• 西部浅埋大煤田安全绿色开采岩层控制进展与展望

    黄庆享;

    <正>中国煤炭产量为世界之首,是世界第一煤炭开采大国。神府东胜煤田是世界七大煤田之一,煤层埋藏浅,煤层多,为近距离煤层。实践表明,浅埋煤层工作面矿压显现剧烈,开采对生态环境影响显著,成为煤炭开采面临的重大课题。

    2021年03期 v.41;No.179 382页 [查看摘要][在线阅读][下载 907K]
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  • 煤层群重复采动卸压瓦斯储运区演化规律实验研究

    林海飞;李磊明;李树刚;孔祥国;刘思博;丁洋;

    为进一步研究煤层群重复采动卸压瓦斯储运区动态演化规律,以贵州某矿16~#、18~#煤层开采工作面为背景,通过物理相似模拟实验,研究了煤层群重复采动后上覆岩层裂隙分布特征,明确了卸压瓦斯储运区演化规律,提出了相应的判别方法,并进行了工程应用。结果表明,实验矿井上层煤开采后,覆岩垮落带高度11 m、裂隙带高度53 m。工作面附近覆岩关键层形成的砌体梁结构与其下方岩层之间的离层裂隙成为卸压瓦斯储集的空间。当下层煤开采后,受重复采动的影响,垮落带和裂隙带高度分别为13和83 m。上下煤层之间存在关键层,在其下部仍会形成瓦斯储集空间,采动裂隙贯通后下煤层卸压瓦斯易沿着裂隙区通道向上运移至煤层间隔层关键层下的储集空间,再顺着上煤层冒落带内裂隙通道继续向上。此时,上煤层采动形成的瓦斯储集空间也将充满瓦斯成为抽采的重点区域。基于此,提出采动卸压瓦斯储集空间判别方法,并在贵州某矿进行了抽采验证,抽采效果良好,保证了工作面的安全生产。

    2021年03期 v.41;No.179 385-393页 [查看摘要][在线阅读][下载 1148K]
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  • 离子液体[BMIM][BF_4]浸泡时间对煤微观活性结构的影响

    肖旸;徐凡;张浩;刘昆华;

    为探究经离子液体浸泡后煤样表面微观结构的变化,用离子液体[BMIM][BF_4]将长焰煤煤样浸泡2,30,90和180 d,分别采用Quanta 450场发射扫描电子显微镜,X射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱仪对煤样的外部形貌、微晶结构以及官能团变化进行了分析。实验发现:随着离子液体浸泡时间的增加煤的外部形貌变的更粗糙,对煤表面结构破坏程度更大;经离子液体浸泡煤样的脂肪烃和含氧官能团的峰面积比原煤样小。其中,浸泡180 d的煤样煤化度最高,煤分子表面缩合度更高,结构更紧密,煤微晶结构中脂肪族侧链溶解最多,煤表面分子结构中的含氧官能团变化最明显。离子液体[BMIM][BF_4]对煤样表面微观结构的破坏随着浸泡时间的增加越来越大,煤化度越来越高,[BMIM][BF_4]浸泡180 d对煤样表面微观结构影响最大。

    2021年03期 v.41;No.179 394-401页 [查看摘要][在线阅读][下载 601K]
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  • 矿工不安全状态评价指标体系的构建与分析

    田水承;孙璐瑶;唐艺璇;胥静;陈小绳;

    矿工的状态影响其作业的安全性,为有效评价矿工的状态是否处于安全状态,需要建立科学全面的评价指标体系。利用文献分析法从个体特征、生理、心理和能力水平4个维度构建了包括17项二级指标的矿工不安全状态评价指标体系,运用层次分析法(AHP)和熵权法确定各指标的综合权重,并利用该指标体系对某矿工进行评价。结果表明:一级指标权重排序为:生理因素(45.614%)>心理因素(22.768%)>能力水平(17.682%)>个体特征(13.936%),17个二级指标中,体力疲劳、风险感知能力、身体健康状况、安全认知、情绪指标的权重系数较大,对某矿工状态评价结果为中等水平,存在疲劳、负性情绪和不安全心理等状态,与实际情况相符,表明该指标体系能够科学有效地评价矿工的状态,煤矿企业应为状态处于中等水平以下的矿工提供及时的干预措施,防止其发生不安全行为。

    2021年03期 v.41;No.179 402-409页 [查看摘要][在线阅读][下载 186K]
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  • 低透气性煤层水射流瓦斯增透关键技术研究

    张小军;

    低透气性煤层瓦斯抽采问题一直是中国煤炭企业在安全生产中的一个重要课题。基于流体连续介质理论,联立连续性方程、Euler方程、能量方程及张量总和表达式建立水射流冲击煤体的控制方程,给出射流压力与射流流速及流量的关系式,确定射流压力与射流流速及流量之间呈正相关趋势。通过ANSYS/LS-DYNA模拟研究水射流压力与切割半径间的关系,结果表明射流压力越大,切割深度越远,但切割压力越大,伴随而来的峰值应力不稳定现象越剧烈;冲击水压为60 MPa时,冲击深度趋于平缓峰值,冲击效率较高。采用实验室实验方法确定水射流喷口半径,初步检验水射流对低渗透煤体的切割效果良好。工业性试验结果表明水射流增加了煤体贯通裂隙,扩大了瓦斯的渗出范围,瓦斯抽采效率明显提升。

    2021年03期 v.41;No.179 410-416页 [查看摘要][在线阅读][下载 871K]
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  • 加热面尺寸对饱和池沸腾换热性能的影响

    张欢;王雪丽;杜研;姬长发;刘浪;

    为揭示加热面尺寸对饱和池沸腾换热性能的影响,对8种不同尺寸光滑硅片表面在FC-72中的池沸腾换热性能进行了实验研究,通过高速相机观察了不同热流密度下各尺寸硅片表面的气泡动力学行为,分析了加热面尺寸对汽泡成核、脱离特性和换热系数的影响。结果表明,自然对流区内,相同热流密度条件下加热面尺寸越大,硅片对液体的热对流扰动越小,壁温越高且换热系数越小;随热流密度增大,换热面周边最先产生汽泡,大尺寸换热面与绝热胶的接触周长更大,产生的缺陷和凹坑能捕捉更多气体,因此率先进入核态沸腾。核态沸腾区内,小尺寸加热面汽泡脱离直径小、脱离频率高,换热性能好。高热流密度范围内,大尺寸表面的汽泡脱离直径和脱离频率随热流密度增大而迅速增大,表面换热增强。临界沸腾点时,换热系数随加热面尺寸的增加呈先增大再减小最后缓慢增大的变化趋势。

    2021年03期 v.41;No.179 417-424页 [查看摘要][在线阅读][下载 776K]
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  • 新型无机缓凝封孔浆液注浆扩散形态研究

    赵刚;程健维;龚选平;尉瑞;王珏;

    为解决已有瓦斯钻孔封堵技术中固态封堵材料无法封堵次生裂隙、导致瓦斯抽采后期抽采效果急剧下降的难题,提出了一种操作简单、成本低廉、提高钻孔密封效果的瓦斯抽采钻孔密封方法,即通过注浆泵带压注浆的方法将新型无机缓凝封孔材料注入2段膨胀封堵材料形成的密闭空间内对煤岩裂隙进行封堵。文中采用FLUENT数值模拟软件首先研究了煤矿井下工作面顺层钻孔封孔段在不同注浆压力和水灰比条件下的浆液扩散形态和钻孔封孔段周围浆液压力变化情况,然后对不同注浆时刻各种注浆压力条件下钻孔周边煤体内浆液压力的分布情况进行了分析,得到了注浆时间与浆液有效扩散距离的关系,为现场注浆工艺参数的确定提供指导。最后在河南能源城郊煤矿进行了现场应用,在为期2个月瓦斯抽采的观测期内,使用新型无机缓凝封孔材料进行封孔作业的抽采钻孔瓦斯浓度始终大于30%,瓦斯抽采纯量变化很小,始终维持在0.12 m~3/min之上,瓦斯抽采效果提升明显。新的封孔材料为瓦斯封孔提供了新思路,对提高钻孔抽采效率、提高资源利用率、杜绝瓦斯事故具有一定的意义。

    2021年03期 v.41;No.179 425-433页 [查看摘要][在线阅读][下载 639K]
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  • 煤矿企业融资风险险兆事件预警与应对策略

    李红霞;毕国器;

    为帮助煤矿企业针对各类融资风险险兆事件高效制定风险预警对策,在对煤矿企业的融资风险险兆的表现形式进行梳理与识别的基础上,以煤矿企业的财务、经营信息数据为基础,通过对相关企业财务、经营指标的综合分析和预测,分别针对煤矿企业非融资活动险兆事件与融资活动险兆事件提出了相应的应对策略,并运用实证分析法,使用Z-Score预警模型对热点问题进行了验证。通过实证分析得出结论,Z-Score模型是行之有效的融资风险预警工具,能够为煤矿企业管理者提供融资决策依据,进而有效降低融资风险与损失。研究发现,真正出现融资风险的企业,在损失发生前往往已同时触发多种类型的险兆事件。

    2021年03期 v.41;No.179 434-441页 [查看摘要][在线阅读][下载 205K]
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  • 建筑工人安全信息认知影响因素研究

    成连华;贺晨;郝杰;郭慧敏;

    为科学预防并控制由于建筑工人安全信息认知失效引起的建筑安全事故,在文献研究的基础上,结合建筑工人SIC过程,采用扎根理论质性研究方法,深入分析近3年中国建筑施工较大事故案例,通过开放式编码、主轴编码、选择性编码和理论饱和度检验提取影响建筑工人SIC的因素,包括SIC主体、SIC环境、SIC客体3个核心范畴和16个主范畴。应用问卷调查和结构方程模型建模方法,构建建筑工人SIC二阶验证性因子分析模型,对影响因素进行分析。结果表明:SIC主体、SIC环境和SIC客体对建筑工人SIC过程具有重要影响,SIC主体对建筑工人SIC影响最大,SIC客体次之,安全知识经验对SIC主体影响程度最大。在此基础上,分别从强化安全信息主体认知能力、完善安全信息系统和畅通安全信道3个方面提出了建筑工人SIC失效防范措施。

    2021年03期 v.41;No.179 442-448页 [查看摘要][在线阅读][下载 209K]
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  • 成庄煤矿4311综放工作面矿压显现规律及覆岩垮落特征

    杨昌永;张沛;杜君武;郝春生;

    掌握综放工作面来压和覆岩运移规律对综放工作面安全高效开采具有重要意义。以成庄煤矿4311综放工作面为工程背景,通过物理模拟对工作面覆岩垮落特征、矿压显现规律、支架载荷分布规律和覆岩"三带"发育特征进行了研究。结果表明:4311工作面初次来压步距58.5 m,周期来压步距11.5~27 m,平均18 m。工作面覆岩垮落呈现明显的"三带"分布规律,垮落带高度最大48 m,裂隙带高度最大169 m,煤层顶板169 m以上为弯曲下沉带。工作面推进222 m后达到充分采动,最大裂采比26.20,工作面顶板来压时,支架载荷一般大于3 500 kN/架,最大为4 115 kN/架,给出了合理的支架选型工作阻力为4 372~4 938 kN,4311综放工作面开采过程中没有出现压架现象。

    2021年03期 v.41;No.179 449-456页 [查看摘要][在线阅读][下载 544K]
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  • 突发事件下羊群行为对疏散效率的影响研究

    唐艺璇;常波峰;孙璐瑶;王启睿;田水承;

    事故发生后的人员紧急疏散情境下,羊群行为会造成疏散过程的人员拥堵,进而延长疏散时间,影响疏散效率。为探究突发事件下羊群行为对疏散效率的影响,文中以某办公楼作为疏散场景,基于Pathfinder软件构建仿真模型,通过模拟不同程度的羊群行为,探究疏散时间的变化规律。仿真结果表明,少量羊群行为平衡了疏散通道的人员流量,部分通道的利用率显著提高,人员疏散时间减少,疏散效率提高,对人员疏散具有促进作用;当羊群行为的比例提高至40%时,疏散时间有所增加,疏散效率下降;当羊群行为的比例提高至60%时,疏散时间大幅提高,阻碍人员疏散的作用十分显著。研究发现,疏散过程中的羊群行为带来的负面影响远高于其带来的正面促进作用。为缓解人员拥堵问题,可通过设置适当的障碍物提高疏散效率,为突发事件下的应急疏散研究作为参考。

    2021年03期 v.41;No.179 457-463页 [查看摘要][在线阅读][下载 469K]
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  • 榆神府矿区不同导水裂隙发育对地表土壤性质的影响

    聂文杰;赵晓光;杜华栋;曹祎晨;宋世杰;田德;

    井工开采形成的冒落带和裂隙带触及或破坏煤系上覆重要含水层时形成导水裂隙,目前少有研究将导水裂隙发育程度与地表生态环境响应进行耦合。为阐明导水裂隙发育对地表土壤环境的影响,首先通过分析不同导水裂隙发育程度下地表土壤物理、养分和生物因子变化特征,再应用主成分分析法对不同裂隙发育程度下土壤因子进行分类排序与评价。结果表明:榆神府矿区地表裂隙发育后土壤质量均有下降趋势,其中导水裂隙发育区地表损害后,土壤pH、粉粒、过氧化氢酶和真菌含量增加,土壤容重、有效养分、其他酶类活性和菌类数量均下降,该区土壤质量显著降低;而导水裂隙不发育区(有导水裂隙发育但程度轻微)土壤各因子质量虽有一定程度下降但不显著,土壤质量变化幅度较小;土壤颗粒组成、酶活性和微生物数量是影响研究区土壤质量的主要因子。结果表明不同导水裂隙发育程度区土壤质量损害程度不同,在矿区土壤修复过程中可依据不同导水裂隙发育程度制定相应经济、有效的恢复治理规划。

    2021年03期 v.41;No.179 464-473页 [查看摘要][在线阅读][下载 434K]
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  • 黏滑错动下地铁隧道结构破坏特征及设防措施

    姜久纯;

    在活断层发育城市的地铁建设过程中,由于线路走向原因,有时不得不穿越活动断层。但目前对于地铁隧道穿越活动断层的设防措施研究较少,尚无成熟的工程经验。文中以新疆乌鲁木齐地铁穿越西山断层工程建设为依托,采用三维数值模拟和室内试验相结合的方法,研究了黏滑错动下地铁隧道结构力学响应及破坏过程,揭示了隧道围岩和衬砌结构的破坏形态与塑性区分布规律。结合工程设计,提出采用隧道衬砌分段和扩大断面尺寸等工程应对措施,可极大减小黏滑错动下的地铁破坏范围和程度,降低工程损失,也能为破坏后的地铁隧道结构修复提供便利条件。研究结论可为穿越活断层的城市地铁隧道结构设防设计提供有益参考。

    2021年03期 v.41;No.179 474-480页 [查看摘要][在线阅读][下载 529K]
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  • 高铁弱胀缩性隧道底鼓病害及仰拱结构分析

    宋锋;

    高速铁路隧道穿越红粘土等弱膨胀地层,隧道仰拱底鼓病害是常见问题之一。为探索弱胀缩性土隧道仰拱底鼓病害形成原因及合理仰拱结构形式,以某弱胀缩性地层高铁隧道为依托工程,通过数值模拟正交试验,确定了弱胀缩性土隧道仰拱底鼓病害的敏感性因素;将仰拱结构单元简化为三铰拱模型,将其所受胀缩力简化为沿隧道结构的均布荷载,考虑膨胀力作用,建立仰拱-围岩的受力模型,确定胀缩性黏土地层中隧道仰拱的最优拱轴线线型;在此基础上,通过改变仰拱结构的矢跨比来对仰拱结构进行优化,得到了穿越红粘土等弱膨胀地层高铁隧道仰拱最优矢跨比。研究结果表明:隧道仰拱结构变形最受围岩等级及胀缩性控制,其次为衬砌厚度,最后为仰拱曲率半径、混凝土强度、隧道洞径;增大仰拱厚度可有效控制仰拱底鼓变形,但对隧道拱顶沉降的抑制效果欠佳;胀缩性黏土地层中隧道仰拱的最优拱轴线应为圆弧线;在合理拱轴线的条件下,仰拱结构所受最大轴力与其矢跨比呈反比,且矢跨比越大,仰拱与过渡圆弧接茬处所受轴力越大,对拱脚产生的影响越显著。研究成果为特殊土地层高铁隧道底鼓病害的致灾机理及控制技术提供参考。

    2021年03期 v.41;No.179 481-489页 [查看摘要][在线阅读][下载 601K]
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  • 多尺度空洞卷积金字塔网络建筑物提取

    张春森;刘恒恒;葛英伟;史书;张觅;

    为改善现有深度学习方法获取图像特征尺度单一、提取精度较低等问题,提出多尺度空洞卷积金字塔网络建筑物提取方法。多尺度空洞卷积金字塔网络以U-Net为基础模型,编码-解码阶段采用空洞卷积替换普通卷积扩大感受野,使得每个卷积层输出包含比普通卷积更大范围的特征信息,以利于获取遥感影像中建筑物特征的全局信息,金字塔池化模块结合U-Net跳跃连接结构整合多尺度的特征,以获取高分辨率全局整体信息及低分辨率局部细节信息。在WHU数据集上进行提取实验,交并比达到了91.876%,相比其他语义分割网络交并比提升4.547%~10.826%,在Inria数据集上进行泛化实验,泛化精度高于其他网络。结果表明所提出的空洞卷积金字塔网络提取精度高,泛化能力强,且在不同尺度建筑物提取上具有良好的适应性。

    2021年03期 v.41;No.179 490-497+574页 [查看摘要][在线阅读][下载 1372K]
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  • 一种超介质液体浓度传感器的设计

    张威虎;李晓;田丰;何嘉豪;赵盼;黄晓俊;

    为了解决传统传感器存在的尺寸过大,灵敏度受限的问题,利用超介质的非常规特性,设计了一种基于六边形互补开环谐振器(CSRR)的二元混合物浓度传感器,提出一种将微流体管嵌入该传感器中心的方式来检测少量样本。将3种二元混合物:甲醇-水、乙醇-水和甲醇-乙醇,分别以20%的步长配置出6种不同浓度和具有不同介电常数的溶液。通过分析仿真数据中谐振频点或谐振点深度与混合物浓度的关系,得出在工作频率为2~3 GHz时,设计的传感器对介电常数相差较大的甲醇-水、乙醇-水的灵敏度分别高达19.7 MHz/10%浓度、26.1 MHz/10%浓度。更值一提的是对介电常数非常接近的甲醇-乙醇的灵敏度也能高达7.5 MHz/10%浓度,并通过实验对仿真结果进行验证。此外,仿真并分析了不同的环个数和环形状(三角形、四边形、五边形、六边形和圆形)对S参数的影响,得出六边形为最优结构,并利用等效电路对传感原理和设计结构进行了理论分析。结果表明:所设计的传感器在最优结构条件下,具有高灵敏度、尺寸紧凑、非接触式传感、选择性高的特点,在多功能传感器应用领域具有巨大潜力。

    2021年03期 v.41;No.179 498-505页 [查看摘要][在线阅读][下载 677K]
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  • 多项式函数拟合实现汉语声调的语音合成

    李建文;王咿卜;

    汉语语音的声调是个人语气与情感状态最直接的表达,是体现汉语语言状态最重要的特征之一。为了使得语音合成的逼真度得到有效的提高,讲话者的话语更加具有区分度,通过加入声调参数特征实现语音语调变换,以期成为情感识别和语音识别的准确度最有力的助推剂,弥补语音合成结果在情感特征以及语音演唱方面的不足。分别对汉语阴平、阳平、上声、去声采用基频提取的方式进行声调的分析、研究,将得到的基频曲线采用多项式函数拟合的方法对汉语4种声调进行重新构建,从数学角度对汉语声调进行分析、重构,采用三角函数曲线模拟随时间变化的语音基频曲线,根据共振峰频率将曲线进行叠加,达到了95.91%的满意的识别结果。结果表明:采用多项式函数拟合方法实现汉语4种声调的语音合成,更好地还原了语音的数学本质,使得抽象化的语音表现得更直观可控。

    2021年03期 v.41;No.179 506-515页 [查看摘要][在线阅读][下载 623K]
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  • 基于2D-VMD和双边滤波的医学超声图像去噪算法

    薛双青;贺东东;

    为了解决几种常用的方法在医学超声波图像处理方面存在的细节信息保留欠佳和去噪效果不明显的2个缺陷,提出了一种将二维变分模态分解和双边滤波相结合的超声图像去噪的新方法。该方法主要是先通过二维变分模态分解将图像分解成一系列不同中心频率的模态分量,然后利用峰值信噪比和归一化均方误差作为筛选有效模态分量的指标系数,并对有效模态分量再进行双边滤波处理,最后重构处理后的有效模态分量,从而去除图像噪声。结果表明:由该方法得到的峰值信噪比最大且高出其它的去噪方法大约0.2~1.4;均方根误差最小且低于其它的去噪方法大约0.3~1.7。由此说明,该方法在去除图像中的噪声和保护细节信息这2个方面都优于其它常用的方法,随着噪声强度增强,该算法去噪效果更加明显。

    2021年03期 v.41;No.179 516-523页 [查看摘要][在线阅读][下载 609K]
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  • 基于广义帕累托分布的中纬度地区地磁场极值预测

    周宁馨;刘青;查虹丽;马龙雄;

    极端地磁活动会对电力系统的正常运行造成影响,研究地磁场量的极值水平可以为量化电网中的GIC受地磁暴影响程度提供理论支撑。选取兰州地磁台的观测数据为典型算例,利用基于广义帕累托分布(GPD)的超阈值模型(POT)对磁暴期间地磁场的水平分量及其分钟变化率进行拟合,并结合概率图(P-P图)和分位数图(Q-Q图)分析模型检验结果。利用轮廓似然估计方法得到50 a, 100 a和200 a一遇的地磁场水平分量及其分钟变化率的重现水平,并对重现水平及其95%置信区间随着重现期增长的变化趋势进行讨论。通过对中纬度地区的5个地磁台重现值结果的综合分析,给出了100 a一遇的磁暴期间地磁场分钟变化率约为200~500 nT/min, 200 a一遇的磁暴期间地磁场分钟变化率约为200~800 nT/min水平。模型估计的结果表明POT模型适用于地磁场量的极值分析,且地磁场变化率的重现水平随着重现期增加呈非线性增大趋势,给出的中纬度地区地磁场变化率极值范围,可为计算电网中地磁感应电流和分析磁暴灾害提供理论支撑。

    2021年03期 v.41;No.179 524-530页 [查看摘要][在线阅读][下载 443K]
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  • 直刃刀具加工的面齿轮承载接触特性

    彭先龙;徐琪超;乔心州;

    直刃刀具加工的面齿轮近似齿面不同于传统插齿法定义的理论齿面,为揭示其承载接触特性,基于齿面接触分析(tooth contact analysis, TCA)完成承载接触分析(load tooth contact analysis, LTCA)。计入安装误差及边缘接触的影响,以TCA啮合转角为依据,将齿面坐标变换到TCA固定坐标系中,编写有限元节点坐标、单元编号和设置前处理条件以生成LTCA有限元inp文件,批处理导入ABAQUS求解承载接触问题。定量分析预设接触路径、安装误差对齿面接触应力、齿根弯曲应力、承载传动误差等承载接触特性的影响,对比分析近似齿面与理论齿面承载接触特性的差异。结果表明:面齿轮近似齿面接触强度有所降低,按齿面对角线预设接触路径,可使近似齿面齿根弯曲强度高于理论齿面的弯曲强度。

    2021年03期 v.41;No.179 531-539页 [查看摘要][在线阅读][下载 887K]
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  • 双足机器人节能步态规划算法

    卢志强;侯媛彬;孟芸;周福娜;

    为提高双足机器人的步行性能,提出基于五质心倒立摆模型的节能步态规划算法。算法包括步态参数优化算法和步态合成算法。步态参数优化算法允许身体做三维运动,以有限阶傅里叶级数的系数表征特定步长下机器人身体的运动空间。通过离散化这些系数,使运动空间网格化。进而对网格交点进行逆动力学计算,划分出满足允许零力矩点区域要求的种子集合。算法以电机的负荷转矩和角速度的乘积为能耗指标函数,在每个种子的邻域迭代计算。按照最大梯度原则逐次逼近函数极小值,此时的电机角度序列作为对应步长下的解,存入数据库。步态合成算法按照步行距离,规划由起始步、中间步和停止步构成的完整行走轨迹。按照行走步长,从数据库读取腿关节电机的角度序列,并依据双足机器人行走中反馈的零力矩点,对序列进行修改。为验证算法有效性,进行了动态仿真实验和现实环境中双足步行实验。实验结果与固定身体高度或允许身体垂直运动的算法对比,证明步态算法具有明显的节能效果。该算法实现低能耗和高鲁棒性的折中,较好地解决具有高度非线性特征的双足机器人行走问题,为煤矿救援机器人的开发开辟一种新途径。

    2021年03期 v.41;No.179 540-548页 [查看摘要][在线阅读][下载 644K]
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  • 基于顶点光滑度判定的牙龈三角网格自适应细分改进

    马天;李娇娇;李赟;

    在牙龈三角网格中普遍存在狭长三角网格区域,针对基于面积判定的自适应细分算法处理该类区域的质量较低的问题,提出一种基于顶点光滑度判定的牙龈三角网格自适应细分改进算法。首先,通过求解顶点1-领域内相邻三角面片法向量夹角平均值作为顶点光滑度,采用该值作为细分判定准则,在细分前从整体上一次性对顶点1-邻域区域光滑度进行计算;然后,通过比较顶点的顶点光滑度与光滑阈值的大小,确定细分区域并进行Loop细分,设计了平均光滑度指标来评价细分效果,这种评价方法综合考虑了细分后网格顶点个数对判断细分效果的影响;最后,在VTK环境下实现改进算法及相关算法,在真实扫描的牙颌三维模型数据上进行牙龈软组织形变仿真三角网格细分对比实验。结果表明:改进算法的细分效率更高,细分时间占比平均约节约了4.12%;平均光滑度对细分效果的评价更合理,细分的三角网格更规则、分布更均匀,曲面光顺质量更好,较好地满足了软组织形变仿真中真实性与高效性的要求。

    2021年03期 v.41;No.179 549-558页 [查看摘要][在线阅读][下载 944K]
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  • 双最小二乘支持向量数据描述

    张仙伟;邢佳瑶;

    为了提高标准支持向量数据描述的分类精度和分类时间,构造双最小二乘支持向量数据描述,并对比分析在不同样本集上的分类性能以及分类性能随参数和样本规模的变化。在训练阶段,双最小二乘支持向量数据描述应用等式约束代替标准算法中的不等式约束,通过求解线性方程组而非凸二次规划得到正负2类样本的超球形描述边界,进而设计一个分段函数作为分类规则;在测试阶段,计算待测样本到正负2类样本的最小包围超球球心的距离,并根据距离的最小值选取相应的分类规则。数值试验结果表明双最小二乘支持向量数据描述的有效性和优越性。在基准数据集上,双最小二乘支持向量数据描述的分类精度比标准算法高1.68%,而分类时间仅为标准算法的16.51%;在正态分布数据集上,双最小二乘支持向量数据描述具有比标准算法高的分类精度和短的分类时间,而分类时间上的优势在大规模样本集上更加明显,其在2 000个和10 000个样本集上的分类时间为标准算法的78.06%和18.69%。

    2021年03期 v.41;No.179 559-565页 [查看摘要][在线阅读][下载 158K]
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  • 基于游览时长的景区瞬时人数动态估计方法——以恭王府博物馆为例

    马峻;胡成;陈雷;

    旅游景区最大承载量管理是保证旅游者人身安全和旅游资源环境安全的重要措施,而实时估计景区内的瞬时人数是实现瞬时承载量预警的关键。常规的方法对客流和游览时长等实时因素考虑不足导致瞬时人数预测精度较低,不利于最大承载量预警的实施。以恭王府博物馆为研究区,分析其仅有入口客流数据的半开放特性,通过人脸识别方法获得游览时长,建立了包含进园客流高峰实时影响因素和考虑延时效应的旅游景区瞬时人数估计方法。实验结果显示,游览时长分布与入园流率存在明显的关系,聚类显示低峰期游览时间符合对数正态分布,存在长尾,而高峰期游览时长符合正态分布,游览时长明显压缩。平均游览时长与入园游客增量在延时30 min时存在最大的相关性,据此建立的游览时长回归方程精度更高。瞬时人数估计方法还受延时回溯时间影响,60 min时的预测精度较好,平均相对误差可以控制在2.7%以下。通过对该方法相关参数实地化修正也可以应用到其它半开放型公共场所。

    2021年03期 v.41;No.179 566-574页 [查看摘要][在线阅读][下载 572K]
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