摘要：针对目前冲击矿压巷道锚杆支护存在变形量大、锚杆易破断的问题,在实验室对HRB400,HRB600和CRM600三种锚杆杆体材料进行了常规力学性能试验和冲击载荷下力学性能试验。试验结果表明,CRM600锚杆材料不仅能够满足常规巷道支护的要求,在冲击载荷作用下表现出优越的瞬时延伸性能和吸能能力。在瞬时冲击载荷作用下,CRM600锚杆材料总变形量为HRB600锚杆材料的7.9倍,为HRB400锚杆材料的1.5倍;冲击全过程总吸收能量为HRB600锚杆材料的4.2倍,为HRB400锚杆材料的2.1倍。CRM600锚杆在冲击矿压巷道支护井下工业性试验中克服了锚杆破断的问题,巷道变形得到有效控制。

摘要：设计了一套水冷铜阳极电弧力测试装置,测量了不同环境压力下等离子弧在穿透一定厚度工件后电弧压力的径向分布情况,研究了焊接电流、环境压力对于穿透电弧压力的影响规律.结果表明,等离子穿透电弧压力在电弧中心区域最大,沿着径向从中心至边缘迅速减小.在同一环境压力下,随着焊接电流的增加,等离子穿透电弧压力增大;当焊接电流相同时,在一定的压力范围内,随着环境压力的降低,等离子穿透电弧压力显著增大,且环境压力变化对于等离子穿透电弧压力的影响比焊接电流变化对其的影响更显著.

摘要：本文采用基于谱分析法的直接计算法对某船舶结构进行疲劳强度评估。基于三维势流理论与北大西洋海况对该船舶进行水动力分析,得到了满载巡航工况下的波浪压力分布和舱段端面的水平弯矩、垂直弯矩、横向扭矩。同时根据船舶具体结构形式和数值计算的可行性对船体结构进行适当简化,并选用合适类型的单元对船舶结构进行离散,从而得到了船舶三舱段有限元模型。将波浪压力、惯性力、端面弯矩等载荷施加到舱段有限元模型上,得到了典型热应力点的疲劳强度应力值,然后通过谱分析法估算出疲劳寿命。研究结果可为该船舶初步设计阶段的结构优化提供有益参考和借鉴。

摘要：随着工作频率和带宽的提高,无线电近感探测器的测距精确度、目标识别能力和抗干扰能力相应提高,因此开展了D波段主动近感探测器的研究。基于120 GHz收发芯片TRA_120_001,对D波段近感探测器进行方案设计。为提高探测距离,设计了半球型透镜天线并制作了样品。搭建了角反射器为目标的旋转扫描下落实验场景。实验中,近感探测器在设定目标方向给出了触发信号,实现了近感探测功能,并验证了测高触发的能力。

摘要：基于代理模型可靠性优化设计高度依赖于代理模型的精确性。在Kriging模型建模过程中,相关函数的选择往往影响Kriging模型精度。针对相关函数选择不确定情形下Kriging组合模型建模精度和稳健性偏低的难题,提出一种0-1规划模型筛选策略的Kriging组合建模方法。首先,依据期望提高自适应加点准则构建不同相关函数的Kriging模型作为候选模型;其次,通过0-1规划模型筛选策略对候选模型进行优化筛选以剔除预测性能不佳的候选模型;最后,加权平均筛选出的Kriging模型获取最佳Kriging组合模型。以复杂精密机械产品为研究载体验证了Kriging组合建模方法的有效性。研究结果表明,Kriging组合建模方法比单个Kriging模型的预测性能更加精确和稳健。

摘要：为了精确传承乡村道路空间形态特征,提高规划的科学性,将具有精细尺度解析特征的参数化技术引入到道路形态规划之中.构建道路空间形态解析与重构的技术模型,提出控制道路生成的参数集、参数值的提取算法和道路形态重构方法.同时,从功能与形态2个维度提出相似度评价指标和评价模型对重构前后道路空间形态进行评价,以此验证解析与重构方法的合理性与有效性,并利用2个典型村落进行实证.结果表明:参数化解析与重构方法能够获得与原始空间形态相似度较高的道路空间方案,对于村庄道路形态设计具有一定的参考和辅助作用.

摘要：为减少起重机械安全事故的发生,提出一种基于故障树-云模型的半门式起重机安全评估方法。首先,提取起重机系统中的节点要素,利用解释结构模型进行层次划分并构建解释结构模型(ISM)有向图,在此基础上建立起重机的故障树模型。其次,考虑专家评判的随机性,采用云模型对各位专家的评判结果进行处理并对各个事件进行权重赋值,经云模型在故障树中的合成确定起重机故障风险等级。最后,以25 t/10 m半门式起重机为例,验证了此方法的可行性和有效性。结果表明:该方法能充分考虑各方意见并保留评价过程中的随机性,结果更符合实际情况。

摘要：针对掘进设备远程控制中存在的设备决策能力低,掘进效率不高,安全隐患大等问题,提出了一种数字孪生驱动的掘进机器人决策控制方法。通过分析对比当前数字孪生技术在煤矿领域的研究情况,设计了数字孪生驱动的掘进机器人决策控制系统体系框架,包含物理空间、虚拟空间、孪生数据、规划层、控制层、执行层6个模块,以实现虚拟样机自主规划决策,远程控制物理样机同步运动的目的。首先,结合虚拟现实技术研究了非结构化环境下的局部避障策略,建立掘进机器人运动控制模型与传感观测模型,利用激光雷达将巷道中的障碍物在虚拟环境中进行重建,采用Ray-Col方法进行机器人与障碍物之间的碰撞检测,为机器人的路径规划决策奠定基础;其次,结合深度强化学习技术研究了基于虚拟智能体的全局路径规划方法,提出了基于改进PPO算法的Muti-PPO算法,通过奖惩机制建立掘进机器人虚拟智能体,并在Unity3D平台中进行训练,训练结果表明Muti-PPO算法相比于PPO算法、SAC算法,平均奖励值分别提升了13.82%与11.31%;标准差分别下降了17.85%与16.81%;最高奖励值分别提升0.14%与0.43%,其性能在3种算法中达到最优;最后,搭建决策控制平台,将虚拟空间中产生的决策指令发送至物理样机的末端执行器,通过物理样机传感器数据驱动虚拟样机同步变化。根据系统的规划决策、双向映射与远程控制功能,设计路径规划试验与虚实同动试验对其进行验证。路径规划试验结果表明,在3种不同复杂程度的工况下,虚拟智能体路径规划结果与目标点的误差在1.2 cm以内,且能够将控制信息传输至物理空间中,远程控制机器人运动;虚实同动试验结果表明,在掘进机器人运行过程中,虚拟样机与物理样机保持同步运动,两者在巷道中的位姿均保持一致。该方法实现了“数据驱动、双向映射、碰撞检测、自主决策、人机协作”的无人化决策控制新模式,为掘进设备的智能化提供了新的思路。

摘要：为设计一款仿生心脏功能较佳的心室泵,采用柔性、热致伸缩的热致形变弹性体代替心肌,根据螺旋心室心肌带理论,选择心肌带的左心室段,并选取了Hilbert平面填充曲线作为热致导体在热致形变弹性体中的走行方式,设计出与真实心脏类似的心室泵结构.通过试验测量了所设计的心室泵的射血分数与心率,结果显示该心室泵的搏出量高于自然心脏,而其心率远低于自然心脏.相对于机械泵,所设计的心室泵结构与真实心脏类似,具有收缩能力强,射血分数高的优点,且不易破坏血细胞,生物相容性较好.不足之处在于,热致动液晶弹性体变形响应慢,暂时还未能达到正常心脏的心率.论证了构建双稳态结构提高仿生心室泵效率的可能性,以及对于心肌纤维走向较为复杂的其他心肌带段,双轴拉伸机械雕刻对其仿生的可能性.此研究可为容积心脏泵的研发提供新的思路,也可以对右心衰竭等心脏疾病起到辅助治疗的作用.

摘要：聚糖菌的富集会与硫循环耦合反硝化除磷系统(denitrifying sulfur conversion-associated enhanced biological phosphorous removal,DS-EBPR)内功能种群微生物——硫细菌发生竞争,从而导致除磷效果波动。因此,首先对母反应器中微生物进行了长期驯化,然后通过向批次实验小反应器中投加单质硫,研究单质硫短期冲击对含硫废水中硫细菌与聚糖菌竞争关系的影响。结果表明,经过长期驯化,在母反应器中发现了硫细菌与聚糖菌共存的现象;而短期冲击实验结果表明,在单个周期反应过程中,虽然单质硫的投加对微生物内源物质(聚羟基脂肪酸酯、糖原)转化量、氮磷去除效果影响不大,但其可以提高硫细菌的活性,增加硫转化量,使得硫细菌在与聚糖菌的竞争中取得优势地位。