兰州理工大学学报

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李正强, 马颖, 欧凯奇, 安晓丽, 衡志丹, 王晟

2025 (2): 1-7.

摘要 ( 197 )

PDF(3318KB) ( 92 )

在以磷酸盐-硅酸盐复合盐系为基础的电解液中,加入不同浓度的着色盐NH₄VO₃,探讨其浓度变化对微弧氧化膜层宏观形貌、黑度、微观结构、物相组成、耐蚀性以及热控性能的影响.结果表明:随着NH₄VO₃浓度的增加,膜层黑度值逐渐减小,颜色加深,但当其浓度超过临界值时,膜层成膜性变差.使膜层呈现黑色的原因是V₂O₃物相的生成.NH₄VO₃的加入使得黑色膜出现了自封孔现象,从而使得膜层的耐蚀性得到明显改善.黑色膜的电化学耐蚀性比基体和未加着色盐的膜层分别提高了5个和3个数量级.膜层吸收率最大为0.927,发射率最大为0.882.黑色膜层的热控性能和耐蚀性得到了同时提升.

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不同载荷条件下Fe-Ni合金中马氏体相变的相场模拟

刘庚根, 满蛟, 王庆田, 王俊成, 杨斌

2025 (2): 8-16.

摘要 ( 154 )

PDF(5951KB) ( 46 )

基于Fe-Ni合金马氏体相变的相场模型,建立耦合外加载荷和塑性变形的弹塑性相场模型.模拟了不同载荷条件下Fe-Ni多晶合金中的马氏体相变行为,对相变过程中变体形核生长、应力分布以及体积分数进行分析讨论.在模拟过程中,通过模拟结果与相关实验进行对比以保证相场模型的合理性.模拟结果表明:在形核长大过程中,外加拉伸载荷下相变的成核点位多于压缩载荷和无载荷状态;此过程应力主要集中在不同变体之间的相界面处,而变体内部的应力较小;外加拉伸载荷增大相变中的体积分数,加速马氏体相变动力学过程,而外加压缩载荷则提供相反的效果.拉伸载荷相比于压缩载荷,垂直于惯习面的载荷分量降低了系统的总自由能,拉伸比压缩条件下更易于发生马氏体相变.

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基于基准试块的DR数字射线尺寸精确测量方法

马海全, 李春凯, 甘勇, 范洪涛, 李秋生, 丁宁

2025 (2): 17-22.

摘要 ( 132 )

PDF(3344KB) ( 82 )

对于DR检测技术而言,射线源焦点尺寸、几何放大倍数、探测器像素尺寸以及图像标定基准尺寸是影响DR检测技术尺寸测量精度的关键因素,为此,通过单一变量法的DR试验研究并定性分析了上述4个因素对尺寸定量测量误差的影响规律,在此基础上提出了一种基于缺陷尺寸选择基准试块的高精度尺寸定量方法,并在实际工件上进行了验证.结果表明:射线源焦点尺寸、探测器像素尺寸与定量测量误差成正比,而几何放大倍数与测量误差呈现出先减小后趋于平稳的趋势;单个像素的实际物理尺寸与基准尺寸直接相关,在DR图像质量符合检测标准要求的前提下,基准尺寸越接近实际缺陷尺寸,定量测量误差越小,通过选择合适的基准试块可将测量误差控制在±0.05 mm以内.

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玄武岩纤维缠绕复合管径向压缩力学性能

杨锐, 张杰, 曾云, 孙浩铭, 向东, 刘兴华

2025 (2): 23-30.

摘要 ( 141 )

PDF(4688KB) ( 34 )

为提高玄武岩纤维缠绕复合管的承载能力和工程适应范围,基于试验和数值仿真研究了径向载荷作用下玄武岩纤维缠绕复合管力学特性和失效模式,探究了缠绕角度、单层厚度、径厚比等结构参数对其失效机理的影响.结果表明:径向压载作用下复合管的失效模式为基体拉伸损伤与纤维拉伸损伤,失效区由塑性绞线区域随径向压缩位移增大逐步扩散到整个管道;复合管的最大径向承载力与总吸能随着纤维缠绕角度增大而增大,随径厚比增大而减小;增大单层厚度可提高复合管承载力,但导致变形过程中复合管塑性铰承受更大弯矩,造成管道截面从椭圆状逐渐变成“眼镜”状,反之则会使管道呈“扁平”状变化.

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径向柔性涡旋压缩机接触冲击模型分析

刘涛, 金晓娜, 汪贺银, 麻德权

2025 (2): 31-37.

摘要 ( 139 )

PDF(3873KB) ( 28 )

针对径向柔性涡旋压缩机由啮合误差引起的动、静涡旋齿间泄漏问题,基于接触动力学相关理论和动、静涡旋齿啮合原理,提出了动、静涡旋齿啮合碰撞冲击概念,建立了涡旋压缩机啮合接触冲击动力学模型.同时,采用Lankarani-Nikravesh非线性弹簧阻尼碰撞力模型建立了考虑啮合误差激励的动、静涡旋齿径向间隙接触碰撞模型.运用有限元数值计算方法,对2个模型在啮合点的变形量进行计算,研究在径向啮合接触碰撞力作用下涡旋压缩机的冲击模型.结果表明 :在啮合冲击激励下单个压缩周期内,动、静涡盘的涡旋齿变形量随着主轴转角的增大而增大;啮合接触冲击动力学模型与动、静涡旋齿径向间隙接触碰撞模型的啮合点变形趋势一致;动、静涡旋齿径向间隙接触碰撞模型的碰撞恢复系数对碰撞变形具有一定影响,因而通过调整碰撞恢复系数可以为啮合点的初始间隙取值提供依据,也可以为控制涡旋压缩机的径向泄漏提供新思路.

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弹性地基上FG-GRC梁的振动

张靖华, 姚玉琴

2025 (2): 38-43.

摘要 ( 159 )

PDF(2628KB) ( 153 )

为了研究置于弹性地基上石墨烯增强功能梯度(FG-GRC)梁的振动问题,首先基于经典梁理论,利用变分原理建立该问题的动力学控制微分方程,其中材料的物性参数基于Halpin-Tsai和混合律模型进行描述;然后,采用分离变量法对控制方程进行精确解析求解,计算得到3种不同边界约束梁在弹性地基上振动的无量纲固有频率;同时,将计算结果退化到无地基的情况,并与文献已有结果进行对比,证明理论推导和数值结果的正确性;最后,通过分析数值结果讨论地基刚度系数、石墨烯含量和几何参数等对FG-GRC梁固有频率的影响.结果表明:虽然弹性地基对梁基频的影响较明显,但随阶数的增加影响减弱;另外,石墨烯片几何形状的变化对固有频率同样具有显著影响.

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基于特征选择的集成极限学习机故障辨识方法

马驰, 赵荣珍, 原健辉, 郑玉巧

2025 (2): 44-50.

摘要 ( 162 )

PDF(1865KB) ( 20 )

针对传统极限学习机神经网络在处理复杂数据时无法获得最佳分类性能的问题,提出了基于特征选择的集成极限学习机故障辨识方法.首先,选择合适的尺度对振动信号进行粗粒化分解,在不同尺度上计算振动信号的模糊近似熵,并构成高维数据集.然后,通过邻域粗糙集算法对高维数据集进行属性约简,并且采用不同的邻域半径对数据集进行约简,从而产生不同的特征子集,同时将每个特征子集划分为训练集和测试集,进而输入极限学习机进行模式识别.最后,整合多个极限学习机的预测结果,依据相对多数投票法决定最终的辨识结果.实验证明,相比传统极限学习机,该方法可以提高滚动轴承故障类别的辨识精度,使故障分类结果更准确、更有效.

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多级离心泵作液力透平空化流动特性研究

苗森春, 刘剑, 浦海燕

2025 (2): 51-59.

摘要 ( 120 )

PDF(11368KB) ( 20 )

为了研究空化对多级离心泵作液力透平内部流动的影响规律,以三级离心泵作液力透平为研究对象,基于Zwart空化模型和RNG k-ε湍流模型,在额定流量工况下进行不同空化数的三维数值模拟,分析主要过流部件的内部流动规律,并提出减小空化的建议.结果表明:空化初生后产生了少量空泡,改变了末级叶轮进、出口环量,使压头上升约2%,轴功率增大约3%;末级叶轮存在翼型空化和漩涡空化,叶片尾部扭曲过大可诱发翼型空化,进口来流相对液流角过大造成漩涡空化;尾水室出口最先发生空化,来流流量不均匀影响着腔体流态,腔体流动左侧混乱而右侧规整.该研究为多级离心泵作液力透平抑制空化发生和提高运行稳定性提供了参考.

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风力机塔筒起吊全过程力学特性研究

王强兵

2025 (2): 60-64.

摘要 ( 113 )

PDF(1597KB) ( 91 )

针对风力机塔筒拆卸过程稳定性问题,开展塔筒拆卸全过程的静力学和瞬态动力学研究.以2MW风力机第1段塔筒为研究对象,考虑吊钩位置和吊带数量的影响以及风载荷的作用,探究塔筒拆卸合理配置方案.利用有限元静力学求解吊钩位置和吊带数量不同时塔筒的位移和应力响应特性,并基于静力学进一步分析3根吊带起吊全过程塔筒的动力学特性.结果表明:静力学分析中,3根吊带起吊时塔筒等效应力全程小于2根和4根吊带,且等效应力变化幅度最小,3根与4根吊带起吊时塔筒变形具有相近的幅度和趋势;在考虑风载荷和塔筒惯性力的作用时,塔筒最大变形和最大等效应力均位于起吊加速阶段,且吊钩距离塔筒顶部法兰越近起吊加速阶段塔筒变形和等效应力变化的幅度越大,说明吊钩位置与塔筒加速度强相关;起吊加速阶段最大等效应力为223.26 MPa,相较塔筒材料许用应力313.6 MPa仍有较大裕度.

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生物质多孔炭吸附双染料分子增强电化学性能

马记, 徐惠, 包源海, 左莎莎, 康凯月

2025 (2): 65-70.

摘要 ( 93 )

PDF(3806KB) ( 137 )

利用银杏叶衍生多孔炭(KGL)同时吸附偶氮类胭脂红(AR)和蒽醌类茜素红(ARS),活性染料分子与多孔炭材料结合发挥出良好的氧化还原活性,与吸附单一染料相比,吸附双染料分子的炭材料具有更多的氧化还原活性位点,两种染料分子能够同时表现出赝电容特性,在1 A·g^－1电流密度下,优化后的复合电极材料(KGL/AR-ARS-5)的比电容为811.3 F·g^－1.以KGL为负极,KGL/AR-ARS-5为正极组装的非对称电容器在功率密度为700 W·kg^－1时,能量密度可以达到15.4 Wh·kg^－1.

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混合网络攻击下信息物理系统预测补偿控制

祝超群, 辛文睿

2025 (2): 71-77.

摘要 ( 132 )

PDF(1280KB) ( 93 )

针对混合网络攻击环境下的信息物理系统,研究了基于输出反馈的预测补偿控制问题,提出了具有多步预测的补偿控制方法.首先,考虑到混合攻击特性和攻击能量受限等因素,建立了具有嵌套子系统结构的信息物理系统切换模型;其次,借助李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式技术给出了系统指数稳定的充分条件,在此基础上设计了基于输出反馈的预测补偿控制策略,实现了信息物理系统的镇定控制;最后,通过网络化直流电机控制系统仿真实例验证了所提控制方法的正确性和有效性.

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基于自适应t分布的改进麻雀搜索算法及其应用

赵小强, 顾鹏

2025 (2): 78-87.

摘要 ( 143 )

PDF(2641KB) ( 160 )

针对原始麻雀搜索算法全局搜索能力差、局部开发能力弱、易陷入局部最优等问题,提出一种基于自适应t分布的麻雀搜索算法(ATSSA).首先,通过Tent混沌映射初始化种群,增加初始种群的多样性;其次,利用自适应t分布变异算子对个体位置进行扰动,提高算法的全局搜索能力,同时结合动态选择概率来调节引入的t分布变异算子,平衡算法的全局搜索能力;最后,融合精英反向学习策略,在产生最优解的位置进行扰动,产生新解,促使算法跳出局部最优.仿真实验利用10个基准测试函数进行测试,结果表明ATSSA相较于SSA具有更好的寻优能力.将改进后的算法与深度极限学习机构建预测模型,选用辛烷值数据集进行实验,模型预测精度从87.31%提高到99.32%,验证了改进后的算法具有良好的工程应用前景.

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基于粒子群算法的多目标跟踪优化传感器控制策略

陈辉, 魏凤旗, 赵永红, 彭天曙

2025 (2): 88-93.

摘要 ( 127 )

PDF(1556KB) ( 154 )

针对多目标跟踪优化问题,提出一种基于粒子群算法的传感器控制策略.首先由泊松多伯努利混合(PMBM)滤波器的预测过程得到多目标预测状态,然后以此为先验信息通过粒子群算法以最大限度地接近各目标为准则求解传感器最优观测位置,并由传感器捕捉优质量测信息,最后由PMBM滤波器的更新过程得到优化多目标后验状态.仿真实验对比了多目标跟踪优化的效果,结果表明该传感器控制策略有更好的多目标跟踪精度.

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基于耦合点电压估计的多VSG无功分配控制策略

杨巧玲, 胡方彬, 张晓雨, 任秋艳

2025 (2): 94-99.

摘要 ( 128 )

PDF(1932KB) ( 14 )

针对低压微电网中由于线路阻抗呈阻感性以及不匹配,使得常规虚拟同步发电机(VSG) 控制的多逆变器往往存在功率耦合和无功分配不均的问题,提出了一种基于耦合点电压估计的多VSG无功分配控制策略.首先,引入虚拟阻抗技术将等效输出阻抗设计成感性,以实现功率解耦;其次,对公共耦合点电压进行准确估计,在励磁控制器中引入基于公共耦合点估计电压的负反馈和积分环节,以实现线路阻抗对无功功率的解耦;最后,引入动态虚拟阻抗环节,并采用无功功率调节其大小,降低了公共耦合点电压的跌落,并减少了线路阻抗不匹配对环流的影响,提高了电能质量.仿真结果验证了所提出控制策略的有效性.

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基于云平台的汽车远程监测系统设计

赵耕云, 王佳, 李万敏, 刘小斌

2025 (2): 100-106.

摘要 ( 162 )

PDF(6910KB) ( 136 )

为了实现对多辆汽车的行驶状态和位置的实时监测,设计了基于云平台的汽车远程监测系统.该系统主要包括车载终端和云端服务平台.车载终端从OBD诊断接口读取汽车状态数据,通过GPS模块获得汽车位置数据,由4G通信模块将数据发送至云端.设计了由监测中心、数据库、Web服务器组成的云端服务平台.监测中心接收及显示车载终端发送的数据,并将其存入数据库.Web端通过浏览器对汽车进行实时远程监测.系统长时间运行结果表明:监测中心能够稳定地对多辆汽车进行远程监测,汽车定位数据准确,地图刷新频率约为1.8 Hz,能够查询汽车历史轨迹等数据;Web端能够对一辆汽车进行远程监测,数据刷新频率为1 Hz.

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冷弯薄壁型钢混凝土框架套筒式装配节点抗震性能

王秀丽, 苏晓斌, 侯鸿杰

2025 (2): 107-117.

摘要 ( 74 )

PDF(5173KB) ( 143 )

为促进低层装配式轻钢建筑在村镇住宅的发展,提出适用其梁柱连接的节点-套筒式装配节点,以克服冷弯薄壁型钢混凝土框架节点不易连接、装配不便和抗震性能差等问题.利用有限元软件ABAQUS进行数值模拟,分析了不同构造形式节点的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化及延性等,并研究了轴压比、角钢厚度和套筒厚度3个参数对其抗震性能的影响.结果表明:不同构造形式下节点的抗震性能差别较大,其中焊接节点承载力高、延性较差,铰接节点承载力低、延性高,角钢节点承载力好、延性系数高且装配方便;轴压比对角钢节点的抗震性能影响较小;角钢及套筒厚度是影响角钢节点抗震性能的两个重要参数,当角钢厚度取4~6 mm,套筒厚度取6 mm时,节点抗震性能最优.

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再生沥青胶浆低温蠕变特性研究

张高放, 来平, 李萍, 陈隆建, 李宁

2025 (2): 118-125.

摘要 ( 112 )

PDF(3992KB) ( 257 )

为研究路面回收沥青再生后的沥青胶浆低温蠕变特性,通过弯曲梁流变仪(BBR)试验分析在特定的低温环境下原始回收沥青胶浆及再生剂改性沥青胶浆的性能.结果表明,回收沥青胶浆和再生回收沥青胶浆的劲度模量均随着加载时间的增大而逐渐减小、蠕变速率均随着加载时间的增大而逐渐增大;再生剂的掺量和再生沥青胶浆的劲度模量成反比和其蠕变速率成反比例关系;随着再生剂掺量的增加,再生回收沥青胶浆的抗低温开裂性能有所提高.

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基于广义柔度矩阵和信息熵的梁结构损伤识别方法研究

项长生, 赵冉, 周宇, 王立宪, 刘海龙

2025 (2): 126-134.

摘要 ( 145 )

PDF(4224KB) ( 139 )

基于柔度矩阵的梁结构损伤识别方法是较频率、模态更为敏感的损伤动力指纹.鉴于广义柔度矩阵在结构损伤识别中的敏感性优势并结合信息熵理论提出了广义柔度熵曲率差指标(GFMECD)作为结构损伤识别的新方法.通过建立简支梁、连续梁有限元数值模型对所提指标的可行性及有效性进行验证,结果表明:无论是单点损伤、多点损伤,广义柔度熵曲率差指标均能够准确地识别出结构损伤的位置且具有良好的抗噪性,并能初步判定结构的损伤程度,能够胜任不同结构发生不同损伤程度损伤时的损伤定位与初步定量任务.

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吸力式筒形基础沉贯过程屈曲特性数值分析

任彦忠, 赵学亮, 李扬扬, 隋淑环, 宋启明, 游先辉

2025 (2): 135-142.

摘要 ( 120 )

PDF(4201KB) ( 122 )

吸力式筒形基础是海上风力发电采用的一种新式基础,具有高效经济的优点,但其安装过程面临筒壁屈曲失效的风险,目前行业尚缺乏针对该问题的规范和标准.通过分析当前行业内常用的参考规范和标准,剖析参考的规范、标准在用于吸力筒的设计时存在着边界条件假设不相符的问题.采用有限元数值模拟方法,分析了砂土中土体及桶盖对边界条件的影响,并将分析结果与各规范方法计算结果进行对比验证.通过拟定受屈曲失效控制的允许沉贯吸力包络线,为实现更加安全合理的吸力式筒形基础设计提供帮助.

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融合状态估计和深度学习的智能电网异常检测模型

郑铁军, 张宏杰, 王景, 王洋

2025 (2): 143-151.

摘要 ( 236 )

PDF(3920KB) ( 147 )

针对Web攻击和DDoS攻击引发的电力系统中一系列难以检测的网络安全事件问题,提出了一种加权最小二乘法、扩展卡尔曼滤波器与两阶段深度学习异常检测模型相融合的智能电网异常检测方法.该方法采用自适应合成采样算法,解决了电力系统中网络安全数据分布不平衡问题;融合加权最小二乘法和扩展卡尔曼滤波器,借助电力系统中的动态非线性特性,通过精确的状态估计提高了智能电网异常检测的准确性,并使用χ²检验和异常检测指数检测了电力系统中的安全风险;在此基础上,将改进的深度神经网络模型和多重BiLSTM网络模型相结合,对网络安全风险事件进行了分类识别.将该方法在CICIDS2017数据集上进行数值模拟验证.数值仿真结果表明该方法能有效检测出各类攻击,具有更好的异常检测能力,并对网络安全风险事件分类精度提升了3.85%.

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赋权图的燃烧与保护问题

李若彤, 魏宗田

2025 (2): 152-158.

摘要 ( 131 )

PDF(576KB) ( 78 )

为减少网络遭到破坏所造成的损失,就要考虑网络的保护策略.将消防员问题和图燃烧相结合,提出赋权图的相对保护策略和最大保护率的概念.给出几类典型图的最大保护率计算公式和基于最大保护率的赋权极值图构造方法,设计了一般情形下半径为2,3的赋权树的最大保护率的近似算法,揭示了最大保护率与权值、赋权方式和图结构之间的关系.

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一类分数阶随机热方程解的Hölder连续性

刘洋, 吴克晴, 冯源

2025 (2): 159-165.

摘要 ( 133 )

PDF(564KB) ( 95 )

研究一类受噪声驱动影响的分数阶随机热方程解的Hölder连续性,方程中带有分数阶微分算子和噪声随机项,利用初值条件的特性和格林函数定义了解的形式,通过Picard迭代法和 Kolomogorov连续性定理得到了解的存在性和Hölder连续性,给出一个例子验证了所得结果.

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一类p叶函数及其广义λ-Hadamard卷积

何涛, 李书海, 汤获

2025 (2): 166-172.

摘要 ( 106 )

PDF(556KB) ( 19 )

引进一类p叶函数H^*_p(A,B)及其广义 λ-Hadamard卷积;利用从属关系和初等方法得到该类函数的偏差定理、积分算子、极值点和广义λ-Hadamard卷积的封闭性质, 所得结果推广了Hadamard卷积有关工作, 并得到一些新结果.

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