智能制造工程

• 基于联合稀疏表示的调相机振动信号数据压缩方法

  丁子杨;赵文强;周军;王正伟;李富才;

  随着调相机振动信号数据量的增加，数据存储和实时监测面临越来越大的挑战。调相机故障振动信号通常包含多个频率成分，而不同类型的故障信号其频率特性差异较大，导致信号的稀疏性降低，从而增加了压缩存储的难度。针对这一问题，提出了一种基于联合稀疏表示的调相机振动信号压缩存储方法。该方法结合贪婪迭代算法和K-SVD(K均值奇异值分解)字典学习算法，形成了一种自适应的联合稀疏表示框架，能够在字典原子和测量值的基础上进行有效分析，实现调相机振动信号的高效压缩与存储。实验结果表明，该方法不仅能显著节省存储空间，而且在处理不同故障类型时，原始时域信号与重构信号的皮尔逊相关系数均超过0.9。此外，在噪声环境下，该方法依然保持较高的信号恢复精度，相比传统方法具有更强的鲁棒性和适用性。

  2025年01期 v.24;No.97 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1541K]
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• 耐事故燃料包壳用FeCrAl合金的高温蠕变行为及变形机制

  崔健;白文秀;姚欢;武俊梅;巫英伟;陈平;

  FeCrAl作为一种高温耐腐蚀合金，是核反应堆耐事故燃料包壳的重要候选材料。采用蠕变试验和扫描电子显微镜技术，对FeCrAl合金开展了高温蠕变性能及蠕变前后材料微观结构变化的研究，探讨了该合金的高温蠕变主导机制。结果表明：当温度和应力较低时，蠕变过程中大晶粒会被诱导吞没小晶粒，蠕变后小角度晶界比例减少；但高温或高应力条件下位错在晶体内大量增殖，小角度晶界数量显著增多；在试验条件范围内，随着应力的升高，蠕变机制由晶界滑移转变为位错运动主导；随着温度的上升或者晶粒尺寸的减小，位错运动启动的临界应力有所降低，位错密度显著升高，该合金高温抗蠕变性能随之减弱。温度、应力和晶粒尺寸是影响合金高温蠕变行为的主要因素，蠕变前后材料织构无显著差异。高应力下蠕变机制以位错运动为主导，温度越高或者晶粒尺寸越小，位错运动开始的临界应力越小。

  2025年01期 v.24;No.97 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 2086K]
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• 基于JKR黏结模型的木薯渣离散元仿真参数标定

  蓝莹;刘兆祥;李培茂;陈睿;牟向伟;王俊;王敏娜;

  木薯渣是栽培基质的理想原料，为优化木薯渣栽培基质作业机械的设计，准确获取木薯渣的离散元仿真参数是至关重要的步骤。以实测含水率为3.75%的栽培用木薯渣为对象，对其进行离散元仿真参数标定研究。通过木薯渣堆积角的物理试验，确定了其堆积角的初始数值；通过Plackett-Burman以及爬坡仿真试验，筛选出主要影响因素，并确定其最优取值区间；在EDEM软件中进行Box-Behnken响应面试验，构建主要影响因素与响应指标之间的回归方程，并以物理堆积角数值37.85°为目标进行优化，最终获得了标定的仿真参数。结果表明：木薯渣-木薯渣静摩擦系数、木薯渣-不锈钢静摩擦系数以及木薯渣-木薯渣滚动摩擦系数对木薯渣的堆积角具有显著影响；通过对比该标定参数下堆积角仿真和物理试验结果发现，两者堆积角的相对误差为3.59%，且堆积形态高度相似，验证了所标定仿真参数的准确性。

  2025年01期 v.24;No.97 15-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1318K]
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• 危化品罐车制动冲击下防波板对液体晃动影响的仿真分析

  韩小燕;顾永兵;曹艺超;丁学峰;丁文捷;

  针对危化品罐车在制动工况下，罐内防波板抑制液体晃动研究不足，以及现有防波板设计和使用缺乏统一标准的问题，建立危化品罐车罐体模型；然后，利用ANSYS软件进行有限元分析，数值模拟不同液体介质的晃动冲击效应，以及无防波板和布置A,B,C型3种常见防波板的罐内液体晃动冲击情况；引入标准化参数，即防波板面积比（防波板开口面积与全封闭防波板面积之比），研究防波板开孔特征与其防晃性能的量化关联。结果表明，在相同外界激励下，承装介质的密度影响晃动冲击的最大值，当液体密度大于740 kg/m~3时，晃动冲击的最大值随着液体密度的增加而增大；安装防波板可有效降低罐体前封头面受到的冲击应力；随着防波板面积比的减小，冲击力最大值呈现明显的递减趋势；当防波板面积比在0.15～0.5内时，罐体受到的最大冲击力较小，液体晃动对罐体的影响也较小，其中，C型防波板（面积比为0.25）对罐内液体晃动的抑制效果最好。建议在实际应用中优先考虑C型防波板，或将防波板面积比控制在0.15～0.5，以最大限度地降低液体晃动对罐体的冲击影响。

  2025年01期 v.24;No.97 23-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1499K]
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• 改进多策略蚁群算法在机器人路径规划中的应用

  郭娜苹;马小华;杨璐;高岳林;

  针对传统蚁群算法在求解机器人路径规划过程中存在收敛速度慢、容易陷入局部最优等不足，提出了一种改进的多策略蚁群优化算法。首先，根据方向信息优化初始信息素分布，降低初始阶段的盲目性；其次，在启发式函数中加入权重系数以提升灵活性，并在信息素蒸发系数中融入正态分布函数，加快收敛速度和后期探索能力；再次，引入基于方向的信息素扩散策略，增强蚂蚁间信息交流的目的性。通过与传统蚁群算法对比，验证了各改进策略的有效性。结果表明，在相同环境下，所提算法较蚁群算法在求解最优路径时提高了20.2%。最后，将改进后的算法与其他两种算法在不同复杂度和规模的栅格环境下进行对比，验证了其综合性能。

  2025年01期 v.24;No.97 30-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1541K]
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防灾减灾新技术

• 强夯置换处置山间软土地基的宏细观特性

  柳正;张向川;秦桂芳;李绍龙;聂如松;

  依托贵州六枝至安龙高速公路某山区软土地基处理工程，对强夯置换法的夯沉量开展了现场实测。在此基础上，构建了强夯置换法处理软土地基的离散元模型，根据实际模拟了强夯置换施工过程，揭示了软土地基强夯置换墩的形成机理。结果表明，累积夯沉量随着夯击次数的增加呈近似线性增加。单击夯沉量和累积夯沉量与夯击能密切相关，夯击能越大，夯沉量越大，要达到相同的夯沉量，夯击能大的夯击次数少，夯击能小的夯击次数就多。强夯过程中，每击的夯沉量随着填料次数的增加逐渐减小，当填料8次以后，坑底夯沉量与夯击次数的关系曲线变化很小。夯坑底部软土竖向动应力峰值达339 kPa，跳锤后动应力迅速下降，在0.1 s时接近夯前水平，随后夯锤回落，竖向应力上升并稳定在110 kPa左右。最大置换宽度随着填料次数的增加呈近似线性增大，填料次数增至4次以后，最大置换宽度大于最大置换深度，强夯结束时，最大置换宽度约为最大置换深度的1.46倍。

  2025年01期 v.24;No.97 38-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1860K]
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• 含裂隙预崩解炭质泥岩的强度特性预测

  杨禹;章赛泽;

  准确预测含裂隙炭质泥岩路堤的抗剪强度对确保其长期稳定性至关重要。分析了炭质泥岩裂隙的最大长度、最大宽度、数量，裂隙率，水质量分数，干密度，垂直压力等7个影响因素，运用粒子群算法与BP神经网络相结合，建立了PSO-BP神经网络的抗剪强度预测模型。结果表明，相较于传统的BP神经网络，PSO-BP模型的平均绝对百分比误差、平均绝对误差和均方根误差分别降低了66.17%,63.79%和58.78%。此外，模型预测结果表明，裂隙数量增加时，抗剪强度先增加后减小，最终趋于平稳；裂隙最大长度增加，使得抗剪强度持续上升并最终稳定；而裂隙最大宽度和裂隙率增加时，抗剪强度逐渐减小并趋于平稳。改进的PSO-BP预测模型优于BP神经网络，能有效提高预测精度，为炭质泥岩路堤的加固和维护措施提供重要依据，保障其长期稳定性。

  2025年01期 v.24;No.97 45-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1437K]
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• 包浆再生粗骨料沙漠砂混凝土力学性能分析

  罗强;马龙;刘海峰;

  为了探究包浆再生粗骨料沙漠砂混凝土性能，以沙漠砂替代天然机制砂、包浆再生粗骨料替代天然粗骨料制备包浆再生粗骨料沙漠砂混凝土，对该混凝土进行力学性能试验。分析包浆再生粗骨料替代率和沙漠砂替代率对包浆再生粗骨料沙漠砂混凝土坍落度、回弹值、超声波速、抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响，建立抗压强度与超声波速以及回弹值之间关系。结果表明：随着沙漠砂替代率的增加，包浆再生粗骨料沙漠砂混凝土回弹值、超声波速、抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均呈先增大后减小趋势，沙漠砂替代率为20%时达到峰值；随着包浆再生粗骨料替代率的增加，包浆再生粗骨料沙漠砂混凝土回弹值、超声波速、抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均呈减小趋势，替代率为25%时，其力学性能损失最小。

  2025年01期 v.24;No.97 53-59+67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1484K]
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电气工程

• 基于改进RLS-EMD的电能质量扰动信号去噪算法

  刘永强;王金梅;张祎雯;

  针对电能质量扰动信号检测中容易受到外界噪声干扰的问题，提出了一种结合经验模态分解（EMD）和改进递归最小二乘（RLS）的电能质量扰动信号去噪算法。应用EMD将扰动信号分解为一系列固有模态函数（IMF）和残差，应用基于正则化改进的RLS自适应噪声消除器得到去噪后的IMF，再合并成为去噪后的扰动信号。改进的算法有效控制了模型权重的更新，加强了对噪声变化和非平稳信号特性的适应性。仿真结果表明，算法在去噪效果、稳定性和信号保真度方面具有优越性能。

  2025年01期 v.24;No.97 60-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1550K]
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• 无标度网络博弈的可再生能源交易策略与演化

  冯彬;纳春宁;潘欢;

  为了应对气候变化、能源危机和实现低碳能源转型，我国现阶段实施了可再生能源配额制（RPS）政策。但不同配额比例下RPS的实施受政策参数的影响较大，因此构建发电公司与售电公司的演化博弈模型，研究不同配额比例下政策参数变化对博弈双方的策略选择的影响显得尤为重要。基于演化博弈理论，利用无标度网络模拟博弈双方的网络演化。结果表明，中低配额时，奖惩机制对发电公司和售电公司参与可再生能源交易有积极影响，且发电成本越低，上网电价越高，发电公司选择可再生能源发电的比例演化到1.0的速度越快，但高配额时，高奖惩机制都不利于发电公司和售电公司参与可再生能源交易，甚至罚金越大，上网电价越高，售电公司退出交易的速度越快。因此，合理的政策参数与配额比例才是保障可再生能源配额制实施的关键。

  2025年01期 v.24;No.97 68-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1629K]
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增材制造与新材料

• 压电陶瓷的增材制造技术进展

  王虎林;吴斌涛;梁森;

  压电陶瓷的传统制造方法，如模压、注浆和切削等，缺乏设计的灵活性和创新性，制造精度不够，且材料利用率和生产效率都不高。为突破传统制造技术的限制，具有独特逐层构建原理的增材制造（AM）技术应运而生。由此，综述了AM技术在压电陶瓷领域的优劣势，及其关键应用，并特别强调了光固化技术（如立体光刻技术和数字光处理技术）与粉床融合技术（如选择性激光烧结技术和选择性激光熔化技术）在精确制造复杂几何形状的压电陶瓷方面的先进优势。最后，展望了AM工艺的持续改进方向，如环境友好型无铅压电材料的研发和压电材料多功能一体化设计，以期拓展其在传感器、能量收集器和生物医学工程上的应用范围。

  2025年01期 v.24;No.97 80-87+96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1398K]
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• 激光增材制造镁合金的摩擦磨损和腐蚀性能

  李普博;刘旭辉;邹天乐;杜宇航;云心怡;张永强;吴斌涛;

  增材制造技术能克服传统镁合金制造工艺成形的局限性，提高构件设计自由度，减少原材料浪费，实现复杂构件的高精度高效制造。然而，增材制造镁合金容易出现气孔、热裂纹、组织各向异性等缺陷，影响其摩擦磨损和腐蚀性能。采用激光增材制备了单道多层AZ91D镁合金薄壁件，探究了激光增材镁合金微观组织与摩擦磨损和腐蚀性能的关系。结果表明，与铸造AZ91D镁合金相比，激光增材制造镁合金的显微硬度为73.1 HV，平均摩擦系数为0.321，磨损率为1.6×10~(-3) mm~3/（N·m），腐蚀电流密度I_(corr)为4.246×10~(-6) A/cm~2，腐蚀电位E_(corr)为-1.424 V (vs. SCE)。晶粒细化的作用使晶间腐蚀占据主导地位，这导致沉积态AZ91D镁合金耐腐蚀性能低于铸态AZ91D镁合金。

  2025年01期 v.24;No.97 88-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 2221K]
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• 《西北工程技术学报（中英文）》简介

  <正>《西北工程技术学报（中英文）》（原《宁夏工程技术》），是国家新闻出版署批准公开发行的科技期刊（国内统一刊号：CN 64-1080/TB、国际标准刊号：ISSN 2097-5090），是宁夏回族自治区教育厅主管，宁夏大学主办的工程技术和自然科学综合性学术期刊，季刊。办刊宗旨为：立足宁夏，刊载我国西北地区水利、交通、电气、新型材料、清洁能源等工程及其交叉学科的新理论、新技术、新工艺和新方法，为工程技术发展提供学术交流平台，服务提高我国西北地区工程技术水平。《西北工程技术学报（中英文）》为中国知网网络首发期刊(CAJ-N),RCCSE中文学术期刊；是俄罗斯《文摘杂志》（AJ,VINITI）、美国《化学文摘》（CA）、美国《剑桥科学文摘：材料信息》（CSA:MI）三种国际重要检索系统刊源期刊；被中国知网、万方数据、维普、超星等数据库平台全文收录。期刊曾荣获首届《CAJ-CD规范》执行优秀奖、全国高校科技期刊优秀编辑出版质量奖、全国民族地区自然科学版优秀学报（期刊）、中国北方优秀期刊、宁夏优秀科技期刊、中国高校民族类特色科技期刊奖、中国高校优秀科技期刊等荣誉；分别入选中国高校科技期刊建设示范案例库·编辑团队案例（2021年）、中国高校科技期刊建设示范案例库·优秀科技期刊案例（2022年）、中国高校科技期刊建设示范案例库·优秀团队案例（2023年）。

  2025年01期 v.24;No.97 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 572K]
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• 关于《西北工程技术学报》文种由中文变更为中英文的公告

  <正>经国家新闻出版署批准，《西北工程技术学报》文种由中文变更为中英文，国内统一连续出版物号由CN64-1077/TB变更为CN64-1080/TB，期刊名称登记为《西北工程技术学报（中英文）》，其他登记事项不变。此次文种变更是我刊发展历程中的重要里程碑，希望通过中英文出版，打破语言壁垒，吸引更多国内外优秀学者关注和投稿。未来，我刊将继续秉持高质量、严标准的办刊理念，持续推动期刊向高水平发展，诚挚欢迎大家踊跃投稿。

  2025年01期 v.24;No.97 14页 [查看摘要][在线阅读][下载 917K]
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• 《西北工程技术学报（中英文）》“新能源与新材料”特色栏目征稿启事

  <正>随着全球新一轮科技革命和产业变革的蓬勃兴起，新能源、新材料以前所未有的速度加快迭代，成为经济社会创新发展的驱动力。为积极响应国家重大战略，聚焦科技前沿，《西北工程技术学报》设置了“新能源与新材料”特色栏目，现面向国内外征集相关综述和原创研究论文（要求不涉密、可公开）。征稿范围（建议但不限于）：1.绿氢生产，氢氨化利用，氢能储备运输，储能电站，光电、风电系统，高倍聚光发电系统；2.晶硅光伏电池，新型太阳能电池，锂电池，燃料电池，新型薄膜电池等器件及材料；3.金属材料及合金，先进结构材料，先进功能材料，电子信息材料，人工晶体材料，半导体材料与器件等；4.新能源系统及优化。投稿方式及格式：请登录网址http://nxgj.cbpt.cnki.net，进入《西北工程技术学报》主页，点击“作者投稿系统”进入作者工作中心，按系统要求填写信息，上传稿件时需在题目中注明“新能源与新材料”栏目投稿。论文模板及要求请参见期刊网站首页的“作者中心”。

  2025年01期 v.24;No.97 37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1064K]
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• 六盘山实验室简介

  <正>六盘山实验室是由宁夏回族自治区人民政府设立立的的首首家家新新型型研研发发机机构构，于2024年1月12日登记成立立，是宁夏回族自治区科学技术厅所属事业单位，联合合北北京京航航空空航航天天大大学学、吉林大学、西安交通大学、西安理理工工大大学学、宁夏大学和合肥通用机械研究院等科研院所所共共建建，实验室主任由中国工程院院士马玉山担任。实实验验室室围围绕绕宁宁夏夏高高端端装装备备制制造造业业布布局局创创新新链链，重点点在在高高端端控控制制阀阀及及智智能能控控制制器器、智能铸造及装备、先进进智智能能工工艺艺装装备备、智能制造工业软件、高端特殊材料、新新能能源源装装备备六六个个方方向向开开展展研研究究工工作作，吸引集聚国内外优优势势科科研研力力量量，组织开展跨领域、跨学科协同攻关，建成集基础研究与应用基础研究、关

  2025年01期 v.24;No.97 97页 [查看摘要][在线阅读][下载 573K]
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