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关键词： 振动筛   模态分析   响应面   频率优化  

摘要： 振动筛作为一种物料筛分设备，以其结构简单和生产成本低廉而在冶金行业中得到广泛应用。然而，传统振动筛箱体因固有频率较低，接近系统激振频率，而容易发生结构共振，这对振动筛的使用寿命造成严重影响。为提高振动筛箱体的固有频率以避免共振，采用基于遗传聚合算法的响应面分析法对振动筛的频率进行了优化研究。建立了振动筛有限元模型，并通过模态仿真与试验测试，分析了其模态频率和振型，验证了模型与仿真的准确性；此外，采用筋板强化方式进行结构优化设计，在此基础上，利用响应面法探讨了筋板宽度和厚度对模态频率的影响规律，设计了多种不同的筋板强化方案，研究了加筋位置对模态频率提升的影响。结果表明，在横梁处增加筋板可以显著提高振动筛箱体的模态频率，其中模态频率对筋板厚度的敏感度较低，而对筋板宽度的敏感度较高；尤其在筛箱中间层增加筋板的情况下，模态频率的提升效果最为显著，以上中下三层增加筋板开展试验验证，筛箱前四阶固有频率均能提升60%以上，优化效果较好。通过模态频率的优化，振动筛箱体的固有频率得以远离激振频率，可有效解决结构共振问题，上述研究结果为振动筛箱体的强度和刚度优化设计提供了借鉴与参考。

关键词： 低空物联网   联邦学习   设备选举策略   稳定性   训练效率  

摘要： 随着无人机与物联网技术的深度融合，低空物联网中传输了大量包含敏感信息的数据，存在严重的隐私泄露风险。联邦学习允许多个参与者共同训练模型而无需共享敏感数据，为低空物联网安全应用提供了隐私保护的方案。但是，随着应用场景越来越丰富，节点异构性，网络动态性等特点导致低空物联网下的联邦学习极其不稳定。本文提出了一种结合Raft选举和权重计算的新型联邦学习方法(Federated Learning based on Proxy Raft Election and Weight Calculation， FedPRE-W)，提高了联邦学习的稳定性和效率。针对由于遮挡、网络动态变化以及节点能量耗尽等导致的代理设备中断问题，通过Raft算法选举新的代理设备，保障联邦学习的稳定性。结合节点异构性，通过计算节点权重，选举性能强的节点当选代理，提升了联邦学习的效率。最后， 本文在公开数据集上对所提方法进行验证，结果显示，FedPRE-W算法在减少通信轮数、加速模型收敛以及提高系统稳定性等方面有显著优势。本文为低空物联网进行安全、稳定、高效的联邦学习提供了一种可行的解决方案。

关键词： 有限元模型   钢筋混凝土薄壁大圆筒   结构变位   稳定性  

摘要： 以广东某拟建外海大圆筒工程为实例,针对二维理论进行结构设计存在位移偏小的问题,利用Plaxis 3D软件建立钢筋混凝土结构与土体的整体空间三维模型,三维实体有限元模拟中采用HSS模型模拟地基土和筒内回填散料,计算不同工况下圆筒本身的变位和土体产生的位移,得出深埋式大圆筒结构的运动趋势,以及筒内回填土强度、筒壁壁厚以及入土深度对结构稳定性的影响。结果表明,筒内土体与圆筒结构的运动基本一致,没有形成充分发展的主被动区域,为施工回填最小高度提供针对性建议;壁厚对结构稳定性影响较小,筒内回填土强度和入土深度对结构稳定性影响较大,但达到一定限值后稳定性结果增长趋势渐缓至趋于稳定。

关键词： 黄土隧道   围岩稳定性   空间分布特征   新型支护体系  

摘要： 不同埋深对黄土隧道围岩稳定性影响差异显著,本文依托实体工程,基于黄土隧道围岩破坏的影响因素,采用数值模拟方法探究了不同土质、含水率及埋深条件下隧道围岩安全系数分布规律,并基于上述规律研究了黄土隧道围岩的新型支护体系,结果表明:随着埋深的变化黄土隧道围岩安全系数均呈现先增大后减小趋势;随着含水率增加隧道围岩安全系数呈减小趋势,且含水率越高隧道围岩处于稳定阶段埋深的百分比越低,隧道围岩开始进入稳定状态的埋深与从稳定状态变化到不稳定状态的埋深均呈现增加趋势;基于黄土隧道围岩稳定性空间分布特征的新型支护体系能有效提高施工效率、降低工程成本,尤其对于围岩较为稳定的深埋隧道,新型支护体系的应用前景广阔。

关键词： 竖井   保安矿柱   Mathews稳定图   相似材料   嗣后充填  

摘要： 竖井作为矿山重要的生产设施，其稳定性决定了矿山正常生产与人员安全。受资源量日渐枯竭影响，为了保证矿山产能顺利过渡，某金矿对竖井保安矿柱内高品位矿体进行了残矿回收可行性研究。针对复杂采空区周边的残矿回收问题，融合工程经验法与相似材料实验，提出了一种保安矿柱回采评价方法。该方法通过Mathews稳定图对采场结构参数进行了初步设计，再利用室内相似材料试验模拟开挖过程，通过相似材料的变形与破裂对参数合理性进行研究，最终提出保安矿柱内矿体的回收方案与采场结构参数。以该地下金矿主竖井保安矿柱内残矿回收为研究背景，利用所提方法进行了回采过程模拟，在满足生产安全与岩层沉降控制标准的前提下，确定了在保安矿柱内采场与现有采空区之间留设宽度10 m间柱的回收方案。该研究方法与研究结果不仅为该矿竖井保安矿柱下的残矿回收提供了理论支撑，同时也为其他同类型矿山的残矿回收提供了参考案例。

关键词： 无后坐力   内弹道   感应点火   可燃药筒  

摘要： 无后坐力发射可有效降低后坐力，但会降低弹丸初速，为克服弹丸初速与后坐力之间的矛盾，提出基于可燃药筒和电磁感应点火的无后坐力枪方案，能够在不降低弹丸初速的同时实现无后坐力。通过电磁感应将能量传递到点火头，点火头点燃弹膛内发射药与可燃药筒提供发射能量，在达到一定压力后打开尾部拉瓦尔喷管，向后喷射气体平衡弹丸向前冲量。高初速无后坐力发射装填密度高、最大膛压高，内弹道容易出现不稳定，建立了射击过程中经典内弹道模型，运用数值仿真分析了内弹道性能并研究了内弹道稳定性。开展了弹道试验研究，验证了该方案能够在提高弹丸初速的同时将后坐冲量降低到1.5N·s以下。该方案可为轻武器未来发展提供新的思路。

关键词： 液晶材料   异硫氰酸酯   高双折射率   稳定性  

摘要： 苯基异硫氰酸酯化合物可制成向列相液晶材料。这类材料不仅具有高双折射率,还具有低黏度的特性,在液晶光学器件中应用时可实现快速响应。然而,这类液晶材料存在稳定性问题,导致其制成的液晶器件无法长时间稳定运行。本文研究发现,在加速老化实验中,100℃处理1000 h后,该材料的双折射率下降了8.5%。通过高效液相色谱法和质谱法分析,确认羟基化合物会引起异硫氰酸酯基团的离解,导致材料稳定性欠佳。最后,在设计的无水环境下进行老化实验,结果显示材料的降解程度大幅降低,在相同条件下双折射率仅下降1.1%。本研究为这类材料的应用提供了重要的指导方案。

关键词： 降雨强度   山地风电场   路堑边坡   稳定性系数   数值模拟  

摘要： 山地风电场的地势较复杂,地形通常存在较大的落差,大件运输道路施工后通常会形成高度3~15 m不等的路堑边坡,降雨后多发垮塌,进而造成道路堵塞,影响施工进度,易危及施工人员的人身安全。基于此,文章以某山地风电场道路工程为例,采用FLAC3D数值软件对路堑边坡稳定性的影响因子进行了研究,分析了地质条件、放坡坡比、坡高及降雨强度等条件对其稳定性的影响。研究结果表明:(1)降雨强度对于开挖坡比的选择具有重大影响,当降雨强度为大雨历时1 d时,7 m及以下坡高的坡体至少采用1∶0.5的开挖坡比,7 m以上坡高的边坡需将开挖坡比放缓至1∶0.75才能满足稳定性要求;(2)坡面存在岩土分界面的边坡对各个影响因子的敏感系数均高于均匀土质边坡;(3)对于均匀土质边坡,仅考虑坡高、坡比、降雨强度等3个影响因子,这3个影响因子的占比权重分别为44.85%、33.07%、22.08%。

关键词： 贮箱箱底   薄壁件   稳定性分析   镜像铣削  

摘要： 贮箱箱底采用薄壁瓜瓣拼焊技术成形,瓜瓣尺寸大、壁厚薄,针对其镜像铣削加工过程中的易发生颤振问题,提出一种薄壁瓜瓣镜像铣削加工的稳定性分析方法.首先,根据铣削力的相互作用关系,将整个镜像铣削加工系统分为机床主轴-刀具子系统和工件-辅助支撑子系统,建立由再生效应产生的动态切削厚度模型和圆弧铣刀动态铣削力模型,建立同时考虑刀具端径向两个方向和工件端法向振动的刀具-工件-辅助支撑系统三自由度动力学模型.然后,基于锤击实验法获取机床主轴-刀具子系统、工件-辅助支撑子系统的动力学参数,基于半离散时域法对薄壁瓜瓣镜像铣削加工稳定性进行预测.最后,开展薄壁瓜瓣镜像铣削加工实验,分析提出的薄壁瓜瓣镜像铣削加工稳定性预测方法的准确性.结果表明:辅助支撑的引入使工件远离卡具位置法向局部刚度最高提升了约7倍,与刀具径向刚度相近,都处在1×10^(7) N/m数量级,刀具端和工件端的动力学特性会同时影响整个镜像铣削系统的加工稳定性,铣削动力学模型中工件子系统和刀具子系统需同时考虑.建立的三自由度动力学模型及预测的稳定域具有较高的预测精度,对实现薄壁瓜瓣的稳定高效加工具有重要的理论意义和工程应用价值.针对3.35 m级贮箱箱底薄壁瓜瓣镜像铣削加工,考虑到精加工中薄壁瓜瓣减薄厚度要求,主轴转速选择在6000~7000 r/min范围时,推荐切深选择1.0 mm.

关键词： 变频变力制动器   水电站   失电落闸系统   稳定性   可靠性  

摘要： 在水电站运行中,事故闸门作为安全防护设施的一部分,用于在紧急情况下控制水流或水位,以防止发生意外事故。当发生水电站系统故障或其他紧急情况时,可以通过关闭事故闸门来阻止水流,减轻事故的影响。若水电站出现紧急情况,市电中断,闸门因无法启动而导致启闭机无法操作,则可能造成严重的安全事故。为解决这一问题,该文提出一种采用结合变频变力制动器的失电落闸系统,旨在提高闸门落闸系统的稳定性、可靠性及突发灾难性事故时可以及时做出应对措施的系统。实验结果表明,通过对该系统的设计和实现,该系统能够有效地保障事故闸门失电后所带来的安全隐患,具有较高的实用价值和推广意义。