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中空连续体机械臂的设计与主从任务转换避障控制 被引量：1
1
作者 万淑敏 孙长超 +2 位作者 袁培康 常乐 康荣杰 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS 北大核心 2025年第1期24-35,共12页
连续体机械臂具有优良的弯曲性能和柔顺灵活性,表现出了独特的环境适应性和人机交互安全性,在微创手术、灾后救援、狭窄空间检修等非结构化环境及家庭服务领域具有广阔的应用前景.然而,连续体机械臂的中央脊椎骨占据其内部空间,模块单... 连续体机械臂具有优良的弯曲性能和柔顺灵活性,表现出了独特的环境适应性和人机交互安全性,在微创手术、灾后救援、狭窄空间检修等非结构化环境及家庭服务领域具有广阔的应用前景.然而,连续体机械臂的中央脊椎骨占据其内部空间,模块单元冗余且运动耦合导致避障运动困难等问题妨碍了其在实际场景中的应用.针对以上问题,设计了内部中空的丝驱动连续体机械臂,为末端执行器的电液气管线留置出了充足的物理空间,并通过鲍登管在结构上实现了模块单元间的运动解耦;考虑丝驱动连续体机械臂的弯曲特性,建立了解耦后的简化运动学模型和运动学闭环控制算法;构造了评估空间障碍物与连续体机械臂最短距离的计算方法;在传统变构型避障运动控制的基础上,提出了基于主从任务转换的避障控制算法,能够在末端轨迹跟踪约束下,实现对障碍的躲避,同时也可暂时舍弃对给定末端轨迹的跟踪以躲避位于末端运动轨迹附近的障碍物.仿真和实验结果表明:所设计的连续体机械臂具有良好的运动能力,轨迹跟踪控制的末端位置平均误差为2.510 mm,仅为连续体机械臂长度的0.32%;提出的主从任务转换避障控制算法有效,能够准确评估末端运动与避障运动的优先级,相关研究工作为连续体机械臂的设计和运动控制提供了新的参考和思路. 展开更多
关键词 连续体机械臂 解耦 避障 主从任务转换
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低温低压下活性炭吸附氢气的分子模拟
2
作者 唐忠利 王子瑶 +2 位作者 吴甜甜 李文彬 张东辉 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS 北大核心 2025年第1期81-90,共10页
低温吸附法处理激光尾气中的H_(2)相较于传统尾气处理方法具有体积小、质量轻、运行成本低、无振动噪声等特点,其关键问题是开发低温低压条件下高性能的H_(2)吸附剂.以石墨片微元构建多孔活性炭模型,使用巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟探究H_... 低温吸附法处理激光尾气中的H_(2)相较于传统尾气处理方法具有体积小、质量轻、运行成本低、无振动噪声等特点,其关键问题是开发低温低压条件下高性能的H_(2)吸附剂.以石墨片微元构建多孔活性炭模型,使用巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟探究H_(2)在多孔活性炭中的吸附行为,通过考察多种因素的影响,期望获得更高的H_(2)吸附量.计算使用pcff力场,范德华相互作用采用Lennard-Jones 12-6形式,将计算得到的H_(2)吸附等温线以及模型的BET参数与实验值对比,验证了模型和力场的准确性.之后探究了石墨片微元尺度、多孔活性炭密度和吸附温度对H_(2)吸附的影响.结果显示:石墨片微元尺度对H_(2)的吸附有较大影响,由1环构建的模型性能最差,由19环构建的模型性能最好,从吸附性能来看,在单一石墨微元模型和混合石墨微元模型中均满足19环>37环>7环>1环;在所建立的0.5~1.3 g/cm^(3)模型密度范围内,存在最优密度1.1 g/cm3,此时能够获得最大H_(2)吸附量,比表面积和孔径分布二者共同作用影响吸附性能;温度对H_(2)低温吸附有较大影响,当吸附温度升高5 K和10 K时,吸附量分别下降了19.1%和36.8%,因此加强吸附过程中的散热和优化吸附床结构可以提高氢气的吸附量. 展开更多
关键词 活性炭 吸附 蒙特卡罗模拟 氢 低温低压
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吹风比对热障涂层-气膜冷却系统CMAS侵蚀过程及隔热性能的影响
3
作者 张俊红 谢安顺 +3 位作者 高朗 张学玲 林杰威 戴胡伟 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS 北大核心 2025年第1期1-11,共11页
针对熔融硅酸盐环境沉积物(CMAS)侵蚀诱发含冷却孔热障涂层结构热防护性能下降的问题,研究了不同吹风比下的CMAS的非均匀侵蚀行为及其对热障涂层(TBCs)隔热性能的影响.在Fluent软件中,考虑热传导、热对流和热辐射(热辐射使用离散纵坐标... 针对熔融硅酸盐环境沉积物(CMAS)侵蚀诱发含冷却孔热障涂层结构热防护性能下降的问题,研究了不同吹风比下的CMAS的非均匀侵蚀行为及其对热障涂层(TBCs)隔热性能的影响.在Fluent软件中,考虑热传导、热对流和热辐射(热辐射使用离散纵坐标辐射模型),建立共轭传热模型得到了在吹风比为1.5、1.0和0.5时TBC-气膜冷却系统的温度分布,在ABAQUS中建立三维相场模型(PFM)模拟CMAS的非均匀侵蚀行为,定量分析不同吹风比下CMAS侵蚀行为对TBC-气膜冷却系统温度分布的影响.分析了侵蚀300 h前后TBCs-气膜冷却系统温度场的变化,探讨了在不同吹风比下CMAS非均匀侵蚀对TBCs靠近主流入口、冷却孔入口前缘、冷却孔出口后缘和主流出口4个典型位置沿涂层厚度方向路径上热阻的影响.结果表明:TBC-气膜冷却系统在工作条件下具有三维温度梯度,沿主流流动方向和沿TBCs厚度方向上有较高的温度梯度,冷却孔附近区域温度分布的不均匀度高.陶瓷(TC)层中的CMAS浓度分布呈明显的不均匀性,在高温度区域内CMAS侵蚀速率更高,吹风比降低会引起TC层温度上升,温度不均匀性下降,CMAS的侵蚀程度增加,浓度分布的不均匀性下降.CMAS侵蚀会降低TBCs的隔热性能,吹风比为1.5、1.0和0.5时,侵蚀前后TBCs在靠近主流入口位置沿厚度方向路径上热阻下降率最高,分别为16.47%、17.13%和17.55%.CMAS侵蚀对TBCs在冷却孔出口后缘的隔热性能的影响较小,热阻在侵蚀前后的变化不大. 展开更多
关键词 吹风比 热障涂层 CMAS非均匀侵蚀 隔热性能
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一种基于DTW-DP-GMM的工业机器人轨迹学习策略 被引量：3
4
作者 肖洒 陈旭阳 +1 位作者 叶锦华 吴海彬 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS 北大核心 2025年第1期68-80,共13页
针对机器人示教编程过程中使用高斯混合模型(GMM)规划运动轨迹时存在的高斯分布个数难以选择、复现轨迹精度较低等问题,提出了一种复合的机器人运动轨迹学习策略.该策略包含动态时间规整(DTW)算法、高斯混合模型与道格拉斯-普克(DP)算法... 针对机器人示教编程过程中使用高斯混合模型(GMM)规划运动轨迹时存在的高斯分布个数难以选择、复现轨迹精度较低等问题,提出了一种复合的机器人运动轨迹学习策略.该策略包含动态时间规整(DTW)算法、高斯混合模型与道格拉斯-普克(DP)算法.首先,针对示教过程中采集的多条轨迹在时间长度上存在差异的问题,采用DTW算法来统一示教轨迹在时域上的变化.其次,使用GMM算法对示教轨迹的特征进行提取,并利用高斯混合回归(GMR)算法将其重构为复现轨迹.在这个过程中采用DP算法来预估GMM算法的关键参数高斯分布的数量,与传统方法相比,能够简单直观地得到相对准确的参数值.利用DP算法对复现轨迹的数据点进行稀疏化并优化,不仅确保了机器人最终运动轨迹的精度,而且大幅减少了最终轨迹数据点的数量.最后,进行了不同形状的模拟焊接轨迹学习规划实验.结果表明:经由DTW对齐后的示教轨迹具有更加明显的运动特征,经过GMM-GMR学习输出的复现轨迹具有良好的表征结果;在使用GMM-GMR算法学习示教轨迹的过程中,采用DP算法可以有效预估高斯分布个数;经过DP算法稀疏化并优化的最终轨迹的平均位置误差均在0.500 mm以内,其最大误差可以控制在0.800 mm以内,可以满足焊接轨迹规划的精度要求,验证了该策略的有效性和优越性. 展开更多
关键词 工业机器人 示教编程 高斯混合模型 道格拉斯-普克算法 动态时间规整 轨迹复现
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基于视觉定位与虚拟现实技术的机器人遥操作研究 被引量：1
5
作者 林子骜 肖聚亮 +3 位作者 赵炜 刘海涛 龙晖午 牛一凡 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS 北大核心 2025年第1期36-46,共11页
机器人遥操作,即人类操作者通过远程控制设备操纵机器人完成任务,实现了机器人的执行能力和人类操作者在非结构化环境中的决策能力的融合,已被广泛应用于各种工作要求复杂且对人类有潜在危险的领域.高效遥操作的关键因素之一在于能否为... 机器人遥操作,即人类操作者通过远程控制设备操纵机器人完成任务,实现了机器人的执行能力和人类操作者在非结构化环境中的决策能力的融合,已被广泛应用于各种工作要求复杂且对人类有潜在危险的领域.高效遥操作的关键因素之一在于能否为操作者提供良好的临场感,临场感取决于操作者对远程环境的身临其境的感知(视觉、触觉等感官反馈)以及对远程机器人精准、直观的控制.本文提出了一种基于视觉定位与虚拟现实技术的机器人遥操作方法,重建并传输远程场景的静态点云模型,利用Gen6D位姿估计算法根据RGB数据自动检测远程场景中的物体,然后将检测到的物体位姿信息传输到Unity虚拟现实场景中,定位虚拟物体,从而取代物体的点云模型.充分发挥虚拟现实的固有优势,沉浸式可视化重建后的远程场景,利用Unity物理引擎驱动虚拟物体,提高操作者的临场感.其次,提出一种人机解耦的信息物理(cyber-physical)映射模型,将操作者与远程机器人的控制回路解耦,消除了时延对遥操作的影响.最后,提出一种基于虚拟现实空间的自适应位置增量映射算法,根据虚拟机器人末端抓手与目标物体的距离改变位姿映射的比例,提高了遥操作的灵活性,并赋予虚拟现实遥操作避障的功能,保障了虚拟现实遥操作的安全性. 展开更多
关键词 机器人 遥操作 虚拟现实 场景重建 位姿映射
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基于风格迁移的柔性输尿管内窥镜图像深度估计 被引量：1
6
作者 辛运帏 尹晶晶 +3 位作者 赵煜 代煜 崔亮 殷小涛 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS 北大核心 2025年第1期47-55,共9页
输尿管内窥镜手术是目前针对肾结石的主流治疗方案,其外形细长、镜体柔软,能够灵活穿越人体自然腔道的内径狭窄的尿道和输尿管,检查视野范围更广,使医生能够更好地观察到病变区域.但一般的输尿管内窥镜仅配备单目摄像头进行配合手术操作... 输尿管内窥镜手术是目前针对肾结石的主流治疗方案,其外形细长、镜体柔软,能够灵活穿越人体自然腔道的内径狭窄的尿道和输尿管,检查视野范围更广,使医生能够更好地观察到病变区域.但一般的输尿管内窥镜仅配备单目摄像头进行配合手术操作,无法借助额外设备获取数据导致了其图像信息的匮乏;同时,相比于胃肠、鼻镜等手术场景,本研究的肾内场景在不具备公开数据集的同时,图像质量参差不齐,表面纹理细节不足,孔洞区域褶皱少,受模糊反光等干扰大,都易使深度估计受到影响针对以上问题,提出了一种基于改进风格迁移模型的深度估计方法.该方法首先根据术前CT图像重建肾脏内部腔道模型并提取中心路径,将虚拟内窥镜的摄像头设置在插值后的路径点上,构建了虚拟内窥镜漫游图像与深度估计图像一一对应的数据集,并基于此数据集训练了一个深度估计模型;随后,使用添加高效通道注意力(ECA)模块的改进风格迁移模型,将真实内窥镜图像域迁移至虚拟内窥镜图像域;最后,再将经由风格迁移产生的虚拟内窥镜图像送入上述训练得来的深度估计模型中,最终实现真实内窥镜图像的深度估计.所提方法的可行性及有效性在输尿管钬激光碎石术的图像中得到验证. 展开更多
关键词 深度估计 风格迁移 注意力机制 深度学习
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一种多模式轮腿移动机器人的设计与分析
7
作者 李晋馥 于泽 连宾宾 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS 北大核心 2025年第1期12-23,共12页
移动机器人作为智能勘探与侦察的自动化装备,在航天探测、抢险救灾等领域具有广阔的应用前景.轮腿式移动机器人因具有良好的机动性与越障能力而受到青睐.然而现有轮腿式移动机器人机身大多不可变形,导致机器人运动模式较少,地形适应性一... 移动机器人作为智能勘探与侦察的自动化装备,在航天探测、抢险救灾等领域具有广阔的应用前景.轮腿式移动机器人因具有良好的机动性与越障能力而受到青睐.然而现有轮腿式移动机器人机身大多不可变形,导致机器人运动模式较少,地形适应性一般.且机身易与障碍物发生碰撞,无法在具备良好的爬坡能力的同时保证跨越障碍物的效率.针对上述问题,本文提出了一种采用多连杆可变形机构作为机身的轮腿式移动机器人.在设计机器人轮腿及可变形机身的基础上,建立机器人整体运动学模型,据此规划机器人3种运动模式:同步步态、翻滚步态和蜷曲-伸展步态.开展机器人在典型地形(平坦地面、松软地形、上升坡度、下降坡度、障碍物)下的运动性能分析,揭示机器人结构参数与地形特征(爬坡角度、障碍物高度)映射关系.最后基于理论分析结果搭建物理样机并开展实验.实验结果表明,本文所设计的多模式轮腿移动机器人的最大爬坡角度和越障高度分别为44°和28 mm,具有良好的爬坡能力与越障性能.此外,得益于多模式运动特点,机器人在包含平坦地面及松软地形在内的多地形下均具有良好的通过性,验证了机器人方案的可行性.本文为多模式轮腿运动机器人的设计与应用提供有益参考. 展开更多
关键词 多模式移动机器人 轮腿式移动机器人 运动学建模 实验研究
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基于CLIP模型和知识数据库的零样本动作识别 被引量：2
8
作者 侯永宏 郑皓春 +1 位作者 高嘉俊 任懿 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS 北大核心 2025年第1期91-100,共10页
零样本动作识别旨在从已知类别的动作样本数据中学习知识,并将其迁移到未知的动作类别上,从而实现对未知动作样本的识别和分类.现有的零样本动作识别模型依赖有限的训练数据,可学习到的先验知识有限,难以将视觉特征准确地映射到语义标签... 零样本动作识别旨在从已知类别的动作样本数据中学习知识,并将其迁移到未知的动作类别上,从而实现对未知动作样本的识别和分类.现有的零样本动作识别模型依赖有限的训练数据,可学习到的先验知识有限,难以将视觉特征准确地映射到语义标签上,是限制零样本学习性能提升的关键因素.针对上述问题,本文提出了一种引入外部知识数据库和CLIP模型的零样本学习框架,利用多模态CLIP模型通过自监督对比学习方式积累的知识,来扩充零样本动作识别模型的先验知识.同时,设计了时序编码器,以弥补CLIP模型时序建模能力的欠缺.为了使模型学习到更丰富的语义特征,缩小视觉特征和语义标签之间的语义鸿沟,本文扩展了已知动作类别的语义标签,用更为详细的描述语句代替简单的文本标签,丰富了文本表示的语义信息;在此基础上,在模型外部构建了一个知识数据库,在不增加模型参数规模的条件下为模型提供额外的辅助信息,强化视觉特征与文本特征表示之间的关联关系.最后,本文遵循零样本学习规范,对模型进行微调,使其适应零样本动作识别任务,提高了模型的泛化能力.所提方法在HMDB51和UCF101两个主流数据集上进行了广泛实验,实验数据表明,该方法的识别性能相比目前的先进方法在上述两个数据集上分别提升了3.8%和2.3%,充分体现了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 零样本学习 动作识别 CLIP模型 知识数据库
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RV减速器滚针轴承动态磨损特性分析
9
作者 许立新 刘伟明 钟家銮 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS 北大核心 2025年第1期56-67,共12页
RV(rotary vector)减速器中滚针轴承径向尺寸小,所受动态接触载荷变化复杂,在实际使用中容易出现磨损失效,导致RV减速器的工作性能急剧下降,失去原有的传动精度,甚至出现故障损坏.为揭示RV减速器滚针轴承动态磨损特性,基于接触多体动力... RV(rotary vector)减速器中滚针轴承径向尺寸小,所受动态接触载荷变化复杂,在实际使用中容易出现磨损失效,导致RV减速器的工作性能急剧下降,失去原有的传动精度,甚至出现故障损坏.为揭示RV减速器滚针轴承动态磨损特性,基于接触多体动力学和Archard磨损理论,提出摆线针轮-滚针轴承传动机构的动力学与磨损耦合模型.该方法通过接触多体动力学求解滚针轴承动态接触载荷,分别得到滚动体与内外滚道之间的瞬时法向接触力,借助Archard磨损模型依次计算出内外滚道的瞬时磨损量,再进行累积以表达轴承内外滚道磨损形状.以RV20E-121减速器为对象,基于摆线针轮-滚针轴承传动机构的动力学与磨损耦合模型,分析滚针轴承内外滚道的动态磨损特性,获得内外滚道的累积磨损量大小和分布情况,并绘制磨损后内外滚道形状.研究结果表明:轴承内外滚道磨损量不均匀,且内滚道磨损比外滚道严重;轴承内滚道在垂直偏心距方向上的累积接触磨损量较大,轴承外滚道在摆线轮圆周方向上累积接触磨损量较大;基于RV20E-121减速器耐久疲劳试验,通过轴承滚道磨损形状检测发现,内外滚道磨损不均匀,滚针轴承内滚道的磨损情况比外滚道严峻,内滚道的磨损主要集中在垂直偏心距方向上,外滚道的磨损集中在摆线轮圆周方向上,累积磨损规律与仿真计算结果具有一致性. 展开更多
关键词 RV减速器 滚针轴承 动力学 动态磨损
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强化音符位置及方向先验信息的多音光学乐谱识别
10
作者 关欣 刘津津 +1 位作者 刘辉 李锵 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS 北大核心 2025年第1期101-110,共10页
由于同一个时刻包含多个音符的多音乐谱其音符符头距离近、符号间依赖关系复杂,使得多音光学乐谱识别极具挑战.传统基于卷积和序列建模的方法,由于经典卷积存在移不变性难以精确表示音符的纵向位置信息,而传统针对上下文序列建模的方法... 由于同一个时刻包含多个音符的多音乐谱其音符符头距离近、符号间依赖关系复杂,使得多音光学乐谱识别极具挑战.传统基于卷积和序列建模的方法,由于经典卷积存在移不变性难以精确表示音符的纵向位置信息,而传统针对上下文序列建模的方法难以有效表征调号中变音记号与五线谱内符头的空间相关性,存在符头音高识别不准、变音记号作用范围有限的问题,从而影响音符音高、时值标注的准确性.针对以上问题,提出了一种强化音符位置及方向先验信息的多音光学乐谱识别方法.首先,提出一种纵向位置编码方法,将纵向位置信息嵌入乐谱图像,以更精确地表示符头的纵向位置信息,从而能明确区分多音乐谱中的不同音高.其次,提出了变音记号位置注意力,以明确建立变音记号和符头的空间依赖关系.最后,针对多音符头纵向分布、音符序列横向排列、音符符头、符干和符尾呈现的局部方向性特点,提出了方向注意力模块,更好地捕捉音符特征分布的方向性.在多音乐谱数据集上开展实验,实验结果表明,该方法对时值识别的符号错误率为1.14%,对音高识别的符号错误率为2.14%.与当前基准方法卷积递归神经网络相比,该方法时值识别的符号错误率降低了0.67%,对音高识别的符号错误率降低了1.14%,对多音乐谱具有良好的识别效果. 展开更多
关键词 光学乐谱识别 位置编码 位置注意力 方向注意力
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《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》第五届编委会组成人员名单
11
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS 北大核心 2025年第1期F0002-F0002,共1页
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基于视觉与加速度测量的结构动态位移融合估计 被引量：3
12
作者 熊春宝 孙长保 牛彦波 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期891-901,共11页
结构动态位移测量与精准估计对于结构安全运营和性态评估具有重要意义.基于计算机视觉的位移监测方法具有精度高、非接触式、成本低、设备安装简便等优点,在实际复杂工程环境中,设备难以架设,视觉测量方法较传统接触式位移监测方法具有... 结构动态位移测量与精准估计对于结构安全运营和性态评估具有重要意义.基于计算机视觉的位移监测方法具有精度高、非接触式、成本低、设备安装简便等优点,在实际复杂工程环境中,设备难以架设,视觉测量方法较传统接触式位移监测方法具有明显的优势.图像分辨率和拍摄帧率等因素在一定程度上限制了视觉方法的使用.针对视觉位移测量技术高频振动识别精度低的问题,提出了一种基于视觉与加速度测量的结构动态位移重构方法,通过融合视觉低频与加速度高频振动响应信号,实现结构动态位移精准识别.首先,利用光流法从结构振动视频数据中提取结构位移响应,引入前后向误差与离群值过滤机制,提升特征点追踪精度,避免漂移问题.然后,利用逐次变分模态分解方法分别从视觉位移与加速度二次积分得到的位移信号中提取相应的本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量.最后,基于互相关函数筛选机制,确定融合模态分量,融合基于视觉测量的低阶IMF与基于加速度测量的高阶IMF,重构结构位移响应.通过一个钢筋混凝土框架结构振动台试验,对提出的位移融合估计方法进行了试验验证.结果表明:与单一视觉测量方法相比,所提出的方法能够更为准确地估计结构动态位移,并且通过引入加速度测量中的动态位移分量,融合后的位移比基于视觉测量的结果具有更宽的频率范围. 展开更多
关键词 数据融合 计算机视觉 光流法 逐次变分模态分解 互相关函数
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NiW/介孔Y型分子筛催化剂上菲加氢裂化过程研究 被引量：2
13
作者 唐忠利 张满 +3 位作者 陈嘉诺 王希涛 张东辉 李文彬 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期155-164,共10页
为了实现对煤焦油中副产物多环芳烃菲的有效利用,采用等体积浸渍法制备了介孔Y型分子筛负载金属Ni、W催化剂,利用XRD、H2-TPR、BET、SEM-EDS对制备的催化剂进行表征分析,并在固定床反应器中考察催化剂上菲加氢裂化性能,探讨了反应过程... 为了实现对煤焦油中副产物多环芳烃菲的有效利用,采用等体积浸渍法制备了介孔Y型分子筛负载金属Ni、W催化剂,利用XRD、H2-TPR、BET、SEM-EDS对制备的催化剂进行表征分析,并在固定床反应器中考察催化剂上菲加氢裂化性能,探讨了反应过程中空速、气液比、温度、压力对催化剂积碳率、菲的转化率、液体收率及产物分布的影响.研究表明,增加空速和气液比会降低催化剂的积碳率,过高的反应温度会导致催化剂快速地积碳失活.通过定时采样对裂解产物分析得到菲在催化剂上的裂解率变化情况,同时也能反映出催化剂的稳定性.对反应过程条件优化得到的最优条件为:空速6 h^(-1),气液比750,温度400℃,压力6.5 MPa.此时,菲的裂解率可以稳定在99%以上,同时催化剂保持较高的稳定性,在4 h内未出现活性降低. 展开更多
关键词 菲 介孔Y型分子筛 催化剂 加氢裂化 产物分布
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有机液体储氢载体催化脱氢技术研究进展 被引量：2
14
作者 潘伦 韩泽昊 +3 位作者 闫晓 高睿杰 张香文 邹吉军 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期557-574,共18页
绿氢(可再生能源制氢)的开发及利用是推动能源绿色转型和实现“双碳”目标的重点发展方向之一.然而,大规模绿氢的安全储运技术仍需进一步完善.以环烷烃/芳烃为主的有机液体储氢载体(LOHCs)体系因其高储氢密度、安全高效、运输方便等优... 绿氢(可再生能源制氢)的开发及利用是推动能源绿色转型和实现“双碳”目标的重点发展方向之一.然而,大规模绿氢的安全储运技术仍需进一步完善.以环烷烃/芳烃为主的有机液体储氢载体(LOHCs)体系因其高储氢密度、安全高效、运输方便等优势成为绿氢长距离大规模输送的关键技术.相比于工艺成熟的芳烃加氢技术,富氢LOHCs(环烷烃)脱氢技术开发的难度较大,是近年来研究的热点.本文系统综述了环己烷(CH)、甲基环己烷(MCH)、十氢萘(DHN)和全氢二苄基甲苯(H18-DBT)4类典型富氢LOHCs脱氢技术的研究进展.基于目前的研究结果,阐述了单环烷烃(CH、MCH)和多环烷烃(DHN、H18-DBT)的脱氢反应路径和机理,重点从活性组分和载体两方面总结了脱氢催化剂的设计思路、构效关系和研究进展,详细分析了基于不同模型的富氢LOHCs脱氢动力学,探讨了4类典型脱氢反应装置的优缺点.总体来讲,环烷烃作为LOHCs距离工业化应用还有一段距离,继续完善环烷烃脱氢动力学和脱氢机理、提高Pt系催化剂的催化活性和稳定性、开发具有实际应用意义的非贵金属催化剂以及优化反应器结构成为未来环烷烃脱氢技术研究需要聚焦的难点. 展开更多
关键词 有机液体储氢载体 环烷烃 催化脱氢 脱氢催化剂 反应动力学
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侧式进/出水口各孔道流量分配差异及影响因素 被引量：3
15
作者 高学平 马一鸣 +1 位作者 刘殷竹 朱洪涛 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期633-641,共9页
对于抽水蓄能电站侧式进/出水口各孔道流量分配,现有设计规范规定进/出水口相邻中边孔道的流量不均匀程度不宜超过10%,但实际工程设计难以达到此要求.本文以某抽水蓄能电站侧式进/出水口为例,通过优化进/出水口各体型参数,利用数值模拟... 对于抽水蓄能电站侧式进/出水口各孔道流量分配,现有设计规范规定进/出水口相邻中边孔道的流量不均匀程度不宜超过10%,但实际工程设计难以达到此要求.本文以某抽水蓄能电站侧式进/出水口为例,通过优化进/出水口各体型参数,利用数值模拟方法研究各孔道流量等水力参数,重点分析分流墩布置对各孔道流量分配的影响及其规律,试图使进流工况和出流工况相邻中边孔道的流量不均匀程度均最小.研究表明,改变扩散段分流墩布置能有效改善流量不均匀程度.对于3墩4孔侧式进/出水口,相邻中边孔道的流量不均匀程度在出流工况下随中边孔宽度比增大而增大,在进流工况下随中边孔宽度比增大而减小;当中边孔宽度比增大且中墩后移距离减小时,出流工况和进流工况下的流量不均匀程度均减小.对于2墩3孔侧式进/出水口,相邻中边孔道的流量不均匀程度不论在出流工况下还是在进流工况下,均随中边孔宽度比增大呈先减小后增大的规律.优化后的3墩4孔侧式进/出水口的中边孔宽度比取0.228∶0.272,中墩后移距离取0.36D(D为隧洞直径),其相邻中边孔道的流量不均匀程度均较优,在出流工况下为18.47%~19.43%,在进流工况下为19.82%~19.83%;优化后的2墩3孔侧式进/出水口的中边孔宽度比取0.310∶0.345,其相邻中边孔道的流量不均匀程度均较优,在出流工况下为19.47%~19.63%,在进流工况下为18.66%~18.67%.相邻中边孔道的流量不均匀程度较难满足不宜超过10%的设计规范要求.研究成果将有助于《抽水蓄能电站设计规范》中关于进/出水口水力指标要求的完善. 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 侧式进/出水口 体型优化 流量分配 数值模拟
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单板焊接空心球节点受拉承载性能研究 被引量：3
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作者 陈志华 蔡汝锐 +1 位作者 刘红波 温锁林 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-10,共10页
单板焊接空心球节点常用做弦支穹顶上部结构连接拉杆或拉索的节点,单板主要承受拉力并传递至焊接空心球,为了满足工程设计的要求,需对其受拉承载性能进行研究.通过试验,研究了不同参数的单板焊接空心球节点轴拉状态下的受力性能和破坏机... 单板焊接空心球节点常用做弦支穹顶上部结构连接拉杆或拉索的节点,单板主要承受拉力并传递至焊接空心球,为了满足工程设计的要求,需对其受拉承载性能进行研究.通过试验,研究了不同参数的单板焊接空心球节点轴拉状态下的受力性能和破坏机理,建立有限元模型并进行验证,该模型能较好地反映单板焊接空心球节点轴拉性能,通过有限元模型参数化分析揭示了节点尺寸、加劲肋、单板尺寸等参数对其力学性能的影响规律,并提出单板焊接空心球轴拉承载力计算公式.研究结果表明:单板焊接空心球在轴拉作用下为应力集中导致的剪切强度破坏,破坏发生在单板端部与空心球连接处,表现为焊接空心球被撕裂;有限元应力云图得出破坏时沿着单板平面内拉力方向的剪应力起主要作用;单板焊接空心球节点的受拉承载力随单板宽度及空心球壁厚的增大而明显增大,空心球直径的增大会使承载力略有降低,单板的厚度增加使节点承载力略有提高,单板的高度对节点承载力的影响较小,空心球内设置加劲肋能使承载力提高至少20%;基于参数化提出的单板焊接空心球节点的受拉承载力计算公式能简便地计算出单板焊接空心球节点的承载力,相对误差在±15%以内,满足工程设计误差要求.研究工作可为今后外接单板的焊接空心球节点分析设计提供参考. 展开更多
关键词 单板焊接空心球节点 数值模拟 轴拉性能 承载力
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恒静载降K法测定焊缝疲劳裂纹扩展门槛值研究 被引量：3
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作者 刘秀国 邓冲 +3 位作者 邓彩艳 梁行 张涛 牛得田 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期79-86,共8页
焊接残余拉应力会显著降低焊接接头疲劳性能,因此,焊接结构疲劳寿命评估参数的测定应对焊接残余应力予以充分考虑.为测得考虑焊接残余应力影响条件下的疲劳裂纹扩展门槛值,本文提出通过设定恒定平均外载以等效残余应力作用,进而逐级降... 焊接残余拉应力会显著降低焊接接头疲劳性能,因此,焊接结构疲劳寿命评估参数的测定应对焊接残余应力予以充分考虑.为测得考虑焊接残余应力影响条件下的疲劳裂纹扩展门槛值,本文提出通过设定恒定平均外载以等效残余应力作用,进而逐级降低裂尖应力强度因子范围(ΔK)测得焊缝疲劳裂纹扩展门槛值的方法,即恒静载降K法.通过与ASTM E647-15等标准推荐测试方法所得结果对比,探究了恒静载降K法测量值适用性;通过扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)等手段观察,对比分析了不同测量方法近门槛值载荷下的裂尖材料疲劳断口和变形行为.结果表明:采用恒静载降K法测量焊缝疲劳裂纹扩展门槛值最低,采用恒最大应力强度因子(K_(max))降载法的测量值次之,采用恒应力比(R)降载法的测量值最高.对比不同裂纹尖端K_(max)设定对门槛值测量的影响,发现随着K_(max)增大,门槛值测量值先快速下降,随后趋于平稳;采用恒静载降K法测定过程中K_(max)呈逐渐上升趋势,相应的门槛值测量值最低.疲劳断口显示,随着外加平均载荷增大,在近门槛值阶段断口形貌由疲劳辉纹转变为微区解理断裂;基于EBSD表征计算的裂尖材料几何必需位错密度表明,随着近门槛值外载的平均载荷增大,裂纹尖端位错密度增加. 展开更多
关键词 焊缝 疲劳裂纹扩展门槛值 疲劳裂纹扩展速率 恒静载降K法
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地下管廊抗震研究现状综述 被引量：2
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作者 梁建文 陈慧芳 +1 位作者 李东桥 巴振宁 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期209-222,共14页
针对地下管廊工程建设高速发展、抗震减灾需求愈发凸显的现状,综述地下管廊抗震研究现状.首先,通过国内外以往的震害实例,对地下管廊的震害形式、震害影响因素及震害机理进行了系统性总结.其次,从拟静力试验和振动台试验两个方面总结了... 针对地下管廊工程建设高速发展、抗震减灾需求愈发凸显的现状,综述地下管廊抗震研究现状.首先,通过国内外以往的震害实例,对地下管廊的震害形式、震害影响因素及震害机理进行了系统性总结.其次,从拟静力试验和振动台试验两个方面总结了地下管廊抗震性能的试验研究现状.再次,总结了地下管廊抗震分析的简化分析方法、动力时程方法、地震易损性评估及减隔震技术的研究现状.最后,基于文献综述提出了目前地下管廊抗震研究亟待解决的问题并做出展望,以期促进地下管廊抗震研究的发展.研究表明:地下管廊在地震作用下的破坏形式主要有混凝土剥落、裂缝贯通、接缝错位或张开、管廊受剪断裂等;地震作用下地下管廊穿越非均匀场地时动力响应的放大效应显著,地下管廊穿越软硬交互等非均匀场地时的抗震性能研究值得重视;交叉节点是地下管廊的薄弱环节,交叉管廊的抗震设计方法研究值得关注;预制管廊接头易受到地震破坏,不同类型预制管廊接头的抗震性能研究需深入探索;城市大型地下管廊系统抗震性能受到不同交叉节点和不同管廊之间的交互影响,高效的地下管廊系统建模方法和高效的简化分析方法亟待研究;城市大型地下管廊系统地震易损性分析是重要的发展方向;地下管廊的减隔震技术值得发展. 展开更多
关键词 地下管廊 震害 拟静力试验 振动台试验 简化分析方法 动力时程方法 地震易损性 减隔震技术
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基于截面增大法的扣放角钢焊接加固负载H型钢的轴压承载力研究 被引量：2
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作者 刘红波 张卓航 +3 位作者 陈志华 陈蕙芸 曹爽秋 张清沛 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期530-543,共14页
负载下焊接加固是既有结构加固的重要形式,然而当前对加固形式及加固效果的研究仍然较为缺乏.因此,提出了一种新型负载焊接加固构造,设计了8组扣放角钢焊接加固H型钢试验.研究了焊接过程中的截面应力重分布规律以及焊接加固H型钢柱的轴... 负载下焊接加固是既有结构加固的重要形式,然而当前对加固形式及加固效果的研究仍然较为缺乏.因此,提出了一种新型负载焊接加固构造,设计了8组扣放角钢焊接加固H型钢试验.研究了焊接过程中的截面应力重分布规律以及焊接加固H型钢柱的轴压力学性能.试验中加固构件的截面为加固前的1.53倍~1.55倍,焊接加固后构件极限承载增大为加固前的1.74倍~1.90倍;加固构件和原构件协同工作,获得了良好的加固效果,虽然焊接热输入降低了构件焊缝间隔处的屈曲应力,但负载加固的构件表现出相对零载加固构件更高的极限承载力.随后建立并验证了一种新型焊接加固H型钢柱的数值模拟方法,探究了不同截面面积加固构件的加固效果;揭示了不同焊缝间隔以及焊接热效应对加固构件极限承载力的影响,并建立了相应的设计方法. 展开更多
关键词 H型钢 轴压性能 负载焊接 应力重分布 加固后力学性能 数值模拟方法
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TC4钛合金激光深熔焊等离子体羽流喷发过程研究 被引量：2
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作者 杨立军 谢燕 +2 位作者 贾晨鹏 赵圣斌 黄一鸣 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期967-973,共7页
在激光深熔焊过程中,等离子体羽流的喷发过程作为等离子体振荡的关键阶段,与熔池小孔行为密切相关,而小孔的行为又决定着焊缝成形及焊接质量.由于等离子体喷发过程具有很强的随机性,通过检测该过程的热力学基础参数,可以更好地监测焊接... 在激光深熔焊过程中,等离子体羽流的喷发过程作为等离子体振荡的关键阶段,与熔池小孔行为密切相关,而小孔的行为又决定着焊缝成形及焊接质量.由于等离子体喷发过程具有很强的随机性,通过检测该过程的热力学基础参数,可以更好地监测焊接过程.本文利用无源双探针检测装置与高速摄像组成的多源光电信号同步检测系统,对钛合金在激光焊接过程中的等离子体羽流喷发行为进行分析.结果表明:等离子体喷发过程分为初期、中期和后期3个阶段;在喷发初期,激光功率在1200~1500W时,等离子体喷发速度最高超过100 m/s,最低小于10 m/s,随功率增加喷发速度分布范围呈减小趋势,概率最大的喷发速度也随之减小;在喷发中期,根据等离子体喷发经过双探针时间差之比的k值来衡量喷发过程中温度变化程度,发现两探针检测等离子体相同温度的时间差是初始阶段等离子体流经两探针时间差的3倍及以上;在喷发后期,两探针电信号波形到达极小值点时间差值的正负可用来判断等离子体喷发的剧烈程度,差值为负时等离子体喷发剧烈,反之等离子喷发较弱. 展开更多
关键词 激光焊接 钛合金 激光等离子体 等离子体喷发速度 小孔振荡
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