基于S变换双阈值法的汽车零部件载荷谱加速编辑

针对S变换编辑法加速编辑效果不佳的问题,提出了一种基于S变换双阈值编辑方法。该方法先对载荷谱进行S变换以获取最大幅值谱,在以双阈值识别并保留的幅值谱片段为依据保留对应的载荷谱片段后,再将其拼接成加速后的载荷谱,最后对比分析S变换双阈值编辑法与S变换编辑法编辑的加速谱的统计参数、功率谱密度、穿级计数和疲劳仿真结果。研究结果表明,S变换双阈值编辑法可明显压缩原始载荷时间,且其压缩效率高于S变换编辑法,转向节的疲劳损伤和寿命分析误差更小,适用于汽车零部件载荷谱加速编辑研究。

不同加载角压剪耦合作用下岩石强度与渗透性演变特征

华北型石炭-二叠纪煤系基底普遍发育奥陶系灰岩含水层,煤炭开采受到底板承压含水层突水灾害和水资源流失的双重威胁,压剪耦合下岩石水力特性是大倾角承压水上开采底板岩层阻水性能评价的基础。综合采用理论分析及离散元数值计算等方法,建立了不同压剪比例下莫尔圆旋转的岩石失稳判据,揭示了压剪耦合作用下岩石强度衰减机制,提出了综合裂隙角度、裂隙扩展速度、改进体积应变等指标的应力阈值确定方法,明晰了不同加载角、渗透压差及围压条件下岩石微裂纹扩展及渗透性演化特征。主要结论如下:压剪耦合作用下岩石承载能力降低表现在强度降低与弹性模量增大2个方面;岩石弹性模量随加载角增大呈现先缓慢增大(0°~15°)后迅速增大(15°~30°)再减小(30°~45°)趋势,但仍大于初始值;岩石强度和加载角呈线性负相关关系,降低幅度和围压成正比,2 MPa围压下强度降低速度是无围压的1.9倍,由等效内摩擦角控制;随着加载角的增大岩石破坏程度降低、峰后应力由脆性跌落向塑性转变;压剪耦合作用下拉伸裂隙诱导起裂及拉剪复合裂隙主导非稳定扩展解释了不同压剪比例条件起裂应力、损伤应力阈值非线性演化的内在机制;渗透率回弹位置处于起裂与损伤应力阈值之间并接近后者,随着加载角的增大,拉剪复合裂隙(优势渗流路径)分布较为集中;岩石强度随渗透压差增大而降低,降低速率和加载角呈负相关关系;岩石峰值渗透率随着加载角的增大而减小,降低趋势随着渗透压差的增大由线性向非线性转变;加载角较大时,渗透压差与围压对岩石强度及渗透性控制作用减弱。

基于Topsis改进因子分析的公路隧道入口段视觉负荷研究

为探究直线公路隧道入口段驾驶者的视觉负荷,首先,通过实车试验采集5种视觉指标,采用Topsis改进因子分析法建立视觉负荷评价模型;然后,分析不同时间及位置下视觉负荷的变化特征,基于构建的视觉负荷曲线提出行车舒适评价标准,并运用已发表数据验证构建负荷模型的泛化能力;最后,通过敏感度分析探究视觉指标对视觉负荷的影响程度。结果表明:当驾驶者位于距洞口-13~55 m(12:00)、-10~49 m(15:00)时,视觉负荷超过临界值(0.906),驾驶者的行车舒适度和安全性极低;洞口驾驶者的视觉负荷值和接近度远大于洞内和洞外;18:00的视觉负荷和接近度远低于12:00和15:00。视觉指标的敏感度参数从大到小依次为注视时间、瞳孔面积、注视次数、扫视幅度、扫视速度。

基于Spearman相关性阈值寻优和VMD-LSTM的用户级综合能源系统超短期负荷预测

由于用户级综合能源系统(integrated energy system,IES)的多元负荷序列之间复杂的耦合关系及易受外部因素影响等原因,综合能源系统多元负荷的精准预测面临很大困难。为此,提出一种基于Spearman相关性分析阈值寻优(threshold optimization,TO)和变分模态分解结合长短期记忆网络(variational mode decomposition based long short-term memory network,VMD-LSTM)的多元负荷预测方法。首先,使用斯皮尔曼等级(Spearman rank,SR)相关系数定量计算多元负荷间以及负荷与其他气候因素间的相关关系并通过循环寻优确定最优相关阈值,然后采用VMD算法将以最优阈值筛选出的负荷特征序列分解成更简单、平稳、有规律性的本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)后与最优气象特征一起输入LSTM模型进行负荷预测。通过某用户级IES的实际数据对所提方法的有效性进行了验证,结果表明,所提方法能有效提高IES的多元负荷预测精度。

高桩码头结构安全监测预警模型及工程应用

高桩码头结构在服役期内会出现不同程度的损伤,导致码头结构安全性降低。为保证码头长期安全运行,可通过实时监测确定码头运行状态并及时预警。提出一种高桩码头结构安全监测预警模型,采用不同结构状态的设计控制值作为不同级别的预警阈值,每级预警阈值对应不同的风险程度,针对不同级别的预警提出相应处置措施。将该预警模型应用于南京港某高桩码头的安全监测,对可变荷载作用下码头结构位移和桩基应变进行实时监测,并计算设置码头结构位移和桩基应变三级安全预警阈值。结果表明,码头安全预警阈值的设置及安全告警的应对措施科学有效,实现了码头结构全工况整体技术状态评估和安全预警。

高铁列车荷载作用下桩-土复合地基及近接地铁隧道的动力响应模拟研究

[目的]作为典型的振动荷载,高铁列车运行引起的振动荷载会诱发桩-土地基及附近结构产生动力响应,有必要对桩-土复合地基及近接隧道的动力响应特性进行研究。[方法]基于西安地铁14号线下穿大西高速铁路特大桥工程,采用模型试验和数值模拟相结合的方法,以峰值振动加速度、峰值振动速度和峰值振动位移作为动力响应评价指标,研究了列车移动荷载作用下桩-土复合地基及近接隧道的动力响应特性。[结果及结论]研究结果表明,当施加列车荷载时,地基内部的动力响应指标均随着埋深的增加而衰减,但存在近接隧道时,动力响应指标值显著增加,且在隧道埋深处衰减明显。随着距桩基中心距离的增加,隧道埋深处的桩-隧之间地基的各动力响应指标从“波浪形”分布变为单调递减分布。根据峰值振动速度的控制阈值,近接隧道埋深处距桩基础中心水平3.6 m范围内的地基处于危险影响区,必须采用减振措施;3.6~11.4 m范围内的地基处于强影响区,建议采取减振措施;11.4 m以外的地基处于弱影响区,视结构的重要性决定是否需要采取减振措施。

加载频率对饱和珊瑚砂剪切模量硬化和衰退特性的影响

为探究循环加载频率f对珊瑚砂动剪切模量硬化和衰退特性的影响,采用不同f(0.01Hz、0.05Hz、0.1Hz、0.5Hz、1Hz)的分级和单级加载模式,开展中密、均等固结、应力控制的饱和珊瑚砂不排水循环剪切试验。珊瑚砂的孔压门槛剪应变(低于该应变不会产生超静孔压)和模量门槛剪应变(低于该应变不会产生剪切模量衰退)的大小基本相同,可统一称为门槛剪应变γ_(th),且γ_(th)值的大小不受f的影响。低应变(≤γ_(th))时,动剪切模量G随循环剪应变幅值γ_(a)的增大而增大,与施加的循环应力比(CSR)呈二次多项式关系,模量硬化指数δ_(s)最大可达1.2;高应变(>γ_(th))时,G-γ_(a)关系曲线不受f的影响,模量衰退指数δ_(d)可表示为γ_(a)的负幂函数;G随循环次数N增大而衰退的速率随f的增大而减小,与f相关的δ_(d)可表示N的显式表达式。

运动与训练科学的五大“论战”

科学的目的是揭示客观事物存在的现象及其规律。由于所持有的证据不一,研究人员对事物现象与规律的认识可能并不完全一样。国际学术期刊通过设立争鸣类的栏目,允许和鼓励对相关科学问题持有不同学术观点的研究人员“同台论战”。研究遴选了运动与训练科学领域的五大“论战”:负荷术语使用、训练强度分布模式、线粒体含量增加、无氧阈的金标准测试、高强度间歇训练的临床作用,分别综述了正反两方的论据,并予以评论。建议注重科学争鸣的证据导向,认清结论成立的限定条件,加强“运动中的人”的研究及其出版刊发力度,搭建有组织的的学术争鸣平台。

Effects of Hydraulic Loading of Vertical Flow Constructed Wetland Clogging

[Objective] The aim was to al eviate the constructed wetland clogging problems and to explore to the effects of hydraulic loading on wetland clogging. [Method] The experiment, through artificial soil columns, simulated vertical flow arti-ficial wetland, set four hydraulic load level at 50, 100, 150 and 200 cm/d, to identify the impact of hydraulic loading on wetland clogging and to explore the factors run-ning threshold. [Result] The results show that the different levels of hydraulic loading have greater impact; in the constructed wetland clogging process under high hy-draulic loading of 200 cm/d, the effective life was only six months, and the single factor can be speculated that the threshold of the hydraulic load should be at 100-150 cm/d; system can last for six months at low hydraulic loading and last for three months at medium hydraulic load. [Conclusion] The research provides references for wetland clogging experiments in future.

渭河流域植被变化调控输沙的覆盖度阈值

[目的]分析渭河流域植被覆盖度时空变化特征,探究流域尺度下植被覆盖度与输沙模数相关关系,揭示渭河输沙量变化背景下基于减沙效益的植被覆盖度阈值。[方法]选取黄河一级支流渭河流域为研究对象,采用一元线性回归法、F检验与分段线性回归方法分析了渭河流域植被变化,量化植被对输沙量的调控作用,识别了渭河流域植被的输沙调控阈值。[结果]2000—2019年渭河流域植被覆盖度整体呈显著增加趋势,年均植被覆盖度增长率为0.0055/a;研究区年均输沙模数呈北高南低的空间分布,除沮河外整体随时间变化呈降低趋势,主要产沙区位于马莲河上游、洛河上游所处黄土丘陵沟壑区;输沙模数随植被覆盖度增加而减少,呈负相关的指数关系,植被覆盖度达45%时可有效遏制流域输沙;渭河流域植被覆盖度依据其减沙效率可划分为4个覆盖度区间:低覆盖度区间(0~20%)、过渡覆盖度区间(20%~45%)、高覆盖度区间(45%~70%)与极高覆盖度区间(70%~100%),随着覆盖度提升,植被减沙效率逐级降低,极高覆盖度区间植被减沙效率仅为低覆盖度区间与过渡覆盖度区间的1.9%和6.0%。[结论]黄土高原未来植被恢复不仅要考虑植被覆盖度阈值在不同区域的差异性,同时需兼顾植被恢复的结构、功能,提升区域植被生态系统的多样性、稳定性。

恒静载降K法测定焊缝疲劳裂纹扩展门槛值研究

焊接残余拉应力会显著降低焊接接头疲劳性能,因此,焊接结构疲劳寿命评估参数的测定应对焊接残余应力予以充分考虑.为测得考虑焊接残余应力影响条件下的疲劳裂纹扩展门槛值,本文提出通过设定恒定平均外载以等效残余应力作用,进而逐级降低裂尖应力强度因子范围(ΔK)测得焊缝疲劳裂纹扩展门槛值的方法,即恒静载降K法.通过与ASTM E647-15等标准推荐测试方法所得结果对比,探究了恒静载降K法测量值适用性;通过扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)等手段观察,对比分析了不同测量方法近门槛值载荷下的裂尖材料疲劳断口和变形行为.结果表明:采用恒静载降K法测量焊缝疲劳裂纹扩展门槛值最低,采用恒最大应力强度因子(K_(max))降载法的测量值次之,采用恒应力比(R)降载法的测量值最高.对比不同裂纹尖端K_(max)设定对门槛值测量的影响,发现随着K_(max)增大,门槛值测量值先快速下降,随后趋于平稳;采用恒静载降K法测定过程中K_(max)呈逐渐上升趋势,相应的门槛值测量值最低.疲劳断口显示,随着外加平均载荷增大,在近门槛值阶段断口形貌由疲劳辉纹转变为微区解理断裂;基于EBSD表征计算的裂尖材料几何必需位错密度表明,随着近门槛值外载的平均载荷增大,裂纹尖端位错密度增加.

动静加载下煤体失稳破坏能量阈值研究及应用

采用霍普金森压杆进行了一维、三维动静组合加载试验,研究了动静组合加载下煤体破裂过程中能量演化规律,确定了动静组合加载作用下煤体失稳破坏能量阈值,并对新河煤矿7305工作面冲击危险区进行划分。研究结果表明:随着动载应力逐渐增加,煤体相继经历压密与弹性阶段,此阶段煤体输入能量较小,相应的吸收能比率ξ也缓慢增加;但煤体裂纹快速扩展时,随着外部动载持续增加,煤体吸收能快速增高,且吸收能比率ξ也相应增加,待煤体发生宏观破坏时,吸收能比率ξ达到极限值。吸收能比率ξ的极限值可作为动静组合加载作用下煤体失稳破坏的指示点,其对应的煤体吸收能可作为煤体失稳破坏能量阈值。提出了三维动静组合加载作业下煤体失稳破坏能量阈值与静载和外界冲击速度的量化关系式,并结合数值模拟结果圈定了工作面冲击危险区域。此项研究对矿井动力灾害防治具有一定指导意义。

基于改进SVT的电力负荷数据恢复算法

针对传统奇异值阈值(Singular Value Thresholding,SVT)数据恢复算法在对电力负荷数据恢复中忽视数据先验信息以及大规模数据计算效率低等问题,提出一种基于相空间重构与自适应变步长的改进SVT的数据恢复算法.为解决传统SVT容易忽视数据先验信息的问题,引入相空间重构算法将原始缺失数据映射到高维空间,利用数据间的关联性和结构特征,为后续数据恢复算法提供先验知识;结合对数与Sigmoid函数构建变步长基础函数,并利用等比项提高前期步长,构建自适应变步长SVT算法,克服传统SVT在大规模数据情况下计算效率低的问题.结合多项公用电力负荷数据集及多种常用电力负荷数据恢复算法进行对比实验分析,结果表明,改进SVT算法可获得更好的数据恢复效果,收敛速度、精度以及稳定性得到提升,具有较强的工程实用性.

阈值压力负荷呼吸训练联合体外膈肌起搏器对脑卒中后气管切开患者肺功能影响

目的探讨阈值压力负荷呼吸训练联合体外膈肌起搏器对脑卒中后气管切开患者的干预效果及肺功能的影响。方法选取自2021年1月至2023年1月沧州市人民医院收治的脑卒中后气管切开患者120例,随机分为A组(n=60)与B组(n=60)。A组给予阈值压力负荷呼吸训练,B组在此基础上联合体外膈肌起搏器治疗。比较两组患者临床疗效、肺功能指标[第1秒用力呼气量(FEV1)、用力肺活量(FVC)]、Borg呼吸困难量表评分、膈肌情况,以及感染发生率、气管拔管成功率。观察两组患者治疗期间不良事件发生情况。结果B组总有效率为91.7%(55/60),显著高于A组的78.3%(47/60),差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后,两组患者FVC%、FEV1%均较治疗前提升,且B组高于A组,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后,两组患者Borg呼吸困难量表评分较治疗前降低,且B组低于A组,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后,两组患者膈肌厚度、膈肌移动度均较治疗前增加,且B组高于A组,差异有统计学意义(P<0.05)。B组感染发生率为3.3%(2/60),显著低于A组的16.7%(10/60);B组气管拔管成功率为61.7%(37/60),显著高于A组的35.0%(21/60),差异均有统计学意义(P<0.05)。治疗期间,两组均未发生严重不良事件,未发生窒息、昏迷等不良事件。结论阈值压力负荷呼吸训练联合体外膈肌起搏器可有效改善脑卒中后气管切开患者肺功能,调节肺通气,减少肺部感染发生,改善患者呼吸状况,促进病情恢复。

人防工程活门槛防护密闭门门框荷载分布研究

活门槛防护密闭门在人防工程中应用广泛,因活门槛刚度低,其门扇受力与普通固定门槛防护密闭门差别大。现行相关设计规范未见针对活门槛防护密闭门门框墙设计的荷载分配算法,一般参照普通防护密闭门进行设计。针对活门槛防护密闭门门框受力问题,构建了活门槛混凝土防护密闭门有限元数值模型,采用ANSYS/LS-DYNA对平板活门槛钢筋混凝土防护密闭门在冲击波超压作用下的动态响应进行了模拟计算,分析了门扇对门框作用力的变化过程及荷载分布规律。结果表明:活门槛的刚性较弱,其承载作用可以略去不计,门扇对门框的作用力随门扇的振动而变化,门框荷载分布与门扇的变形状态密切相关,门扇达到准静态时的门框荷载分布主要取决于门孔的宽高比。

高速公路匝道收费站全域动态网络负载排队模型

高速公路匝道收费站全域交织比例和换道次数较高,通常会产生小区域内的排队现象,给收费站带来拥堵压力.为实时量化匝道收费站全域的排队状况,提出1种匝道口-站前广场的车辆排队计算方法 .首先,分析匝道收费站不同区域内产生排队的影响因素,选择车辆在收费站的平均行驶时间、电子不停车收费系统(Electronic Toll Collection,ETC)服务时间和人工半自动收费车道(Manual Toll Collection,MTC)服务时间作为收费站非拥堵自由流时间.其次,结合匝道的驶入率和收费站的驶出率,构建包括匝道出口、单类型收费车道和站前广场3个排队子系统的匝道收费站全域动态网络负载排队模型.然后,确定匝道收费站的排队阈值计算方法,并依据该阈值将收费站划分为非拥堵和拥堵两个状态,为收费站管理者提供预警信息.最后,通过实地交通调查数据以及仿真模拟数据对模型的有效性进行验证.研究结果表明:全域排队模型对于匝道口排队处于5辆车以内、站前广场的排队车辆在17辆车以内时的计算精度较高.当排队阈值大于0.85时收费站处于拥堵状态.

动静组合加载条件下煤体失稳破坏能量阈值判定方法及工程应用

以某矿7305工作面地质及开采条件为研究背景,通过研究动静组合加载条件下煤体失稳破坏过程吸收能对煤体破裂的影响规律,提出利用吸收能比率ξ表征煤体存储能量的能力,进而确定动静载作用下煤体失稳破坏能量阈值,并利用该值提出了煤体冲击危险等级评价新方法,并在7305工作面进行工程现场验证,对比7305工作面CT反演监测结果,发现利用煤体失稳破坏能量阈值对7305工作面冲击危险区进行划分,效果较好,判定结果较为吻合。

不同温度-冲击载荷下煤的渗透率演化规律研究

为了探究不同温度-冲击载荷复合场下煤孔压裂后渗透率变化规律,基于分形理论和经典模型,分析极限冲击载荷和温度引起煤的静态应变和动态应变,推导复合场煤的渗透率模型,利用不同温度-冲击载荷下冲击-压裂渗流实验,了解煤孔压裂时渗透率随温度和冲击载荷变化规律情况。结果表明:当压力<1.0 MPa时,受温度-冲击载荷影响,渗透通道变窄,煤渗透率随冲击载荷升高逐渐降低,随温度升高逐渐下降并趋于平缓;当1.0 MPa≤压力<10.0 MPa时,受冲击载荷作用,导致渗透通道变宽、数量增多,渗透率随冲击载荷增加呈近似指数上升趋势;当压力≥10.0 MPa时,冲击载荷达到极限抗压载荷,煤发生压裂破碎,冲击能量释放,裂隙结构稳定,致使渗透率趋于稳定;复合场作用下,煤孔冲击压裂经过敏感温度渗透和敏感冲击载荷渗透2个阶段;新模型计算数值与试验值基本相同,较好呈现不同温度-冲击载荷下煤孔压裂渗透率变化规律;煤孔压裂煤在较小冲击载荷作用下,渗透率降低,产生滑脱效应;冲击载荷达到煤极限抗拉载荷后,煤内部发生径向和环向破裂,滑脱效应减弱,渗透率增加。

基于标幺化三阈值事件检测与LDA分类器的工商业负荷辨识方法

非侵入式负荷辨识技术能够低成本的获取用户各类设备使用情况,实现电力负荷的在线监测与分析,对支撑负荷预测、需求响应等应用开展有着重要意义。针对一般工商业用户类型多样、负荷种类繁多、设备运行特性复杂的特点,提出了一种基于标幺化三阈值事件检测与LDA分类器的工商业负荷辨识方案。首先针对不同能耗级别、不同启停特性的设备设计了参数可调的统一负荷事件检测框架,提升了缓变型、分段型、震荡型负荷事件的检出准确度。随后提出了基于多元特征与LDA线性判别的设备类型判断算法,在兼顾边缘端计算效率的同时取得了与随机森林等非线性分类器相同的辨识性能。

用户用电负荷变化的异常检测与识别

在智能电网时代,大部分用电异常行为都会伴随用电负荷的变化,研究用户用电行为对于电力系统的运行和管理都至关重要。为此,提出一种直接利用负荷数据进行计算,通过计算特征用电负荷曲线与日用电负荷曲线之间的相关度来判断用户是否存在异常用电行为的方法。在相关度计算过程中,将欧氏距离与皮尔逊相关系数相结合,以更准确地判断用户的用电负荷是否发生重大变化。此外,为提高判断的准确性和灵活性,采用自适应阈值策略对500组数据进行实验研究。相关度计算的结果表明,其中122组被判断为负荷变化过大,99组数据存在负荷异常事件,该方法的判断准确率达到了81.1%。