兰州理工大学学报

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纳米多孔Co的磷化物制备及其电催化析氢性能

李常锋, 周琦, 王登辉, 林文斌

2022 (3): 1-6.

摘要 ( 117 )

PDF(3789KB) ( 247 )

采用脱合金化、水热合成和化学气相沉积制备纳米多孔Co、NiCo(OH)₂/Co和NiCo(OH)₂-P复合电极. 通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法表征电极材料的物相和形貌结构. 在1 mol·L^－1的KOH溶液中,运用线性扫描伏安曲线(LSV)、交流阻抗谱(EIS)、循环伏安曲线(CV)等测试电极的电催化析氢性能. 结果表明:纳米多孔Co、NiCo(OH)₂/Co、NiCo(OH)₂-P电极材料的析氢性能依次增加,化学气相沉积(CVD)磷化后的纳米多孔NiCo(OH)₂-P在10 mA·cm^－2电流密度下,其过电位为139 mV,Tafel斜率为123.57 mV·dec^－1,双电层电容为30.16 mF·cm^－2. 经过1 000圈循环伏安耐久性实验后,纳米多孔NiCo(OH)₂-P电极在10 mA·cm^－2电流密度下,析氢过电位仅相差7 mV,表现出良好的析氢稳定性.

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6082铝合金摩擦塞补焊接头焊核区晶体特征

李德福, 王希靖

2022 (3): 7-12.

摘要 ( 161 )

PDF(4292KB) ( 225 )

为降低对设备要求,在填充式搅拌摩擦焊匙孔修复技术的基础上,采用摩擦辅助加热的方法对6082铝合金匙孔类体积型缺陷进行了摩擦塞补焊试验,得到了成形良好的塞补焊接头.对接头焊核区进行EBSD分析.结果表明:晶粒细化显著,存在明显择优取向.塞棒转速由1 800 r/min增加至2 000 r/min,晶粒形状由等轴晶转变为线锤状,平均晶粒尺寸增大,大角度晶界组分略有降低;焊核区存在变形、剪切及再结晶混合织构,再结晶织构组分随转速增加而增加,由速度增加对变形速率产生的影响降低,相应地由速度增加对再结晶所产生的影响被强化.

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无限大板焊接温度场解析解的实例分析

王毅, 殷翔, 周凯, 王新民, 王晓军

2022 (3): 13-16.

摘要 ( 136 )

PDF(810KB) ( 186 )

根据数形结合的思想,实例分析了移动线热源作用下的无限大板焊接温度场解析解,准确绘制了无限大板温度场的三维分布图形和二维分布的温度曲线和等温线.结果发现:沿x方向变化的温度曲线均先升高再降低,并且降低速度显著快于上升速度,温度最高点的位置随着y值的增大缓慢向左移动.沿y方向变化的温度曲线均关于直线y=0 mm左右对称,当y=0 mm时具有最大值.单个等温线类似椭圆状,温度场上下对称,前端线条密集,温度梯度大,后端线条稀疏,温度梯度小.同时计算了实例情况下焊接熔池的表面形状和尺寸,熔池类似椭圆状,长30.16 mm,宽22.13 mm.

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PA56/66共聚酰胺的非等温结晶动力学研究

范松红, 高俊飞, 顾群, 张建强

2022 (3): 17-26.

摘要 ( 258 )

PDF(8127KB) ( 97 )

半结晶聚合物的结晶动力学对聚合物的结构以及性能具有大的影响,是聚合物加工过程中的关键参数.用差式扫描量热仪(DSC)研究了PA56、PA66及PA56/66共聚酰胺非等温结晶行为,采用Jeziorny法和MO法描述了PA56、PA66及PA56/66共聚酰胺的非等温结晶动力学,用 Kissinger计算了PA56、PA66及PA56/66共聚酰胺的非等温结晶活化能. 研究表明:Jeziorny法可以描述PA56、PA66及PA56/66共聚酰胺的非等温结晶过程的主要结晶部分,但不能描述PA56、PA66、PA56/66共聚酰胺非等温结晶的全部过程. MO法可以很好地描述PA56、PA66及PA56/66共聚酰胺的非等温结晶全部过程. Avrami指数n显示出PA56、PA66及PA56/66共聚酰胺具有更为复杂的成核及晶体成长机理. PA56在分子层面引入到PA66基体中,改变其晶体结构,加快其结晶速率.

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玻璃粉/硅粉复掺对混凝土腐蚀环境下耐久性的影响

吴多明, 汪金满, 王鑫, 石旭东

2022 (3): 27-34.

摘要 ( 236 )

PDF(2559KB) ( 199 )

基于格尔木地区土壤中实测腐蚀性离子种类与含量,设计Na₂CO₃、NaCl、Na₂SO₄及MgSO₄复合溶液进行全浸泡试验,通过相对质量评价参数(ω₁)与相对动弹性模量评价参数(ω₂)变化规律研究玻璃粉/硅粉复掺对混凝土耐久性能的影响.分析标准养护下玻璃粉/硅粉复掺对胶凝材料水化反应的影响,以及玻璃粉/硅粉复掺混凝土受复合盐溶液侵蚀的微观机理.并依据Wiener理论预测了复合盐溶液腐蚀环境下混凝土的服役寿命.结果表明:复合盐溶液腐蚀环境下,混凝土劣化幅度因玻璃粉掺量的变化而不同;标准养护下玻璃粉/硅粉复掺对胶凝材料水化产物无影响,且养护至56~120 d时SiO₂仍进行着明显的火山灰效应;玻璃粉掺量10%、硅灰掺量6%时,玻璃粉/硅粉复掺对混凝土气孔结构有所改善,所以在复合盐溶液腐蚀前后混凝土内部平均气泡孔径均小于未掺玻璃粉与硅灰时的混凝土气泡孔径;玻璃粉/硅粉复掺制备混凝土时玻璃粉掺量不宜超过10%.

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基于优化最小二乘支持向量机的数控机床热误差建模分析

李有堂, 汤雷武, 黄华, 吴荣荣

2022 (3): 35-41.

摘要 ( 188 )

PDF(2275KB) ( 295 )

数控机床热误差是降低加工精度的主要因素之一.针对热误差建模问题, 结合布谷鸟算法的随机莱维飞行机制和最小二乘支持向量机结构风险最小化与线性规划等优点, 提出基于布谷鸟算法优化最小二乘支持向量机的热误差建模方法.在最小二乘支持向量机将低维非线性问题转化为高维线性问题时, 构建了混合核函数.同时,采用布谷鸟算法对最小二乘支持向量机惩罚因子γ、核宽度参数σ和混合核权值λ进行了优化.以GMC2000A机床为实验对象, 分别对热误差数据进行了聚类分析和建模分析.通过误差预测对比分析得出结论, 基于布谷鸟算法优化混合核最小二乘支持向量机建立的误差模型取得了良好的预测效果, 且明显优于BP神经网络模型和未优化的最小二乘支持向量机模型的预测效果.

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改进的D-t-SNE滚动轴承故障数据集降维方法

赵荣珍, 薛勇, 吴耀春

2022 (3): 42-49.

摘要 ( 132 )

PDF(3658KB) ( 149 )

针对传统降维方法难以保持数据集的局部与全局几何结构特征问题,选择测地距离作为度量指标,提出改进t-SNE的故障数据集降维方法D-t-SNE.首先提取消噪振动信号的多域高维故障数据集,在对其进行归一化处理之后,利用GD指标改进后的D-t-SNE算法对高维故障数据集进行降维运算,去除冗余信息,然后通过不同的分类器对低维特征子集进行故障模式辨识.以UCI数据集和双跨转子实验台的模拟故障数据集为实验对象对D-t-SNE算法进行验证,并与SNE和t-SNE算法的各项实现结果进行对比.结果表明,D-t-SNE算法具有通过降低高维故障数据集的维数从而达到降低故障分类难度、提高故障辨识准确率的性能,可为降低旋转机械原始故障特征数据集的规模、降低故障分类的难度与提高故障辨识结果的可视化效果提供理论参考依据.

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演艺车台多级驱动机故障分析及结构改进

牛占海, 王雪, 汪亚斌, 余小琴

2022 (3): 50-55.

摘要 ( 105 )

PDF(4066KB) ( 95 )

驱动机是实现演艺车台精确平稳运行、延长使用寿命、可靠启停的核心部件.针对传统齿轮齿条驱动式车台由一级驱动进入二级驱动时出现的振动与噪声,经故障分析对驱动机进行结构改进设计.具体工作包括:对齿条进行端头整体倒圆以便逐渐啮合,加设弹簧装置以减少冲击,使用变频调速控制系统保证多级驱动机同步运转,并采用弹性套柱销联轴器带动齿轮驱动齿条.基于Solidworks和Adams联合仿真,对改进驱动机的齿轮齿条啮合瞬时接触力进行分析.通过振动测试和实际噪声测量,与传统驱动机构相比改进后的驱动机构使得车台运行效果良好,振动量与噪声较传统齿轮齿条驱动式车台均有所降低.

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叶顶间隙对轴流泵外特性及空化性能影响研究

赵伟国, 程超, 薛子阳

2022 (3): 56-64.

摘要 ( 189 )

PDF(7407KB) ( 186 )

为探究叶顶间隙对轴流泵外特性及空化性能的影响,基于修正的SST k-ω湍流模型和Z-G-B空化模型,对350ZQ-70型潜水轴流泵进行数值模拟,对比分析不同叶顶间隙下轴流泵的外特性曲线、叶轮流道内的压力脉动、空泡体积分数分布等.结果表明:随着间隙的增大,泵扬程和效率降低;小流量工况下流动失稳现象明显加强,扬程曲线会出现驼峰现象;进口边近轮毂侧比近轮缘侧更易发生空化;设计流量下,轮缘间隙空化首先出现在叶片中部,而不是叶片进口;叶片背面空化会影响相邻叶片工作面压力分布;存在临界间隙值,未达该值前,间隙增大主要降低叶轮的做功能力,对空化性能影响不大,超过该值后,空化稳定性降低,诱导压力脉动;对于实验泵,临界值在1.5~2 mm;随着间隙的增大,轮缘处空化程度不断增强,进口边空化程度反而有所减轻;根据轴流泵叶轮组装结构,从保护轮毂叶轮体的角度考虑,兼顾做功能力和运行稳定性,实验泵选择间隙为1.5 mm较为合适.

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大型风力机异常功率数据清洗方法

李琳, 董博, 郑玉巧

2022 (3): 65-70.

摘要 ( 112 )

PDF(1187KB) ( 256 )

针对风力机异常功率数据难以有效清洗的问题,提出改进的DBSCAN方法.首先将数据集离散分割,然后在各离散区间内自适应粗估DBSCNA算法参数并聚类,最后计算统计特征相似性修正聚类结果.以某风场2.5 MW风力机SCADA系统实测数据验证所提方法,结果表明:改进方法的召回率为97.97%,准确率为97.97%,F₁值可达97.85%,可有效清洗风力机功率数据集,且变更数据集时改进方法结果更稳定.

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漆酶/脂肪酶催化制备丝裂霉素类似物及其响应面法优化

薛晓, 李楷原, 刘翠, 邓雅姗, 许慧, 王繁业

2022 (3): 71-76.

摘要 ( 115 )

PDF(2250KB) ( 76 )

丝裂霉素及其类似物,广泛应用于各种肿瘤.为了获得优异的产率和环境友好性,采用一锅法工艺,以漆酶/脂肪酶为催化剂,催化2-甲基苯-1,4-二酚与正丁胺的多米诺反应制备丝裂霉素类似物2-丁胺-3-甲基-1,4-苯醌(c).采用响应面技术优化了反应条件:2-甲基苯-1,4-二酚与胺的物质的量比为1.16∶1、漆酶与脂肪酶的活性比为1.14∶2、反应温度为38.9 ℃,最佳产率达到87.17%.建立了产率模型,该模型考虑了2-甲基苯-1,4-二酚与胺的物质的量比、漆酶与脂肪酶活性比和反应温度对产率的影响,可以准确的预测产率(R²为0.994 1).漆酶/脂肪酶协同催化体系一锅法合成丝裂霉素类似物,显著提高了产率,可作为提高丝裂霉素类似物产率的绿色替代工艺.

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双端动态事件触发下信息物理系统输出反馈H_∞控制

王志文, 陈万杰, 孙洪涛

2022 (3): 77-85.

摘要 ( 187 )

PDF(1879KB) ( 184 )

研究了具有双端动态事件触发策略的信息物理系统动态输出反馈H_∞控制问题.首先,将闭环系统建模为具有两个区间时变延迟的线性系统,分别在传感器-控制器和控制器-执行器信道的事件触发策略中引入内部动态变量,建立异步动态事件触发策略的通信机制,通过扩大事件间隔来减少信道中的数据传输量.其次,为了保证闭环系统的稳定性,利用Lyapunov-Krasovskii泛函的方法,推导得出满足系统H_∞性能的渐近稳定性判据;基于这一稳定判据,实现了动态输出反馈控制器和动态事件触发策略的协同设计.此外,证明了事件触发策略下最小触发时间间隔正标量下界,从而排除了Zone现象.最后,用卫星系统的例子说明了所提策略的有效性.

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基于残差神经网络的滚动轴承故障诊断方法

朱奇先, 梁浩鹏, 赵小强, 宋昭様

2022 (3): 86-93.

摘要 ( 215 )

PDF(2374KB) ( 331 )

针对轴承故障诊断方法在变工况条件下诊断效果不佳的问题,提出了一种基于残差神经网络的滚动轴承故障诊断方法.该方法首先以滚动轴承时域信号数据作为输入,针对信号的时变性改进了数据池化层,改进的数据池化层利用三个连续的卷积层串联构建而成,目的在于能够有效地提取振动信号中的故障特征信息,并减少残差神经网络中参数的计算量;然后设计了一种空洞卷积和残差块相结合的空洞残差块,用于特征信息的学习;最后通过在全连接层后加入Dropout层丢弃一定比例的神经元,能有效避免过拟合的负面影响.使用凯斯西储大学轴承数据集进行仿真实验,与SVM+EMD+Hilbert包络谱、BPNN+EMD+Hilbert包络谱和Resnet三种方法作对比分析,结果表明该方法在变工况下的滚动轴承故障诊断中具有更高的诊断准确率、更强的抗噪性和泛化能力.

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基于特征融合的中文文本情感分析方法

赵宏, 傅兆阳, 王乐

2022 (3): 94-102.

摘要 ( 228 )

PDF(1771KB) ( 453 )

针对现有的中文文本情感分析方法不能从句法结构、上下文信息和局部语义特征等方面综合考量文本语义信息的问题,提出一种基于特征融合的中文文本情感分析方法.首先,采用Jieba分词工具对评论文本进行分词和词性标注,并采用词向量训练工具GloVe获取融入词性的预训练词向量;然后,将词向量分别作为引入Self-Attention的BiGRU和TextCNN的输入,使用引入Self-Attention的BiGRU从文本的句法结构和文本的上下文信息两个方面综合提取全局特征,使用TextCNN提取文本的局部语义特征;最后,将全局特征和局部语义特征进行融合,并使用Softmax进行文本情感分类.实验结果表明,本文方法可以有效提高文本情感分析的准确率.

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一种求解柔性作业车间调度问题的改进灰狼优化算法

张其文, 王超

2022 (3): 103-109.

摘要 ( 162 )

PDF(1364KB) ( 231 )

针对柔性作业车间调度问题,以最大完工时间最小化为目标提出了一种改进灰狼优化算法(IGWO),采用两段式的编码方式来构造算法个体位置与调度方案之间的关系,使用基于启发式规则的初始化种群方法来提高初始解的质量.为了平衡算法的全局搜索与局部搜索,提出一种基于双曲正切函数的非线性收敛因子公式,并在算法的个体更新阶段提出了一种基于适应度值的加权方法,在算法决策层嵌入了变邻域搜索算法.通过仿真实验表明,算法在求解柔性作业车间调度问题上是有效的.

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轴压荷载下带延性铸造连接件的防屈曲支撑的力学性能

殷占忠, 张宪栋

2022 (3): 110-114.

摘要 ( 129 )

PDF(1595KB) ( 110 )

为了改善传统梁柱节点焊接残余应力较高的状况,对5个不同参数的带延性铸造连接件的防屈曲支撑进行轴压加载试验研究,分析铸造连接件耗能段长度、耗能板宽厚比、加劲肋宽厚比等参数对试件承载力、延性、刚度等力学性能的影响.结果表明:带延性铸造连接件的防屈曲支撑具有良好的承载力、延性及刚度,其承载力与连接件的耗能段长度、耗能板宽厚比成正比.这种新型支撑将结构的非弹性变形集中在延性铸造连接件上,保护了结构其余构件的安全,提高了结构的塑性变形能力.

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基于长期实测数据的西北地区风力发电场风速风向联合概率分布分析

李万润, 张广隶, 李林, 杜永峰

2022 (3): 115-124.

摘要 ( 219 )

PDF(8642KB) ( 260 )

为更准确地研究风力发电结构在风荷载下的结构响应,基于甘肃气象局提供的1981-2017年甘肃六地风速风向实测数据,对各地区的风速风向联合概率进行分析.抽取每天的最大极值风速及其对应风向为极值样本,统计分析得到各地区风速风向联合分布.将Gumbel,Frechet和Weibull分布函数线性化的基础上,利用最小二乘法拟合各分布函数参数,根据参数拟合结果推算各地区10,50和100年重现期的极值风速,并和各地区最大基本风速规范建议值进行对比.研究结果表明,考虑风速风向概率影响的基本风速更加符合实际情况,最大基本风速规范建议值偏于保守.

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隔震结构支座布置的两阶段优化方法

党育, 赵根兄, 田宏图

2022 (3): 125-132.

摘要 ( 211 )

PDF(859KB) ( 185 )

针对隔震结构隔震支座布置最优问题,提出一种两阶段的隔震支座布置优化方法:先采用多种群遗传算法进行隔震层参数优化,再采用线性规划法完成隔震支座布置优化.整个过程需要优化算法和动力分析相结合,采用SAP2000 API函数库与MATLAB,实现隔震结构动力时程分析与优化程序的相互调用.用一个实际隔震工程分析表明:与原设计方案相比,采用本方法确定的隔震支座布置方案,水平向减震系数可减小约12%,各支座最大位移减小约21%,隔震层造价增加约14%,说明该方法优化结果可靠,可有效提高隔震工程的设计质量和设计效率.

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软土地区某高层建筑地基加固现场实测及有限元分析

孙康才

2022 (3): 133-139.

摘要 ( 174 )

PDF(2644KB) ( 182 )

地基处理不当、基础设计不合理等原因都会造成建筑物不均匀沉降,给建筑的正常使用造成影响.以某不均匀高层建筑为例,详细介绍了该建筑所经历的两次基础加固过程,结合现场监测和数值模拟方法分析了两次加固的效果,并预测了未来两年的沉降发展趋势.结果表明:地层不均匀、地基土固结沉降增大桩基负摩阻力是造成本建筑不均匀沉降的原因,本项目上部结构施工完成三年后超孔隙水压力才基本消散;基础加固中基桩应选择合理的持力层,如桩长较短,即使桩数多,也无法很好地发挥作用;基础加固有一定的滞后效应,由于加固桩体施工对土体有一定扰动,故沉降不会立刻停止,而是在扰动停止后趋于稳定;沉降缝对于控制大规模不均匀沉降意义重大,设计时应特别注意.

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西北地区地铁基坑降水对周围环境影响的计算方法

蔡小玲, 俞莉, 李继明

2022 (3): 140-145.

摘要 ( 116 )

PDF(757KB) ( 147 )

为保证西北地区地铁建设的顺利进行,通过对西安和兰州的地铁车站深基坑降水工程进行研究分析,总结地铁车站深基坑降水引发基坑周围地面沉降变形的附加沉降估算公式和考虑渗流力作用的沉降计算公式,并结合实际工程对两种理论计算结果与实测沉降结果进行对比分析.结果表明:附加沉降估算公式的计算结果相对于实测沉降结果偏保守,应代入经验系数使结果更符合实际情况;考虑渗流力作用的沉降计算公式相比于附加沉降估算公式在精度上有很大提高,与实测沉降结果较为接近,可作为西北地区地铁基坑降水对周围环境影响的计算公式.

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相对于模N的完全不变子模F的N-投射模

王永铎, 杜晓微

2022 (3): 146-153.

摘要 ( 126 )

PDF(301KB) ( 157 )

引入了相对于模N的完全不变子模F的N-投射模和相对于理想I的R-投射模的概念.研究了它们的基本性质, 统一了N-投射模,τ-N-投射模和Rad-N-投射模的一系列结论.

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剖分图的联图的距离矩阵相关谱

卢鹏丽, 栾睿, 刘文智

2022 (3): 154-162.

摘要 ( 84 )

PDF(408KB) ( 99 )

利用正则图的关联矩阵与其邻接矩阵及其线图的邻接矩阵间的关系,证明了两个正则图的剖分边边联图、剖分点点联图和剖分点边联图的距离谱、距离拉普拉斯谱和距离无符号拉普拉斯谱可表示为原图的邻接谱.

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李超代数Alg(K₃,ω₃)上的超双导子及超交换映射

黄忠铣

2022 (3): 163-168.

摘要 ( 102 )

PDF(401KB) ( 158 )

利用超双导子的基本性质,确定李超代数Alg(K₃,ω₃)上的超斜对称双导子,证明Alg(K₃,ω₃)上的超斜对称双导子都是内导子.得到Alg(K₃,ω₃)上的线性超交换映射是标准的.

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对偶τ-Rickart模

李煜彦, 何东林

2022 (3): 169-172.

摘要 ( 137 )

PDF(346KB) ( 129 )

设τ=(T,F)表示遗传挠理论,引入了对偶τ-Rickart模的概念.称M是对偶τ-Rickart模,如果对任意ψ∈End(M),π^－1_τ(Im ψ－)=Im ψ+τ(M)是M的直和因子.研究了对偶τ-Rickart模的性质,给出了对偶τ-Rickart模的等价刻画.进而,证明了M是τ-Rickart模并且Mτ(M)具有C₂条件当且仅当M是对偶τ-Rickart模并且Mτ(M)具有D₂条件.

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