摘要：为了分析水射流构造自由面情况下的滚刀切割破岩特性,本文采用有限元模拟分析方法,建立自由面工况下滚刀破岩模型,模拟不同切宽下滚刀切割岩石动态过程,得到水射流构造自由面工况下滚刀破岩载荷、破岩状态等变化规律,并利用线性切割实验进行验证。研究结果表明:水射流构造自由面后滚刀切割过程中,岩石会产生表面和内部拉伸裂纹,且当切宽小于临界值50 mm时,滚刀临近自由面侧的拉伸裂纹可以延伸到自由面,促进岩石破碎;水射流构造自由面情况下的滚刀破岩垂直载荷最大,侧向载荷最小,且合适的切宽可以显著改善滚刀受载;当滚刀能有效利用水射流构造的自由面破岩时,其破岩比能耗远低于无自由面效应下的滚刀破岩比能耗,前者仅约为后者的30%,破岩效率得到显著提高。研究结果可为水射流辅助滚刀破岩参数设计提供依据。

摘要：随着国产器件在各领域的大力推广及应用,针对高帧频、强实时性光电系统空中红外目标捕获引导问题,介绍了一种基于国产异构FPGA的空中红外目标检测跟踪系统架构及其实现方法。基于AXI4总线协议,采用模块化设计及软硬件协同处理方法,构建系统架构和视频流水线;并行流水处理实现中值滤波,通过加权二维空间滤波流水处理实现基于背景抑制的快速空中目标检测,与中值滤波一起部署于FPGA逻辑资源(PL);检测结果实时传输到部署于FPGA处理器端(PS)的空中目标跟踪模块,完成目标跟踪,PS完成系统所有功能模块的控制;跟据各功能模块串/并行实现方式,统筹部署完成整个异构系统设计。实验结果表明,该系统能够实现1 280×1 024@100 Hz红外视频空中目标的实时检测及稳定跟踪,系统资源占用率小于25%,时延小于2帧,可满足高帧频、强实时性光电系统要求。该系统的实现是国产自主可控异构FPGA核心芯片工程应用的一次重要探索。

摘要：激光发生器耦合安装到全断面岩石隧道掘进机(TBM)刀盘上,利用高能量激光辅助TBM掘进作业,理论上有望达到新型热-机械高效破岩之目的。针对激光辅助滚刀破岩,基于小孔应力集中理论的弹性应力状态计算方法,在空腔膨胀模型基础上,建立了一种考虑密实核衍生效应的激光预钻孔条件下滚刀侵岩理论模型,并对模型进行理论分析;随后开展双侧围压下的激光辅助缩尺比例滚刀侵岩试验,对理论模型进行试验验证。研究结果表明,刃宽及孔距均对侵岩垂直力有一定影响,且孔距较小时理论模型不再适用;经对比分析后,在理论模型与试验所得结果中,随着孔距的改变侵岩垂直力有着相同的变化趋势,侵岩垂直力大小较为符合,激光预钻孔条件下滚刀侵岩理论模型具有一定准确性。

摘要：为解决装有锂离子电池正极材料的匣钵在辊道窑烧结过程中易出现异常横向运动使匣钵破损的问题,本研究通过分析匣钵异常运动特性的影响因素对其进行优化。首先,利用Solidworks软件建立辊道-匣钵传动系统简化模型,对匣钵进行受力分析,推导出匣钵发生异常横向运动的原因是辊棒的弹性变形;其次,通过Abaqus软件进行有限元仿真,对比分析热力耦合场和重力场下匣钵的位移曲线以及辊棒的受力情况。结果表明,与重力场相比,热力耦合场的辊棒弹性变形量更大,且热力耦合场匣钵横向位移在0~1 s内相对重力场增大,而在1~5 s内相对重力场减小,说明在温度和重力共同作用下所引起的辊棒弹性变形是导致匣钵异常横向运动的主要原因。在此基础上,设计了一种匣钵传动机构,包括辊棒支撑机构、匣钵夹紧装置及匣钵挡齐装置,并通过对比生产验证了改进机构的可行性。本研究对在辊道窑烧结过程中匣钵异常横向运动的影响因素进行分析并提供了一种改进机构,有助于推进锂离子电池正极材料生产设备的发展。

摘要：为深入挖掘录波波形在配电终端健康状态评估中的作用,提出了一种基于层次聚类与层次分析相结合的配电终端健康状态评估方法。通过动态时间规整(Dynamic Time Warping,DTW)算法计算源信号波形与终端录波波形的距离。将各指标对终端采样的影响两两比较,构建比较矩阵,进行层次分析,计算各指标权重。将权重与各指标下的聚类结果相结合,提出适用于终端采样波形全局对比的评估体系。通过计算源信号波形与终端采样波形之间的相似度,与评估体系比较判定终端的健康状态,实验证明该方法能为配电终端的健康状态评估提供数据支撑。

摘要：针对异构无人集群协同打击对测试和毁伤评估的挑战,开展空地协同无人集群毁伤威力测试与评估技术研究,依据试验设计构建了空地协同无人集群打击任务场景,考虑综合定位与无线传输、多元毁伤测试方法,涉及弹丸打击目标精度,冲击波、破片有效作用距离、量值及分布规律,侵彻轻质装甲能力及对目标整体毁伤效果等,确定了考虑冲击波压力、破片分布、侵彻弹洞的毁伤威力分析评估方法。提出的无人集群毁伤威力快速评估方法可为无人智能装备协同设计检验评估和演练应用提供支撑。

摘要：针对传统滑模控制在悬臂式掘进机轨迹跟踪中存在全局收敛速度慢、抖振显著等不足,提出了一种基于新型趋近律的改进滑模控制方法。通过在传统指数趋近律基础上引入掘进机机身的横向偏差、航向角偏差以及幂次趋近项,实现了掘进机轨迹偏差的快速收敛以及抖振的削弱;同时,采用边界层法进一步抑制抖振,解决了趋近律中符号函数乘积项易引起抖振的问题。分析了新型趋近律的存在性、可达性以及稳定性,并推导了干扰稳态误差的区间。考虑掘进机的不确定扰动,对传统滑模控制与改进滑模控制方法进行了仿真对比。结果表明,改进滑模控制的控制精度、收敛速度及抗干扰能力均优于传统滑模控制。最后,通过搭建实验平台测试了掘进机轨迹跟踪控制系统的性能,验证了改进滑模控制方法的可行性和有效性。研究结果可为煤矿井下恶劣环境中采掘装备的智能控制提供重要参考。

摘要：目的探讨采用输尿管软镜靶盏预处理技术行一期输尿管软镜联合经皮肾镜钬激光碎石治疗完全型鹿角形结石的安全性和有效性。方法回顾性分析2019年10月~2021年9月采用输尿管软镜联合经皮肾镜手术治疗21例完全型鹿角形结石的临床资料,结石位于左侧8例,右侧12例,双侧结石一期处理右肾结石1例。结石密度(1101±185)HU。手术采用双人双镜操作,全身麻醉,斜仰卧截石位,结合术前影像学检查设计肾穿刺靶盏,输尿管软镜将靶盏内结石击碎,暴露乳头穹隆位置,经皮对靶盏穹隆精准穿刺扩张,直视下建立F_(18)或F_(20)经皮肾通道,双镜联合完成手术。结果本组21例手术均一期顺利完成,手术时间85~158(121.8±21.2)min,术后血红蛋白降低值(9.38±4.36)g/L,术后住院时间3~7(4.4±1.4)d,一期结石清除率85.7%(18/21)。并发症6例,包括术中出血需输血1例,发热3例,胸腔积液1例,术后术区疼痛需要镇痛治疗1例。结论对于完全型鹿角形结石,利用输尿管软镜将靶盏结石预处理后再穿刺建立经皮肾工作通道,手术成功率及一期结石清除率高,经皮肾通道数量少,提高手术安全性。

摘要：振动能量收集技术有望解决无线传感节点自供电的难题。通过引入非线性磁力,本文设计了一种磁力耦合阵列式压电俘能器(MA-PEH)。基于磁偶极子法建立非线性磁力模型,利用有限元方法获取组合梁的恢复力模型,根据牛顿第二定律及基尔霍夫定律建立系统的动力学模型。仿真分析了激励幅值、激励频率对动力学响应的影响规律,并进行实验验证。研究结果表明:在非线性磁力作用下,系统在谐振频率附近出现混沌和阱间周期运动,这将有利于拓宽俘能器的工作频带;随着激励频率改变,各组合梁始终保持相同的运动状态,当系统处于阱间周期运动状态时,只存在一种类型的组合梁处于高能输出状态。当激励频率分别处于两个组合梁的谐振频率附近时,增大激励幅值,将导致一种类型的组合梁输出被提升,而另一种类型的组合梁输出被抑制。

摘要：梳理了材料力学一流课程建设现状,分析了材料力学一流课程建设过程中存在的困境。基于一流课程建设要求,提出了精简教学内容、开展线上线下混合式教学、丰富教学模式、增设虚拟仿真实验和实践环节、引入课程思政和科研拓展等教学改革手段,为材料力学一流课程建设提供参考。