大数据下数模联动的随机退化设备剩余寿命预测技术 被引量：40

1

作者 李天梅 司小胜 +1 位作者 刘翔 裴洪 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2119-2141,共23页

面向大数据背景下随机退化设备剩余寿命(Remaining useful life,RUL)预测的现实需求,结合随机退化设备监测大数据特点及剩余寿命预测不确定性量化这一核心问题,深入分析了机理模型与数据混合驱动的剩余寿命预测技术、基于机器学习的剩... 面向大数据背景下随机退化设备剩余寿命(Remaining useful life,RUL)预测的现实需求,结合随机退化设备监测大数据特点及剩余寿命预测不确定性量化这一核心问题,深入分析了机理模型与数据混合驱动的剩余寿命预测技术、基于机器学习的剩余寿命预测技术、统计数据驱动的剩余寿命预测技术以及机器学习和统计数据驱动相结合的剩余寿命预测技术的基本研究思想和发展动态,剖析了当前研究存在的局限性和共性难题.针对存在的局限性和共性难题,以多源传感监测大数据下剩余寿命预测问题为例,提出了一种数模联动的大数据下随机退化设备剩余寿命预测解决思路,并通过航空发动机多源监测数据初步验证了该思路的可行性和有效性.最后,借鉴数模联动思路,综合考虑机器学习方法和统计数据驱动方法的优势,紧紧扭住大数据背景下随机退化设备剩余寿命预测不确定性量化问题,提出了大数据背景下深度学习与随机退化建模交互联动、监测大数据与剩余寿命及其预测不确定性映射机制、非理想大数据下的剩余寿命预测等亟待解决的关键科学问题. 展开更多

关键词 大数据 剩余寿命预测 数模联动 深度学习 随机退化建模

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复合固体推进剂强度、损伤与断裂失效研究进展 被引量：8

2

作者 强洪夫 王稼祥 +2 位作者 王哲君 王学仁 朱昭君 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期561-588,I0005,共29页

从强度、损伤、断裂和跨尺度分析4个方面综述了复合固体推进剂失效的研究进展及发展方向,指出现有的强度特性研究载荷相对简单且参数确定方法不统一,多因素耦合影响下的强度失效准则研究不足;缺乏复杂应力动态加载下的细观结构全场实时... 从强度、损伤、断裂和跨尺度分析4个方面综述了复合固体推进剂失效的研究进展及发展方向,指出现有的强度特性研究载荷相对简单且参数确定方法不统一,多因素耦合影响下的强度失效准则研究不足;缺乏复杂应力动态加载下的细观结构全场实时分析手段,损伤失效判据不够精准;复合固体推进剂断裂力学行为研究的实验标准尚未建立,对动态加载下复合型裂纹尖端损伤形貌的分析表征不够充分,传统的断裂判据的适用性有待进一步验证;固体火箭发动机药柱结构失效破坏的跨尺度研究尚处于初步探索阶段,损伤跨尺度非线性演化机理、冲击载荷下的跨尺度突变机理以及损伤演化的随机性成为跨尺度研究的重点。最后对复合固体推进剂失效破坏的研究方向与发展趋势进行了展望,认为完善实验标准与动态多尺度观测技术、构建固体推进剂损伤失效全过程演化模型、建立考虑黏弹特性和内部损伤的复合型裂纹断裂判据、依据细观破坏机制建立考虑损伤-断裂-强度耦合作用的失效破坏模型是下一步研究的方向。附参考文献188篇。 展开更多

关键词 材料力学 复合固体推进剂 强度失效准则 损伤 断裂 跨尺度

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基于细观参数的HTPB推进剂粘接界面损伤演化数值模拟 被引量：3

3

作者 裴书帝 强洪夫 +1 位作者 王学仁 王哲君 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期152-161,共10页

为了研究加载角度对三组元端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂粘接界面细观失效机理的影响,使用微CT对单轴拉伸过程中的粘接界面进行原位扫描与重构,表征其损伤演化过程,然后将细观结构参数与损伤变量引入内聚力模型,得到不同加载角度下粘接界... 为了研究加载角度对三组元端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂粘接界面细观失效机理的影响,使用微CT对单轴拉伸过程中的粘接界面进行原位扫描与重构,表征其损伤演化过程,然后将细观结构参数与损伤变量引入内聚力模型,得到不同加载角度下粘接界面的细观损伤演化过程。结果表明,粘接界面高氯酸铵(AP)颗粒的初始脱湿主要从靠近界面的弱界面层开始,方向沿界面的剪切分力方向。界面破坏形式与剪切角度有关,合力与界面的角度越小,裂纹越容易扩展至推进剂/衬层界面,反之裂纹扩展更容易发生在AP颗粒间。通过与CT试验结果对比,从失效模式与载荷位移关系验证了计算结果的准确性,揭示了不同加载角度下推进剂粘接界面结构的损伤演化规律。 展开更多

关键词 固体推进剂 粘接界面 多角度加载 微CT 细观形貌 损伤演化

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2219铝合金TIG焊缝激光冲击强化与腐蚀性能研究 被引量：2

4

作者 郝楠 王焕春 +4 位作者 黄丹 马岚 曹宇浩 慕晓刚 王煊军 《装备环境工程》 CAS 2024年第1期35-43,共9页

目的 改善2219铝合金钨极氩弧焊焊缝的耐腐蚀性能。方法 采用激光冲击技术对焊缝进行强化处理,比较分析处理前后的表面残余应力、物相组成和元素状态,通过静态浸泡失重法和电化学试验测量腐蚀速率的变化。结果 经过激光冲击强化处理后,2... 目的 改善2219铝合金钨极氩弧焊焊缝的耐腐蚀性能。方法 采用激光冲击技术对焊缝进行强化处理,比较分析处理前后的表面残余应力、物相组成和元素状态,通过静态浸泡失重法和电化学试验测量腐蚀速率的变化。结果 经过激光冲击强化处理后,2219铝合金焊缝部位的元素状态没有改变,但焊缝区域的残余拉应力变为残余压应力。2219铝合金钨极氩弧焊接区域的自腐蚀电位明显下降,相比未经激光冲击处理的试件,焊核区和焊接过渡区的平均腐蚀电流分别减小了14%和12.7%,腐蚀速率分别减小了16.9%和12.9%。结论 激光冲击强化可以有效提升2219铝合金钨极氩弧焊焊缝区域的耐腐蚀性能,可以为提升特种装备安全性和轻量化提供技术参考。 展开更多

关键词 激光冲击 2219铝合金 钨极氩弧焊 腐蚀 电化学测试 推进剂

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多源传感监测线性退化设备数模联动的剩余寿命预测方法 被引量：5

5

作者 李天梅 司小胜 张建勋 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期89-107,共19页

随着先进传感与监测技术的快速发展,实时获取随机退化设备的多源传感监测数据已成为现实,如何有效融合多源传感监测数据以实现随机退化设备剩余寿命的精准预测成为剩余寿命预测领域的研究前沿。针对多源传感监测的线性随机退化设备,提... 随着先进传感与监测技术的快速发展,实时获取随机退化设备的多源传感监测数据已成为现实,如何有效融合多源传感监测数据以实现随机退化设备剩余寿命的精准预测成为剩余寿命预测领域的研究前沿。针对多源传感监测的线性随机退化设备,提出了一种考虑随机失效阈值的数模联动剩余寿命预测新方法。该方法在离线训练过程中,基于多源传感历史数据提取的复合健康指标及据此线性随机退化建模预测的寿命,构建综合寿命预测值与设备实际寿命的均方误差及寿命预测方差的优化目标函数,形成复合健康指标提取与随机退化建模的反馈闭环,对多源传感器融合系数和复合健康指标对应的随机失效阈值分布参数进行优化调整,以实现复合健康指标提取与随机退化建模的自动匹配,即数模联动。在线预测时,根据提出的数模联动方法,融合实际运行设备的多源传感监测数据以获取复合健康指标,然后采用随机模型对其演变过程进行建模。同时,为使模型实时反映设备当前状况,提出了一种退化模型参数的贝叶斯更新方法,在此基础上基于首达时间得到了考虑设备失效阈值随机性的剩余寿命概率分布。最后,基于航空发动机的多源传感监测数据,验证了所提方法在改善复合健康指标特性和提高剩余寿命预测准确性方面的有效性和优势。 展开更多

关键词 多源传感监测 剩余寿命预测 数模联动 退化建模 线性随机模型

原文传递

超细HMX的微流体结晶调控及高通量制备

6

作者 姜菡雨 徐司雨 +3 位作者 于谨 刘博 赵双飞 王煊军 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期498-505,I0002,共9页

为了实现含能材料晶体微观结构的精确控制,提升超细含能材料的晶体品质和质量一致性,以HMX为研究对象,搭建微流体结晶平台,研究在微尺度条件下流体的流动特性,开展浓度、流量等反应参数条件对超细HMX晶体颗粒形态的影响研究,并进行了超... 为了实现含能材料晶体微观结构的精确控制,提升超细含能材料的晶体品质和质量一致性,以HMX为研究对象,搭建微流体结晶平台,研究在微尺度条件下流体的流动特性,开展浓度、流量等反应参数条件对超细HMX晶体颗粒形态的影响研究,并进行了超细奥克托今(HMX)的批量制备探索。结果表明,与心型芯片相比,涡流型芯片具有更好的传质效果和更薄的边界层效应,更适合于脆性晶体的制备。DMSO作为溶剂时,HMX晶体具有较好的形貌,大小均一,球形度高;当流量比R分别为1、5、10时,HMX的平均粒径分别为8.86、4.14和0.86μm,随着R增大,HMX的粒径逐渐变小,粒径分布变窄;通过改变工艺参数,微流体结晶可实现不同形貌、粒径超细HMX的可控制备;利用多层组合与并联分流的方式,实现了超细HMX的高通量制备,该方法不仅混合效率差异小、产品处理量大且设备整体能耗低,可为高品质窄粒径范围微纳米含能材料的高通量制备提供思路。 展开更多

关键词 物理化学 微流体技术 超细HMX 流体模拟 结晶调控 高通量制备

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基于力信号的砂轮磨削状态在线监测研究

7

作者 王龙 杨理钧 +2 位作者 汪刘应 唐修检 刘顾 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期2289-2296,共8页

磨削过程监控是实现磨削加工智能化与保证制造质量的关键.磨削力是磨削加工过程中一个重要的伴随信号特征,它直接跟砂轮磨损程度、磨削热、砂轮与工件接触状态等事件之间有着密切联系.为了提升微晶刚玉砂轮磨削齿轮工艺的精密化、自动... 磨削过程监控是实现磨削加工智能化与保证制造质量的关键.磨削力是磨削加工过程中一个重要的伴随信号特征,它直接跟砂轮磨损程度、磨削热、砂轮与工件接触状态等事件之间有着密切联系.为了提升微晶刚玉砂轮磨削齿轮工艺的精密化、自动化与智能化水平,开展砂轮磨削状态在线监测与砂轮磨损机制研究,建立磨削力时频两域信号与砂轮–工件接触状态、砂轮磨损程度事件之间的内在关联,提出一种基于实时力信号的砂轮磨削状态的在线监测新方法.同时,采用激光共聚焦显微镜与扫描电镜表征分析了微晶刚玉砂轮形貌蕴含的磨损机理.研究表明,磨削力时域波谱的峭度、波形指标、峰值指标、脉冲指标等波形特征指标分布规律呈现为变切深磨削状态≥显著磨损砂轮的稳态磨削状态≥轻度磨损砂轮的稳态磨削状态>未接触状态的鲜明态势.然而,磨削力幅频谱的峭度、脉冲指标两项波形特征值在不同磨削状态下的变化规律却与时域信号截然相反.砂轮工作表面三维粗糙度随磨损演变呈现出先略微减小后增大的变化规律,而微晶刚玉磨粒的聚微晶结构使其拥有沿微晶界面呈现逐层解理剥落的更新自锐能力. 展开更多

关键词 微晶刚玉砂轮 磨削状态 在线监测 磨削力 磨损机理

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电致变色材料功能化设计及应用研究进展

8

作者 胡灵杰 汪刘应 +5 位作者 刘顾 王龙 葛超群 许可俊 王伟超 王文豪 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1503-1516,共14页

电致变色材料能够在外加电场作用下稳定可逆地改变其光学性质,在节能窗、智能显示和军事伪装防护等领域具有重要的应用前景。通过多组分协同的方法,能够将更多功能或新特征集成到电致变色器件中,使其朝着多功能一体化方向发展,从而进一... 电致变色材料能够在外加电场作用下稳定可逆地改变其光学性质,在节能窗、智能显示和军事伪装防护等领域具有重要的应用前景。通过多组分协同的方法,能够将更多功能或新特征集成到电致变色器件中,使其朝着多功能一体化方向发展,从而进一步拓宽其应用领域。本文详细梳理了近十年来电致变色器件功能化设计的最新研究成果,探讨了功能化器件的集成模式、工作机理和设计策略,阐述了其在智能窗、储能器、传感器和军事伪装方面的应用前景,详细分析了功能化电致变色器件目前存在的关键问题和面临的重大挑战,并提出了新的解决思路和发展方向,对指导电致变色器件功能化的研究具有重要意义。 展开更多

关键词 电致变色材料 功能化设计 应用 研究进展

原文传递

数据驱动的闭环控制系统剩余寿命预测方法综述

9

作者 冯磊 张正新 +2 位作者 李天梅 张建勋 司小胜 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期1-11,共11页

随着先进传感与监测技术的快速发展,数据驱动的设备剩余寿命(RUL)预测技术已成为可靠性和自动化领域的研究前沿,并在设备运维决策中得到广泛应用,提高了设备运行的安全性、可靠性与经济性。关于数据驱动的设备剩余寿命预测方法,多数文... 随着先进传感与监测技术的快速发展,数据驱动的设备剩余寿命(RUL)预测技术已成为可靠性和自动化领域的研究前沿,并在设备运维决策中得到广泛应用,提高了设备运行的安全性、可靠性与经济性。关于数据驱动的设备剩余寿命预测方法,多数文献主要聚焦于部件级剩余寿命预测技术,并没有关注闭环控制系统剩余寿命预测技术。不同于部件级的预测,利用数据驱动的方法预测闭环控制系统剩余寿命,需要考虑控制器及反馈控制机制对系统性能退化及剩余寿命预测结果的影响。本文系统综述了数据驱动的闭环控制系统剩余寿命预测及基于预测信息的延寿控制方法的发展动态,剖析了基于Poisson过程的方法、基于Gamma过程的方法、基于Wiener过程的方法和基于混合模型方法的原理、特点与局限性。同时,对于未来数据驱动的闭环控制系统剩余寿命预测及延寿控制,在健康状态表征与综合健康指标构建、多退化部件系统剩余寿命预测及基于预测信息的延寿控制理论和验证应用等方向进行了展望。 展开更多

关键词 剩余寿命预测 闭环控制系统 数据驱动 退化过程 延寿控制

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痕量甲基肼标准气体的研制及其不确定度评定

10

作者 慕晓刚 朱天一 +1 位作者 许峰 王煊军 《化学试剂》 CAS 2024年第2期107-113,共7页

基于渗透法原理,建立了痕量甲基肼标准气体的发生方法和不确定度评定模型。采用预先测定过的高纯度甲基肼为原料,通过自动称量定值的方式制备了符合拟定标准气体渗透率要求的渗透管,采用载有渗透管的多功能气体校准装置实现了标准气体... 基于渗透法原理,建立了痕量甲基肼标准气体的发生方法和不确定度评定模型。采用预先测定过的高纯度甲基肼为原料,通过自动称量定值的方式制备了符合拟定标准气体渗透率要求的渗透管,采用载有渗透管的多功能气体校准装置实现了标准气体的发生。使用GUM法对渗透管渗透率的不确定度进行了评定,并采用MCM法对甲基肼标准气体的量值不确定度进行了评估。相对扩展不确定度小于5%,表明该标准物质在甲基肼气体检测仪的校准与性能评价方面具有实用价值。 展开更多

关键词 标准气体 甲基肼 渗透法 不确定度评定 蒙特卡洛法

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防热复合材料湿热老化行为与贮存寿命研究

11

作者 郭文营 仲莹莹 +7 位作者 郑玉侠 李轩 赵起越 吴昊 张昕 李天梅 李彬 姚美琪 《装备环境工程》 CAS 2024年第7期53-59,共7页

目的研究装备用防热复合材料在贮存条件下的性能变化规律和寿命评估。方法在90℃/90%RH、80℃/90%RH、70℃/90%RH和80℃/80%RH共4个试验条件下,对玻璃纤维增强酚醛树脂防热复合材料开展加速湿热老化试验,借助红外光谱分析、扫描电镜、... 目的研究装备用防热复合材料在贮存条件下的性能变化规律和寿命评估。方法在90℃/90%RH、80℃/90%RH、70℃/90%RH和80℃/80%RH共4个试验条件下,对玻璃纤维增强酚醛树脂防热复合材料开展加速湿热老化试验,借助红外光谱分析、扫描电镜、导热系数和力学性能测试研究老化过程中材料的质量、导热系数、力学性能、化学组分、微观形貌的变化规律,使用Peck模型对材料的贮存寿命进行计算。结果材料在老化初期吸湿后,质量快速增加,吸湿趋于饱和后,质量达到最大值。随着老化时间的延长,材料的质量呈缓慢下降趋势。不同湿热条件下,材料的导热系数未出现性能退化现象,材料的拉伸强度均出现退化现象,老化温度越高,性能下降越明显。在90℃/90%RH条件下,老化时间为80d时,材料强度大约下降到初始性能的53.4%。湿热老化过程中,红外光谱中960cm^(‒1)处特征峰逐渐减弱,直至完全消失,1098cm^(‒1)处特征峰相对强度逐渐变强。湿热老化后,材料部分玻璃纤维与基体间界面有微裂纹产生,拉伸断裂后,大部分纤维从树脂基体中拔出,表面平整光滑,黏连树脂较少。结论防热复合材料的老化是由氧化反应的化学老化与湿热条件导致界面脱黏、基体开裂、微裂纹等物理老化综合作用的结果。防热复合材料在20℃/60%RH条件的贮存寿命为36.3a,满足实际构件的设计寿命。 展开更多

关键词 防热复合材料 玻璃纤维 酚醛树脂 湿热老化 力学性能 微观形貌 化学组分 贮存寿命

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基于微纳结构设计的电磁性能调控研究进展

12

作者 黄洁 汪刘应 +3 位作者 王滨 刘顾 王伟超 葛超群 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期853-870,共18页

吸波材料通过吸收电磁波能量,减少或消除电磁波的反射,从而有效降低电磁波的干扰。材料的电磁参数决定其电磁波吸收性能,调整填充比例、改变宏观形态以及复合方式等传统的调控策略存在一定局限性,无法根本改变电磁参数,阻碍了吸波材料... 吸波材料通过吸收电磁波能量,减少或消除电磁波的反射,从而有效降低电磁波的干扰。材料的电磁参数决定其电磁波吸收性能,调整填充比例、改变宏观形态以及复合方式等传统的调控策略存在一定局限性,无法根本改变电磁参数,阻碍了吸波材料的进一步发展。微纳结构设计策略可以改变材料的电导率、电荷密度以及磁性等理化性质,进而根本性改变材料的电磁参数,在调控电磁波吸收能力上展现出巨大优势。由于精确设计微纳结构材料难度较大且批量生产较为困难,其发展受到限制。此外,确定微纳结构与电磁波响应和损失机制之间的结构-性质理论关系仍然是一个重大的挑战。基于此,本文分析了微纳结构与电磁性能的构效关系,阐明了微纳结构设计策略在调控电磁波吸收能力方面的绝对优势,并且梳理了元素掺杂设计、表面效应调控以及成核生长控制等微纳结构改变对电磁响应机制和损耗机制的影响,为研究者们提供了基于微纳结构调控电磁性能的策略和理论指导。最后,以量子点、纳米晶以及纳米线等典型微纳米材料作为范例,综述了其调控电磁参数的策略、优势以及在电磁波吸波领域的研究现状与应用前景,为微纳米材料在电磁波吸波领域的发展提供了理论基础和策略支撑。 展开更多

关键词 电磁性能 微纳结构 吸波机理 电磁参数 综述

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高频空化冲击作用下HTPB固体推进剂的细观损伤机制

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作者 赵蒙 刘博 +3 位作者 周文君 张有智 慕晓刚 王煊军 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期354-364,共11页

为研究高频空化冲击作用下的HTPB复合固体推进剂热力耦合行为及细观损伤机制,提出一种考虑颗粒/基体间实际界面相的三维全级配HTPB固体推进剂细观模型构筑方法,区别于在颗粒/基体界面间嵌入虚拟内聚力界面单元的传统细观模型,进一步建... 为研究高频空化冲击作用下的HTPB复合固体推进剂热力耦合行为及细观损伤机制,提出一种考虑颗粒/基体间实际界面相的三维全级配HTPB固体推进剂细观模型构筑方法,区别于在颗粒/基体界面间嵌入虚拟内聚力界面单元的传统细观模型,进一步建立起空化微射流冲击作用下的固体推进剂热力耦合细观力学模型,分析了细观尺度上的固体推进剂破碎规律、损伤行为、局部应力应变和温度分布情况。结果表明,空化微射流作用在AP颗粒上后,导致AP颗粒直接破裂,随着冲击程度的增加,AP颗粒与HTPB基体间界面层受到冲击作用而破裂;固体推进剂在空化微射流冲击后的最大应力值为34.27MPa、应变值为1.314;应力波传递过程由于受到AP颗粒、Al颗粒和界面相的阻碍作用而发生传递路径的改变;空化冲击固体推进剂过程的最大温度值由于断裂能、内能和摩擦能的逐渐累积而呈现出逐步增长的变化特征,且最大温度值为24.59℃,在距离空化微射流较远位置的固体推进剂由于传热系数较低而无明显温升。 展开更多

关键词 材料力学 HTPB复合固体推进剂 空化冲击 绿色回收 全级配 细观损伤 界面相 FDP算法

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公路运输过程中固体火箭发动机药柱的累积损伤评估方法

14

作者 崔家源 强洪夫 +2 位作者 王学仁 王广 王稼祥 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期222-230,共9页

对公路运输过程中固体火箭发动机药柱的累积损伤进行研究,开展了丁羟(HTPB)推进剂定应力往复拉伸试验,对其疲劳特性曲线进行了拟合和分析;通过处理装备运输试验的功率谱密度数据得到了公路运输过程中HTPB推进剂药柱振动加速度载荷谱,建... 对公路运输过程中固体火箭发动机药柱的累积损伤进行研究,开展了丁羟(HTPB)推进剂定应力往复拉伸试验,对其疲劳特性曲线进行了拟合和分析;通过处理装备运输试验的功率谱密度数据得到了公路运输过程中HTPB推进剂药柱振动加速度载荷谱,建立了固体火箭发动机三维有限元计算模型,对药柱的应力响应进行仿真计算,通过雨流计数法统计得到循环载荷情况;基于Miner线性累积损伤模型,对公路运输过程中HTPB推进剂药柱进行累积损伤计算与评估。结果表明,在运输过程中,HTPB推进剂药柱的最大应力为0.021 MPa,最大应变为0.031,最大位移为19.320 mm,均处在前人工脱粘层部位;经4000 km公路运输后,HTPB推进剂药柱前人工脱粘层根部处损伤最大,损伤为0.080;药柱内孔处损伤最小,损伤为0.044。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 公路运输 HTPB推进剂 结构完整性 累积损伤模型 循环振动载荷

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考虑备件退化的贮备系统剩余寿命预测方法

15

作者 张迦陵 张建勋 +2 位作者 杜党波 张正新 司小胜 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期175-185,共11页

针对非理想贮存条件下备件退化甚至失效,导致运行设备与备件组成的贮备系统实际运行寿命难预测的问题,提出了一种考虑备件性能退化的贮备系统剩余寿命预测方法。基于维纳过程分别建立了系统在运行和贮存条件下的随机退化模型,引入了随... 针对非理想贮存条件下备件退化甚至失效,导致运行设备与备件组成的贮备系统实际运行寿命难预测的问题,提出了一种考虑备件性能退化的贮备系统剩余寿命预测方法。基于维纳过程分别建立了系统在运行和贮存条件下的随机退化模型,引入了随机效用刻画系统退化过程的个体差异性,推导出备件的时变退化状态分布及失效概率;结合运行条件下与贮存条件下的退化模型,推导出了首达时间意义下贮备系统剩余寿命分布的迭代求解方法;基于极大似然估计和贝叶斯理论,提出了模型参数的离线辨识和在线更新策略。通过数值仿真数据和某型号陀螺仪的实际数据进行实验验证,实验结果表明:所提方法的剩余寿命期望理论值与数值仿真结果高度吻合,且理论值与近似值的平均相对误差为0.030 3 h,验证了所提方法的理论正确性;同时,所提方法能够有效表征备件退化对于剩余寿命预测的影响,剩余寿命与真实剩余寿命的平均均方根误差为37.645 3 h,比不考虑随机效用的方法降低了1.004 h,预测精度显著提高。该方法为贮备系统剩余寿命预测提供了有效途径。 展开更多

关键词 剩余寿命 退化过程 首达时间 贮备系统 备件退化

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超材料吸波体及其3D打印制造研究进展 被引量：2

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作者 陈孟州 刘顾 +4 位作者 汪刘应 葛超群 许可俊 王伟超 王龙 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第16期175-181,共7页

超材料吸波体由于其独特的电磁特性和较强的结构设计性等优点,成为电磁吸波领域的研究热点。而3D打印技术能够突破传统制造方式的缺陷,极大地提高设计自由度,因此利用其制备超材料能够实现结构与功能的一体化,逐渐成为超材料吸波体领域... 超材料吸波体由于其独特的电磁特性和较强的结构设计性等优点,成为电磁吸波领域的研究热点。而3D打印技术能够突破传统制造方式的缺陷,极大地提高设计自由度,因此利用其制备超材料能够实现结构与功能的一体化,逐渐成为超材料吸波体领域的重要发展方向。本文阐述了基于等效介质理论的超材料吸波体吸波机理,介绍了超材料吸波体在宽频吸波、极化和角度不敏感、动态可调性等方面的研究现状,进而归纳了3D打印超材料吸波体的研究进展以及现阶段3D打印超材料吸波体研究中存在的问题,并从吸波性能、结构设计、应用发展三个角度对3D打印超材料吸波体的未来发展进行了展望。 展开更多

关键词 超材料吸波体 3D打印 宽频吸波 动态可调

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基于Box-Cox变换与随机系数回归模型的非线性退化设备剩余寿命预测方法 被引量：2

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作者 杨保奎 张建勋 +1 位作者 李慧琴 司小胜 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期194-206,共13页

准确预测退化设备的剩余寿命可以为设备维护管理提供重要信息支撑,进而避免设备运行中发生计划外失效、减少设备运行维护成本。针对工程实际设备广泛存在的非线性退化现象,提出了基于Box-Cox变换与随机系数回归模型的非线性退化设备剩... 准确预测退化设备的剩余寿命可以为设备维护管理提供重要信息支撑,进而避免设备运行中发生计划外失效、减少设备运行维护成本。针对工程实际设备广泛存在的非线性退化现象,提出了基于Box-Cox变换与随机系数回归模型的非线性退化设备剩余寿命预测方法。首先,采用Box-Cox变换对非线性退化数据进行线性化处理,在此基础上通过随机系数回归模型构建退化模型,并运用Bayesian理论与蒙特卡洛-期望最大化算法在线更新模型参数;然后,基于随机系数回归模型的特性,推导出剩余寿命的分布函数以及其点估计值;最后,通过数值仿真和锂电池实际退化数据验证所提方法的有效性。 展开更多

关键词 剩余寿命 Box-Cox变换 随机系数回归模型 非线性退化数据 蒙特卡洛-期望最大化算法

原文传递

城市典型地下人防工程外爆性能评估研究进展

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作者 王沿朝 赵志鹏 +1 位作者 强洪夫 陈清军 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第32期13633-13648,共16页

“平战结合”背景下城市地下人防工程抗爆防爆需求激增。对城市典型地下人防工程的分类、外爆作用机制和抗爆性能评估三个方面开展综述工作,探讨新时期“平战结合”背景下城市地下人防工程的分类,阐述了城市地下人防工程的外爆作用机制... “平战结合”背景下城市地下人防工程抗爆防爆需求激增。对城市典型地下人防工程的分类、外爆作用机制和抗爆性能评估三个方面开展综述工作,探讨新时期“平战结合”背景下城市地下人防工程的分类,阐述了城市地下人防工程的外爆作用机制,汇总中外城市地下人防工程外爆性能评估的理论方法、模型试验及数值仿真的成果和不足,并进行展望。分析认为,性能评估的重点是复杂外爆打击环境下的精细化多尺度数值模拟及场地爆炸试验;未来可进一步探索包含隔振、新材料等技术的地下人防结构抗爆新技术,并建立典型地下人防工程抗标准化爆性评估方法,研究成果为推动城市地下人防工程抗爆防爆研究提供一定参考。 展开更多

关键词 地下人防工程 外部爆炸 性能评估 防爆 场地爆炸试验

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基于退化模型动态校准的设备剩余寿命预测方法 被引量：1

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作者 任超 李慧琴 +2 位作者 李天梅 张建勋 司小胜 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第19期171-186,共16页

剩余寿命预测是实现随机退化设备健康管理的关键技术。统计数据驱动的方法作为剩余寿命预测领域的典型方法,一般采用随机模型建模设备性能退化变量演变规律,以概率分布的形式给出剩余寿命分布的表达式。然而,退化模型函数形式的选择本... 剩余寿命预测是实现随机退化设备健康管理的关键技术。统计数据驱动的方法作为剩余寿命预测领域的典型方法,一般采用随机模型建模设备性能退化变量演变规律,以概率分布的形式给出剩余寿命分布的表达式。然而,退化模型函数形式的选择本身是一个难题,尤其在模型函数形式选择不当时仅通过更新模型参数难以有效实现退化模型的校准,进而影响剩余寿命预测的准确性。鉴于此,提出了一种基于退化模型动态校准的设备剩余寿命预测方法,该方法首先建立了基于非线性扩散过程的设备随机退化过程模型,利用设备的退化监测数据运用Bayesian方法对模型参数进行估计,据此对设备未来退化趋势进行预测;然后,利用退化趋势预测误差建立了模型误差的参数化模型对退化模型进行补偿以校准退化模型函数形式,同时对补偿后的退化模型参数采用Bayesian方法进行更新,由此实现了对设备退化模型函数形式和参数的同时动态校准;在此基础上,推导给出了退化模型动态校准下的设备剩余寿命分布。最后,通过数值仿真和锂电池数据验证了所提方法的实用性和有效性。 展开更多

关键词 剩余寿命 退化过程模型 动态校准 Bayesian方法 AIC准则

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催化剂含量对球磨退火法制备氮化硼纳米管形貌及产率的影响

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作者 李艳娇 秦忠宝 +3 位作者 杜海霞 王力群 刘顾 王龙 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期111-119,共9页

以氧化硼、氨气为反应原料,铁粉或镁粉为催化剂,采用球磨退火法制备了氮化硼纳米管,研究铁或镁含量变化对氮化硼纳米管形貌及产率的影响。结果表明:当氧化硼前驱体中不含催化剂时,可获得产率很低、均匀细小的氮化硼纳米管。适量铁可以... 以氧化硼、氨气为反应原料,铁粉或镁粉为催化剂,采用球磨退火法制备了氮化硼纳米管,研究铁或镁含量变化对氮化硼纳米管形貌及产率的影响。结果表明:当氧化硼前驱体中不含催化剂时,可获得产率很低、均匀细小的氮化硼纳米管。适量铁可以起到良好的催化作用,退火后生成大量尺寸均匀的氮化硼纳米管。随着铁含量的增加,产物产率降低,形貌从尺寸均匀的氮化硼纳米管变为长短粗细都不均匀的氮化硼纳米管。当氧化硼与铁含量的摩尔比达到1∶1时,产物产率增加,形貌从表面光滑的氮化硼纳米管变为表面垂直生长大量氮化硼纳米片的珊瑚状氮化硼微纳米结构,其直径也明显增加。镁含量变化只对产物尺寸大小、均匀性及产率有所影响,对形貌没有明显影响。氮化硼纳米管的上述形貌和产率变化规律可以用气-液-固生长机理来解释。 展开更多

关键词 催化剂含量 氮化硼纳米管 珊瑚状氮化硼微纳米结构 球磨退火法 形貌 产率

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