检索结果-内蒙古大学图书馆

工程科学学报 2025年第1期47卷 1-12页

作者：许鹏杨仁树陈程丁晨曦王雁冰北京科技大学数理学院北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北方工业大学土木工程学院北京100144 中国矿业大学(北京)力学与土工工程学院北京100083

岩石爆破“三大关系(本构、动静、波纹)”是爆破理论研究的重要内容,爆炸应力波与裂纹的相互作用是影响岩石破碎效果的关键因素.本文围绕“炸药爆炸能量释放与爆炸裂纹扩展的精细控制原理”这一关键科学问题,聚焦爆炸应力波与静止裂纹(... 详细信息

岩石爆破“三大关系(本构、动静、波纹)”是爆破理论研究的重要内容,爆炸应力波与裂纹的相互作用是影响岩石破碎效果的关键因素.本文围绕“炸药爆炸能量释放与爆炸裂纹扩展的精细控制原理”这一关键科学问题,聚焦爆炸应力波与静止裂纹(岩体中既有缺陷)的相互作用、爆炸应力波与爆炸裂纹的相互作用、爆炸应力波作用下裂纹间的相互作用、地应力与爆炸应力波耦合作用下的裂纹扩展等四个方面,深入探讨了不同爆炸应力波的传播方向和强度对裂纹扩展行为(包括裂纹扩展方向、速度和长度)的影响规律.现有研究发现爆炸应力波在静止裂纹处发生反射和衍射,产生“双马赫锥”现象,致使爆炸能量较多地积聚在静止裂纹周围,诱导静止裂纹周围产生损伤和破坏;爆炸膨胀波对迎面爆炸裂纹的扩展有抑制作用,剪切波对其扩展有促进作用,而在爆炸应力波与同向爆炸裂纹的相互作用过程中,爆炸膨胀波和剪切波对裂纹扩展速度的影响则相反;爆炸荷载下相向扩展的两条裂纹互为自由面,产生“咬合效应”,形成相互勾连的形状;地应力场能够促进平行最大主应力方向的爆炸裂纹扩展,抑制垂直最大主应力方向的爆炸裂纹扩展,且地应力场的主应力差值越大,爆炸裂纹沿最大主应力方向的扩展长度越长.研究成果可为优化爆破炮孔间距、延期时间等参数,实现精细调控爆炸裂纹扩展提供理论依据.

关键词：岩石爆破爆炸应力波静止裂纹爆炸裂纹裂纹相互作用

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基于拉格朗日反分析法的砂岩动态力学特性

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爆炸与冲击 2025年第3期45卷 24-36页

作者：张子健陈骏朱锐余浩然李冉鑫张渊通中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

为深入研究深部地层中砂岩在冲击荷载作用下的动态力学特性,建立了一种改进的霍普金森压杆实验系统,对灰砂岩长杆试件开展了不同加载速率的动态压缩实验,并结合高速数字图像相关技术(DIC)监测试件表面位移场和应变场的演化过程,探讨了... 详细信息

为深入研究深部地层中砂岩在冲击荷载作用下的动态力学特性,建立了一种改进的霍普金森压杆实验系统,对灰砂岩长杆试件开展了不同加载速率的动态压缩实验,并结合高速数字图像相关技术(DIC)监测试件表面位移场和应变场的演化过程,探讨了灰砂岩在近场冲击加载下的拉伸破坏的规律。从DIC分析得到的位移场中提取出不同质点位移时程曲线,进行了拉格朗日反分析算法计算,获得了灰砂岩材料的全场应力-应变规律。结果表明:灰砂岩长杆试件以拉伸破坏为主,且出现了近加载端破碎、远离加载端层裂的现象;灰砂岩长杆试件的动态抗压强度因子随应变率增大而增大,有明显的应变率效应;随着加载速率升高,各测点应力峰值与应变峰值均呈增大趋势;在同一加载速率下,灰砂岩长杆的应力-应变曲线呈现出近端测点曲线包络远端测点曲线的现象。

关键词：动态力学特性数字图像相关法拉格朗日反分析砂岩动态强度增强因子

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港口重载AGV转向稳定性容错控制策略

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计算机集成制造系统 2025年第1期31卷 47-55页

作者：刘璇刘玉卿王子航张明路张建华河北工业大学机械工程学院天津300401 北京科技大学机械工程学院北京100083

针对四轮独立驱动与转向(4WID-4WIS)型港口重载自动导引车(AGV)常见的驱动电机失效情况,提出了三层控制结构的容错控制策略来进行转向稳定性容错控制。上层控制模块设计为模型预测控制器(MPC)与PI车速跟随控制器,实现港口AGV的路径跟踪... 详细信息

针对四轮独立驱动与转向(4WID-4WIS)型港口重载自动导引车(AGV)常见的驱动电机失效情况,提出了三层控制结构的容错控制策略来进行转向稳定性容错控制。上层控制模块设计为模型预测控制器(MPC)与PI车速跟随控制器,实现港口AGV的路径跟踪;中层控制模块设计为横摆角速度、质心侧偏角RBF神经网络鲁棒滑模控制器,用来计算出最佳附加横摆力矩;下层控制模块设计为失效分配策略,对力矩进行重新分配。最后,搭建了CarMaker测试平台,通过实验验证了容错控制策略的有效性与优越性。

关键词：港口重载AGV 模型预测控制器 PI车速跟随控制器 RBF神经网络滑模控制失效分配

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岩石各向异性波速三维全方位表征方法与声发射定位优化

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工程科学学报 2025年第3期47卷 454-467页

作者：苗胜军余文轩梁明纯杨鹏锦李从豪刘泽京北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083 北京科技大学资源与安全工程学院北京100083

为了探究岩石波速各向异性特征及其对声发射定位精度的影响,开展了大理岩与粉砂岩单轴压缩试验.单轴压缩过程中,大理岩几乎完全处于弹性阶段,平均波速保持基本不变,水平波速始终大于斜纵向波速,说明初始状态下纵向裂隙较少.粉砂岩在压... 详细信息

为了探究岩石波速各向异性特征及其对声发射定位精度的影响,开展了大理岩与粉砂岩单轴压缩试验.单轴压缩过程中,大理岩几乎完全处于弹性阶段,平均波速保持基本不变,水平波速始终大于斜纵向波速,说明初始状态下纵向裂隙较少.粉砂岩在压密阶段,水平、斜纵向及平均波速均呈现增加趋势;在弹性阶段,水平波速及平均波速缓慢下降,说明该阶段岩石在纵向上已出现微小裂隙;在损伤阶段,水平、斜纵向与平均波速的快速减小表明裂隙已贯通.根据岩石不同方向波速演化特征提出了基于罗德里格矩阵的岩石各向异性波速三维椭球体表征方法,通过统计椭球体长轴与真实裂纹分布方位角,大理岩和粉砂岩波速椭球体77%以上的长轴方位角与裂纹方位角分布一致,说明该方法可应用于裂纹扩展预测.同时提出了结合各项异性波速演化特征的声发射定位方法,通过断铅试验确定该方法平均误差在大理岩中为1.89 mm,在粉砂岩中为2.76 mm.粉砂岩的定位误差大于大理岩,主要因为粉砂岩孔隙率较大、波速变化不稳定性强以及波速的各向异性更为严重.在两种岩石中本文方法相较于传统单纯形法和Geiger方法定位精度均提高了58%以上,验证了该定位方法的准确性.

关键词：罗德里格矩阵波速各向异性三维表征声发射定位

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双超混沌系统结合压缩感知和Fibonacci变换的彩色图像加密

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光学精密工程 2025年第4期33卷 624-640页

作者：贾静雯张钊周红艳陈雪波辽宁科技大学计算机与软件工程学院辽宁鞍山114051 辽宁科技大学电子与信息工程学院辽宁鞍山114051

为了解决现有混沌图像加密算法中低维混沌系统混沌性质弱、安全性低,高维混沌系统传输成本高、存储空间大以及压缩感知技术中传统测量矩阵占用空间大、传输成本高等问题,本文提出一种双超混沌系统结合压缩感知和Fibonacci变换的彩色图... 详细信息

为了解决现有混沌图像加密算法中低维混沌系统混沌性质弱、安全性低,高维混沌系统传输成本高、存储空间大以及压缩感知技术中传统测量矩阵占用空间大、传输成本高等问题,本文提出一种双超混沌系统结合压缩感知和Fibonacci变换的彩色图像加密算法。首先,通过Lorenz超混沌系统优化Arnold算法,提高安全性。其次,利用6D超混沌系统改进压缩感知的测量矩阵,减少空间资源和传输成本。再次,采用具有大密钥空间和高安全性的6D超混沌系统进行置乱,提高安全性。最后,利用Fibonacci Q矩阵分块扩散,增强不可预测性。此外,在图像重建中引入2D投影梯度嵌入解密算法,与传统重建算法相比,具有更高的安全性和计算效率。实验结果表明:信息熵均超过7.999,更接近理想值8,相关系数接近0,像素数变化率和统一变化率接近理想值99.6094%和33.4635%。在有效保护图像安全性和完整性的同时,具有很强的抗统计攻击和差分攻击能力以及更好的鲁棒性。

关键词：图像加密混沌系统压缩感知 Fibonacci Q矩阵

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基于Dijkstra算法的室内疏散最优路径规划模型

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清华大学学报(自然科学版) 2025年第4期65卷 742-749页

作者：蒋慧灵方伟徐天锋徐浩轩陈兰周亮邓青北京科技大学资源与安全工程学院绍兴市消防救援支队

为提高人员室内疏散效率，实现疏散最优路径规划的高效化和智能化，该文开展了基于Dijkstra算法的室内疏散最优路径规划模型的研究。首先，基于计算机视觉技术和单目视觉方法，获取了建筑监控视频中的人群数量和人流速度信息。接着，基... 详细信息

为提高人员室内疏散效率，实现疏散最优路径规划的高效化和智能化，该文开展了基于Dijkstra算法的室内疏散最优路径规划模型的研究。首先，基于计算机视觉技术和单目视觉方法，获取了建筑监控视频中的人群数量和人流速度信息。接着，基于IFC(industry foundation classes)标准提取建筑空间信息，构建了符合疏散需求的路径网络，并提出了设置预测边的摄像监控网络布局方法。然后，提出了计算剩余预测边的人流速度的方法，规定了导航路网中边权的计算方法。最后，利用Dijkstra算法得到各个节点到终点的用时最短的路径。利用自建行人数据库开展测试实验，实验结果表明，该模型可在每一个决策节点处动态显示当前最优路径方向。通过上述研究，验证了基于Dijkstra算法的室内疏散最优路径规划模型在提高疏散效率与安全性方面的可行性，为应对复杂室内疏散场景提供了理论基础和技术支持。

关键词：计算机视觉 Dijkstra算法路径规划应急疏散

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基于知识蒸馏压缩混合模型的航空发动机剩余寿命预测研究

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计算机集成制造系统 2025年第1期31卷 290-305页

作者：张小燕刘月峰内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010

航空发动机剩余使用寿命(RUL)预测对于提高飞机运行系统的安全性和降低维护成本至关重要。针对实际应用中边缘设备计算能力和内存有限的情况,保证模型RUL预测准确性的同时减少模型规模是亟待解决的问题。因此,提出了使用两次知识蒸馏压... 详细信息

航空发动机剩余使用寿命(RUL)预测对于提高飞机运行系统的安全性和降低维护成本至关重要。针对实际应用中边缘设备计算能力和内存有限的情况,保证模型RUL预测准确性的同时减少模型规模是亟待解决的问题。因此,提出了使用两次知识蒸馏压缩复杂的混合模型来预测航空发动机的RUL。首先,知识蒸馏用于异构网络之间进行知识转移,教师模型包含卷积神经网络(CNN)和双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)等复杂网络,其中,CNN能够提取数据空间特征,而Bi-LSTM可以学习数据的双向长时间依赖性。学生模型则使用规模相对简单的多尺度卷积神经网络(MS-CNN),利用不同的卷积尺度各自提取数据信息,从而保证特征学习的完整性。其次,知识蒸馏用于同构网络之间进行知识迁移,学生网络与教师网络均使用多尺度卷积神经网络。最后,经过两次知识蒸馏获得的学生网络在C-MAPSS数据集上进行了RUL预测实验,结果显示蒸馏学生模型在4个数据集上预测准确性均有一定提升。蒸馏学生模型相比原始MS-CNN在FD001数据集获得的误差值降低了5.9%,同时也比Bi-LSTM误差值低6.7%,从而证明了所提方法在航空发动机RUL预测领域具有一定的竞争性。

关键词：剩余使用寿命知识蒸馏卷积神经网络双向长短期记忆网络多尺度卷积神经网络

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多源固废协同制备磷酸镁水泥研究进展

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硅酸盐通报 2025年第4期44卷 1191-1207页

作者：张增起李思义刘晓明马善亮邵阳陈杰杜伟杰北京科技大学冶金与生态工程学院

我国基建放缓，建筑老化，特种修复材料需求渐长。磷酸镁水泥(MPC)用于修补加固，成本与性能优化是关键。虽已知掺入工业固废可调控MPC成本与性能，且不乏MPC发展综述，但现有综述多聚焦其基础机理与应用，对固废在MPC体系中的作用机理... 详细信息

我国基建放缓，建筑老化，特种修复材料需求渐长。磷酸镁水泥(MPC)用于修补加固，成本与性能优化是关键。虽已知掺入工业固废可调控MPC成本与性能，且不乏MPC发展综述，但现有综述多聚焦其基础机理与应用，对固废在MPC体系中的作用机理、反应活性、物理堆积效应及化学键合原理等鲜有报道。本综述创新地从性能和机理两个维度，基于化学键合原理，系统调研固废改性MPC的研究进展，深入探讨其工作性能、力学性能等表现及作用机理，综合评述现状。最后总结现有研究，提出未来研究方向，以期改善MPC性能，降低成本，推动MPC在实际工程中的广泛应用。

关键词：磷酸镁水泥固废特种修补材料快硬早强力学性能凝结时间

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页岩储层多级压裂水平井流固耦合产能分析

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工程科学学报 2025年第5期47卷 1128-1136页

作者：亓倩岳明朱维耀马文江北京科技大学自然科学基础实验中心北京科技大学土木与资源工程学院

从渗流微观–宏观动力学行为出发，通过应力敏感实验研究储层流固耦合作用与流体流动规律，探究微观与宏观有效应力的相互作用关系；基于有效应力原理，考虑页岩气滑移扩散、解吸及页岩变形的多尺度流固耦合作用，分别建立页岩储层基质... 详细信息

从渗流微观–宏观动力学行为出发，通过应力敏感实验研究储层流固耦合作用与流体流动规律，探究微观与宏观有效应力的相互作用关系；基于有效应力原理，考虑页岩气滑移扩散、解吸及页岩变形的多尺度流固耦合作用，分别建立页岩储层基质和裂缝网络的孔隙度、渗透率在有效应力作用下的数学模型.基于页岩气储层多区耦合渗流物理模型，考虑储层变形对页岩基质和裂缝网络孔隙度、渗透率的流固耦合作用，建立了页岩气水平井流固耦合产能模型，揭示了多级压裂水平井流固耦合非线性渗流规律，分析了页岩气储层多级压裂水平井流固耦合页岩气井产能影响因素；对基质岩样和裂缝岩样进行了应力敏感性实验，结果表明基质岩样的应力敏感性强于裂缝岩样；模型研究表明：考虑与不考虑流固耦合作用对页岩气渗流影响的累计产气量相差14%左右，且缝网区流固耦合作用更为敏感；解吸吸附发生收缩变形量越大，弹性模量越小，泊松比、Biot系数、初始孔隙度越大，流固耦合作用越明显，产气量越低.泊松比对流固耦合作用的影响比较小，产气量变化不大.模型模拟结果与现场实际数据一致，产气量满足“L型”递减规律，且符合率达70%以上，验证了模型的准确性.

关键词：页岩气多尺度渗流渗透率流固耦合

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矿业工程领域产教融合研究生联合培养基地建设

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高等工程教育研究 2025年第2期 157-162+168页

作者：金爱兵姜琳婧赵怡晴陈帅军北京科技大学土木与资源工程学院

专业学位研究生教育在推动产教融合、培养高层次应用型人才方面发挥关键作用。矿业工程领域产教融合研究生联合培养基地建设策略是，搭建实训、科研和产业孵化等平台，促进教育与产业深度融合，推动产业创新和人才培养。基于专业学位研... 详细信息

专业学位研究生教育在推动产教融合、培养高层次应用型人才方面发挥关键作用。矿业工程领域产教融合研究生联合培养基地建设策略是，搭建实训、科研和产业孵化等平台，促进教育与产业深度融合，推动产业创新和人才培养。基于专业学位研究生解决复杂工程问题能力培养需求，分析产教融合基地结构组成，提出基地建设四个核心要素：以实践项目为导向的教学、合作企业选择标准、“1+1+N”师资队伍建设、校企之间明确任务分工。这些措施确保学生在基地进行的工程项目能产出并转化为实际应用，实现“产学研协同创新”。从管理机制、建设效果评估、实践考核标准和导师评价考核制度等方面，探讨了保障研究生培养质量、促进基地良性发展策略，以实现人才高效培养。

关键词：产教融合专业学位研究生教育矿业工程

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