机械·电气·电子

• 风沙环境下腐蚀翼型的动态失速研究

  王龙;许勇彬;王小龙;吴浩东;

  目的 针对风沙环境下腐蚀翼型的动态失速问题。方法 采用欧拉双流体计算方法对S802翼型进行动态失速模拟。在来流风速为10m/s条件下，研究不同振荡频率、沙粒直径及沙粒体积分数对腐蚀翼型动态失速的影响，得到不同工况下S802翼型气动力变化规律。结果 在动态失速过程中，翼型的升力随沙粒体积分数的增大而增大，增幅约为9%;在研究沙粒直径范围内，沙粒大小对翼型的失速影响较小，随着沙粒直径的增大，升力大小及变化幅度范围未发生显著变化；此外，随着振荡频率的增加，翼型绕流流场的非定常效应愈加显著，翼型的升力变化范围有所增大，翼型表面的压力分布随振荡频率快速变化。结论 研究结果对于恶劣环境下风力机叶片的维护具有重要指导意义。

  2024年03期 v.44;No.192 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1561K]
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• 基于IAOA-SVM模型结构时变可靠性研究

  郑建校;张小康;王亮亮;张锦华;

  目的 为有效解决使用传统代理模型进行结构时变可靠性研究中存在流程复杂、计算效率低等问题。方法 提出以改进算术优化算法(Improved Arithmetic Optimization Algorithm,IAOA)优化支持向量机模型(Support Vector Machine, SVM)进行时变可靠性研究的方法，结合IAOA-SVM模型和极值理论，以某塔式起重机回转支承为研究对象，对其进行动态确定性分析获取样本数据，建立IAOA-SVM可靠性模型，采用蒙特卡洛法求解得到其可靠度结果，并与EKM和ERSM算法对比分析其仿真精度和效率。结果 当回转支承径向变形许用值为0.278×10~(-3)m时，采用蒙特卡洛法求解得到其可靠度为99.68%,IAOA-SVM模型相比EKM和ERSM方法仿真效率有所提升，建模精度分别提高了10.42%和9.23%。结论 IAOA-SVM方法在建模和仿真精度与效率方面具有较明显的优势，IAOA-SVM方法为求解机构时变可靠度难题提供了一种新的解决思路。

  2024年03期 v.44;No.192 7-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1166K]
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• 基于谐波诊断技术的电机故障在线监测系统

  代斌;胡业林;宋晓;赵宝;张佳璐;

  目的 为解决振动法、电流法等传统故障诊断方法在进行电机检测时，存在检测不全面、时效性差及诊断结果难解读等问题，方法 提出一种基于谐波诊断技术的电机故障诊断系统，结合谐波诊断技术、物联网技术和智能诊断算法，实现电机运行健康状态的在线监测。搭建电机实验平台，对比分析振动法、电流法和谐波法的准确性和全面性，并对电机轴承、线圈、联轴器等部位进行不同程度的老化和破坏，验证诊断结果的准确性、时效性和全面性。结果 以谐波诊断技术为基础的监测系统，在电机各个部位发生不同程度的老化和破坏时，与其他两种方法相比电机轴承、线圈、联轴器等八个部位的劣化值均发生了与实际情况较为符合的变化，诊断结果仅需1s左右，同时提供故障原因和维修建议。结论 基于谐波诊断技术的电机故障在线监测系统响应速度快、检测全面、诊断报告详细且简洁易懂，为电机故障诊断技术的发展提供了新的参考方向。

  2024年03期 v.44;No.192 15-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1560K]
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• 带有扰动观测器的智能车队分布式协同控制

  董晖;杨超宇;刘宇宁;

  目的 为了研究含有未知外部扰动和未知非线性项的领航车辆和跟随车辆的同质车队控制问题，实现车队协同控制并达到车队控制目标，以解决交通拥堵、减少尾气排放和提高道路交通容量。方法 本文提出一种新的分布式车队协同滑模控制策略，结合车辆间距策略和通信拓扑结构，确保车队的稳定性以及间距误差和速度误差的收敛性。针对车辆动力学模型中的未知非线性项，提出分布式神经网络自适应律，用于估计和补偿系统中未知非线性项的影响。并且，由于车队系统不可避免地会受到外部扰动的影响，设计扰动观测器并调整其参数，以逼近系统的实际外部扰动。结果 通过Lyapunov稳定性分析证明分布式车队控制策略的正确性和有效性，并通过相应的车队控制实例进行验证。结论 所提出的分布式协同滑模控制策略和分布式神经网络自适应律能够有效实现车队协同，保证系统的快速响应、稳定性和鲁棒性。

  2024年03期 v.44;No.192 25-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1151K]
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土木·力学·爆破

• 基于分数阶黏壶元件的岩石损伤蠕变模型

  荣传新;王镇森;安刚建;施鑫;

  目的 为了建立一个能描述岩石蠕变全过程的蠕变模型。方法 首先以分数阶黏壶元件描述岩石的黏弹性，采用基于Kachanov损伤率公式的损伤体描述岩石的粘塑性并串联一个胡克体建立成只有四个元件的蠕变模型。然后，将其本构方程推广到三维应力状态，考虑球应力，并引入一个屈服函数来准确判断岩石是否发生非稳定蠕变。最后，采用最小二乘法分析得到模型参数，用红砂岩和砂质泥岩的蠕变实验数据验证模型的有效性。结果 新的蠕变模型理论曲线与实验数据曲线吻合较好，可以描述岩石蠕变的全过程。结论 新的蠕变模型解决了经典模型在描述岩石蠕变时的模型复杂和参数较多的问题，对研究岩石蠕变特性具有一定的参考价值。

  2024年03期 v.44;No.192 35-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1108K]
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• 动静组合加载下裂隙试样力学特性和破坏模式

  陈海明;陈杰;熊良宵;

  目的 为了深入了解裂隙岩石在同时受到地应力和动力扰动时的工程灾变机制。方法 采用改进的分离式霍普金森压杆系统，对预制裂隙类岩石试样进行了动静组合加载试验。研究了应变率、裂隙倾角和预应力对试样动态力学特性和能耗特征的影响，并对试样的破坏模式进行了分析。结果 当应变率从61.82s~(-1)增加到195.57s~(-1),裂隙试样的动态增长因子不断增大，具有显著的应变率效应；动态弹性模量变化规律不明显，应变率效应不显著。随着入射能的增加，裂隙试样的单位耗散能密度不断增加。当裂隙倾角由0°变化到90°,试样的动态增长因子增不断增加，动态弹性模量和单位耗散能密度不断降低。当施加预应力后，30°、45°和60°裂隙试样的动态增长因子增长均有所增加；45°裂隙试样动态弹性模量有所增加，30°和60°裂隙试样的变化规律不明显；45°和60°裂隙试样单位耗散能密度有所降低，30°裂隙试样的变化规律不明显。裂隙试样的破坏模式主要包括张拉破坏、剪切破坏和张拉-剪切复合破坏3种，施加预应力对试样破坏模式的影响不明显。结论 0°裂隙对工程岩体的承载能力削弱程度最小，90°裂隙有利于提高破岩效率。预应力在一定程度上会提高工程岩体的承载能力。研究结果可以为预测和评估岩石工程中的风险，制定合理的加固措施提供参考。

  2024年03期 v.44;No.192 42-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1860K]
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• 玻化微珠-水泥/水玻璃隔热注浆材料正交试验

  姚韦靖;刘涛;蔡海兵;许小健;马祥;钟能;

  目的 为解决深部矿井开采出现的高温热害问题，提出以玻化微珠为掺合料的水泥/水玻璃注浆材料进行隔热支护的新思路。方法 采用正交试验的方法，研究水灰比(因素A)、玻化微珠掺量(因素B)、水玻璃与水泥浆体积比(因素C)3种因素对注浆材料性能的影响。结果 获得最优配比为A_1B_3C_3,90d抗压强度为20.2MPa,即水灰比为0.6,玻化微珠掺量为45kg/m~3,水玻璃与水泥浆体积比为0.6。3种因素对抗压强度的影响顺序为水灰比影响最大，其次是水玻璃与水泥浆体积比，最后是玻化微珠掺量；对于胶凝时间，水玻璃与水泥浆体积比有较为显著影响，玻化微珠掺量、水灰比影响较小；对于结石率，玻化微珠掺量和水灰比影响显著，其中后者影响更为显著，最后是水玻璃与水泥浆体积比，结石率最大可接近。结论 该种新型隔热注浆材料强度大、结石率大，能够满足井下注浆施工的要求，对于井巷主动隔热环境控制有一定参考。

  2024年03期 v.44;No.192 53-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1467K]
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地质·测绘·环境

• 特厚煤层工作面煤厚变化电磁波透视响应特征

  吴荣新;李响;王锦国;肖玉林;

  目的 为掌握煤厚变化对特厚煤层工作面电磁波透视探测的影响，以准确圈定地质异常区，保障工作面安全高效生产。方法 根据煤层工作面地质条件，利用三维仿真软件，对煤厚变化进行了电磁波透视数值模拟，并结合工作面探查实例进行了分析。结果 0～20m煤厚范围，随煤厚减小，电磁波透视场强值呈抛物线下降趋势，可分为缓慢降低(煤厚≥9m)、明显降低(9m>煤厚≥5m)和快速降低(煤厚<5m)3个范围。煤厚10m以上的工作面适合于依据相对煤层变薄程度和变薄区煤厚来分析透视电磁波响应：变薄程度>1/3正常煤厚且煤厚<8m的薄煤区有明显响应，变薄区煤厚越小，透视电磁波场强降低越显著。煤厚10m以下的工作面，可以仅依据相对煤层变薄程度分析透视电磁波响应：变薄程度>1/4正常煤厚的薄煤区有明显响应，变薄程度越大，透视电磁波场强降低越显著。陕西金源招贤矿业有限公司特厚煤层1304工作面探测实例表明：正常煤厚变化及薄煤区的电磁波响应特征与数值模拟结果一致；工作面物探圈定的落差1m以上断层及薄煤区范围，与实际揭露范围相吻合。结论 利用煤厚变化电磁波响应特征能够可靠地探查特厚煤层工作面地质异常区范围。

  2024年03期 v.44;No.192 61-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1769K]
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安全科学与工程

• SAP、铁氧体与硫酸铁对水泥早强性能的影响

  刘健;汪元;钱亮;

  目的 为提高瓦斯抽采效果，解决传统封孔水泥早期强度发展缓慢的问题。方法 选用高吸水树脂(SAP)、纳米铁氧体和硫酸铁来制备新型封孔材料。通过抗压强度试验、流动度测试、凝结时间测试、X射线衍射(XRD)、热重分析、扫描电子显微镜(SEM)等手段对水泥试样进行结构分析及性能测试，研究三元早强剂对水泥基封孔材料的影响。结果 与空白组相比，三元早强剂缩短了水泥的凝结时间，提高了水泥早期强度。1d抗压强度为10.13MPa,与空白组相比提高了51.87%。结论 SAP的自养护效应和纳米铁氧体的晶核效应，可以促进水泥水化产物的生成，同时硫酸铁和纳米铁氧体中的铁离子为高价阳离子，对C-S-H形成的双电子层具有压缩作用，可以进一步促进C-S-H凝胶的生成，加快水泥水化速率，生成更多水化产物，填充孔隙，增加水泥密实度，提高早强性能，为水泥早强剂的设计提供了新思路。

  2024年03期 v.44;No.192 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1256K]
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控制·计算数学·人工智能

• 对数Bloch型空间上微分复合算子乘积的本性范数

  周继振;王青青;

  目的 为刻画微分复合算子乘积C_φD~m在对数Bloch型空间上的本性范数特征。方法 利用有界序列{z~n}~∞_(n=1)刻画对数Bloch型空间上微分复合算子乘积C_φD~m的有界性特征，以及泛函分析中的算子理论，例如紧算子性质和对本性范数上下界的估计。结果 在C_φD~m有界的条件下，给出了微分复合算子C_φD~m的本性范数特征，即这里m为非负正整数，微分复合算子乘积为C_φD~mf=f~m°φ。结论 在C_φD~m有界的条件下，则微分复合算子C_φD~m的本性范数可由有界序列{z~n}~∞_(n=1)的特征刻画。

  2024年03期 v.44;No.192 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 951K]
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• 最大相关最小冗余两阶段文本特征选择方法

  冷婷;叶仁玉;徐思蓉;

  目的 为解决传统卡方统计法(CHI)仅考虑文本特征与文本类别的相关性进行特征选择，未考虑特征之间的冗余性，导致文本分类的性能不佳的问题。方法 使用最大相关最小冗余原则，对CHI法初次选择的特征子集，利用强相关低冗余思想有目的地筛选低冗余特征，提升文本特征选择效果，提出一种基于最大相关最小冗余的两阶段文本特征选择方法(CHI＿impMI)。结果 对复旦大学新闻文本语料进行分类，相比于CHI和CHI＿MI特征选择方法，CHI＿impMI方法的性能指标均为最优，文本分类效果最好。结论 CHI＿impMI方法在相关度与冗余度之间达到了很好的平衡，从而有效提升文本分类性能。

  2024年03期 v.44;No.192 83-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 990K]
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医学·职业健康

• 亨廷顿病多维度神经心理学评估的随访研究

  张梅;贺佳乐;李亚强;李静;

  目的 本研究旨在通过对3个家系的亨廷顿病(Huntington's disease, HD)患者进行多维度神经心理学评估，前瞻性的研究HD患者认知功能损害的进展。方法 8名来自3个家系的HD患者和8名与其性别、年龄、种族匹配的健康对照者纳入本研究，并进行3年随访观察。通过多维度认知功能评定量表来评估参与者的认知功能。使用PCR-毛细管电泳检测IT15基因的CAG重复次数。结果 共有来自3个家系的8名成员参与了HTT基因检测，确诊HD患者5例，其中2例为症状前期患者。3名患者通过阳性家族史、舞蹈样不自主动作、认知功能损害和精神行为异常进行临床诊断。HD患者在以下认知功能测试中的表现为进展性恶化：蒙特利尔认知评估(MoCA)、AVLT(听觉语言学习测试)回忆、VFT-F(语言流畅性测试-水果)、VFT-动物、RCFT(Rey复杂图形测试)、DST(数字跨度测试)、Stroop C、Stroop干扰效应(SIE)、CTT-B(颜色轨迹测试B)。HD组认知障碍存在两个峰值，主要集中在执行功能维度的认知领域。3年后的随访评估分析显示HD患者认知障碍呈恶化趋势，但只有AVLT、Stroop-C和SIE测试结果有统计学差异。结论 多维神经心理学评估显示HD患者存在多个认知领域损害，其中执行功能是最显着的认知受损领域，其他认知领域如记忆、语言、视觉空间结构、注意力等也有不同程度的损害。评估HD患者认知功能障碍的纵向衰减对追踪疾病进展具有重要的临床和科学研究意义。

  2024年03期 v.44;No.192 90-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1327K]
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• 融合蛋白RAP的免疫原性分析

  刘新矿;王鑫鑫;王晓春;

  目的 结核病(Tuberculosis, TB)目前是全球单一感染源造成死亡的主要原因之一，且广泛接种的卡介苗对于不同人的效果不一且有一定的副作用，甚至在某些成年人身上效果甚微，为了获得效果更好、安全性更好的结核疫苗对融合蛋白RAP进行了分析验证。方法 将融合蛋白RAP连接到pET30b原核表达载体上通过双酶切鉴定构建重组质粒、用热休克法和诱导剂诱导蛋白表并通过Ni-NTA纯化蛋白；全血干扰素释放测定法(WBIA)检测RAP刺激的人外周血中IFN-γ的水平；ELISA法检测小鼠特异性IgG、IgG1和IgG2a以及IFN-γ、TNF-α、IL-2和IL-4的分泌水平。结果 成功构建pET30b-RAP重组质粒并表达纯化RAP蛋白；RAP及其各组成蛋白能明显导致国内M.tb感染者分泌高水平的IFN-γ;小鼠经过RAP/MTO免疫后会发生Th1型反应产生特异性高滴度IgG抗体且使抗原特异性Th1型细胞因子分泌能力明显增强。结论 根据得到的实验结果推断出RAP具有强大且特异性的免疫能力，所以有希望成为一种有前景的结核病候选疫苗。

  2024年03期 v.44;No.192 101-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1218K]
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• 《安徽理工大学学报(自然科学版)》投稿须知

  <正>《安徽理工大学学报(自然科学版)》为安徽省教育厅主管、安徽理工大学主办的综合性自然科学学术刊物,双月刊,国内外公开发行,主要刊载地质工程、环境工程、测绘工程、采矿工程、安全工程、信息管理与信息系统、土木工程、建筑学、机械工程、测控技术与仪器、自动化、电子信息工程、计算机科学与技术、矿物加工工程、化学工程与工艺、弹药工程与爆炸技术、制药工程、信息与计算科学、应用物理学、智能工程、医学以及相关基础学科的学术论文和最新研究成果。

  2024年03期 v.44;No.192 109页 [查看摘要][在线阅读][下载 901K]
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