混凝土材料复杂的材料参数和声发射波快速衰减的特性使声发射技术在混凝土领域的应用面临巨大的挑战.为明确混凝土的强度等级对声发射波传播特征的影响,给利用声发射技术评价混凝土损伤创造条件,采用声发射技术,通过参数分析和快速傅里叶变换研究了不同强度等级的混凝土中声发射波的传播行为.结果表明:C30、C40、C50 混凝土中,声发射能量衰减系数分别为 0.013 94、0.010 67、和 0.005 68,强度越高衰减越小;基准波速分别为 3 966 m/s、4 193 m/s和 4 411 m/s,强度越高波速越快.频率分布随传播距离的增大呈现由高频向低频偏移的趋势,但强度高的混凝土,信号衰减和频率偏移的趋势更缓慢.500 mm 以内和 500 mm以外接收到的信号波型不同,不利于声发射监测的进行,故在对混凝土进行声发射监测时,传感器的间距应在 500 mm之内,以保证监测精度.
普通抗拔桩承载时桩身处于受拉状态,在上拔力作用下易产生裂缝进而影响其耐久性与安全性,为避免此缺点的影响,开发了一种带"扩大头锚固端"的压力型抗拔管桩,并通过室内单桩静载抗拔对比试验研究了压力型抗拔桩与普通拉力型抗拔桩的受力机理与承载能力.结果表明:达到承载极限状态时,拉力型抗拔桩桩身出现明显裂缝,压力型抗拔桩桩身完好没有出现裂缝,且极限抗拔承载力比拉力型桩高 25%.两者桩-土摩阻力随深度均呈现"先变大后变小"的趋势,压力型桩的单位面积摩阻力最大值约为拉力型的 3 倍,能更加充分发挥桩侧摩阻力.距离两桩最远处的 3、6 号土压力盒数值非常接近,两桩在土体内的应力场水平影响范围相近.
本文以 Mo2 BC粉为原料,纳米 TiC粉为添加相,采用快速热压烧结技术制备了 Mo2 BC-TiC 陶瓷复合材料.研究了添加质量分数 5%的纳米TiC对Mo2 BC-TiC复合材料的微观组织、力学性能和摩擦学性能的影响.结果表明:添加质量分数 5%的纳米 TiC可以显著改善 Mo2 BC陶瓷的烧结性能和微观组织,提高其力学性能.添加纳米 TiC后,复合材料的相对密度、维氏硬度、弯曲强度、压缩强度和断裂韧性可以分别达到 98.9%、18.1 GPa、480.5 MPa、2.9 GPa 和 4.1 MPa·m1/2.Mo2 BC-TiC 复合材料的断裂方式主要是穿晶断裂.Mo2 BC-TiC复合材料还表现出了良好的摩擦磨损性能,摩擦因数为 0.42,磨损率为 0.6×10-5 mm3/(N·m).
针对传统特征提取算法的局限性,提出基于深度神经网络DeepLab v2的人脸识别改进算法.首先,对图像中人脸进行定位,采用DeepLab v2改进网络提取人脸的面部特征,通过加入压缩激励(SE)模块细化多角度纹理特征.其次,采用局部二值模式(LBP)特征映射对目标图像进行补充特征提取,细化纹理结构并减少光照噪声的干扰,提升识别的鲁棒性.最后,进行特征信息融合,采用分类模块对融合特征识别并分类处理.结果表明:对比经典目标检测算法YOLOv1和传统DeepLab算法,改进算法识别出多角度的人脸局部特征,且在正常光照下改进算法的识别精确度分别提高了3.1％和5.9％,在强光照下改进算法的识别精确度分别提高了9.5％和13.6％.
针对蜉蝣算法搜索能力欠佳、容易陷入局部最优等不足,提出了一种混沌模拟蜉蝣算法.首先,对比选择了Logis-tic混沌序列生成初始化种群,使用模拟退火算法对蜉蝣算法的速度更新方式进行了优化.然后,基于7个测试函数对改进后的算法进行仿真对比实验,结果证明改进后算法的寻优性能和收敛速率明显提升.最后,对5位受试者的脑电信号进行了时频域和F-score特征提取,并使用改进后的算法优化支持向量机分类器.应用优化后的分类器对提取的信号数据进行了识别,与不同分类器的识别结果相比,改进蜉蝣算法优化后的分类器的平均识别率达88％以上.
为获得一种高性能且低成本的新型水系铝电池,本文提出并构建了一种直接铝-过硫酸钠微流体燃料电池.研究了阳极电解液浓度、阴阳极电解液总流速及其流速比、氧化剂浓度对该微流体燃料电池产电性能的影响.结果表明:当阳极电解液浓度为2.00 mol/L,阴阳极电解液总流速为200μL/min,阴阳极电解液流速比为1:1,过硫酸钠氧化剂浓度为1.5 mol/L时,该直接铝-过硫酸钠微流体燃料电池的产电性能达到最佳,其开路电压为2.56 V,功率密度和电流密度的最大值分别为275 mW/cm2和216 mA/cm2,铝阳极的最大比容量密度达到2760 mAh/g.
为研究弹性介质中含内部孔隙的石墨烯增强功能截锥壳的振动特性,根据孔隙的分布假定孔隙的体积组分,用混合率和Halpin-Tsai微观力学模型计算石墨烯增强材料的物性参数.基于Donnel经典薄壳理论和Hamilton变分原理建立了振动的控制方程并求解,讨论了孔隙、石墨烯和弹性介质对振动特性的影响.结果表明:与孔隙分布类型相比,孔隙系数对振动频率和动力响应的影响更大.在孔隙分布同为中间多、内侧和外侧少的情况下,石墨烯质量分数从0％提高到0.6％时,石墨烯为内外侧多、中间少分布的最大动挠度减小45.66％,而外侧少、中间多分布的最大动挠度减小36.83％.可见,为提高圆锥壳的有效刚度,石墨烯纳米片应该更多地布置在圆锥壳的内侧和外侧部位.
针对传统的测试方法难以对纤维沥青混合料长期抗裂性能评价的问题，将两种类型纤维（木质素纤维和玄武岩纤维）干法掺入SMA-13沥青混合料中，制备不同老化程度的纤维增强沥青混合料试件。通过半圆弯拉试验对纤维沥青混合料的抗裂性能进行测试，同时采用数字图像散斑技术分别计算实时裂纹扩展长度和平均裂纹扩展速率参数，评价纤维类型对沥青混合料抗裂性能的影响。通过扫描电子显微镜试验分析纤维在混合料中的强化机制。研究结果表明：不同老化程度下，玄武岩纤维沥青混合料的抗裂性能优于木质素纤维沥青混合料；玄武岩纤维加入混合料中可以显著减缓裂纹扩展速率，延长了试件断裂时间；玄武岩纤维在混合料中形成固定的三维网状结构，有助于混合料的强化。在未老化、短期老化和长期老化阶段，BFSMA-13的V值分别为LFSMA-13的V值的53.53%、48.35%和53.94%。同时，V值与FI指数的相关性较好，两者的线性相关系数R达到了0.9。
设 μΩ,α 为分数型Marcinkiewicz算子,[b,μΩ,α]是由μΩ,α 和有界平均振动(BMO)函数b(x)生成的交换子.利用Sharp极大函数估计以及空间分解理论,证明了 μΩ,α 和[b,μΩ,α]在加权Morrey空间上的有界性质.此外,考虑了 μΩ,α 在加权Morrey空间上的弱型估计.
对TC4钛合金进行温度800～1000℃、应变速率0.01～5 s-1条件下热拉伸试验.基于Normalized Cockcroft&Latham、Oyane和Rice&Tracey 3种损伤模型,引入了Zener-Hollomon参数,通过遗传算法识别临界损伤值,建立TC4钛合金高温损伤模型.将这3种高温损伤模型集成到Forge?软件中,分别对拉伸试验进行仿真计算,比较拉伸试样仿真与试验的断裂长度与断口形貌.结果表明:基于Normalized Cockcroft&Latham高温损伤模型的相关系数R值最大,为0.997.模拟与试验断裂长度具有良好的相关性,且模拟断口与试验断口的形状、颈缩程度吻合度最好,表明该高温损伤模型最适用于预测TC4钛合金的损伤行为.
为了探究含缩径缺陷的承台基桩竖向承载性能和桩周土体变形规律,以缩径位于桩体深部为例,对1根完整承台基桩和6根缩径承台基桩进行了室内透明土模型加载试验,得到了桩荷载-沉降曲线.通过数据处理,得到承台沉降4 mm(极限承载力)时的桩周土体位移场.研究了缩径轴向尺寸和径向尺寸对承载力和桩周土体变形的影响规律,给出了承载力的变化原因.研究结果表明:缩径会严重影响基桩承载力,当轴向尺寸为20 mm、径向尺寸为8 mm时,极限承载力损失可达17.59％.承台和缩径周围的土体产生了较大的变形,减少了桩与土之间的相对位移.随着缩径轴向尺寸和径向尺寸增大,土体变形增大.缩径周围和桩端之间的土体发生贯通现象,桩与土体产生了同步位移,且随着缩径尺寸越大,贯通现象越明显.承台和缩径周围的土体与桩之间的相对位移,以及缩径周围与桩端之间的土体产生的贯通现象导致桩的侧摩阻力降低,从而损失了桩的承载力.
对完整及裂隙砂岩样开展三轴压缩试验,结合扫描电镜、声发射定位、数值计算等表征手段,探明不同裂隙数量及围压条件下岩体力学性状及行为的演变规律,再现不同裂隙几何特征岩体破裂演化全过程,揭示细观角度下裂隙岩体破裂机理.结果表明:随围压的增大,裂隙岩体由脆性向延性转变,其强度增长速率逐渐减缓,2 MPa围压对岩体强度影响显著,完整岩样破坏形态由张拉向剪切转变,不同裂隙数量岩样均表现为剪切破坏;裂隙岩体变形破坏过程可分为裂纹萌生、裂纹稳定增长、峰前及峰后裂纹加速增长 4 个典型阶段;岩体裂纹扩展破坏形态由翼裂纹、次生共面裂纹和次生倾斜裂纹萌生及扩展 3 部分共同组成;预制裂隙上下端应力集中处裂纹首先萌生,翼裂纹沿拉应力释放区和压应力区边界扩展发育,剪切次生共面裂纹沿与裂隙倾角平行的方向汇合贯通,形成张拉-剪切复合型断裂面.
针对微焊点服役下的电迁移可靠性检测,设计制造了满足焊点在理想电迁移环境下的试验装置.结果表明:通过热分解法制备 Ni-GNSs增强相,得到的 Ni-GNSs 增强 Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu 钎焊接头能有效抑制电迁移现象的发生.在电加载条件下,随电流密度升高,Ni-GNSs 增强 Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu 接头阳极区界面金属间化合物(IMC)由起伏扇贝状转变为平坦厚大的板状,并出现了明显 Cu3Sn;阴极区界面 IMC 由锯齿状转变为薄条状,且有明显空洞裂纹.钎焊接头断裂位置从阴极界面 IMC/钎缝的过渡区向阴极界面IMC迁移,断裂方式由韧性断裂向脆性断裂转变,剪切强度明显下降.
针对干旱胁迫对玉米生长发育带来不利影响的问题,通过分根水培试验,研究充分供水处理(CK)、局部水分胁迫处理(CP)和水分胁迫后局部复水处理(SP)对玉米生长和内源化学信号的影响.结果表明:CP 在6～12 d时地上部干质量增长速率为 117.92%,显著大于 CK的 90.85%,SP 在 0～3 d 时的地上部干质量增长速率为 137.65%,显著大于CK的 104.15%;SP 的根系导水率与根系表面积(R2 分别为 0.832 和 0.825)、根系导水率与叶面积(R2 分别为 0.904 和 0.937)和地上部干质量与叶面积(R2 为 0.913)之间成显著正相关,CP各指标的相关性系数显著大于 SP;CP 和 SP 有利于叶片中脱落酸(ABA)的累积,抑制 CKs 和 NO3- 分泌,1 d时即可发生明显的反应,1～3 d时 SP 影响程度显著大于 CP,之后 CP 的影响程度显著大于 SP.CP 和 SP 均可起到强化补偿效应的目的,但 ABA、CKs和NO3- 三者共同作用导致了CP 补偿效应较SP 更持久.该研究结果揭示了玉米响应非均匀水分胁迫的补偿生长机制,将局部水分胁迫与农业应用有效结合,将是提高玉米生产和水分高效利用的关键策略.
径向基函数(RBF)神经网络广泛用于各类医学预测模型中,针对 RBF神经网络隐含层高斯径向基函数的参数确定困难,影响癌症预后模型的因素具有多样性和模糊性等问题.利用云模型优化 RBF 神经网络算法,通过高维云变换确定 RBF 隐含层神经元,优化 RBF 神经网络结构.用来自美国国家癌症研究所监测、流行病学和最终结果(SEER)数据库的 4 771 例食管鳞状细胞癌患者数据建模仿真与传统的仿真对比,证明该模型预测生存期的 C-index为 0.705,远高于肿瘤等级、列线图和 RBF神经网络(0.598、0.627 和 0.632),能更好更准确地对食管鳞状细胞癌患者进行预后预测.
无人机搭载机器臂作业能提高环境适应性,但机械臂的运动对飞行平台会产生强干扰,严重影响作业平台的稳定性.针对飞行机械臂的抗扰难题,采用欧拉-拉格朗日方法对系统进行整体建模,提出一种结合线性自抗扰控制(LADRC)和模糊控制的线性模糊自抗扰控制方法(Fuzzy-LADRC),该方法综合了模糊控制的自适应能力和 LADRC对非线性强耦合系统的抗干扰能力,对控制系统进行优化.通过 Matlab/Simscape平台搭建系统的物理仿真模型,并设计相关仿真实验对 Fuzzy-LADRC、LADRC、比例-积分-微分(PID)等 3 种控制器的性能进行了对较分析.结果表明:Fuzzy-LADRC在响应速度上比 LADRC 快 0.5 s,比 PID 快 1.5 s,在扰动下进行轨迹跟踪,Fuzzy-LADRC最大误差仅为 4 cm,而 LADRC 的最大误差为 10 cm,PID 的最大误差为 35 cm.综上,该控制方法可显著提高飞行机械臂的响应速度和抗干扰能力.
为了提高 Y形管无阀压电泵的流量,基于三叉树的结构特征提出了一种三叉四通管无阀压电泵.模拟分析了三叉四通管的速度流线图,对比了该流管与 Y 形管的阻力特性,制作了 2 种流管的泵样机,进行了流量和压力差试验.研究结果表明:流体在三叉四通管中正、反向流动时均没有产生明显的旋涡,三叉四通管无阀压电泵的效率比 Y形管无阀压电泵提高了 22.69%.在 220 V驱动电压下,三叉四通管无阀压电泵的最大流量为 7.41 g/min,比 Y形管无阀压电泵提升了 21.47%;三叉四通管无阀压电泵的最大压力差为 421 Pa,比Y形管无阀压电泵高出了 79.17%.
针对隧道掘进机洞内拆装设备多液压缸工作时的同步控制需求,提出了一种基于偏差耦合同步结构的模糊比例-积分-微分(PID)控制策略.首先,根据多液压缸同步举撑电液比例控制系统工作原理,建立了液压举撑系统数学模型,分析了多液压缸不同步问题产生的主要原因;其次,根据液压举撑系统的特点,设计了一种偏差耦合同步控制结构与模糊PID结合的控制策略;最后,通过AMESim和Matlab/Simulink联合仿真试验,对该控制策略的控制性能进行了验证.结果表明:在设备发生偏载的情况下,采用所设计的偏差耦合模糊PID控制策略时,液压缸之间的最大同步误差约为 1.5 mm,能满足 TBM 主机洞内拆装系统的同步控制要求.
采用快速热压烧结法制备了纯聚醚醚酮(PEEK)及石墨改性聚醚醚酮(GP/PEEK)复合材料.对比探究了纯PEEK和GP/PEEK复合材料的硬度、导热性能、摩擦学性能及抗摩擦静电性能等.结果表明:GP 的加入虽会降低 GP/PEEK复合材料的邵氏硬度,但显著提高了 GP/PEEK 复合材料的导热系数.同时,GP 的加入也会影响复合材料的摩擦学性能.GP/PEEK复合材料的摩擦因数均低于纯 PEEK 材料,当石墨质量分数为15%时,15%GP/PEEK 复合材料的减摩性较纯 PEEK 提高了 59.5%;但 GP/PEEK 复合材料的耐磨性较纯PEEK下降.GP/PEEK复合材料的磨损机制以粘着磨损和磨粒磨损为主.当石墨质量分数 15%时,15%GP/PEEK复合材料的摩擦静电现象几乎全部消失.
为研究欧李的成花习性、开花结果习性及孢粉学特征,以洛早 1 号、哈波 1 号和哈波 2 号为材料,观测了其结果枝特性、开花物候期、花器官、花粉形态等内容.结果表明:哈波 1 号的每节花芽数为 6.7 个,洛早 1 号4.4 个.哈波 2 号每花芽 1～4 朵花,70%以上为 2 朵花,其他两品系没有单花芽 4 朵花现象.洛早 1 号始花期最早,花期持续 15 d,哈波 1 号、哈波 2 号分别晚 7 d、9 d,花期均可持续 12 d.3 个新品系的自然授粉坐果率均比自花授粉坐果率高.洛早 1 号 98%左右的柱头高于或等高于花药,1.33%的柱头败育;哈波 1 号 70%以上的柱头等高于和低于花药;哈波 2 号柱头全部低于或等高于花药高度.花粉萌发孔均为三沟状,洛早 1 号和哈波 1 号的花粉为超长球形,哈波 2 号为长球形;洛早 1 号和哈波 2 号的花粉外壁纹饰均为条纹-穿孔形,哈波 1 号的为穿孔形.
