SD随土层加深而升高,但在MD和SD随土层加深而降低。4种类型草地全磷的变化范围为0.18~0.22 g/kg,退化对0~10 cm土层的全磷含量没有显著影响,而使0~10 cm土层,LD和MD的有效磷含量分别增加了152%和60%,而SD降低了32%,0~30 cm土层碱性磷酸酶活性升高,变化范围为0.52~0.62 mg/g。相关性分析表明,围封草地土壤有机碳与过氧化氢酶活性呈显著负相关,而轻度和重度退化未表现出有相关性;围封草地土壤全氮、有效氮含量与脲酶活性均没有相关性,而轻度和中度退化高寒草甸的脲酶活性与土壤有效氮含量存在显著正相关性;围封草地的土壤全磷、有效磷含量与碱性磷酸酶活性均成呈显著正相关,而退化草地未表现出明显的相关性。【结论】高寒草甸退化后改变了其关键养分与其相关酶活性之间的相关性,重度退化高寒草甸恢复中应考虑土壤磷素的投入。

高寒嵩草草甸稳态特征及退化演替过程

系统构件因子对干扰响应与适应过程是明晰生态系统稳定性维持及稳态转化的基础和核心,对退化生态系统修复研究具有重要的理论指导意义。以高寒嵩草草甸退化演替模式序列为研究对象,探讨不同演替稳态植物群落数量特征、土壤养分特征、下垫面特征同退化演替的协同变化关系,研究发现:(1)高寒嵩草草甸退化演替过程中植物、土壤、下垫面特征对退化响应具有异步性,其中起负反馈效应的因子对系统特征稳定性的维持具有重要意义,是导致系统特征出现平台期的主要原因。(2)由于高寒嵩草草甸不同构件因子对退化响应的敏感性不同,导致高寒嵩草草甸随退化程度的加深,对退化响应敏感的因子逐渐被非敏感因子取代,进而造成系统稳态的转化和系统总体特征在整个退化演替中的阶梯性变化。因此,高寒嵩草草甸构件因子对退化干扰的异步性响应过程和负反馈效应维持了平台期系统特征的相对稳定,但在退化演替过程中,随着维持系统特征稳定的非敏感性因子逐渐被取代,系统将发生稳态转化。

基于质量和生态互馈的下辽河平原耕地退化的影响机理及治理对策

耕地退化主要表现为耕地质量退化和耕地生态退化,二者之间相互反馈对耕地退化影响显著。该研究以下辽河平原典型区域沈阳市为研究区,运用主客观赋权法、多种回归方法和模糊数据集比较法等,从质量和生态互馈视角,构建耕地退化测度体系,探究耕地退化的时空特征及影响机理,提出缓解耕地退化的治理对策。结果表明:1)研究区发生耕地质量退化的比例为35.31%,呈现出“东强西弱”的时空格局。耕地生态退化的比例为79.10%,表现出“北强南弱”的时空格局。基于质量和生态互馈的耕地退化比例为37.80%,显现出“南北强中间弱”的时空格局。2)受自然和社会经济因素影响,耕地退化呈现区域空间的异质性和时间的非平稳性,在组态中生成不同的组成结构且协同作用于耕地退化,进而形成了耕地退化的区域性、阶段性和结构性影响机理。3)实施分级、分区的耕地保护利用与管控体系和综合多要素协同治理保障策略,有利于缓解耕地退化态势。该研究基于质量和生态互馈视角深化了耕地退化的影响机理,为耕地退化的精准、高效、协同治理提供政策参考,在一定程度上能够实现耕地质量、生态环境和抵御外界不利因素能力的同步提升。

钢-混组合桥梁栓钉腐蚀疲劳失效及力学性能退化机理试验研究

腐蚀环境中钢-混组合桥梁的栓钉连接件可能因腐蚀-疲劳耦合作用而劣化,为此设计制作3组10个栓钉推出试件,分别进行腐蚀后的静力、疲劳性能试验和腐蚀-疲劳耦合试验,研究栓钉的腐蚀-疲劳失效及力学性能退化机理。结果表明:腐蚀作用使得栓钉抗剪刚度显著退化;腐蚀-疲劳耦合作用下栓钉疲劳寿命明显低于腐蚀后疲劳寿命;栓钉初始疲劳裂纹产生于钉杆靠近焊趾截面的剪力作用侧,以剪切裂纹扩展为主,当疲劳裂纹或腐蚀疲劳裂纹发展至约1/2栓钉直径后,栓钉在拉-剪组合应力作用下断裂;影响栓钉损伤发展速率的主要因素为荷载比、腐蚀速率及腐蚀-疲劳耦合作用;腐蚀-疲劳耦合作用下栓钉抗剪刚度退化速度大于疲劳单独作用下,抗剪刚度退化包括快速退化和缓慢退化2个阶段,前一阶段约占栓钉腐蚀疲劳寿命的20%。

健康成年男性嗅觉脑功能性磁共振成像分析

目的 探讨应用功能性磁共振成像技术(fMRI)对正常嗅觉的青年和中年男性进行对比分析,观察二者嗅觉刺激后大脑功能活化区的异同,分析年龄对嗅觉中枢兴奋性的影响。方法 选取44例右利手、无嗅觉障碍的健康男性,按年龄分为青年组21例,中年组23例,经过嗅觉检测正常,给予受试者相同的嗅觉刺激任务,刺激剂为异戊酸,fMRI扫描获得成像数据,采用SPM 8.0软件进行数据处理,并将结果进行统计学分析。结果 青年组激活区域位于右侧海马旁回、右侧颞叶、右侧额叶、右侧额上回、右侧额内侧回、左侧额中回;中年组激活区域位于右侧额中回、右侧额下回、右侧额叶、右侧扣带回、右侧颞中回、左侧海马旁回、右侧颞下回。经独立样本t检验,二者在整个激活脑区的体素对比差异无统计学意义(t=1.166,P>0.05)。结论 嗅觉中枢影响情绪与记忆,影响着大脑空置状态、记忆的空间及记忆编码顺序,并且与这些功能共同编码存在。嗅觉具有右侧优势偏向,正常青年人与中年人嗅觉中枢无差异,临床可将嗅觉脑fMRI作为嗅觉功能检测的客观方法。

多特征融合及聚类分析的道岔转辙机退化状态识别

针对转辙机退化阶段难以划分的问题,提出一种基于多维特征融合的道岔转辙机退化状态识别方法。首先,提取了S700K转辙机退化功率数据的时域、频域、时频域多域特征;其次,通过核主成分分析(Kernel Principal Components Analysis,KPCA)进行特征融合,获得表征道岔转辙机运行状态的特征向量,构建转辙机退化性能指标;再次,采用K-medoids聚类算法对道岔转辙机性能退化状态进行阶段划分,识别不同的退化状态;最后,选用轮廓系数、分类系数、平均模糊熵对聚类效果进行综合评价,并与模糊C均值聚类(Fuzzy C-Means Clustering,FCM)和古斯塔夫森-凯塞尔(Gustafson Kessel,GK)聚类算法进行比较。研究结果表明,融合特征聚类后的综合评价指标高于单一特征,更能够体现道岔转辙机退化过程中的细节,K-medoids聚类效果明显,模型的准确率达到96.3%,能够对道岔转辙机性能退化阶段进行准确的划分,为铁路现场道岔智能运维提供理论支持。

HTPO内穿插管输油工况下的性能退化规律

为了研究耐高温聚烯烃(HTPO)内穿插管在输油工况下的性能退化规律,采用煤油介质模拟输油工况,比较管材在不同温度(20~80℃)和浸泡时间(0~7周)下的质量、密度、结构成分、微观形貌、热稳定性、力学性能的变化规律,研究发现,HTPO管材仅在空气中加热时,主要发生热氧化,随着温度升高,质量和密度无明显变化,热稳定性略有下降,碳氧基团吸收峰增强,材料表面出现细小裂纹,屈服强度和弹性模量分别降低了8.15%和13.12%。当管材在20℃浸泡1周时,由于煤油介质的溶胀作用,出现了C=C溶胀吸收峰和C=O伸缩振动峰,材料表面呈沟壑状,屈服强度和弹性模量分别降低3.11%和7.93%。随着温度升高和浸泡时间延长,管材氧化降解程度增大,煤油溶胀作用加剧,80℃浸泡7周时,试样质量增加10.4%,C=C峰和C=O峰的强度增强,材料表面出现蚀刻现象,屈服强度和弹性模量降低38.75%和75.51%,热稳定性显著下降。

氯氧镁水泥涂层钢筋混凝土长期耐久性及退化规律分析

针对氯氧镁涂层钢筋混凝土(coated reinforced magnesium oxychloride cement concrete,CRMOCC)长期耐久性尚无研究的问题,结合西部盐湖、盐渍土环境,对CRMOCC进行溶液浸泡试验研究其长期耐久性退化规律。采用电化学试验、超声波试验、质量检测试验和微观试验对不同浸泡的试件进行耐久性研究;以相对锈蚀评价参数(ω1)、相对动弹性模量评价参数(ω2)和相对质量评价参数(ω3)评价CRMOCC长期耐久性。结果表明:经过2160 d的溶液浸泡试验后,以ω1为耐久性评价指标,裸钢已达到锈蚀状态,涂层钢筋仍处于未锈蚀状态,以ω2、ω3为耐久性评价指标,涂层钢筋和裸钢试件均处于出现损伤未达破坏状态,涂层钢筋试件耐久性退化低于裸钢试件,表明涂层对钢筋具有良好的保护效果;以ω1、ω2、ω3作为退化参数,CRMOCC可靠度曲线分别在25000、20000和15650 d时为零。