煤炭生物絮凝絮体分形试验研究

为解决化工产品类絮凝剂的大量使用会对环境造成严重污染的问题,采用对煤炭具有良好絮凝作用的枯草芽孢杆菌作为生物絮凝剂产生菌,开展煤炭生物絮凝试验和絮体分形试验研究。通过对生物絮凝的絮体进行显微图像采集与分析,利用絮凝体的投影面积与最大长度的函数关系计算絮凝体的分形维数。研究发现,枯草芽孢杆菌絮凝剂用量和絮体分形维数与煤泥水透光率之间具有显著的相关性。研究结果表明,以絮凝体分形维数为主控指标,可以实现对枯草芽孢杆菌絮凝剂的定量控制,能够比较客观地反映煤泥水的絮凝沉降过程。     

Si_3N_4陶瓷旋转超声磨削加工的表面摩擦特性

为了探索结构陶瓷材料在摩擦过程中表面形貌的变化规律及其对摩擦特性影响,分析了摩擦过程中材料的接触过程及力学关系,并对旋转超声磨削加工的Si3N4陶瓷试样开展了摩擦表面形貌、摩擦因数等特性的试验研究。首先根据接触特点和材料特性,基于分形理论推导出接触面总载荷计算公式,基于该公式建立了结构陶瓷摩擦因数分形模型。分析结果表明:当初始表面轮廓分形维数分别为1.4,1.45,1.5和1.55时,摩擦因数与摩擦后表面轮廓分形维数呈类似正态分布曲线。然后通过旋转超声磨削加工的Si3N4陶瓷试样面面接触摩擦试验,研究了摩擦后陶瓷材料表面微观形貌和摩擦因数变化规律,分析了各因素对摩擦因数的影响。试验结果表明:产生微观裂纹是Si3N4陶瓷摩擦后表面微观形貌的显著特点;温度值等于160℃是Si3N4陶瓷摩擦因数由下降转为上升的拐点;当施加载荷为360N和往复频率为80Hz时,摩擦因数最大。得到的结果为通过表面形貌控制提高结构陶瓷耐磨性能提供了技术支撑。     

基于PCA-BP算法的汽车涂装线烘房系统故障诊断研究

针对汽车涂装线设备参数组合复杂化、高耦合性等特点造成的设备故障无法及时发现和排除的困难,对涂装线各设备结构、故障机理进行了研究,提出了基于改进PCA-BP算法的设备故障诊断方法。该实验以涂装线烘房加热系统为实例,首先建立了其PCA模型,通过对监测数据信息进行了二次降维,提取了最优特征信息;然后将提取的样本特征在BP网络中进行了充分训练,诊断输出设备运行状态值,实现了故障诊断的效果。研究结果表明,PCA-BP方法在保证原始监测特征主要信息不丢失的前提下简化了监测空间参数,同时避免了原始BP算法易陷入局部极值的缺陷,通过烘房加热系统验证了该方法能够有效地对设备故障进行诊断。     

深部综放大断面沿空掘巷小煤柱尺寸优化及控制技术

针对深部综放大断面沿空掘巷小煤柱宽度确定的难题,以东滩煤矿沿空巷道小煤柱尺寸确定为例,首先通过对小煤柱力学模型分析确定小煤柱宽度应大于2.74m;然后经过数值模拟研究不同尺寸小煤柱下巷道围岩的变形规律,确定小煤柱合理尺寸为4m左右;提出合理的围岩控制技术。现场试验表明,生产期间小煤柱稳定性较好,沿空掘巷整体稳定,变形量得到了有效控制。     

单轴压缩下破裂岩样强度及变形特征

巷(隧)道围岩的显著特点为破裂后承载,破裂围岩强度及变形特征的正确评价对其围岩稳定控制意义明显。以从已破坏返修段巷道现场采集的破裂岩样为研究对象,根据其现场多处于近似零围压或低围压的应力环境,借助MTS伺服试验机对其单轴压缩下再破坏时的强度及变形特征进行系统研究。结果表明:破裂面对岩石的峰值强度产生明显的影响,对残余强度无直接决定性的影响;破裂岩样全应力-应变曲线总体可分为单峰型和多峰型2类;破裂面对岩石的割线模量及泊松比、峰值轴向应变影响不明显,但对峰值环向及体积应变影响明显;破裂岩样破裂面扩展过程及最终的破坏模式与原主破裂面的角度有关,主破裂面与加载方向近乎平行时,多发生竖向劈裂破坏,当两者垂直时,多发生竖向劈裂与横向主破裂面贯通破坏,其他情况大多发生竖向劈裂与剪切组合破坏模式;破裂岩样表面破裂面分布具有明显的分形特征,且其单轴压缩峰值强度与其表面破裂面盒维数两者之间总体符合线性单调减函数关系。     

国内外锂锰一次电池性能比较

前些年,国内锂锰电池产品主要面向中、低端市场,竞争激烈,在制造水平、品质的一致性、制造规模上都与国外品牌存在一定差距。高端锂锰电池市场上,70%以上的份额被日本、德国的品牌占据。为了探究目前国内锂锰电池产品与国外品牌具体性能的差别,抽取了市场占有率高的国外品牌和国内品牌的锂锰电池,设计了一系列的试验,对比二者的性能。     

镁橄榄石隔热材料孔体积分形维数特征

采用压汞法研究在熔盐介质中制备的镁橄榄石多孔隔热材料中孔的分形结构,测定了多孔隔热材料中孔的分形维数,探讨了孔的分形维数与孔隙率、孔分布及材料强度之间的关系。结果表明:熔盐介质中制备的镁橄榄石多孔隔热材料的孔结构具有分形特征,孔径4.6μm的样品中孔的分形维数不具有准确性,孔径4.6μm的样品中孔的分形维数具有规律性。烧成温度不同的样品中孔径4.6μm的分形维数波动在2.563 0~2.766 1之间,且分形维数越大,显气孔率越小,耐压强度越小。不同熔盐含量样品孔径4.6μm的孔体积分形维数在2.534 1~2.972 2之间,且分形维数越小,显气孔率越大。当分形维数大于2.535 7时,分形维数越小,耐压强度越大。     

基于分形曲面尺度斜率特征的弱小目标检测

鉴于弱小目标检测所固有的难点及常用的检测方法不能准确、稳定地检测出目标,提出了运用分形曲面尺度斜率特征检测弱小目标的方法。通过实际数据分析可以得出:相比常用的分形维数和分形拟合误差等检测特征,分形曲面尺度斜率特征在表征人造目标与自然背景的差异上更加明显,在抗图像噪声干扰上也更为优异,有着更强的鲁棒性。该方法普遍适用于检测自然环境中的弱小目标,尤其在对空弱小目标方面,检测概率更高。无论背景、飞行姿态、目标类型发生怎样的变化,经本文算法运算后只需一步简易的分割就可以检测出微弱暗小目标。     

空间相关的二维海杂波仿真与混沌评估

在舰载雷达设计和性能评估的过程中,海杂波的仿真模拟是必需的。根据实际雷达回波的信号形式,使用ZMNL法产生距离和方位均统计相关的二维海杂波数据。混沌特性可以用来描述实测海杂波数据,因此使用分形维数和最大Lyapunov指数来评估仿真数据与实测数据的相似程度,从非线性角度描述了二维仿真海杂波的实用性。     

新型曲面换能器阵指向性研究

利用抛物面几何结构的自聚焦性能优化设计了一种新型的抛物面换能器阵。基于声场理论,推导出换能器阵的三维指向性函数表达式。数值仿真了阵元数目、抛物面焦距和工作频率等参数对阵列指向性因数的影响。仿真实验结果表明,相对于传统平面圆环阵列而言,在换能器目数相同的情况下,抛物面相控阵列指向性因数增加了1倍,具有较高的指向性和抑制旁瓣能力,是较理想的组合声源。通过优化参数,抛物面换能器阵可获得最佳指向性,进而为声频定向扬声器的设计及研究提供了理论基础。