• 2023年第44卷第6期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >国家青年/地区科学基金项目专栏
    • CO2资源化用于钢液精炼的研究进展

      2023, 44(6):541-550. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx06001

      摘要 (1484) HTML (0) PDF 1.87 M (1035) 评论 (0) 收藏

      摘要:将CO2用于钢液精炼是CO2资源化应用于炼钢流程的重要补充。基于CO2用于钢液精炼的最新研究进展,分析了CO2气体在精炼钢液中冶金反应行为,重点综述了常压以及真空精炼过程,CO2作为保护气体、搅拌气体或反应气体等在炉外精炼过程中的应用现状。常压条件下,CO2可防止钢液增氮、调控钢液氧化性并延长底吹元件寿命;真空条件下,CO2不仅能够发挥常压下的作用,且钢液深脱碳、脱气以及去除夹杂物方面的效果更加显著。最后,指出了目前CO2资源化用于精炼过程中面临的问题,认为未来CO2资源化用于精炼过程的研究应从以下2个方面展开:1)优化CO2喷吹工艺;2)深入研究CO2参与炼钢反应的基础理论。

    • >机械、电子与信息科学
    • 基于MVMD-MOMEDA的齿轮箱故障诊断方法

      2023, 44(6):551-561. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx06002

      摘要 (246) HTML (0) PDF 4.97 M (1030) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对齿轮箱振动信号受复杂传递路径、强背景噪声的影响导致早期微弱故障难以诊断的问题,提出了一种基于多元变分模态分解(MVMD)和多点最优最小熵反褶积调整(MOMEDA)的齿轮箱故障诊断方法。首先,利用MVMD将融合后的多通道振动信号进行模态分解,得到一系列表征信号局部特征的IMF分量;其次,引入峭度值(Ku),选取最佳模态进行信号重构,剔除含噪声分量高的IMF;最后,对重构信号进行MOMEDA特征提取以识别故障频率,从而进行故障诊断。结果表明,所提故障诊断方法可以有效剔除噪声分量的干扰,识别出信号中的故障冲击成分及其倍频进而确定故障类型。MVMD-MOMEDA方法解决了在单一通道问题上无法处理多源信号的缺点以及早期微弱故障特征难以提取等问题,可为故障诊断和多源信号处理提供参考。

    • 精密仪器承载板的多尺度轻量化设计

      2023, 44(6):562-570. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx06003

      摘要 (216) HTML (0) PDF 2.54 M (977) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对过载下航空零件精密仪器承载板的结构轻量化和力学性能提升的需求,融合拓扑优化和点阵优化的优点,以结构最小柔顺度为约束、质量最小化为目标,提出了一种拓扑优化与点阵优化相结合的多尺度轻量化设计方法,并对关键参数格栅结构、格栅填充比和体积约束设计了三因素三水平正交实验,在保证安全性能的前提下使优化件达到质量最轻。结果表明,多尺度轻量化后的仪器承载板的质量减轻了85.2%,过载下的变形降低了29.07%,结构的动力学性能得到提升。在拓扑优化基础上再采用格栅结构填充的多尺度优化设计方法可降低优化件的质量,为航空领域中承载板类零件的轻量化设计提供了参考。

    • 改进CycleGAN的钢材表面缺陷图像生成方法

      2023, 44(6):571-579. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx06004

      摘要 (269) HTML (0) PDF 2.55 M (1116) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对工业钢材表面缺陷检测过程中存在的样本采集困难、成本较高,以及缺陷种类较多难以覆盖全部导致的小样本问题,提出一种改进循环生成对抗网络(cycle-consistent generative adversarial networks, CycleGAN)的钢材表面缺陷图像生成方法。首先,将通道注意力(class activation map, CAM)和空间注意力(spatial attention map, SAM)机制嵌入到CycleGAN模型中,增强模型的特征提取能力;其次,引入权重解调(weight demodulation, WD)机制修复特征伪影和白斑,进一步提高生成图像的质量;再次,引入形状一致性损失对生成器训练过程进行监督,解决图像几何变换过程中内在模糊性问题;最后,将改进前后的模型在NEU-DET数据集上进行试验。结果表明,改进后的模型在缺陷图像生成的效果上更具多样性和准确性,PSNR,SSIM分别提高了13.0%和7.8%,FID值降低了33.1%。该方法能够稳定地生成高质量的各类钢材表面缺陷图像,可以达到增加训练数据的目的,对于其他缺陷数据集的扩增具有参考价值。

    • R-YOLO轨道人员目标检测模型

      2023, 44(6):580-588. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx06005

      摘要 (270) HTML (0) PDF 4.27 M (1228) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有铁路人员入侵识别准确率不高、实时性较差的问题,在YOLOv4模型的基础上提出一种R-YOLO轨道人员目标检测模型。首先,用轻量级骨干网络ResNet50代替原有的CSPDarknet53网络,利用深度可分离卷积替代PANet中的标准卷积,减少网络层数以及模型体积,加快模型的识别速度。其次,在加强特征提取网络的3个特征层分别加入有效通道注意力模块,采用K-means++聚类算法重新对数据集进行聚类和分析,提高目标检测模型的精度;在模型训练方面,采用迁移学习和混合数据集联合训练,解决人员识别精度不理想以及误检漏检等问题。最后,利用R-YOLO轨道人员目标检测模型对真实铁路人员入侵数据集进行测试。结果表明,R-YOLO模型在真实铁路人员入侵数据集上的平均识别精度达到了92.12%,较传统YOLOv4算法高出1.89%,帧速率由38.74 f·s-1提升到47.73 f·s-1。R-YOLO模型部分解决了铁路入侵人员误检漏检问题,提高了铁路人员入侵识别的实时性和准确率,为铁路安全运行提供了保障。

    • >化学与化工
    • 生命起源前手性对映体富集与放大的数学规律与实验

      2023, 44(6):589-602. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx06007

      摘要 (233) HTML (0) PDF 3.23 M (1205) 评论 (0) 收藏

      摘要:生命起源前的原始海洋(池)中,由于没有手性源,手性化合物在合成过程中可能受到其他不对称因素(如手性对称性破缺)等影响,它们几乎都是以极小%ee值的非外消旋体(non-racemic enantiomers)存在。从数学理论出发,结合化学反应原理,推导出这些非外消旋体在通过某种反应后,其较小的%ee值(%ee1)可以富集到较大的%ee值(%ee2),尤其在很低%ee值的情况下,理论上其放大倍数(%ee2/%ee1)可以是指数级别的增加,而这是生命起源前得到高含量对映体(如L-氨基酸)所需要的。进一步使用约1%ee值的L-色氨酸甲酯(L-TME),通过与双功能基团物质(如乙二醛)发生反应,在0 ℃~室温条件下,将其放大富集到3.4%(%ee2)。系列实验表明:最大放大倍数(%ee2/%ee1)可达1.9(从6.1%的%ee1提高到11.7%的%ee2);单次最大增量(Δ%ee=%ee2-%ee1)达到12.3% (从 44.2% (%ee1) 提高到56.5% (%ee2))。

    • >数据分析与计算
    • 基于连通性的三支密度峰值聚类算法

      2023, 44(6):632-640. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx06010

      摘要 (808) HTML (0) PDF 2.99 M (1106) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决密度峰值聚类算法选择密度峰值点困难以及误分配的问题,基于流形的连通性,提出了一种改进的密度峰值聚类算法。通过使用三支密度峰值聚类算法,得到初始聚类结果与簇的边界点,根据这些边界点之间的连通性判断初始聚类之间的连接情况,并利用这些信息进行聚类结果融合。重复上述过程,每次迭代中在剩余数据里寻找密度峰值候选点,并将其纳入聚类过程,得到一种对流形数据友好的聚类算法。结果表明,所提算法在人工数据集和真实数据集上均有较好的表现,聚类准确度相较现有算法更高。基于连通性的三支密度峰值聚类算法可以在不计算路径距离的前提下,有效识别流形数据,大大降低了计算成本。

    • >管理科学与工程
    • 基于概率语言术语集和TODIM法的健康社区评价研究[JP]

      2023, 44(6):612-620. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx06008

      摘要 (221) HTML (0) PDF 1.03 M (1085) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升健康社区水平,提出基于概率语言术语集改进TODIM法的健康社区综合评价方法。首先,基于社会生态学理论,从社区治理、人际、设施、环境4个维度构建健康社区水平评价指标体系;其次,根据概率语言术语集确定初始指标权重,采用KANO模型修正确定最终指标权重,并将概率语言术语集中的距离测度与TODIM法相结合,通过计算各方案的全局优势度进行评价排序;最后,将此模型用于健康社区进行综合评价。结果表明,利用所构建模型对社区进行实证分析是可行的,概率语言术语集将模糊性、不确定性、[JP+1]难以量化的评价信息灵活准确地描述出来,使吸纳的评价信息更加全面。基于概率语言术语集和TODIM法对健康社区进行评价,在模糊环境下也可解决群决策问题,对提升地方政府对社区健康认知、推动健康社区建设有一定的参考价值。

    • 震后多时段应急物资联合配送路径优化研究

      2023, 44(6):621-631. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx06009

      摘要 (199) HTML (0) PDF 2.04 M (964) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决地震灾害发生后由于应急物资转运不及时所带来的人员伤亡及财产损失等问题,提出一种考虑时段划分的混合算法。首先,依据震中方位等确定受灾点及其物资需求;其次,按照灾区内的道路损毁约束条件等确定受灾点需求的配送方式;再次,根据道路损毁及恢复情况将震后“黄金72小时”划分为多个时段、多种配送方式联合的配送方案;最后,选取“四川泸定9·5地震”为背景进行算例仿真。结果表明,相较于传统遗传算法,混合算法的总配送成本降低了9.53%,配送总时间减少了7.03%;在考虑多时段情景下整体方案配送总时间比不考虑时段情景时减少6.33%,在配送总成本上降低18.9%。震后划分时段进行联合配送的方式能够有效解决受灾区域内的应急需求问题,提高应急物资配送效率。

    • >材料科学
    • 外加电位对X80管线钢模拟海岸土壤腐蚀的影响

      2023, 44(6):603-611. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx06006

      摘要 (205) HTML (0) PDF 4.73 M (991) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究双相X80管线钢在沿海土壤模拟溶液环境中的腐蚀机理,采用极化曲线、慢应变速率拉伸试验(SSRT)和交流阻抗(EIS)法对不同外加电位(-750,-900和-1 050 mV vs.饱和甘汞电极(SCE))下双相X80管线钢的应力腐蚀和电化学腐蚀行为进行研究。结果表明,双相X80管线钢在-1 050 mV电位下对应力腐蚀(SCC)最为敏感。慢应变拉伸呈现为脆性断裂,断口可见铁素体区域圆形或椭圆形的凹坑,这是由于过度阴极反应产生的氢原子扩散进入到钢中在铁素体晶界聚集,氢气析出产生的较高氢压超过材料的强度产生圆形孔洞,在拉伸应力作用下变为椭圆形。在此电位下EIS模拟电阻最小,耐腐蚀性最差。-750 mV的外加电位可起到一定的电化学保护作用,但不足以防止X80管线钢应力腐蚀的发生。-900 mV的外加电位可有效抑制X80管线钢的阳极溶解,SSRT的强度和延展性均高于0 mV电位试样,表现出韧性断裂特征,EIS模拟电阻最高,因此双相X80管线钢在模拟海岸土壤环境下最佳的阴极保护电位约为-900 mV vs. SCE。双相X80管线钢在沿海土壤模拟环境中的应力腐蚀行为的研究可对其在实际使用过程中的安全服役提供一定理论依据,同时为腐蚀抑制与防护工作提供参考。

    • >雄安绿色创新
    • 基于合作专利的雄安—京津冀创新网络演化研究

      2023, 44(6):641-650. DOI: 10.7535/hbkd.2023yx06011

      摘要 (190) HTML (0) PDF 3.43 M (941) 评论 (0) 收藏

      摘要:雄安作为北京非首都功能疏解的重要承载地,对优化重构京津冀区域的创新网络空间布局意义重大。目前雄安尚处在建设期,区域创新网络的演化表征以合作专利作为指标较为客观且可行。首先,以专利合作数据构建雄安—京津冀创新合作网络,剖析雄安节点特征。其次,采用QAP方法探究雄安—京津冀创新合作网络的影响因素。最后,运用扩展PMC指数模型分析雄安科技创新政策。结果表明:1)雄安拓展合作城市速度较快但合作频次不足,逐渐向中心位置演化,但对资源的控制能力提升不明显;2)制度邻近对雄安—京津冀创新合作网络呈正向影响;3)雄安已有科技政策主要以投资补贴为主,创新创业平台的培育以及促进创新成果产出政策不足。

主编:李铁军

创刊:1980

国际标准刊号:ISSN 1008-1542

国内统一刊号:CN 13-1225/TS

国内邮发代号:

  • 浏览排行
  • 引用排行
  • 下载排行
按检索
检索词