东北大学学报（自然科学版）

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基于实例迁移的磨煤机过程监测建模

常玉清，赵炜炜，刘乐源，康孝云

2021, 42 (10): 1369-1375. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.001

摘要 ( 733 )

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PDF(880KB) ( 411 )

当工业生产过程数据匮乏时，很难利用基于数据统计的方法建立其过程监测模型，这给过程监测的准确性和及时性带来很大影响，迁移学习为解决上述问题提供了有效的途径.针对目标域磨煤机过程数据较少的情况，在源域磨煤机数据的基础上，建立基于实例迁移高斯混合模型(Gaussian mixture model，GMM)的目标域磨煤机过程监测模型.利用实例迁移对源域生产过程和目标域过程数据进行权重分配，通过改进的高斯混合模型算法得到最佳高斯组分数目和对应的模型参数，应用过程监测的全局概率指标实现磨煤机过程的跨域监测.磨煤机过程的研究结果验证了所提出方法的可行性和有效性.

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阶次自适应AR等效电路模型的锂电池SOC滑模观测

刘芳，李卓，苏卫星，刘阳

2021, 42 (10): 1376-1385. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.002

摘要 ( 619 )

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PDF(3950KB) ( 369 )

基于等效电路模型的一类车载动力电池剩余荷电状态(state of charge，SOC)的估算方法，其估算精度高度依赖于模型精度，模型精度又正比于模型复杂度，以至于难以较好地应用于嵌入式控制单元.提出复杂度相对较低、能够自适应确定最优模型阶次的全新等效电路模型——基于阶次自适应AR模型的车载动力电池等效电路灰箱模型.基于此灰箱模型，给出锂离子电池SOC的滑模观测器设计推导及能观性、收敛性证明.结果表明，本文提出的基于阶次自适应AR等效电路灰箱模型的滑模观测器SOC估算方法(adaptive autoregressive-sliding mode observer，AAR-SMO)具有低模型复杂度、高精度、强鲁棒性及快速收敛等性能.

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介电泳效应的液滴聚结过程与分布

胡晟，陈悦江，吕晓永，吴东旭

2021, 42 (10): 1386-1391. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.003

摘要 ( 631 )

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PDF(2023KB) ( 434 )

基于Cahn-Hilliard建立Navier-Stokes两相流体动力学和电场Maxwell应力张量法的多物理场耦合模型，用于平行极板型、针型和圆环型电极的液滴聚结仿真.研究结果表明:较强的电场强度诱导分散相液滴聚结耗时较短，液滴链的结构和均匀度受电极形状和电场空间均匀性的影响较大;均匀电场诱导液滴成链较为均匀，并不受液滴数量的影响.在指针型和圆环型电极产生的非均匀电场只能在液滴数量较少的条件下，实现规则液滴链的生成.通过多物理场模型建模，仿真结果能够为静电纺丝、液滴合并、液泡回收等复杂微流体电学控制提供理论基础.

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结合DNA编码的快速混沌图像加密算法

周红亮，刘洪娟

2021, 42 (10): 1391-1399. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.004

摘要 ( 1117 )

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PDF(3614KB) ( 691 )

针对现有图像加密算法的加密、解密速度问题，提出了一种与DNA编码相结合的快速图像加密算法，采用新4维混沌系统产生的混沌序列作为索引序列，指明置乱过程中要交换的具体位置.对置乱后的图像进行DNA编码，采用规则1的DNA加法法则和DNA异或法则完成扩散过程后，再用不同的规则进行DNA解码，从而完成二次加密.实验结果表明:本文提出的方法在保证图像加密系统安全的同时，减少了置乱过程中循环遍历的次数，从而提升了加密和解密的速度.

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亚稳奥氏体对高强度海洋工程用钢力学性能的影响

周成，刘文鹏，叶其斌，王昭东

2021, 42 (10): 1400-1406. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.005

摘要 ( 542 )

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PDF(3076KB) ( 329 )

采用力学性能测试、组织观察等方法研究临界退火和不同温度回火对海洋工程用钢显微组织和力学性能的影响.结果表明，实验钢经两相区退火和不同温度回火后，获得了回火马氏体及不同体积分数(0~6%)的残余奥氏体.随实验钢中残余奥氏体体积分数的增加，屈服强度从753MPa降低到506MPa，抗拉强度介于794~843MPa，屈强比从0.9降低到0.6，延伸率从31.3%提高到36.2%.实验钢中残余奥氏体能够提高冲击塑性变形能力并阻碍裂纹扩展，在-80℃冲击功达到236J，然而热稳定性差的残余奥氏体在低温下优先转变成马氏体并降低了低温韧性，冲击功下降到136J.

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车轴钢高温黏塑性本构模型及流变行为分析

刘干，宁新禹，李天祥，李海军

2021, 42 (10): 1407-1414. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.006

摘要 ( 508 )

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高温黏塑性本构模型是连铸坯近凝固终点压下工艺数值模拟的基础，但该条件下的应力应变数据极为缺乏，严重限制了连铸新工艺的开发.利用热模拟实验对比研究了车轴钢在近凝固终点压下和常规热变形工艺下的流变行为.结合动态回复和动态再结晶理论构建了近凝固终点压下工艺下的本构模型.结果表明:在近凝固终点压下工艺下，类铸态组织奥氏体晶粒粗大，流变应力明显低于常规热变形工艺下的流变应力;同一变形量下，动态再结晶体积分数较大.本文构建的本构模型对不同变形条件下的应力预测值与实验值吻合较好，平均相对误差约为2.62%.

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调质工艺对V微合金油井管用钢力学性能的影响

蔡志辉，文光奇，韩阿康，张开华

2021, 42 (10): 1414-1420. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.007

摘要 ( 630 )

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PDF(5452KB) ( 243 )

为应对复杂苛刻的工作环境，开发出可以达到Q125钢级标准的高抗拉、抗压和抗挤毁性能的油井管用钢，研究了调质工艺对V微合金化试样微观组织和力学性能的影响.结果表明:经调质处理后的实验钢的微观组织主要是回火马氏体和微量贝氏体，碳化物大量析出，使材料具有良好的综合力学性能.较低的回火温度和较长的回火时间可增加碳化物的析出量，从而增强沉淀强化作用.在610℃下回火70min的综合力学性能最佳，屈服强度、抗拉强度及伸长率分别可达954MPa，989MPa及13.5%. 0℃冲击功横向为25J，轧向为46J，满足Q125钢级油井管标准要求.

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轧制态下Cu含量对泡沫铝泡孔结构的影响

魏宥，罗洪杰，卢晓通，杨世杰

2021, 42 (10): 1421-1426. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.008

摘要 ( 483 )

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PDF(2447KB) ( 152 )

采用液相复合-轧制技术制备不同w_○Cu的可发泡预制坯及闭孔泡沫铝材，研究了w_○Cu对泡沫铝泡孔结构的影响.结果表明:随着w_○Cu的增加，泡孔结构的均匀性增加，孔径减小，泡孔合并产生的大泡孔数量减少，但泡沫体的塌缩和老化特征增强.对比不同w_○Cu的预制坯的膨胀曲线，随着w_○Cu的增加，预制坯的最大膨胀率先增大后减小，且达到最大膨胀率的发泡时间明显减少.微观结构分析表明:在AlSi₉合金中加入Cu，生成了CuAl₂O₄和CuAl₂，CuAl₂O₄提高熔体的黏度，减小了重力排液及毛细作用的影响，提高了泡沫的稳定性.CuAl₂先于AlSi₉熔化，在晶界上形成熔池，气泡提前形核长大，使发泡过程提前完成.

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基于混合样条曲线的换刀机器人换刀轨迹规划研究

钱文学，宋帅，李昊，王英华

2021, 42 (10): 1427-1434. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.009

摘要 ( 546 )

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PDF(1197KB) ( 268 )

为研究换刀机器人能沿特定路线平稳运动的问题，对机器人模型进行运动学分析和轨迹规划.利用旋量理论推导出机器人的运动学模型，结合蒙特卡洛法仿真得到了机器人末端工作空间的分布情况. 提出一种多节点多样条曲线运动的轨迹规划方法，以关节位移、角速度和角加速度为评价指标，分别采用3-3-3，5-5-5和4-5-5样条曲线进行了轨迹规划.样机平台试验表明，4-5-5混合多项式可以得到较平稳的加速度变化曲线，有效解决了加速度发生阶跃和突变过大的现象.以上研究为机械臂复杂换刀路径的轨迹规划提供了基础.

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基于回转输运试验的煤散料离散元接触参数修正

李博，王子升，梁超，王学文

2021, 42 (10): 1435-1443. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.010

摘要 ( 518 )

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PDF(2696KB) ( 246 )

为获取精确的刮板输送机离散元模拟结果，基于回转输运试验，通过响应面法对煤料的接触参数进行修正.采用Plackett-Burman试验考察接触参数对受力及堆积角的影响，发现煤-钢静摩擦系数、煤-煤摩擦系数具有显著正效应.根据爬坡试验结果，以受力及堆积角为响应值规划Box-Behnken试验，建立受力、堆积角与显著项间的二次回归多项式，以实测数据为目标值求得最佳参数:煤-钢静摩擦系数为0.401，煤-煤静摩擦系数为0.333，煤-煤滚动摩擦系数为0.041.通过不同输运条件下的回转试验验证了参数的准确性，为刮板输送机的离散元研究提供参考.

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基于Kriging和MCMC的结构可靠性主动学习算法

张灏岩，毕秋实，李勃，郭广勇

2021, 42 (10): 1444-1450. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.011

摘要 ( 595 )

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PDF(599KB) ( 280 )

在进行机械结构可靠性分析时，由于很多工程问题的性能函数较为复杂，计算成本很高，所以常采用代理模型拟合隐式性能函数来降低计算成本.为了能够利用较少的样本信息，获得较高的可靠度计算精度，将Kriging代理模型与学习函数相结合，提出一种主动学习可靠性分析计算方法.该方法找出学习效果最好的样本点对Kriging模型进行更新，提高了模型的拟合精度.用马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)方法对结构的可靠性进行了评估，加快了样本点的收敛速度，节约了样本空间.通过分析4个算例的结果表明与其他方法相比，该方法能通过较少的样本点得到精度更高的计算结果，降低了计算成本.

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微波辐射对变粒岩孔隙结构及抗拉强度的影响

于洪雯，安龙，李元辉，高传波

2021, 42 (10): 1451-1458. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.012

摘要 ( 542 )

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PDF(2144KB) ( 272 )

为了揭示微波辐射下变粒岩的损伤规律，对丹银矿业有限公司含金矿体变粒岩开展了微波辐射实验.结果表明:局部高温熔化区为铁元素富集区，熔化区内部产生大量孔洞，孔径可达0.11mm，熔化区外围附近形成明显的宏观裂纹和密集的微观裂隙网状结构;随距高温区距离的增加，微观裂隙明显减少，孔隙度逐渐降低;随微波辐射时间的增加，抗拉强度及损伤增量不断降低;微波辐射后岩石抗拉强度取决于裂隙分布及熔化区强度和范围.研究结果对优化微波辐射时间，提高微波辐射致裂效率有重要意义.

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岩体裂隙中宾汉姆流体渗流模型

王者超，张皓炜，龙求喜，刘杰

2021, 42 (10): 1459-1467. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.013

摘要 ( 1069 )

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PDF(1962KB) ( 478 )

为研究粗糙单裂隙中宾汉姆流体的渗流规律，提出了描述岩体裂隙中宾汉姆流体黏性和黏惯性流动的渗流模型，并采用数值模拟和室内试验结果对模型进行了验证.在粗糙裂隙中，开展了不同流变参数的宾汉姆流体在大范围压力梯度下的渗流模拟，结合修正的Forchheimer方程分析了宾汉姆流体在不同裂隙几何参数及流变参数下的非达西系数β、临界雷诺数Re_○c、非达西效应因子E等变化特性.结果表明:由宾汉姆流体本构方程推导出的黏性模型能更好地描述黏性渗流.修正的Forchheimer方程能更好地描述宾汉姆流体在粗糙裂隙中的黏惯性渗流特征.粗糙度及流变参数会对渗流特性产生显著影响:裂隙粗糙度越大，浆液屈服应力越大;浆液塑性黏度越大，惯性作用越强.

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胞外聚合物的提取及其吸附性能

徐小惠，魏德洲，张兰河

2021, 42 (10): 1467-1474. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.014

摘要 ( 1807 )

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PDF(1430KB) ( 686 )

为了快速、高效地提取活性污泥的胞外聚合物(extracellular polymeric substances，EPS)，采用4种方法提取紧密结合型EPS(tightly bound EPS，TB-EPS)，对比不同提取方法的优缺点，考察TB-EPS对Mn²⁺吸附性能的影响，研究了TB-EPS的吸附机理.结果表明:加热法提取的TB-EPS效率高，方法简单，操作方便，不破坏细胞结构.加热法提取的TB-EPS用于吸附重金属Mn²⁺，其最大吸附率为53.8%，吸附过程符合二级反应动力学特征和Langmuir吸附等温方程，该吸附以化学吸附为主.在TB-EPS中色氨酸和酪氨酸的疏水作用是主要的吸附机理.

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基于稳定函数的支撑结构系统临界力计算方法

王述红，姚骞，张超，王鹏宇人名，(半空) 人名

2021, 42 (10): 1475-1482. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.015

摘要 ( 532 )

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PDF(611KB) ( 193 )

基于稳定函数，给出了求解支撑结构系统临界力的计算方法，推导了不同荷载作用位置的3种双层支撑结构系统临界力的计算公式.结果表明:基于稳定函数的理论推导公式求出的解析解与二阶弹性分析数值解计算结果相近，误差均在3%以内;双层1~3跨带摇摆柱支撑结构系统总承载力理论值与试验值的结果验证了本文求解支撑结构系统临界力计算方法的准确性.基于稳定函数的支撑结构系统临界力计算方法具有普遍的适用性、较高的计算精度，为工程应用提供理论基础.

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氯盐干湿循环下尾矿球混凝土气体渗透性与孔轴线可靠性

李艺，李少锋，高炎

2021, 42 (10): 1483-1490. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.016

摘要 ( 450 )

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为研究氯盐干湿循环对尾矿球混凝土的影响，分别对普通混凝土(C)、尾矿球混凝土(T)和钢纤维尾矿球混凝土(TF 8)进行气体渗透试验和孔结构试验，得到气体渗透系数、气体体积分数、气泡频率和孔轴线可靠性随氯盐干湿循环侵蚀龄期的变化规律，给出混凝土气体渗透性、孔结构与孔轴线可靠性的关系.结果表明:随氯盐干湿循环侵蚀龄期的增加，C，T和TF 8的气体体积分数、气泡频率均增大，孔轴线可靠性减小，导致气体渗透系数增加;氯盐干湿循环会增加混凝土的渗透性，使孔径分布变差，大孔增加，孔轴线可靠性减小.

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基于F-K理论的抛光铝粉自燃特性及自燃临界条件

王鑫阳，李刚

2021, 42 (10): 1491-1498. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.017

摘要 ( 727 )

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采用网篮试验研究抛光铝粉自燃特性、自燃临界条件及氧化过程中温度时空分布规律.根据Frank-Kamenetskii(F-K)理论，分别采用差分法和交叉点温度法对试验数据进行分析，计算氧化反应动力学参数并对试验结果进行外推，预测工业现场堆积尺度下的最小自燃临界温度.研究结果表明:抛光铝粉的氧化进程符合Arrhenius动力学机制，反应活化能为105.4kJ/mol;在试验室小尺寸网篮堆积状态下，铝粉的临界温度为215.5℃;当堆积尺度增大到工业现场集尘桶大小时，其值大幅下降至129℃.研究结果可为铝粉生产、储存和运输过程中自燃灾害的预防和控制提供理论参考.

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基于在线评论的产品竞争力分析方法

田金霓，尤天慧，袁媛

2021, 42 (10): 1498-1505. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.018

摘要 ( 2803 )

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随着电子商务的发展，在线评论已成为企业分析其产品竞争力的重要数据资源.通过评论文本提取消费者最关注的产品特征维度，采用情感词典法对评论文本进行情感分析得到特征-情感分数对.计算特征维度的重要度和满意度以确定特征维度的机会得分，并绘制机会景观图，分析目标产品自身的竞争力.依据特征维度的满意度，比较目标产品与其竞争产品的竞争优劣势.基于两种视角下的竞争力分析结果给出目标产品竞争力提升策略，使用Zol.com.cn网站提供的在线评论进行实验，结果表明了所提出方法的可行性和有效性.

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考虑不适应成本的软件产品销售渠道策略研究

张翠华，邹宇峰，李志堂，马勇

2021, 42 (10): 1506-1513. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.019

摘要 ( 509 )

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基于软件产品渠道多样化背景，区分软件企业的5种渠道销售模式:直销(D)、增值零售(V)、代理(A)、直销与增值零售(DV)、增值零售与代理(VA).考虑顾客对软件产品的不适应成本，建立消费者效用模型，研究软件企业销售渠道的决策问题.采用Stackelberg博弈求解并分析.结果表明:一般情景下双渠道模式优于单渠道模式;不适应成本适中时企业偏好VA模式，仅在其议价能力与定制化成本均较低时采用DV模式;不适应成本高，企业放弃代理渠道;不适应成本较低且定制化费用较高时，企业放弃增值零售渠道;VA模式下代理商服务水平总高于A模式.

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心理模拟会让顾客欣喜吗？一个中介调节模型

张跃先，于佩玉，杨勇

2021, 42 (10): 1514-1520. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2021.10.020

摘要 ( 504 )

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通过考察选择结果效价与顾客欣喜之间的作用机理，阐释心理模拟能否让顾客更欣喜的问题.采用模拟情境实验设计和回归分析方法对研究假设进行验证，结果表明心理模拟调节选择结果效价与顾客欣喜之间的关系，即在关注结果心理模拟下好坏结果间欣喜的差异显著小于关注过程心理模拟下好坏结果间欣喜的差异.期望不一致中介选择结果效价与顾客欣喜之间的关系，且选择结果效价与心理模拟的交互作用通过期望不一致中介影响顾客欣喜.本研究为网上商家驱动顾客欣喜提供了新视角和思路.

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