爆破振动强度、波形与频谱研究综述:预测及主动控制

岩石钻孔爆破不可避免地会产生爆破振动效应及危害,准确预测爆破振动效应并进行主动控制具有极大的现实意义。论文综述了近40年来,国内外研究人员在爆破振动预测及主动控制方面取得的研究成果。在爆破振动速度峰值(PPV)预测方面,经验模型预测方法体现出了较大的便捷性,但预测精度与效果较差,将概率统计理论引入经验模型预测方法,提高了PPV预测精度;而基波叠加预测方法可实现对振速、频率和持续时间的综合预测,但是该方法对振动基波的测试精度要求较高,同时亟须在行业内建立对爆破振动采集设备的定期标定与校核机制;人工智能预测方法极大提高了PPV预测精度,同时为多因素影响下的爆破振动效应预测提供了新思路,但需要建立在海量真实有效实测数据的基础上,目前还缺乏充实的振动测试样本数据库;PPV预测理论模型及数值模拟预测法对理论与专业知识、数值模拟技术等要求高,限制了两种方法在工程的普遍应用。在爆破振动速度主动控制上,可以确定合理的延期时间,采用毫秒延迟干扰减振法来降低PPV,但目前多为单一防护对象所提出的延期时间建议值;从调整爆破振动频谱结构的角度,通过主动改变延期时间调控爆破振动频率成分,可避开建(构)筑物自振频带,减小爆破振动危害,然而目前仅仅停留在理论层面或模型试验尺度条件下,缺乏大规模的现场应用实例。最后,对未来爆破振动预测及控制方面重点研究内容进行了展望。

单调线性权互补问题的新全牛顿步可行内点算法

提出求解单调线性权互补问题(WLCP)的全牛顿步可行内点算法。基于线性优化的连续可微函数,给出中心方程的新等价形式,接着运用牛顿法求解定义中心路径的等价方程组,从而得到单调WLCP的新搜索方向。沿该搜索方向使用全牛顿步,无需进行线搜索。通过适当选取参数,分析了全牛顿步的严格可行性,证得算法是二次收敛的且具有多项式时间迭代复杂度。最后数值实验结果表明算法有效。

基于CS-DBN的锂电池剩余寿命预测

为了更准确地对锂电池剩余使用寿命进行预测,提出一种基于布谷鸟算法(CS)和深度信念网络(DBN)的预测模型。首先,引进16个影响锂电池RUL的健康因子(HI),通过随机森林(RF)选择出对于剩余寿命预测较为重要的9个HI。随后用CS去寻优深度信念网络模型中隐藏层的参数,通过寻优,建立最优的深度信念网络预测模型。最后,使用马里兰大学所收集的电池数据(CALCE)进行实验,结果表明:所提出的CS-DBN模型的拟合优度高达98%,且与其他模型的预测结果进行对比,具有更小的误差,验证了所提方法的有效性。

基于跳跃连接多尺度CNN的锂离子电池剩余寿命预测

为更好地利用卷积神经网络(CNN)中所有卷积层获取的特征信息,提出一种基于跳跃连接多尺度CNN的锂离子电池剩余寿命预测模型。该模型以电池的健康因子作为输入,利用基于跳跃连接的多尺度CNN模型,同时提取锂离子电池健康因子不同尺度的局部特征信息和全局特征信息,并通过信息融合模块融合所有的局部特征信息和全局特征信息,最后输出剩余寿命的预测值。实验结果表明,所提方法可更准确地预测锂离子电池剩余寿命,与经典的CNN方法、Bi-LSTM方法、EMD-LSTM方法和VMD-GRU方法相比,其均方根误差(ERMSE)分别降低75.7%、78.3%、83.8%、77.8%,平均绝对误差(EMAE)分别降低80.7%、80.9%、86.8%、82.3%,平均绝对百分误差(EMAPE)分别降低81.0%、82.2%、87.0%、83.1%,模型判定系数(R2)分别增加17.4%、23.2%、44.5%、25.8%。

磁场下碳化物析出的热力学机制

钢中碳化物的形成主要由合金元素的种类以及含量的决定,碳化物对钢铁材料的显微组织形态和力学性能有重要影响.磁场是影响碳化物析出规律发生改变的重要因素之一.以常见的碳化物M_(6)C(M=Fe,Mo)作为研究对象,利用第一性原理计算η-Fe_(2)C、Fe_(3)C、Fe_(2)Mo_(4)C、Fe_(3)Mo_(3)C-Ⅰ、Fe_(3)Mo_(3)C-Ⅱ和Fe_(4)Mo_(2)C等合金碳化物的磁矩,计算结果表明其中Fe_(4)Mo_(2)C的磁矩最大,达到了7.04μB.磁矩不仅由碳化物晶胞中Fe原子个数有关,还与Fe Wyckoff占位紧密相关.通过模拟计算碳化物的磁致磁热熔、磁熵、磁焓和磁自由能,从热力学角度对各碳化物进行分析,结果表明磁场会使碳化物的磁致磁热熔和磁熵增加;强磁场会降低M_(6)C的磁自由能进而提高其稳定性.此工作为研究核聚变材料磁性能提供理论基础和技术参考.

基于线性加权和法的装配线平衡问题求解

针对生产节拍确定条件下以提高装配线平衡程度为目的的装配线平衡问题,将装配线平滑系数和装配线平衡率作为优化目标,考虑装配作业分配、工作站数量等因素,使用线性加权和法,以两个优化目标的优先占比作为权重参数建立单目标装配线平衡优化模型;对遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和蚁群(Ant Colony Optimization,ACO)算法的混合算法进行改进,构造新的适应度函数和距离信息矩阵对模型进行求解;最后对经典算例进行数值实验,实验结果与以往算法结果比较,平衡程度改进均值提高了5%,表明改进的模型及算法可以更好地提高装配线的平衡程度,验证了模型及算法的有效性。

多元氯化物熔盐中表面改性Inconel 625的腐蚀行为

氯化物熔盐作为传热蓄热介质,对太阳能热发电储能系统中金属部件产生严重腐蚀,而针对镍基合金在氯化物熔盐中的高温腐蚀行为研究较少。以镍基合金Inconel 625和经过表面改性后的Inconel 625(ST In625)为研究对象,利用组织表征、微拉伸试验及高温熔盐浸泡试验,研究不同样品的力学性能变化以及在二元和三元氯化物熔盐中的腐蚀行为。结果表明:ST In625合金强度明显提升,拉伸塑性有所下降。腐蚀初期,两种样品在氯化物熔盐中形成的氧化膜以Cr_(2)O_(3)和NiCr_(2)O_(4)为主,ST In625表面产生的腐蚀坑较少;腐蚀后期,在两种样品表面均检测到NiO,二元氯化物熔盐中两种样品表面未生成明显氧化层,出现明显腐蚀坑,而三元氯化物熔盐表面会生成新的Cr_(2)O_(3)和NiCr_(2)O_(4)絮状氧化层,无腐蚀坑出现。因此,在氯化物熔盐中ST In625的腐蚀失重较小,耐蚀性明显提高,且两种样品在二元氯化物熔盐中的腐蚀速率较低、但存在明显晶间腐蚀;在三元氯化物熔盐中腐蚀速率更高,而晶间腐蚀较为轻微。通过表面改性提高了镍基合金在氯化物熔盐环境中的耐蚀性,可为太阳能热发电储热材料的金属部件选择提供全新的思路。

强磁场对 Fe-C-W 合金钢马氏体组织回复的影响

强磁场作为重要的金属相变影响因素,可以明显提高奥氏体到马氏体相变的开始温度并影响最终的马氏体微观组织。然而,关于强磁场对马氏体回复影响的研究甚少。研究了强磁场对Fe-C-W合金钢在不同温度回火1 h后马氏体组织回复的影响。结果表明,强磁场的施加使基体中碳化物的数密度明显增加,其原因为强磁场增大了碳化物的磁化强度,降低了其磁自由能,使其形核驱动力增加。低温200℃回火时强磁场对马氏体回复的抑制作用不明显。当回火温度升高至500℃时,12 T强磁场的施加,明显增强了碳化物对位错运动的阻碍作用,大大抑制了位错的回复,使基体中残留的位错密度提高了约27.5%。高密度的位错明显增加了小角度晶界的含量,使马氏体板条平均宽度降低了约137 nm,表明强磁场的施加明显抑制了马氏体的回复。

稀疏过程下相依两险种Poisson风险模型

考虑一类索赔到达计数过程部分稀疏相依的二元风险模型,借助于Poisson过程的随机分流定理将该风险模型转化为经典风险模型,利用经典风险理论的有关方法和结论给出了该模型的生存概率满足的积分方程以及破产概率的Lundberg不等式及其Cramer-Lundberg逼近,并在索赔为指数分布情形通过求解积分方程给出了破产概率的精确表达式,最后讨论了相依性对破产概率的界的影响。

MoS2/Ti3C2Tx异质复合材料的制备及电化学性能研究

利用水热法合成了MoS2/Ti3C2Tx异质复合材料,采用SEM、XRD、XPS和电化学工作站对所制样品的形貌、结构、成分和电化学性能进行了表征。结果表明,当Ti3C2Tx引入量为30 mg时,所制MoS2/Ti3C2Tx异质复合电极具有最优的电化学性能和较好的循环稳定性,在1 A/g电流密度下的比电容达到262.54 F/g,且经10 000次循环后仍保持82.1%的初始比电容。

低合金高强钢焊缝金属针状铁素体的高温回火性能研究

采用OM、SEM、EBSD、TEM等表征技术,并结合拉伸、冲击和硬度测试等手段,对低合金高强钢焊缝金属中针状铁素体经640℃高温回火前后的显微组织和力学性能进行研究,并借助热力学计算,探讨了针状铁素体回火组织稳定性的微观机制。结果表明,低合金高强度钢焊缝金属经不同时间高温回火后,组织均由体积分数约90%的针状铁素体和少量晶界铁素体构成,无明显的晶粒粗化现象,保持了针状铁素体基体的高位错密度。在回火1 h后,焊缝金属的强度和硬度显著提高;随着回火时间的延长,其强度和硬度略有下降,但整体仍维持在较高水平,这主要归因于短时回火(不超过2 h)期间,大量碳化物的析出产生了显著的析出强化作用;随着回火时间延长,析出物的类型和数量变化不大,这与热力学计算结果相吻合。

智能楼宇无线抄表系统的设计

针对高层楼宇智能抄表的需求,给出了一种基于ARM嵌入式网关的无线传感网的系统抄表方案;通过对该方案的需求分析、详细设计与布点实测,包括组网协议栈的可靠性、RF通信控制、服务器端接口程序设计等,并对其运行稳定性和低功耗做了分析,达到了高层楼宇住户的无线抄表作业需求;通过在小区楼宇的现场结点布置与系统调试,发现该系统不仅能很好完成数据远传功能,而且具有低成本、低功耗、便于快速安装布置的优点,非常适合与楼宇无线抄表系统的实时监控。

基于模糊Petri网的高炉故障诊断系统

采用模糊神经Petri网专家系统来对高炉进行故障诊断,结合神经网络自适应、自学习和模糊控制逻辑推理强、能够表达模糊语义的优点,建立了一种模糊神经Petri网故障诊断模型;针对高炉故障特点对先兆预测分析原理进行了分析研究,提出了自己的设计方法;在分析模糊Petri网及神经网络的优点的基础上,构建了基于模糊神经Petri网的专家诊断系统,通过测试风量,风压,喷吹量,炉顶温度,炉身温度,透气性指数得到诊断结果,使得诊断推理与网络学习更为完善,并运用VC++6.0中MFC功能设计了一套与前面诊断系统相对应的仿真程序,证明了该诊断模型的可行性。

基于VB的风载对烟囱定向爆破影响的系统设计

针对风载作用下高烟囱定向爆破倾倒偏转角在计算过程中的复杂性和繁琐性,以高烟囱为受力模型,采用Visual Basic 6.0可视化编程技术通过编写宏代码、调用函数和设置控件,构建偏转角计算的功能模块,开发具有参数化输入、多工况选择、动态计算、结果对比与保存、自动查错功能的可视化设计系统,并以某电厂210 m高烟囱定向爆破的工程实例进行验证。该系统具有用户界面良好、参数输入直观、操作简便等优点,可为爆破技术人员进行参数设计和风载校核提供参考。

有机玻璃粘弹性损伤的模型实验

基于损伤力学理论,开展了有机玻璃(PMMA)单向拉伸非线性力学特性实验研究,并提出一种能够描述有机玻璃应变率相关与粘弹性损伤行为的改进Maxwell本构模型。在22℃室温条件下开展四种应变率的单向拉伸实验,并通过实验结果拟合模型参数,得到了模型参数随应变率变化的非线性关系。通过对比模型预测结果和试验结果,验证改进了Maxwell本构模型的有效性和合理性。

基于多属性第二评分拍卖模型的物流交易研究--基于鲜活农产品物流的仿真实验

多属性拍卖突破了传统拍卖理论仅以期望收益最大为目标的限制,考虑了包括价格和质量等在内的多因素决策变量。因为物流交易因时间、地点、内容的不同而具有特殊性,因此对其真实成本信息揭示非常重要。本文构建了一个将多属性与传统二价拍卖模型相结合的多属性第二评分拍卖交易模型来解决物流交易成本信息不对称的问题,并实现了物流成本、质量等多属性综合优化。最后,基于鲜活农产品物流的仿真算例对上述模型进行了仿真实验。

矿山井筒视觉监测与故障智能识别系统设计

设计一个矿山井筒视觉监测与故障智能识别系统,以代替传统人工检查。前端视频采集装置采集井筒原始视频数据并实时存储,通过无线传输设备同步地面显示,由地面装置控制前端视频采集过程,利用故障识别技术对存储视频进行分析识别故障点。该系统能够自动监测提升竖井内设施,准确识别故障点,有效提高矿山井筒监测工作效率。

Hardy空间上维林肯型系统下的极大算子

维林肯型系统(或ψα系统)是维林肯系统的推广,该文研究有界维林肯型系统下的极大算子的有界性.该文证明当0<p<1/2时,极大算子σ^(∗)pf=supn∈N|σnf|(n+1)^(1)/p−2是从鞅Hardy空间Hp到Lp有界的,其中σnf是关于有界维林肯型系统的Fej\'er均值.并通过构造反例,证明当0<p<1/2且lim¯¯¯¯¯¯¯n→∞(n+1)^(1)/p−2φ(n)=+∞时,极大算子supn∈N|σnf|φ(n)不是从鞅Hardy空间Hp到L_(p,∞)有界的.

冶金炉渣电子理论的研究

在宏观冶金热力学的基础上,将具有微观电子化学势内涵的氧分压引入冶金工艺原理中,进行了冶金炉渣电子理论的研究,得出炉渣组元i的活度计算公式及冶金过程中铁液内的元素i氧化还原的热力学判据——氧化还原势。

80帘线钢轧后控冷实验研究

轧后控冷是80帘线钢盘条关键生产工序,为优化其轧后控冷工艺,利用Gleeble1500D热模拟机进行不同奥氏体加热温度及不同冷速实验,并绘出CCT曲线。结果显示:当冷速为19℃/s时,经815～865℃加热,冷却后的组织均为索氏体+珠光体+极少量铁素体;经940℃加热冷却后马氏体大量增多。冷速为0.5～15.0℃/s时,索氏体体积分数随冷速的提高而增大,冷速超过15.0℃/s时大体保持恒定。冷速在0.5～10.0℃/s时,珠光体组织的片层间距逐渐减小;当冷速超过15.0℃/s后,珠光体组织的片层间距趋于稳定。综合考虑,奥氏体化温度为840℃、风冷速率为20℃/s时,可获得片层间距约69 nm、索氏体体积分数约94%的显微组织。