兰州理工大学学报

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高阳, 盛捷, 徐建林, 杨鹏辉, 唐兴昌, 李玉峰

2026 (4): 1-9. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.001

摘要 ( 20 )

PDF(6877KB) ( 21 )

为探究退火温度对019Cr21CuTiNb不锈钢组织与性能的演变,选取930、990、1 050 ℃进行试验.微观组织表征显示,随退火温度从930 ℃升至1 050 ℃,试验钢保持铁素体单相组织,晶粒发生再结晶,平均晶粒尺寸从63.64 μm增至121.34 μm,均匀化程度降低,再结晶晶粒增多,原因在于温度升高促使晶粒长大以及铌钛的碳氮化物部分溶解影响对晶界的钉扎作用.拉伸试验表明,930 ℃时屈服强度 260 MPa、抗拉强度423 MPa、延伸率28.8%、硬度194 HV,随退火温度升高,屈服强度和抗拉强度分别下降了14.2%和5.9%,延伸率增大了22.2%,综合性能930 ℃下更为适宜.

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WC/Cu对Ni60定向结构涂层在3.5 wt.% NaCl溶液中耐蚀性能的影响

张志喜, 韩彦兵, 张家源, 张鹏, 李福顺, 豆秀伟

2026 (4): 10-19. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.002

摘要 ( 11 )

PDF(12262KB) ( 17 )

采用火焰喷涂-感应重熔-定向冷却协同工艺制备Ni60/WC/Cu定向结构复合涂层.评估涂层在3.5 wt.% NaCl 溶液中的电化学腐蚀特性和浸泡腐蚀性能,探讨涂层在3.5 wt.% NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:涂层在3.5 wt.% NaCl溶液中均呈现典型的活化-钝化-过钝化腐蚀特征,其电化学阻抗谱表现出明显的容抗特性.随着Cu(1 wt.%~5 wt.%)含量的增加,涂层极化电阻R_P和电荷转移电阻R_ct先增大后减小,涂层的耐腐蚀性呈现先升高后降低的趋势.3 wt.%Cu/10 wt.%WC涂层的腐蚀电位E_cor移至最正,腐蚀电流密度I_corr减至最小,同时具有最高的R_ct.涂层表面形成了致密均匀的由NiO、Cr₂O₃、Cu₂O和WO₃组成的复合氧化物钝化膜,有效阻止了Cl^－的进一步渗透侵蚀,使得涂层在3.5 wt.% NaCl中表现出良好的耐蚀性能.

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稻壳灰对低细实度自密实混凝土的性能优化与影响机理

赵志健, 方皓, 刘乾龙, 李勇, 张江, 李晨光

2026 (4): 20-32. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.003

摘要 ( 6 )

PDF(10708KB) ( 13 )

为促进工业废弃物资源化利用并提升道路混凝土性能,系统评估了稻壳灰(RHA)对低细度自密实混凝土(LF-SCC)路用性能的影响.以0%~50%水泥替代率为变量,开展了工作性能、力学性能和耐久性测试,并结合扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)与压汞法(MIP)探讨其作用机理.结果表明:20%的RHA替代率表现最佳,其28 d抗压、劈裂抗拉及抗折强度分别提升5.73%、2.48%和2.50%,抗氯离子渗透性达“极低”水平,吸水率和渗透深度分别降低75%和60%.SEM和EDS分析表明,适量RHA通过促进火山灰反应生成大量C—S—H凝胶,显著优化孔隙结构;MIP测试显示28 d后20%RHA替代率的总孔隙率仅为5.34%,最可几孔径细化至28.9 nm,有害孔占比显著减少;而过量掺入则因未反应SiO₂积聚导致性能劣化,推荐20%为最佳RHA掺量.

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零能耗生态厕所系统性能实验研究

李金平, 李旭东, 赵洪, NOVAKOVIC Vojislav

2026 (4): 33-41. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.004

摘要 ( 6 )

PDF(7413KB) ( 9 )

针对寒冷地区现有厕所因冬季结冻而无法使用且不能实现粪污就地、可靠、连续、稳定地无害化处理等问题,构建了集太阳能集热、发电、粪污恒温厌氧发酵无害化处理于一体的多功能零能耗生态厕所,对比分析了晴天、多云和阴天3种典型工况下系统的运行性能.结果表明:晴天、多云和阴天的系统发电量分别为0.9、0.7和0.3 kW·h,光电转换效率分别为10.9%、11.2%和11.1%,系统累计耗电量为1.85 kW·h;3种工况下太阳能真空管集热器有效得热量分别为5.6、4.6和1.8kW·h,集热效率分别为50.8%、54.1%和46.2%,厌氧发酵袋平均温度分别为26.1、26和25.5℃,厕屋平均温度分别为16.7、15.9、14.6 ℃;系统全年可节约标准煤1 807 kg,投资回收期为7.6年.由此说明,所构建零能耗生态厕所系统适用于寒冷地区,可为寒旱地区厕所改造提供新途径.

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小样本下基于GASF和SqueezeNet的轴承故障诊断方法

谢小正, 何欢, 杜敏

2026 (4): 42-51. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.005

摘要 ( 3 )

PDF(6456KB) ( 10 )

针对实际工况下故障样本不足导致诊断精度低以及大型网络模型在有限算力下效率低和存储高,提出了基于格拉姆角和场(GASF)图像编码与迁移压缩神经网络(SqueezeNet)结合的故障诊断方法. 首先,采用GASF编码将一维轴承信号转变为具有时间关联性的二维图像,使数据特征即使在小样本条件下也包含丰富完整的故障信息. 然后,将数据集ImageNet中SqueezeNet全局池化层之前经过预训练的参数迁移至新SqueezeNet,并且将Sgdm作为优化算法,减少训练时间和存储.最后,通过迁移后SqueezeNet对GASF图像进行特征提取和分类,进而构成GSN故障诊断模型. 为了验证小样本下基于GASF和SqueezeNet的轴承故障诊断方法,选用不同规模的数据集进行测试,与先进算法对比分析,并与其他网络模型在相同条件下进行迁移学习对比研究.结果表明,该方法具有较高的故障识别准确率99.15%,且具有更强的小样本识别能力和更高效的轻量化能力.

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风电叶片表面缺陷检测算法轻量化研究

魏泰, 刘宇航, 薛文杰, 陈学友

2026 (4): 52-58. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.006

摘要 ( 9 )

PDF(3608KB) ( 15 )

基于人工和传统自动化检测算法在风电叶片表面裂纹和剥落腐蚀缺陷检测任务中存在精度低和效率差等问题,提出了基于优化YOLOv5s的风电叶片表面缺陷检测轻量化算法.首先,构建不同自然环境条件下叶片表面缺陷数据集;其次,在YOLOv5s中引入GhostNet的Ghost模块和Ghost BotleNeck结构;最后,针对真实框与预测框不一致的问题,引入损失函数SIoU,通过聚焦普通质量锚框的预测回归提升叶片表面缺陷识别准确率和定位精度.优化后模型的参数量、计算量和权重文件分别为YOLOv5s的52.6%、51.6%和55.2%,叶片表面缺陷识别平均精度均值为88.3%.与Faster-RCNN、SSD、YOLOv4、YOLOv5s和YOLOv8s模型相比,平均精度均值分别提高了34.2%、36.5%、24.5%、1.9%和1.8%.结果表明,YOLOv5s优化后成功防止漏检和误检,提升了目标定位精度,更适用于检测复杂工况下叶片表面裂纹和剥落腐蚀缺陷.

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吸热塔悬挂式三角架力学特性研究

王强兵, 安玉军, 施成龙, 孙永吉

2026 (4): 59-65. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.007

摘要 ( 6 )

PDF(5832KB) ( 13 )

针对因忽略混凝土弹性模量而导致悬挂式三角架强度和刚度计算精度不足的问题,以某光热发电吸热塔翻模三角架为研究对象,综合考虑混凝土弹性模量与多种载荷工况,通过有限元法探究钢筋捆扎和混凝土浇筑工况下三角架的静力学性能.结果表明:忽略混凝土弹性模量的影响时,三角架最大应力误差为23.8%,整体刚度误差为43.19%;钢筋捆扎工况下,对称载荷-1为最优工况载荷,对拉螺栓和斜杆轴力分布均匀且最小;混凝土浇筑工况下,斜对称荷载-1和非对称荷载-3为最优工况载荷,对拉螺栓、斜杆和立管轴力分布均匀且最小.研究结果可为悬挂式三角架主承力结构安全评估提供坚实的科学依据.

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呋喃并[3,4-b]吡啶衍生物的高效合成方法

杨峥, 刘雪君, 高将, 解恒参, 丛兴顺

2026 (4): 66-71. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.008

摘要 ( 3 )

PDF(2858KB) ( 11 )

以芳甲酰环氧乙烷和烯胺酮为起始原料,对甲基苯磺酸(PTSA)为促进剂,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中100 ℃经原位开环-氢迁移/分子内环化,合成了一系列呋喃并[3,4-b]吡啶衍生物,优化收率在70%~78%之间.红外光谱、核磁共振氢谱和高分辨率质谱证实了产物的结构,且通过X-单晶衍射确认了化合物3a的结构.

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具有混合攻击和访问约束的网络化系统鲁棒安全控制

祝超群, 祖文博

2026 (4): 72-83. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.009

摘要 ( 11 )

PDF(2807KB) ( 16 )

针对具有混合网络攻击和介质访问约束的网络化控制系统,研究了系统的鲁棒安全控制问题.首先,考虑到混合网络攻击的模式特征和传感器访问约束的随机通信机制,将网络化系统建模为具有多个模态的马尔可夫跳变系统;其次,基于李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式技术导出闭环系统随机稳定的充分条件,并设计了相应的H_∞鲁棒安全控制策略,使得闭环系统随机稳定且具有给定的H_∞性能;最后,通过仿真算例验证了所提控制方法的正确性和有效性.

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成品汽油调和配方质量预测自适应集成建模方法

李炜, 马建业, 李亚洁, 梁成龙, 郑明杰

2026 (4): 84-93. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.010

摘要 ( 7 )

PDF(2632KB) ( 14 )

受成品汽油调和配方质量“事前”精准预测评价需求驱动,针对罐式调和生产中存在的批次效应,提出一种多模型自适应集成建模的配方质量评价方法.首先考虑调和主料因产地属性差异引起的批次效应,以及多项式回归模糊C均值(PRFCM)聚类算法在多属性数据分析应用中的局限,通过仅关注配方中关键属性变量之间的非线性关系,并以马氏距离替代欧式距离,得到改进的IPRFCM算法.基于该算法,离线阶段对历史数据进行批次划分,并优选NGBoost算法建立各批次子模型;在线阶段计算当前配方的批次隶属度,并作为权重系数融合各子模型得到IPRFCM-NGBoost集成模型,实现对调和配方质量的动态自适应预测.经工业数据实验验证表明,对于调和配方质量预测中的多属性问题,IPRFCM的批次划分结果更清晰,融合系数更精准,且计算成本更低;相较传统机器学习或深度学习模型,对于有限的配方样本,IPRFCM-NGBoost具有更优的预测精度与泛化能力.

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融合Informer的BO-HKELM短期电力负荷预测

包广斌, 张瑞

2026 (4): 94-102. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.011

摘要 ( 4 )

PDF(3980KB) ( 14 )

针对电力负荷预测中单一核函数无法适应复杂的数据特征及长时间序列预测精度低等难题,提出一种融合Informer的贝叶斯优化算法(BO)、混合核极限学习机(HKELM)的短期电力负荷预测方法.首先,采用随机森林(RF)算法对负荷序列进行相关性分析,从中筛选出合适的特征矩阵,并将其输入到Informer算法中建模,从而提高了负荷序列的预测效率;其次,通过BO算法对HKELM模型的参数进行优化,进一步提升了电力负荷的预测精度;最后,采用某省的电力负荷数据进行预测仿真测试,结果表明,融合Informer的BO-HKELM模型在各项误差评价指标上表现优于其他模型,其中MAE、RMSE和MAPE分别是32.43、49.23、0.19,预测精度达到了0.998 7.

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基于聚合Conformer多尺度特征的安多藏语语音识别方法

赵宏, 扎西草

2026 (4): 103-110. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.012

摘要 ( 6 )

PDF(2364KB) ( 17 )

针对现有语音识别方法在安多藏语语音识别中存在多尺度全局依赖特征及局部细节特征提取不充分,导致无法有效区分同音字和近音字的问题,提出一种基于聚合Conformer多尺度特征的安多藏语语音识别方法.首先,采用速度扰动和频谱增强,增加语音的多样性;其次,编码器采用多层Conformer提取多尺度的语音特征,将多尺度的全局依赖特征和局部细节特征进行聚合,通过注意力统计池化层获取语音特征的加权均值和加权标准差,对局部细节特征以及全局依赖特征分别赋予不同的权重;最后,采用CTC/Attention进行联合解码,实现语音识别.在安多藏语XBMU-AMDO31语音数据集上的实验结果显示,该方法较基准模型Conformer,性能提升36.68%,能够对安多藏语语音中的同音字和近音字进行有效识别.

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基于GBM的高温后花岗岩宏细观断裂力学特性模拟研究

任凯

2026 (4): 111-121. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.013

摘要 ( 5 )

PDF(11086KB) ( 13 )

深部地热开采、核废料地下封存等工程中,高温作用会诱发花岗岩内部微裂纹萌生、扩展与贯通,进而导致围岩失稳和流体泄漏等安全问题.为揭示高温后花岗岩力学劣化及微裂纹演化规律,采用矿物晶体模型方法(GBM)和热-力耦合离散元模拟,对直切槽式巴西圆盘开展劈裂数值试验,分析其微裂纹分布、力学响应和断裂演化机制.结果表明:100 ℃以下花岗岩热致微裂纹不明显,500 ℃以上微裂纹数量显著增加并趋于贯通,热损伤明显加剧;随温度升高,微裂纹倾角由集中分布转为离散分布,600 ℃及以上裂纹扩展趋于各向同性,破裂路径更加复杂;力-位移曲线由脆性破坏逐渐向延性破坏转变,700 ℃时峰后跌落不明显,耗能能力增强.断裂韧度随温度升高呈三阶段下降,400 ℃可视为结构劣化加速发展的临界温度.

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基于能量法的窄型基坑嵌固稳定性计算

王金科, 张兆, 苏天涛

2026 (4): 122-129. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.014

摘要 ( 5 )

PDF(3474KB) ( 14 )

针对基坑宽度对围护结构嵌固稳定性的影响问题,将滑动面假定为直线与对数螺旋线状组合形式,按照对数螺旋线滑移面能否在基坑宽度内完全展开,将基坑定量地划分为普通基坑与窄型基坑.运用能量法分别推导出普通基坑与窄型基坑主、被动土压力对围护结构最下道支撑点的力矩,进而推导出考虑基坑宽度的嵌固稳定性安全系数计算公式,并开展对比验证及参数分析.结果表明:临界宽度既受围护结构布置形式影响又受土体参数影响;考虑基坑宽度的新嵌固稳定性计算方法在普通基坑范畴与现行规程计算结果较为接近,但对于窄型基坑,二者相差较大,基坑宽度越小差异越大;新方法得到的嵌固稳定性安全系数随着最下道支撑点距坑底距离的增大而减小,随着土体粘聚力、内摩擦角和土体与围护结构间摩擦角的增大而增大.

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基于极限平衡法和有限元法的多级黄土高边坡稳定性对比分析

滕鸿伟, 张国华, 王红伟, 杨校辉, 黄安平

2026 (4): 130-137. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.015

摘要 ( 4 )

PDF(5455KB) ( 9 )

针对极限平衡法(LEM)、有限元法(FEM)和有限元极限分析法(FELAM)在评估边坡稳定性时的差异性,以某土工格栅+框架锚索联合加固多级黄土高填方边坡治理工程为例,利用SLOPE/W、PLAXIS 2D和Optum G2三种数值模拟软件建立相应模型.在验证数值模型有效性的基础上,对比分析自重工况和暴雨工况下未加固边坡、土工格栅加固边坡和土工格栅+框架锚索加固边坡的稳定性.结果表明:LEM和FELAM对边坡稳定性的评估更为接近,而FEM获得的边坡稳定性评估结果比LEM和FELAM更为保守.在边坡稳定性评估和加固设计中,多种方法综合分析使得评估结果更为全面可靠.

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浅埋富水隧道中可回收定位注浆锚管加固效果分析

朱胜祥, 郑晓静

2026 (4): 138-145. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.016

摘要 ( 6 )

PDF(5741KB) ( 10 )

以某隧道两处地质条件相近的浅埋富水段为工程背景.针对首次采用管棚穿越时加固及止水效果不佳的问题,研发可回收定位注浆锚管,并应用于第二处浅埋富水段.施工中,通过超前地质预报雷达影像分析加固后岩体破碎程度,以工序时长和开挖难度评价施工难易;结合掌子面围岩固结表象及加固前后BQ值变化,评估破碎围岩固结效果;依据掌子面出水状态和渗水量变化评价止水性能,并通过洞内外位移监测判断围岩整体稳定性.对两处区段的超前地质预报、施工过程、围岩固结、渗水变化及沉降监测结果进行综合对比.结果表明:与管棚加固相比,定位注浆锚管能够显著改善围岩破碎状况,提高围岩等级,降低洞内外位移,缩短变形收敛时间,增强止水能力,并明显加快施工进度.

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考虑施工信息的混凝土坝热力耦合特性及量化防裂研究

杨星, 王建, 张金霞, 赵亚坤, 卢小波

2026 (4): 146-153. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.017

摘要 ( 7 )

PDF(5489KB) ( 11 )

为解决大体积混凝土坝温控防裂研究脱离实际施工信息的问题,以某中型混凝土重力坝泄洪排沙底孔坝段为对象,建立三维热力耦合有限元模型,纳入廊道封堵、越冬保温、表面保温、水管冷却四种施工信息,精准模拟浇筑全过程.通过分析施工信息对坝体温度场、应力场的影响,识别高开裂风险部位,基于拉应力平衡法提出量化配筋方案.结果表明:“内降外保”温控措施协同作用可使坝体平均最高温度降低16.1 ℃、平均最大拉应力降低33.6%;齿墙、廊道附近及坝体无水管冷却内部为高风险区,廊道附近应力集中系数达1.5,天然条件下拉应力超3.5 MPa.

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Auslander条件与余倾斜-相似余挠对

吴德军, 刘志扬

2026 (4): 154-158. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.018

摘要 ( 2 )

PDF(447KB) ( 12 )

设$\mathscr{AC}$是满足Auslander条件的左R-模类,$\mathscr{AC}$^<∞表示$\mathscr{AC}$-维数有限的左R-模类.通过余倾斜模以及余倾斜余挠对的定义引出了余倾斜-相似余挠对的定义,并通过Auslander-Gorenstein环以及Auslander-regular环的概念,给出了在满足Auslander条件的Artin代数中,$\mathscr{AC}$^<∞诱导出余倾斜余挠对以及余倾斜-相似余挠对的等价刻画.进而说明了Auslander和Reiten猜想的有效性:满足Auslander条件的Artin代数是Gorenstein代数.

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一类由量子Bernoulli噪声构造的量子信道

唐玉玲

2026 (4): 159-165. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.019

摘要 ( 3 )

PDF(452KB) ( 12 )

使用量子Bernoulli噪声构造一类基于无穷维Hilbert空间的量子信道.从量子概率论的角度研究该类信道的基本性质,构造输入态与通过量子信道生成的输出态的一个量子力学复合态,通过量子力学复合态定义量子通信理论中的交互信息,并讨论其基本性质,验证了所构造的量子通信理论的复合态是合理的.

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用LIBS方法测量触发闪电通道等离子体的丰度

高兆光, 申晓志, 齐奇, 张华明, 王华英, 桑萃萃

2026 (4): 166-172. doi: 10.13295/j.cnki.issn1673-5196.2026.04.020

摘要 ( 5 )

PDF(2083KB) ( 11 )

利用无狭缝摄谱技术获取中国广东人工触发闪电通道等离子体的光谱.通过光谱分析确定通道等离子体的主要成分为N II、O II、Fe II离子,以及中性N I和O I原子.根据激光诱导击穿光谱技术(LIBS)获取N II离子和Fe II离子的丰度为68.4%和3.6%.基于原子离子的Saha电离平衡方程以及大气中氮氧气体的浓度比,测定了触发闪电通道等离子体中N I、O I、O II的丰度为4.4%,6.0%,17.6%.测量结果与其他实验符合较好.

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