兰州理工大学学报

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张鹏林, 王嘉琪, 於启鹏

2025 (1): 1-10.

摘要 ( 295 )

PDF(11045KB) ( 121 )

采用光纤激光器在纯氮气氛围中使用不同的激光线能量在Ti6Al4V合金表面原位合成氮化层.分析了氮化层的微观形貌和物相组成,测试了线能量对氮化层力学性能、磨损性能和耐蚀性的影响.结果表明:线能量为128~180 J/mm时制备的氮化层表面无裂纹,其主要物相为TiN相,少量TiN_0.3相和α′-Ti相.线能量为180 J/mm时制备的氮化层具有最高的平均硬度为827.1 HV_0.3.磨损率较基材降低11.6%~59.8%.线能量为128~200 J/mm时制备的氮化层在3.5 wt.% NaCl溶液中较基体腐蚀电流密度有所降低,腐蚀电位正移0.012~0.082 V,极化电阻提高1.6~3.1倍.

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热循环对奥氏体耐热钢组织和力学性能的影响

何阳, 翟亚中, 赵吉庆, 车洪艳, 李激光

2025 (1): 11-18.

摘要 ( 290 )

PDF(8705KB) ( 58 )

奥氏体耐热钢由于良好的高温性能因而在火电、核电、航空航天等领域有着重要的应用.细小的晶粒尺寸及基体中弥散分布的碳化物是奥氏体钢具有优异高温性能的关键.奥氏体钢在服役过程中受热循环的影响,其显微组织发生衰退.为探究热循环过程中组织演变对力学性能的影响,针对一种供货态的奥氏体耐热钢0Cr25Ni13Si2MoN开展了三组热循环实验.借助光镜(optical microscope,OM)、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、透射电镜(transmission electron microscope,TEM)和冲击试验机等试验设备,对不同热循环次数后的试样分别进行了显微组织及力学性能分析.结果表明:热循环过程中的组织演变表现出一定的时间依赖性,一次热循环过程完成了回复与再结晶,晶界处析出网状分布的M₂₃C₆,降低了材料的韧性.后两次的热循环过程退火孪晶密度增大,但晶界处碳化物数量增加并发生粗化,材料的韧性逐渐恶化.

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退火对IF钢微观界面及性能的影响

罗晓阳, 赵小龙, 王正仲, 王生东, 贾智

2025 (1): 19-24.

摘要 ( 230 )

PDF(5858KB) ( 58 )

对IF钢在不同升温速率下进行不同温度的退火,研究升温速率和退火温度对IF钢微观组织和力学性能的影响,揭示热处理参数对力学性能的协同作用机制.结果表明:随着升温速率的降低以及退火温度的升高,晶粒的长径比不断减小,晶粒逐渐趋于等轴化,且在低升温速率下,退火温度对晶粒的影响作用更大.同时α-纤维织构强度随着退火温度的升高而降低,并逐渐向γ-纤维织构偏移,表明形成再结晶织构.通过室温拉伸实验发现拉伸断口均呈蜂窝状,属于典型的塑性断裂,且随着温度的升高延伸率不断增加,材料的均匀变形能力逐渐增强,塑性不断提高,当升温速率和退火温度分别为0.8 ℃/min和800 ℃时,长径比最小为1.58,延伸率达到最大为40%.

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杂多酸处理对La-Y-Ni系A₂B₇型储氢合金电化学性能的影响

王成均, 雷鸣, 沈秉金, 张乾坤, 罗永春

2025 (1): 25-33.

摘要 ( 148 )

PDF(7982KB) ( 17 )

制备了退火态A₂B₇型La_0.33Y_0.67Ni_3.23Mn_0.17Al_0.1储氢合金,采用磷钨酸(H₃PW₁₂O₄₀),(phosphotungstic acid,TPA)水溶液对该退火合金进行浸渍处理,研究了TPA处理对合金组织结构、表面形貌、组成以及合金电化学性能的影响.结果表明:经TPA处理后的合金表面形成了腐蚀性凹坑或微孔,同时在合金表面形成了含有高氧化价态钨酸根离子的富Ni层.TPA处理可明显改善合金电极的电化学性能,当TPA质量浓度为0.1 mol/L时,合金电极的交换电流密度I₀最大,此时合金电极具有最大的1 C放电容量(364 mAh/g),其容量保持率S₁₀₀和大电流放电性能HRD₉₀₀分别为93.23%和81.92%,明显优于未处理合金电极的S₁₀₀ (88.12%)和HRD₉₀₀(76.05%).TPA处理前后电极表面与电解质溶液界面处的电子转移阻抗是影响电极高倍率放电动力学性能的控制步骤.

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柱塞孔径向位置误差对缸体倾覆力矩的影响

王建森, 黄伟, 李文宣, 雷震宇, 田世荣

2025 (1): 34-44.

摘要 ( 214 )

PDF(3071KB) ( 49 )

以高速斜盘式轴向柱塞泵为研究对象,建立了考虑由柱塞滑靴组件和柱塞孔内油液质量引起惯性力、中心弹簧力、柱塞底部油液压力和配流副油膜支撑力的缸体倾覆力矩模型,计算分析了在额定工况点柱塞孔径向分布位置随机误差和确定误差下缸体附加倾覆力矩的大小及其变化规律.结果发现:在图纸允许径向分布位置误差±0.1 mm的情况下,与理想状况相比,随机误差为±0.1 mm时,惯性力引起的绕x轴最大力矩脉动为1.16%;支反力引起的绕x、y轴最大力矩脉动均为0.64%;确定误差为±0.1 mm时,惯性力引起的绕x、y轴附加倾覆力矩为恒值;支反力引起的绕x轴最大力矩脉动为0.05%,绕y轴最大力矩脉动为0.45%.

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基于CEEMDAN与改进一维多尺度卷积神经网络结合的滚动轴承故障诊断

马宁, 赵荣珍, 郑玉巧

2025 (1): 45-54.

摘要 ( 304 )

PDF(3585KB) ( 56 )

针对滚动轴承信号微弱故障特征提取困难、故障诊断依靠大量专家经验和故障识别率低等问题,提出了融合自适应噪声完备集合经验模态分解与改进一维多尺度卷积神经网络的滚动轴承故障诊断方法.首先,采用自适应噪声完备集合经验模态分解对轴承信号进行消噪处理,并利用皮尔逊相关系数法对所得IMF分量进行信号重构;其次,在网络首层将大尺寸卷积核与空洞卷积结合,并引入金字塔场景解析网络提出改进的一维多尺度卷积神经网络,对故障特征信息进行提取,采用PSO算法对卷积核进行参数寻优;最后,融合多尺度特征信息完成网络学习,并输入Sofmax分类器,实现滚动轴承故障诊断.采用西储大学轴承数据集和HZXT-DS-001型双跨综合故障模拟实验台的滚动轴承故障数据进行了验证.结果表明,相比传统故障诊断方法该方法可以得到良好的诊断结果.

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多级液力透平叶轮和导叶内非定常压力脉动研究

苗森春, 田旺龙

2025 (1): 55-65.

摘要 ( 177 )

PDF(12882KB) ( 31 )

在运行过程中压力脉动是影响多级液力透平稳定运行的关键因素之一.为了研究多级液力透平内部的压力脉动规律,选用RNG k-ε湍流模型进行非定常数值计算,通过在各级过流部件内设置不同的监测点,得到各过流部件的压力脉动数据,并对其进行时域和频域分析.结果表明:叶轮内压力脉动的主频与叶轮的转频密切相关;在最优工况下,叶轮与正导叶之间的动静干涉是引起叶轮内压力脉动的主要原因;在其他流量工况下,叶轮与正导叶之间的动静干涉、叶轮内流动不稳定是导致叶轮内监测点压力脉动增大的主要原因;各级正导叶的主频与叶轮的叶频密切有关,且正导叶的主频等于叶轮的叶频,沿着正导叶的流道越靠近叶轮压力脉动越大;反导叶内压力脉动比较紊乱,没有明显的变化规律.

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2,3,5-三取代咪唑衍生物的高效合成方法

杨峥, 丛兴顺, 陈益武, 张刚, 解恒参

2025 (1): 66-71.

摘要 ( 237 )

PDF(2106KB) ( 65 )

以芳甲酰甲醛、芳基脒和乙酸酐为起始原料,在80 ℃的醋酸溶剂中,经分子内环化/分子间亲电加成反应,合成了一系列2,3,5-三取代咪唑衍生物,优化收率在63%~82%之间.所有产物的结构均经核磁共振氢谱、红外光谱和高分辨率质谱证实,并且化合物4c的结构得到了X-单晶衍射的确认.

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基于信息间隙决策理论的多重不确定性滚动优化调度

张明光, 高燕霞, 张飞祥, 王海滨

2025 (1): 72-82.

摘要 ( 187 )

PDF(3789KB) ( 91 )

针对区域综合能源系统(RIES)运行中存在的不确定性问题,借助滚动优化调度方法,结合信息间隙决策理论(IGDT),将其转化为运行经济性,从而构建了RIES双层鲁棒优化调度模型.模型上层求解系统不确定度;下层通过模型收益基准值,将不确定性量化,确保模型运行收益不低于期望值,实现调度动态化.通过调整模型的水平因子,得到不同的调度方案,从而获得不同的调度收益期望值.决策者可根据对风险的规避程度,选择合适的调度方案.最后,对改进IEEE33节点配电网、19节点热网及20节点天然气网组成的RIES系统进行测试,结果表明在特定场景下,与确定性模型相比,鲁棒模型可将系统规避风险的程度提高5%.

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考虑电气耦合与电网无功强度的调相机经济优化配置研究

陈尚鹏, 包广清

2025 (1): 83-91.

摘要 ( 176 )

PDF(3408KB) ( 56 )

新能源发电设备无功弱支撑性往往难以满足电网近区短路故障稳定运行需求,常配置同步调相机等补偿装置以提高电网电压强度.针对新能源电力系统故障时调相机的配置优化问题,将电气距离纳入常规电压评价指标,提出考虑节点耦合的选址指标,对该指标排序以筛选出调相机的拟接入位置;其次以新能源多场站短路比和等年值作为定容指标,选取满足电网无功强度时配置成本最小方案作为调相机较优配置方案;最后建立仿真案例,分析结果表明,该方法得出的同步调相机配置点在三相短路故障时,在保证电网电压强度的同时显著提升了配置方案的经济性,方法有效性得以验证.

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基于天空区域分割与边缘优化的图像去雾算法

赵小强, 周康毅

2025 (1): 92-99.

摘要 ( 214 )

PDF(3137KB) ( 63 )

针对暗通道先验算法对天空区域和景深突变区域处理能力不足,复原后的图像存在光晕以及颜色失真等降质问题,提出一种将区域分割与边缘优化相结合的去雾算法.首先,提出一种有效的自适应阈值分割算法,将有雾图像中的天空区域和非天空区域分割开来,在天空区域内对全局大气光值进行求解.其次,对有雾图像天空区域的暗通道和透射率进行分析,求出天空区域透射率权重图,进而求出该区域透射率;对非天空区域提出一种边缘优化算法来改进暗通道,抑制光晕现象的产生.然后,通过引导滤波细化透射率,利用大气散射模型复原出图像.最后,对复原后的图像进行色调映射,使其更加符合人眼视觉特性.实验结果表明,本文算法去雾效果明显,天空区域恢复自然,边缘光晕现象得到有效抑制,复原后的图像在主观视觉和客观指标方面均表现出色.

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基于非中心逆威沙特分布的非线性扩展目标跟踪方法

陈辉, 王秋菊, 彭天曙, 赵永红

2025 (1): 100-107.

摘要 ( 180 )

PDF(3257KB) ( 106 )

针对非线性扩展目标跟踪问题,提出了在非中心逆威沙特分布条件下的非线性扩展目标跟踪方法.首先,在贝叶斯滤波框架下采用非中心逆威沙特分布进行算法的迭代,避免了因矩匹配或KL散度最小化而导致的信息丢失.其次,考虑到传统随机矩阵(RM)模型只能在线性观测条件下应用,利用去相关无偏转换量测将极坐标系下的非线性量测信息进行线性化处理,保证了量测转换的无偏性以及避免转换后的量测协方差估计与量测噪声的相关性,从而最终推导得到在非中心逆威沙特分布下非线性扩展目标跟踪的有效算法.椭圆形扩展目标的跟踪仿真实验验证了所提方法的有效性.

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电涡流-磁力混合装置的仿真与试验研究

朱前坤, 姜浩文

2025 (1): 108-115.

摘要 ( 210 )

PDF(5238KB) ( 37 )

为提高电涡流阻尼器(TMD)的阻尼性能并节约材料成本,将电涡流TMD和磁力TMD结合提出一种电涡流-磁力TMD(EMTMD).介绍EMTMD的工作原理,并以某一人行桥结构模型为例设计EMTMD,利用试验方式计算出衡量其阻尼性能的电涡流阻尼系数和磁力阻尼系数,并验证三维电磁场有限元仿真分析稳态和瞬态方法的准确性.利用验证后的有限元分析方法,对影响两种阻尼系数对的三种主要因素进行分析,并得出影响规律.依据其影响规律对EMTMD进行优化,将优化后的EMTMD放置于人行桥结构模型上进行振动控制试验.试验结果表明:EMTMD对人行桥结构模型具有良好的控制效果,且减振效果优于传统电涡流TMD.

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考虑随机场的地铁致地表振动概率密度演化分析

郑中元, 杜牧青, 刘新源

2025 (1): 116-122.

摘要 ( 129 )

PDF(4492KB) ( 31 )

地基土作为地铁运行振动波传播的重要媒介,土壤性质的空间变异性对振动响应有重要影响.以往的车致环境振动研究中,地基土常选用为确定性参数,本文将随机场理论引入到土壤性质变化的动力分析中,对地基土横截面进行参数随机性赋值,基于概率密度演化理论对盾构隧道内地铁列车引起的环境振动开展研究,获得了地表振动响应的上下限和概率密度分布信息.结果表明:土体随机特性对地表振动位移和加速度的标准差影响显著,距离轨道中心线距离越近,土体随机场的干扰越小,振动位移和加速度的概率密度分布越集中;土体随机场使得地表振动响应呈现出正态分布特性;地表振动响应的最大值出现在地铁列车经行的中间时刻.

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FRP加固管桩在砂土中的水平承载性能

韩大勇, 高亮, 李东, 赵英爱

2025 (1): 123-128.

摘要 ( 225 )

PDF(3330KB) ( 37 )

FRP 材料具有轻质、高强和耐腐蚀等特点,将 FRP 与混凝土结合用于加固桩基础,不仅提高了桩基础的承载能力,还可以改善耐久性.为了明确 FRP 加固管桩在砂土中的水平承载性能,利用自行设计的水平双向桩模型试验系统,对埋入砂土中的FRP加固管桩模型桩施加双向水平荷载,研究了砂土与FRP加固管桩的水平承载性能.基于试验结果建立砂土的弹塑性模型,假定地基反力系数为常数,基于桩的挠曲微分方程,给出了FRP加固管桩的位移和弯矩的解析解.通过与试验结果对比分析,验证了本文计算方法的正确性;并分析了荷载的大小、地基反力系数、桩身抗弯刚度对塑性高度的影响,研究了FRP加固管桩桩身弯矩和桩身位移随地基反力系数和桩身抗弯刚度的变化规律.

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考虑震损的法兰板加强型梁柱边节点抗火性能

许继祥, 甘晓书, 姜旺

2025 (1): 129-137.

摘要 ( 154 )

PDF(7374KB) ( 14 )

为研究地震后法兰板加强梁翼缘型梁柱边节点的耐火性能,利用有限元软件ANSYS建立计算模型,将计算结果与已有试验结果进行对比验证计算模型的准确性和有效性.利用PUSHOVER方法,引入损伤变量D模拟不同地震等级下的震损.通过重启动分析法,将地震作用产生的残余应力和残余变形全部传递给各个节点的升温加载中,并对不同参数和不同损伤变量下法兰板加强梁翼缘型梁柱边节点的耐火性能、极限位移和失效机理进行深入分析.结果表明:损伤变量对法兰板加强梁翼缘型梁柱边节点的耐火性能起着主要影响作用,随着损伤变量D的增加,各节点的临界温度大幅度降低.参数α和γ的增加均能提高法兰板加强梁翼缘型梁柱边节点的耐火性能.法兰板加强梁翼缘型梁柱边节点的耐火性能随着参数β的增加而降低.

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基于粘弹性边界的橡胶砂地基-结构抗震性能

许罡, 王凤池, 于昊天, 徐岚

2025 (1): 138-144.

摘要 ( 196 )

PDF(4651KB) ( 64 )

通过利用等效一致性粘弹性人工边界,对由分层土构成的地基和结构进行整体的抗震性能有限元分析.通过ABAQUS中支持的弹簧-阻尼器功能对截断的地基边界施加等效一致性粘弹性边界,并通过提取模型中地基的等效节点并对其施加不同的等效节点力从而实现地震作用的暂缓施加.橡胶砂地基可有效降低结构的位移,结构位移最大可降低22.96%,并位移降低的最大处位于结构高度22 m,最大位移角减少为0.164 2%.橡胶砂地基较原地基结构加速度降低明显,但在结构底部的加速度较原地基有所提高,并且在节点处加速度最大值较其他位置高.橡胶砂地基较原地基对结构内应力有所降低,但结构最底部应力有所提高,同时节点处的正应力值和剪应力值都较其他位置高,证明节点处更易产生破坏.

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Virtually Baer模

王永铎, 陈玉华

2025 (1): 145-149.

摘要 ( 119 )

PDF(659KB) ( 33 )

引入virtually Baer模的概念,举例说明virtually Baer模是Baer模的真推广,给出了在一定条件下virtually Baer模对直和项的封闭性,讨论了virtually Baer模与GSIP模、广义SSIP模之间的关系,由此给出了半单artinian环及右V-环新的刻画.

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个体迁移对艾滋病传播动力学的影响研究

程婉婷, 罗晓峰, 冯姗姗

2025 (1): 150-157.

摘要 ( 227 )

PDF(1942KB) ( 45 )

聚焦于个体迁移对艾滋病传播动力学的影响,提出了耦合同性传播、异性传播以及个体迁移的斑块动力学模型,计算了基本再生数,并证明了无病平衡点的稳定性及地方病平衡点的存在性.数值模拟验证了理论结果,并探究了不同迁移模式对艾滋病传播的影响. 研究表明,迁移网络的连通性对艾滋病的传播速度、高峰规模和最终传播规模有显著影响.当迁移网络连通时,不同迁移模式对艾滋病的最终传播规模无影响;平均度越大,艾滋病的传播速度越快,高峰规模越大;平均度相同时,度的异质性会促进艾滋病的传播.此外,限制艾滋病毒感染者的迁移可以有效遏制艾滋病的传播.这些工作将为艾滋病的防控工作提供理论依据.

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图的赋权边邻域坚韧度

李孟宣, 魏宗田

2025 (1): 158-165.

摘要 ( 114 )

PDF(639KB) ( 17 )

将边邻域坚韧度推广到赋权图,提出图的赋权边邻域坚韧度概念.在给出一些基本图的赋权边邻域坚韧度的基础上,研究了几类图的赋权边邻域坚韧度的极值问题,给出圈的补图的赋权边邻域坚韧度最大值算法.研究表明,赋权边邻域坚韧度能更为精确地刻画某些网络的抗毁性.

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含参数的p-Laplacian分数阶微分方程多重正解的存在性

吴克晴, 徐紫钰, 蔡序军

2025 (1): 166-172.

摘要 ( 171 )

PDF(822KB) ( 43 )

考虑了一类具有p-Laplacian算子同时非线性项含积分项的Riemann-Liouville型非线性分数阶微分方程,分析其在包含参数及分数阶积分条件的边界条件下的多重正解的存在性.利用格林函数将问题转化为积分方程,并在Banach空间中运用Leggett-Williams不动点定理和广义Avery-Henderson不动点定理获得主要结果,通过一个实例说明所得结果的适用性.

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