2026, 40(1):1-8. DOI: 10.20271/j.cnki.1673-9833.2026.1001
摘要:软弱破碎岩体隧道常采用水泥浆液注浆加固以保证隧道安全施工,并用浆液扩散范围评价注浆效果。采用Barton粗糙度标准曲线,临摹建立裂隙DXF文件,并导入COMSOL软件,基于多孔介质渗流方程建立单裂隙注浆模型。以注浆扩散距离为指标,设计裂隙粗糙度、注浆压力、黏度和裂隙开度的四因素三水平正交试验方案,分析4个因素对浆液扩散的影响。结果表明,注浆压力和裂隙开度的增加能提升浆液扩散范围,黏度升高则与之相反,裂隙粗糙度增加会加大浆液扩散的角隅效应,导致扩散距离减小。通过极差分析法和方差分析法,得知4个因素对浆液扩散影响效果由高到低依次为浆液黏度、注浆压力、裂隙开度和粗糙度,并给出了浆液扩散距离最大时的四因素组合水平。
2026, 40(1):9-15. DOI: 10.20271/j.cnki.1673-9833.2026.1002
摘要:同时考虑土层初始含水率随深度变化非线性特性、降雨入渗边界条件及饱和与非饱和区动态发展的特点,对Green-Ampt(GA)模型进行修正,并采用参数计算分析的方法,对修正模型的实用性及参数影响规律开展研究。研究结果表明:改进GA模型将降雨入渗过程细分为3个阶段,推导出了对应的时间边界条件以及各阶段降雨历时与湿润锋及饱和区深度的计算公式;降雨强度较小时,降雨入渗过程分为3个阶段,但随着降雨强度的增加,降雨入渗过程可以简化为2个阶段;初始含水率分布模式对土体入渗时间边界条件、湿润锋与饱和区深度具有显著的影响。随着降雨历时增加,指数分布模式湿润锋深度发展较定值分布模式发展更快,且降雨入渗初期,初始含水率分布模式对参数ξ影响较大,但随着降雨历时增加,对ξ影响逐渐可以被忽略。
2026, 40(1):16-23. DOI: 10.20271/j.cnki.1673-9833.2026.1003
摘要:通过复掺减水剂、消泡剂、膨胀剂和早强剂制备了抗压强度超过135 MPa的超高强风电灌浆料,系统研究了上述外加剂对灌浆料各性能的影响规律。结果显示,经对各外加剂掺量的合理调整,可以实现灌浆料流动度、强度及膨胀率的精准调控。适量掺加减水剂能提升灌浆料的流动性能和后期强度,复掺消泡剂会在优化材料强度的同时影响其流动性能,复掺膨胀剂可改善材料的早期收缩性能,但可能影响其后期强度;复掺早强剂可显著提高材料的早期和后期强度,但会降低其流动度。当减水剂掺量为0.6%、消泡剂掺量为0.3%、膨胀剂掺量为0.03%、早强剂掺量为0.8%时,制备的灌浆料综合性能最优,其初始流动度为312.5 mm,28 d的抗压强度为138.75 MPa,3 h的膨胀率为0.107%,24 h与3 h时的膨胀值之差为0.042%。
2026, 40(1):24-32. DOI: 10.20271/j.cnki.1673-9833.2026.1004
摘要:针对列车在多客运站运行过程中,牵引网电压波动剧烈、再生制动能量浪费严重以及线路损耗过高的问题,提出了一种基于列车运行位置和车载超级电容荷电状态的动态调整充放电阈值方法。通过能量优先原则,对系统的运行工况进行精确划分,以实现稳定牵引网电压。此外,为进一步减少牵引网的“阶跃”现象,将一种基于SOC状态的电压阈值变化率策略,与固定电压阈值变化率相比,得出该策略能更有效地减少线路损耗。最后,采用动态权重因子的粒子群对控制参数进行优化,并由长沙列车数据求解得到帕累托最优解集。结果表明,在相同控制参数下,与其他控制策略相比,该策略有效提高了系统的节能率和稳压性。
2026, 40(1):33-39. DOI: 10.20271/j.cnki.1673-9833.2026.1005
摘要:针对列车运行途中牵引系统报出功能故障后无法实时精准定位故障源的难题,提出了一种基于概率Petri网的实时诊断方法。通过挖掘功能故障相关故障源与工况事件间的动态时序变化规律,建立了各种故障源对应的概率Petri网模型,并基于实时计算模型输出概率值进行诊断决策,实现了功能故障的快速精准定位。基于逆变过流故障的现场案例数据测试表明,所提方法能实现导致逆变过流的6类典型故障源精准定位,诊断响应时间小于0.1 s。相较于阈值检测与离线诊断方法,所提方法通过动态权重调整与并发故障概率叠加,显著提升了非平稳工况下的诊断实时性与鲁棒性,为牵引传动系统功能故障的实时诊断与差异化保护策略实施提供了有效的解决方案。
2026, 40(1):40-47. DOI: 10.20271/j.cnki.1673-9833.2026.1006
摘要:针对通信时延不确定环境下网络化采样控制系统的稳定性问题,提出将采样区间分割为两个子区间,并利用双边闭环函数方法在两个子区间内分别用独特的双边闭环循环泛函,然后加入几个考虑系统状态向量内在关系的零等式,并利用自由矩阵积分不等式技术,以线性矩阵不等式(LMI)的形式得到了保守性较低的稳定性判据。最后,通过数值算例对得到的稳定性判据进行验证,仿真结果表明了该方法的有效性和优越性。
2026, 40(1):48-55. DOI: 10.20271/j.cnki.1673-9833.2026.1007
摘要:为解决电网扰动引起的逆变器不稳定、传统锁相环(PLL)响应速度慢、锁相精度差所带来的电压频率偏移和相位误差等问题,提出了一种基于电压电流双闭环控制的双环惯性锁相环(DPLL)。首先,运用Clarke和Park坐标变换理论分析了三相电压型PWM逆变器的主电路以及控制电路的工作原理和特性,推导了基于该逆变器下的控制策略。其次,提出了新型DPLL的结构和其应用于PWM逆变器的参数整定策略。与传统锁相环相比,新型DPLL在电网扰动的情况下具有更好的电网同步性能,通过双环控制结构(频率锁定环和相位锁定环)实现对逆变器频率和相位的追踪,由于相位角的惯性控制,DPLL具有良好的抗干扰能力,能够有效减少逆变器的频率偏移和相位误差。最后,通过仿真分析验证了所设计的新型DPLL的可行性和有效性。
2026, 40(1):56-63. DOI: 10.20271/j.cnki.1673-9833.2026.1008
摘要:针对传统剪叉式升降平台的伸缩比小、升降距离有限等问题,设计了一种以多弹簧为驱动源的新型剪叉式升降平台。首先,基于最大负载计算出升降平台的最大驱动力;其次,研究了平台在完全压缩状态下,弹簧所能提供的最大驱动力,并分析了与弹簧相连的两侧加强柱的变形情况,以确保平台平稳运行;再次,通过建立静力学模型,推导了力矩平衡方程,分析了各层铰接点的受力情况;最后,通过样机实验证明了所设计的升降平台具有良好的展开性与稳定性。
2026, 40(1):64-71. DOI: 10.20271/j.cnki.1673-9833.2026.1009
摘要:为解决涡旋压缩机在生产装配过程中泄漏间隙存在干涉或过大的问题,提出一种基于装配顺序与蒙特卡洛法相结合的装配公差分析方法。首先,利用三维公差分析软件建立涡旋压缩机公差仿真模型,对其泄漏间隙进行装配公差分析,并优化至理想波动范围;其次,将公差优化前后的涡旋压缩机进行性能对比;最后,对优化后的涡旋压缩机性能进行对比试验验证。结果表明:试验结果基本与研究结果相符,涡旋压缩机经公差优化后其出口质量流量提升了21.8%,出口温度降低了7.86%,动涡旋盘轴功率提升了4.16%。
2026, 40(1):72-78. DOI: 10.20271/j.cnki.1673-9833.2026.1010
摘要:为揭示离心泵在变频开机过程中的水力特性,在6种非额定工况下对一台低比转速开式叶轮离心泵进行了变频开机实验,测量参数包括入口与出口静压、流量、扬程、转速及轴功率等。对比分析了前馈神经网络(FFN)、级联前馈神经网络(CFNN)与多层感知机(MLP)3种模型对瞬态流量与扬程的拟合与预测效果。结果显示,在变频启动期间,入口静压呈“降-升-降”变化趋势,出口静压迅速上升后趋于平稳,流量与扬程的稳定值随相对流量增大而减小。CFNN模型在预测精度上表现最优。
2026, 40(1):79-84. DOI: 10.20271/j.cnki.1673-9833.2026.1011
摘要:通过生物力学分析方法,系统揭示了传统针灸疗法中“得气”现象的力学作用机制,阐明施针者手部力学感知的物理来源及其定量表征。基于针刺过程中组织位移与针体受力显著增强的生物力学实验现象,构建了弹性针体与周围组织的力学耦合系统。通过建立界面压力-位移动态关系方程,提出基于针尖受力诱导的针体变形位移函数假设,推导施针者手感的力学表征,并采用Langevin团队的生物力学实验数据完成模型验证。研究结果表明:得气效应的力学本质源于针尖刺激引发的周缘组织收缩形变,该过程通过组织-针体耦合作用,导致针体曲率改变及插提阻力增加;施针者的力学感知可量化为组织形变梯度与界面摩擦因数的函数关系。
2026, 40(1):85-91. DOI: 10.20271/j.cnki.1673-9833.2026.1012
摘要:为了提高深度学习模型在相机源识别领域的识别精度,设计了自适应注意力密集网络结构,并提出了自适应权重注意力方法。设计的网络结构包括预处理结构、密集连接结构、注意力结构、正则化结构4部分。注意力机制结构中采用自适应权重注意力方法,通过引入自适应权重因子,实现参数自适应优化,以便获取适应不同数据特点的最优注意力权重,提升模型特征学习和特征表达能力。并在两个经典数据集上进行了对比实验和消融实验。在对比实验中,与3个经典网络进行了比较,实验结果表明设计网络的识别性能在两个数据集上分别比其他3个网络至少提高了5.547%, 9.58%;消融实验结果表明,提出方法的识别性能在两个数据集上分别比其他消融方法至少提高了2.107%, 4.732%。
2026, 40(1):92-101. DOI: 10.20271/j.cnki.1673-9833.2026.1013
摘要:针对PCB板表面缺陷检测中存在的检测精度低和微小目标漏检率高的问题,提出一种改进YOLOv8n的PCB板缺陷检测算法。首先对C2f模块进行了改进,通过引入ConvNeXt,设计了新的C2XT模块,以提高特征提取能力;然后在主干网络中引入GAM注意力机制,颈部网络采用CARAFE上采样技术,以增强关键特征表达;此外,在头部检测模块中引入一个针对微小目标的检测头,并融入能对特征进行自适应融合的ASFF模块,提高模型对小目标的检测能力;最后,通过DFL和μ-IoU的组合优化损失函数中边界框回归的计算。实验结果表明,改进的算法在各项指标上都有显著提升,相比原始 YOLOv8n算法提升了 3%,精确度提升了1.6%。
2026, 40(1):102-108. DOI: 10.20271/j.cnki.1673-9833.2026.1014
摘要:裂缝分割是现代民用基础设施维护的关键一环,快速准确地检测出裂缝至关重要。故针对基于卷积模型在远距离建模方面的不足,以及基于Transformer模型在局部特征提取不足和计算复杂度较高的缺点,构建了一个基于频率增强的U型结构网络(FE-UNet)。首先,提出一个频率增强注意力模块(FEA),通过快速傅里叶变换将图像从空间域映射到频域,降低计算复杂度,并在频域中引入卷积模块以突出裂缝特定频率成分,从而增强特征表示。此外,提出了一个局部增强前馈网络(LE-FFN),通过整合来自多个分支下的多尺度语义信息,提高特征的局部交互能力。实验结果表明,所提出网络模型的mIoU和F1值最高达82.38%和79.48%,为道路健康监测提供了有力支持。