ON CRACK-TIP STRAIA ENERGY RELEASE RATE IN NON-PRINCIPAL DIRECTIONS OF ELASTICITY FOR SIMPLE LAYER PLATE OF COMPOSITE MATERIALS

In this paper,the fracture problem in non-principal directions of elasticity for a simple layer plate of linear-elastic orthotropic composite materials is studied.The formulae of transformation between characteristic roots,coefficients of elastic compliances in non-principal directions of elasticity and corresponding parameters in principal directions of elasticity are derived.Then,the computing formulae of strain energy release rate under skew-symmetric loading in terms of engineering parameters for principal directions of elasticity are obtained by substituting crack-tip stresses and displacements into the basic formula of the strain energy release rate.

三向非等压应力场下围岩主应力差与塑性区分布关系研究

首先,以弹性理论为基础推导出考虑巷道轴向应力影响的主应力差解析式,通过变化水平侧压比、轴向侧压比研究完全弹性条件时不同应力场下主应力差分布形态演化规律。其次,推导出考虑轴向应力作用的围岩塑性区近似解,研究不同应力环境下围岩的塑性区形态演化规律。最后,对比分析主应力差及塑性区形态特征,研究二者分布形态的对应关系,并通过数值模拟验证理论分析的正确性。研究结果表明:在弹性理论下,三向应力场条件的主应力差值分布会呈现圆形、椭圆形、蝶形3种形态的演化规律;在考虑巷道塑性破坏的情况下,主应力差值在σx、σz较小一侧形成峰值壳,在较大一侧形成卸压壳。在不同水平侧压比及轴向侧压比情况下,围岩塑性区形态会呈现圆形—椭圆形、椭圆形—蝶形、蝶形恶性扩展3个阶段的演化过程。巷道主应力差的分布形态在一定程度上可以反映塑性区形态,主应力差和塑性区在相同应力条件下的形态特征具有逐一对应关系,且二者形态在很大程度上由水平侧压比决定,轴向侧压比对塑性区形态影响较小。160206回风巷在偏转式主应力差集中区形成非对称异化特征。本文基于分析及现场破坏情况提出的联合协同支护技术在现场应用效果较好。

基于多源数据融合的分布式光伏聚合超短期预测方法

分布式光伏聚合发电的超短期预测是支撑其功率快速调节的前提保障,由于规模化接入的分布式光伏容量小、分布广,其发电时序特性差异性大、非平稳性强,导致其超短期预测精度难以保证。为此,文章提出基于多源数据融合的分布式光伏聚合超短期预测方法。该方法基于变分模态分解法,充分挖掘分布式光伏聚合发电非平稳性特性,并采用核主成分分析法对引发光伏发电非平稳性的影响因素即温度、湿度、光照、云量等多源数据进行量化解析,同时结合改进的长短期记忆神经网络,创建了多源数据融合方法,实现了分布式光伏聚合发电超短期预测。仿真结果表明,该方法有效提升了模型的预测精度。与传统方法相比,提出的预测方法对随机性波动严重的光伏超短期预测具有显著优势。

基于EMD-NLPCA的欠定非线性盲源分离算法及应用

对欠定非线性混合信号的盲源分离算法进行研究,提出一种基于经验模式分解与非线性主成分分析(EMD-NLPCA)的盲源分离算法。首先对观测信号做EMD处理,重构信号后引入高阶统计量,再进行主成分分析,完成信号分离。该算法既可以应对欠定环境,又解决了非线性混合问题。仿真实验中,将该算法与稀疏分量分析法的结果进行比照,证明了该算法的正确性以及相较于稀疏分量分析法更具普适性。将该算法用于无人机发动机开车音频信号的分离,效果较好。

沙芥非耕地栽培基质的筛选

沙芥非耕地栽培需要选择适宜的基质为植物提供生长所需要的营养和根系的支撑。为筛选出沙芥非耕地栽培最适宜的基质,合理利用农业废弃物资源和非耕地资源,以羊粪、秸秆、秸秆生物炭、草炭、蛭石为基质原料,通过与沙子进行不同体积比例的搭配,设置10种不同基质配方,测定了不同配比基质栽培下基质理化性质及沙芥生长情况等18项指标,分析了基质理化性质与沙芥生长指标的相关性,并利用主成分分析法对沙芥产量影响因子进行综合评价。结果表明:T_(5)(沙子∶羊粪∶秸秆∶秸秆生物炭∶草炭∶蛭石=5∶1∶1∶1∶1∶1)的基质总孔隙度(48.52%)、通气孔隙度(16.69%)均最高;有机质含量、总氮含量、速效磷含量和速效钾含量均最高,分别为57.79 g/kg、6.82 mg/g、166.93 mg/kg、7780 mg/kg,均显著高于其他处理;基质盐分含量最低,为1.04 mg/mL;同时,T_(5)处理下,沙芥的产量(3666 kg/hm^(2))、叶片SPAD值(46.57)、叶片含氮量(17.80 mg/g)、根长(27.97 cm)均最高;通过相关性分析发现,基质理化性质与沙芥生长指标之间有很高的关联程度,其中,通气孔隙度、叶片SPAD值、叶片含氮量及基质有机质含量显著影响沙芥产量的形成;结合主成分分析,得到T_(5)是综合得分第1的基质配方。因此,沙子∶羊粪∶秸秆∶秸秆生物炭∶草炭∶蛭石为5∶1∶1∶1∶1∶1为最适宜沙芥生长的基质配方。

基于权重优化卷积神经网络的非接触心率检测

心率是反映人体健康状况和运动状态的重要指标。针对传统心率检测的局限性,近年来提出了许多非接触式的检测方法,其在配合条件下的效果较好,但是在有运动干扰时准确率明显下降。针对该问题,文章结合计算机视觉与深度学习前沿理论,提出一种基于权重优化卷积神经网络的非接触心率检测方法,通过优化卷积神经网络的结构,提高网络的抗噪性能,获得更准确的心率值。首先输入相对稳定的面部视频,然后将输入的面部视频逐帧按行取像素平均值并时域扩展得到各行子脉搏波,再使用主成分分析(principal component analysis,PCA)法与带通滤波器对各行子脉搏波组成的脉搏矩阵进行处理,最后将所得特征矩阵输入权重优化卷积神经网络学习,预测心率值。为了验证该方法的性能优势,使用自采数据集中的2200份人脸视频样本进行实验分析,实验结果表明,文中所提方法与现有的非接触心率检测方法相比,具有更高的准确率、更强的鲁棒性。

海上多层砂岩油藏油井压裂充填时机研究与实践——以渤海L油田为例

渤海多层砂岩油藏L油田目前已进入中高含水期,调整油井压裂充填后的含水率差异较大,部分油井含水率高、日产油达不到设计要求,对油田调整井的部署影响较大。利用多层数模机理,在不同含水时期分别对油井全井各层压裂充填、仅对主力层压裂充填以及仅对非主力层压裂充填3种压裂充填方式进行效果分析,研究表明,当主力层强水淹厚度达到一定比例时,对主力层压裂充填会导致水窜严重,影响产油量,而对非主力层进行压裂充填,有利于控制油井含水率和增加产油量,为油田调整井射孔压裂充填开发提供依据。

卸载状态下非均质圆形寒区隧道围岩弹塑性统一解

以统一强度理论作为卸载状态下寒区隧道冻结围岩屈服准则,综合考虑围岩非均质特性和中间主应力效应对冻结围岩强度影响,建立寒区隧道应力位移弹塑性力学模型,联合各区域边界条件,计算获得冻结围岩均质与非均质状态下,弹性解、塑性统一解以及塑性区半径的隐式方程,分别对其应力位移场讨论分析。研究表明:考虑冻结围岩的非均质特性,塑性区环向应力峰值增大40%,塑性区范围相对减少40.4%,内壁位移减少9.3%,弹性极限承载力提高41%,塑性极限承载力提高14%,影响显著。中间主应力效应能充分发挥非均质冻结围岩承载潜能,计算得到的承载力明显增大,塑性半径明显减小。所得结果可为寒区隧道开挖支护设计以及数值模拟,提供理论指导。

正交试验法结合主成分分析优选消瘀凝胶膏提取工艺

目的优选消瘀凝胶膏的提取工艺。方法以挥发油含量为评价指标,以加水量、浸泡时间、提取时间为影响因素,采用L_(9)(3^(4))正交试验法优选挥发油提取工艺,并验证。以干膏得率及积雪草苷、木犀草素、黄芩苷含量为评价指标,以主成分综合得分为综合指标,以乙醇体积分数、溶剂用量、提取次数为考察因素,采用L_(9)(3^(4))正交试验法优选非挥发性成分提取工艺,并验证。结果挥发油最佳提取工艺为加10倍量水,浸泡1.0 h,提取6 h;25 g药材(荆芥、乳香、没药及当归)挥发油含量为1.6 mL。非挥发性成分最佳提取工艺为,以10倍量60%乙醇为溶剂,提取3次,每次1 h。验证试验中平均综合评分为125.36分,RSD为0.49%(n=3)。结论优选工艺稳定可行,最大限度保留了可能有效成分,为新药开发奠定了基础。

非均匀流环境中悬浮隧道锚索动力响应分析

为研究非均匀流作用下悬浮隧道锚索动力响应,建立了锚索-管体耦合振动理论模型。基于Hamilton原理建立了指数型流场环境中悬浮隧道锚索-管体系统振动方程组,求解得到锚索的动力响应,分析了最大流速和锚索-管体频率比对动力响应的影响。结果表明:在非均匀流中,悬浮隧道锚索表现出多频振动的特点;随着流速的增大,锚索最大位移值并不随之增大,但会激发锚索高阶模态参与振动并发生主振模态的转换。当涡激升力频率接近锚索的某阶模态频率时,锚索会出现涡激共振,锚索最大位移值一般出现在主振模态的峰值处。锚索-管体频率比为2时,锚索会受到涡激振动和参数共振的联合作用。

基于KPCA和XGBoost算法的非侵入式负荷辨识方法

为了实现非侵入式负荷监测的功能并提高负荷辨识准确率,文中提出一种基于机器学习的负荷辨识方法。在家用电器电流波形及各次谐波特征的数据中,采用核主成分分析方法(Kernel Principal Components Analysis,KPCA),解决非线性特征提取与降维的问题,最大限度抽取特征信息。再利用一维卷积核提取时序特征并压缩后输入到XGBoost模型,得到负荷辨识结果。通过在实验室中采集数据进行算法验证,文中提出算法在各类用电器的识别中均具有较高的准确率。

基于机器学习的生物雷达非接触识别头部特定动作方法研究

目的提出一种基于生物雷达传感器的头部特定动作非接触识别方法。方法首先对头部特定动作——静止、点头、左转、右转、后倾、张嘴、左点头、右点头采集雷达回波信号;其次,通过时域处理和时频分析得到时域和时频谱2种图像数据;接着从时域和时频域数据中分别提取特征并利用主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)构建更为有效的新特征;最后,运用支持向量机模型(Support Vector Machine,SVM)对新特征进行分类。结果基于PCA和SVM构建人体动作特征提取方法,并对人体头部动作进行识别,结果显示,不同类型头部动作的分类识别准确率可达88.64%。结论本文提出的头部动作非接触识别对于阿尔茨海默病患者增强社会交流、延缓病情发展、提升生活质量具有重要意义。

基于近红外光谱的衣物材质与含量检测研究

本文利用近红外光谱(Near infrared spectrum,NIR)技术,建立了一种衣物材质和含量检测模型。选择8种衣物样品与棉-涤混纺织物作为测试对象,通过对数据进行预处理、特征提取、分类识别和回归分析等步骤,建立了衣物材质和含量的检测模型。实验结果表明,最小二乘向量机所建立的定性判别模型准确性较高,运算时间更短。经二阶导数平滑与预处理后的棉-涤混合面料近红外光谱数据结合偏最小二乘法算法建立的定量分析模型有较好的精准度与稳定性,预测均方根误差达到了0.0019,满足了近红外快速检测的准确度要求。本文所建立的近红外检测方法具有环保、耗时短、成本低等优点,在衣物制造、质保和质检等领域都有一定应用价值。本研究为衣物材质和含量的检测提供了一种新的方法和思路,具有一定的理论和实际应用价值。

不均匀波浪荷载作用下海积软黏土的动力特性

为研究饱和海积黏土在均匀与不均匀波浪荷载作用下的循环特性,利用GDS空心圆柱扭剪仪进行了一系列不排水试验,在相同的初始固结状态下,对试样施加不同最大偏应力q_(max)、最小偏应力q_(min)的圆形及螺旋形应力路径的轴—扭联合循环载荷。分析了在考虑主应力轴旋转时,这两种不同应力路径的循环应力比R_(CS)与动应力比δ=q_(mim)/q_(max)对循环加载期间土体动力特性的影响。试验结果表明:R_(CS)与δ的增大均能提升黏土在波浪荷载下的孔压、轴向应变、双幅剪切应变及其速率,同时也能使土体轴向回弹模量与动剪切模量的衰减更严重,且δ的作用效果会随R_(CS)的增大而增大。当R_(CS)≤0.05时,土体在循环期间保持为“弹性安定或塑性安定”状态;而当R_(CS)≥0.06时,土体会处于“疲劳破坏”或“塑性蠕变”状态,其具体形式由R_(CS)与δ共同决定。土体在循环过程中的轴向回弹模量与动剪切模量近似呈一定比例。

On a Class of Second Order Partial Differential Operators of Non-principal Type

§1.IntroductionThis paper deals with linear partial differential operators with real principalsymbol.Let P(x,D)be such an operator of mth order with C~∞ coefficients definedin an open subset Ω of R^n and p_m(x,ξ)be its principal symbol.According to thedefinition given by Duistermaat and Hmander(see[1]),P(x,D)is called ofprincipal type at x^0 ∈Ω if for any ξ∈R^n\0 satisfying p_m(x^0,ξ)=0,x=x^0 is not theprojection in Ω of the bicharacteristic strip of P(x,D)through(x^0,ξ).Under thiscondition,they proved that there exists a neighborhood U of x^0,U,such that forany real number s,

非盲源KPCA剩余噪声比阈值层析SAR成像方法

合成孔径雷达(SAR)层析成像技术是基于干涉SAR测量技术发展而来的先进三维成像技术。层析SAR通过第三维反演技术将叠掩在同一距离-方位分辨单元的散射体进行分离而实现SAR的三维成像。因此,叠掩在同一距离-方位分辨单元的散射体分离是层析成像的关键。文中提出了一种非盲源散射体分离算法,结合核主成分分析和剩余噪声比阈值,估计同一距离-方位分辨单元内散射体的个数,并反演其位置。在满足完整度的同时,尽可能抑制噪声。该方法利用核主成分分析,人为增加核矩阵维度,从而减少系统的导向向量偏差;并且加入剩余成分中噪声强度比的计算作为算法的约束条件,从而降低了噪声信号误判的可能性。实验结果表明,所提方法在各个方面都优于传统的层析反演方法,并且高度重建精度得到一定程度的提高。

基于有限元与改进SVM的飞行器结构无损检测模型设计

针对传统飞行器结构无损检测中存在的准确度低且易造成二次破坏等问题,以有限元仿真为数据基础,提出一种基于改进支持向量机的飞行器结构无损检测模型。该模型使用主元分析法对数据主特征进行分析,解决了有限元仿真数据维度高的问题;利用二叉树的思想改进了传统支持向量机,使其具备多特征分类能力,并对多数据特征加以分类,提高了模型的收敛准确度;还通过引入粒子群算法优化多分类向量机的惩罚因子及核函数参数。实验测试结果表明,所提模型可实现分类器参数的性能优化,平均分类准确率较对比算法提升了约1.4%。

不同贮藏温度下枸杞馅料非酶促褐变主要途径探究

为探究枸杞馅料贮藏过程中褐变主要途径,将枸杞馅料置于4、25、37℃条件下贮藏60 d,分析枸杞馅料贮藏期内褐变度、5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,5-HMF)、类胡萝卜素、总酚、还原糖和氨基态氮等指标变化,并进行相关性和主成分分析。结果表明,随着贮藏时间延长,枸杞馅料褐变度、5-HMF含量均上升,而类胡萝卜素、总酚、还原糖和氨基态氮含量下降。相关性分析结果表明,37℃条件下,其褐变度与上述指标均显著相关(P<0.05),说明其贮藏过程中褐变来自于类胡萝卜素降解、多酚氧化和美拉德反应等多种途径的共同作用。主成分研究结果表明,不同贮藏温度和时间对枸杞馅料褐变度影响较大,其褐变度变化与各组分含量变化具有不同步性,25、37℃条件下,其褐变主要由总酚等活性物质氧化及美拉德反应共同导致,而37℃条件下,其美拉德反应的影响更为显著。该研究可为枸杞馅料的贮藏提供理论与技术支撑。

非器质性失眠患者血脂指标主成分分析的相关性研究

目的:收集既往住院的非器质性失眠患者临床指标及血脂指标,应用主成分分析(PCA)筛选风险及保护因素,揭示脂代谢与失眠的内在生理联系,为非器质性失眠患者的管理提供支持。方法:收集住院非器质性失眠患者临床及血脂指标,并建立数据库。使用IBM SPSS 23.0统计软件进行数据分析。结果:1)有基础病非器质性失眠患者体质量指数(BMI)、收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、三酰甘油(TRIG)、总胆固醇(CHOL)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、载脂蛋白B(APO-B)水平较无基础病非器质性失眠患者高(均P<0.001);2)男性失眠患者BMI、SBP、DBP、病程、TRIG水平较女性患者高,女性失眠患者高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、载脂蛋白AI(APO-AI)、脂蛋白(a)[LP(a)]水平较男性失眠患者高(均P<0.05)。3)主成分分析结果显示:CHOL、LDL-C、极低密度脂蛋白胆固醇(VLDL-C)、APO-B与非器质性失眠正相关,HDL-C、APO-AI与非器质性失眠负相关。结论:CHOL、LDL-C、APO-B为非器质性失眠患者的危险因素,对于有基础疾病合并失眠患者及男性失眠患者更应积极控制BMI及血脂水平。

寒区隧道应力和位移弹塑性统一解及对比分析

选择合理的屈服准则分析寒区隧道弹塑性解能为寒区隧道稳定性分析提供理论基础。为此,结合Mohr-Coulomb准则(即M-C准则)和外接圆Drucker-Prager准则(即D-P准则)分析得到考虑中间主应力效应的统一强度准则,建立寒区隧道弹塑性力学计算模型,基于线性非关联准则推导得出考虑围岩不均匀冻胀特性的寒区隧道应力场及位移场的弹塑性统一解,并对所得统一解答式进行算例及参数分析。研究表明:采用M-C准则计算偏于保守,而利用外接圆D-P准则计算偏于危险,考虑中间主应力效应能充分发挥围岩承载潜能,有效缩小塑性半径,缓解衬砌冻胀变形;统一强度理论参数b保持常数时,初始地应力、衬砌强度、不均匀冻胀系数及围岩体积冻胀率等参数的变化对寒区隧道应力及塑性半径变化影响显著。该研究成果可丰富寒区隧道工程设计理论。