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  • 综述
    赵胜前, 丛卓红, 游庆龙, 李源
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2437-2464. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221433
    摘要 (173) PDF全文 (29) HTML (110)   可视化   收藏

    针对沥青-集料之间的黏附性能,对国内外黏附和剥落机理、评价体系、影响因素和改善措施4个方面的研究成果进行了综述。黏附的形成和失效是涉及物理、化学、热力学及微观力学的复杂过程,界面特征受材料特性、混合料空隙、沥青膜厚及外界环境等因素影响,不同试验体系致力于开发既能模拟损伤发生过程又能评估混合料适用性的方法,进而保证路面使用寿命。最后,结合已有研究内容,对未来研究方向进行了展望。

  • 农业工程·仿生工程
    史瑞杰, 戴飞, 赵武云, 杨发荣, 张锋伟, 赵一鸣, 曲浩, 王天福, 郭军海
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2686-2694. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211199
    摘要 (106) PDF全文 (12) HTML (55)   可视化   收藏

    为提高藜麦机械化收获水平,解决普通谷物联合收割机收获时损失大、含杂高、喂入不畅等问题,针对收获期藜麦植株特性设计了一种大型自走式藜麦联合收割机。该机采用扩口式小行距链齿喂入割台、组合式纵轴流脱粒滚筒、专用编织筛凹板、双层往复式异向振动筛等装置,配合宽体过桥、脱粒滚筒无级变速和大脱分空间等设计实现了藜麦的顺畅喂入和高效脱粒分离,对关键部件进行了设计分析,并进行了田间试验。田间试验结果表明:当藜麦籽粒含水率为14.42%时,脱净率为96.83%、含杂率为4.41%、破损率为0.2%、割台损失率为1.14%、夹带损失率为1.73%,清选损失率为1.09%、飞溅损失率为0.16%、总损失率为4.13%;作业期间机具运行平稳,满足藜麦机械化收获要求。本文研究成果可为藜麦联合收割机设计及试验提供一定参考。

  • 车辆工程·机械工程
    王佳怡, 刘昕晖, 王展, 陈晋市, 韩亚方, 王禹琪
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2499-2507. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211265
    摘要 (99) PDF全文 (10) HTML (64)   可视化   收藏

    为研究恒流量控制阀的流量恒定机理,依据某型号阀的实际结构对影响恒流量控制阀特性的阀口过流面积及梯度因素进行分析。首先,建立其数学模型、控制理论模型和动态系统传函框图,定性分析了这些因素对恒流量控制阀特性的影响;然后,建立其AMESim仿真模型,分析了这些因素对该阀稳态特性和动态特性的影响机理,并通过实验验证了仿真模型的可靠性。结果表明:恒流量控制阀结构存在级间负反馈,补偿节流孔两侧压差可降低流量调节偏差;调节压力补偿器阀口过流面积有助于改善恒流量控制阀的稳态特性;调整压力补偿器阀口过流面积梯度可显著改善恒流量控制阀的静、动态特性。

  • 交通运输工程·土木工程
    安然, 王有志
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2554-2562. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211243
    摘要 (93) PDF全文 (10) HTML (49)   可视化   收藏

    为明确剪力钉连接件在拉剪荷载作用下的力学性能,开展了5组受拉、受剪和拉剪共同作用模型试验,结合有限元模型,探讨了混凝土强度和剪力钉尺寸对抗剪承载力的影响,提出了拉剪共同作用剪力钉连接件荷载-滑移关系式和抗剪承载力计算公式。结果表明:当拉力施力比从0增到0.6时,剪切刚度下降69%,弹性极限荷载与抗剪承载力的比值从0.55下降至0.24,抗剪承载力下降31%;混凝土强度和拉力施力比对剪力钉抗剪承载力的影响具有相关性。本文提出的拉剪共同作用剪力钉连接件荷载-滑移关系式和抗剪承载力计算公式可应用于工程设计和计算。

  • 郭洪艳, 王连冰, 赵旭, 戴启坤
    吉林大学学报(工学版). 2024, 54(05): 1175-1187. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221061
    为减小侧向运动对整车质量与道路坡度估计精度的影响,提出了一种考虑侧向运动的估计算法,利用加速度修正车辆动力学模型,采用遗忘因子提高新数据适应车辆系统时变特性的最小二乘算法估计整车质量,并将质量估计结果实时输入道路坡度估计中;建立车辆运动学和动力学两个坡度估计模型,并在模型中添加加速度修正项,设计强跟踪滤波算法分别针对2种模型进行道路坡度估计,时变交互多模型融合算法根据两个坡度估计模型的权重系数和模型间的转移概率得到道路坡道估计值。本文算法在中国第一汽车股份有限公司技术中心农安汽车试验场进行了实车试验和评估,与未考虑侧向的融合估计算法相比,提高了车辆横向运动时的道路坡度估计精度。
  • 交通运输工程·土木工程
    郑植, 袁佩, 金轩慧, 魏思斯, 耿波
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2581-2590. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211227
    摘要 (76) PDF全文 (6) HTML (74)   可视化   收藏

    针对既有防护结构不能实现多目标船型柔性防护的问题,提出了一种可防护中小型船舶的柔性护舷,该护舷可与既有防护结构搭配使用。对3种不同护舷开展了准静态压缩试验,确定了最优构造形式,通过足尺冲击试验和数值模拟对最优构造护舷的防护性能进行分析。结果表明:压缩试验下,不同试件的破坏模式相近,均出现外面板剪断,基体开裂,剪断处纤维断裂;压缩结束各试件回弹率高达85%以上;添加耗能芯材的试件3是最优构造形式。落锤冲击试验下,撞击力折减率达到97%,撞后护舷变形完全恢复,护舷以弹性耗能的方式耗散能量;驳船撞击下,护舷吸收了63%的碰撞能量,且能大幅减轻船舶损伤,此时护舷主要以耗能芯材的压溃吸收碰撞能量。

  • 计算机科学与技术
    蔡志丹, 方明, 李喆, 许佳路
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2649-2658. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230140
    摘要 (50) PDF全文 (6) HTML (21)   可视化   收藏

    针对遥感图像在采集过程中出现的运动模糊现象,本文从图像曲面的几何性质和图像像素的代数性质出发,设计了一种基于高斯曲率和加权图总变分正则化的遥感图像盲去模糊算法。首先,将加权图总变分先验与高斯曲率先验相结合以获得骨架图像,骨架图像保留图像的梯度以及锐利边缘信息,并去除中间潜在图像中的有害结构;然后,利用骨架图像估计模糊核,进而利用非盲去模糊算法获得清晰图像;最后,在8张不同场景下的模糊遥感图像上进行仿真验证。结果表明,相比于其他先进的图像盲去模糊算法,本文提出的去模糊算法复原效果的峰值信噪比平均值分别高于对比算法2.76、1.84、3.11、2.79、3.35、2.76 dB,结构相似性平均值分别高于对比算法0.0792、0.0604、0.0873、0.0801、0.0997、0.0906。本文算法复原的遥感图像具有清晰的边缘轮廓和局部细节,提升了遥感图像的清晰度。

  • 马书红, 廖国美, 黄岩, 张俊杰
    吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1913-1922. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221236
    本文构建GWR(Geographically weighted regression)模型拟合建成环境变量与地铁客流的关系,并分析建成环境显著变量对地铁客流的异质性影响。采用西安市地铁1、2、3号线63个站点共5个工作日的客流数据,利用ArcGIS软件将客流数据与交通小区匹配,在传统最小二乘法的基础上构建GWR模型,考虑人均GDP、土地利用混合度、停车场密度、交叉口密度、地铁出入口密度等对交通小区地铁客流的影响,得到如下结论:GWR模型能有效刻画交通小区地铁通勤客流与建成环境变量互动关系的空间非平稳性及影响尺度,其结果优于传统最小二乘法;同时,分析发现人均GDP、土地利用混合度、交叉口密度、地铁出入口密度4个变量对交通小区地铁客流的影响显著;土地利用混合度对地铁通勤客流的吸引远远大于地铁出入口密度,且在土地利用开发程度和均衡度较低的交通小区表现更明显。
  • 张成春, 辛振涛, 于海, 吴玉峰, 孙潇伟, 杜天宇
    吉林大学学报(工学版). 2024, 54(03): 641-649. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220563
    采用电加热喷雾冷却减阻试验台,系统研究了喷雾流量、喷雾倾角、气流温度、气流速度影响发动机排气系统减阻性能的规律;采用基于离散相模型(DPM)的数值模拟,阐释了喷雾冷却大幅降低排气阻力的原因。研究结果表明:喷雾流量为12~24 mL/s时,减阻率随喷雾流量的增加而增大;喷雾倾角由45°增加至90°时,减阻率先保持不变后减小,45°和60°喷雾倾角时的减阻效果均为最佳;气流温度为200~300℃时,随着气流温度的升高,减阻率呈增大趋势;气流速度由20 m/s增大至30 m/s时,减阻率逐渐下降。排气系统喷雾后阻力大幅度减小的原因是喷雾后气流速度降低,湍流强度降低,局部阻力和摩擦阻力显著减小。
  • 交通运输工程·土木工程
    范亮, 徐英铭, 谭阳
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2533-2541. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211225
    摘要 (76) PDF全文 (5) HTML (46)   可视化   收藏

    针对由预留后浇孔的预制板和集束布置剪力钉的钢梁组成的装配式钢-混组合梁,研究了其非连续界面剪力连接下的装配组合梁界面滑移计算理论。基于梁变形理论,将间断剪力连接的装配组合梁分为有剪力连接区和无剪力连接区,并分别建立了界面滑移微分方程;基于位移连续和变形协调条件,建立了间断剪力连接组合梁界面滑移分布表达式,求解出集中荷载和均布荷载作用下的界面滑移分布解析表达式;经与现有连续剪力连接的组合梁滑移分布方程以及装配组合梁试验实测数据进行对比,验证了该组合梁滑移分布算法的正确性。采用该算法开展了混凝土板与钢梁的高度比、抗剪连接度和集束度(反映键群集束程度的指标,定义为单个(排)预留孔中剪力键数量与全梁剪力键数量的比值)对装配式组合梁滑移和变形的参数影响分析,结果表明:界面滑移随抗剪连接度的增大而减小,随高度比和集束度的增大而增大;集束度越大,滑移分布越不均匀,在无剪力连接区出现峰值。

  • 车辆工程·机械工程
    程亚兵, 杨泽宇, 李岩, 安立持, 徐泽辉, 曹鹏宇, 陈璐翔
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2465-2473. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211234
    摘要 (63) PDF全文 (5) HTML (42)   可视化   收藏

    基于混合动力乘用车的特殊工况要求,在对发动机正时齿形链系统进行结构设计的基础上,进行了正时齿形链系统的振动噪声特性研究。通过建立正时齿形链系统的动力学模型,分析了其动力学特性,并获得了振动分析所需边界条件;基于有限元分析方法,通过模态分析和频率响应分析了正时齿形链系统的振动特性,同时,以正时齿形链系统的振动特性为输入条件进行齿形链系统的声学边界元仿真分析,并对声压-频率响应曲线以及噪声的分布情况进行了研究。结果表明,该正时齿形链系统具有优异的振动噪声特性,本文方法可为混合动力汽车的减振降噪工作提供参考。

  • 黄玲, 崔躜, 游峰, 洪佩鑫, 钟浩川, 曾译萱
    吉林大学学报(工学版). 2024, 54(05): 1188-1195. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220728
    提出了一种具有动态交互感知池化层的多长短期记忆神经网络(DIP-LSTM)模型结构,使得场景中相邻的车辆通过池化(Pooling)共享各自LSTM网络隐藏态,获取历史轨迹特征,进而实现自车与周围多车的时间空间关系的交互性建模,并输出车辆未来的预测轨迹。使用美国的NGSIM和德国的High-D自然驾驶车辆轨迹数据集对模型进行训练与测试,并对模型的精度、鲁棒性和迁移性(普适性)进行验证。研究结果表明:与传统模型的预测方法相比,考虑多车交互信息的DIP-LSTM网络的预测方法在预测精度与长时域预测上具有优势,且模型具有良好的迁移性和鲁棒性,显著提高了车辆轨迹预测模型的实用性和普适性。
  • 计算机科学与技术
    宋世军, 樊敏
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2659-2665. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220598
    摘要 (41) PDF全文 (4) HTML (34)   可视化   收藏

    针对大数据异常检测过程易受边缘数据的干扰,导致大数据异常检测准确率较差的问题,提出了一种基于随机森林算法的大数据异常检测模型。首先,利用改进k-means算法对大数据实行聚类处理,采用主成分分析法提取大数据特征;然后,构建基于随机森林分类器的大数据异常检测模型,将提取的特征输入到模型中,构建决策树,并通过动态更新决策树的权重值提高分类器的分类精度;最后,输出分类结果,完成大数据的异常检测。实验结果表明,本文模型的检测时间约为25 s,大数据异常检测准确率平均值为91%,误报率为4.5%。

  • 车辆工程·机械工程
    蔡安江, 刘晨阳, 王沛彭
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2493-2498. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220472
    摘要 (71) PDF全文 (4) HTML (27)   可视化   收藏

    针对五轴数控机床(CNC)在运行过程中旋转轴角度偏移较大会影响刀具路径控制的问题,提出了旋转角度优化下的五轴数控机床后置处理算法。该算法首先对机床基本结构展开具体分析,使用Hausdoff距离获取机床实际加工曲面与差值曲面之间的匹配误差,并通过误差补偿方法对获取的误差实施补偿处理,依据处理结果完成机床旋转轴角度优化;然后,基于优化结果建立机床坐标系统,通过坐标的变换结果开发机床后置处理器并集成至相关软件中,实现机床的后置处理。实验结果表明,使用本文算法进行机床后置处理时效果较好。

  • 关亮亮, 田国红
    吉林大学学报(工学版). 2024, 54(05): 1221-1226. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221578
    为解决汽车减震器因流动惯量导致径向动力发生偏差的问题,提出基于动力学分析的汽车减震器示功图故障检测算法。计算减震液在左、右2个封闭区域的流动惯量,将压缩行程中的径向动力和回弹行程中的径向动力代入能量与动量方程中,建立汽车减震器动力学方程,再绘制实测示功图,并将其作为样本输入支持向量机中进行分类,再设定判定阈值进行阈值判定,完成示功图故障检测。试验结果表明:本文方法在供液不足、双凡尔漏失、活塞被卡、砂阻时获取的汽车减震器示功图与实测示功图基本吻合,说明本文方法的故障检测准确性高。
  • 交通运输工程·土木工程
    张健, 李青扬, 李丹, 姜夏, 雷艳红, 季亚平
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2508-2518. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220106
    摘要 (66) PDF全文 (3) HTML (35)   可视化   收藏

    为满足自动驾驶车辆(CAV)与人工驾驶车辆混行过程中安全和效率的需求,自动驾驶车辆专用道应运而生。当高速公路内侧车道设为自动驾驶车辆专用道时,引导自动驾驶车辆从普通车道汇入至专用道的策略研究具有重要的理论意义和实际价值。首先,设计专用道入口并提出车辆控制规则;其次,以使更多自动驾驶车辆换道至专用道为目标,基于深度强化学习,选择换道信号动作引导车辆换道;最后,通过Python语言编译进行数值仿真验证。结果表明:在自动驾驶车辆渗透率、到达专用道自动驾驶车辆比例等不同因素构建的9种场景下,本文算法能够快速收敛;能够有效引导自动驾驶车辆汇入专用道,保证通行效率;相较无信号控制情况,渗透率为20%~40%时,第2车道交通拥堵显著减少;在两段式专用道入口场景下,CAV换道至专用道的比例比单入口场景明显提高。所提出的策略具有较好的适用性,能为工程建设提供参考借鉴。

  • 唐乃膨, 薛晨阳, 刘少鹏, 朱洪洲, 李睿
    吉林大学学报(工学版). 2024, 54(01): 22-43. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230651
    综述了国内外对胶粉改性沥青老化机理、表征及评价的研究现状。胶粉改性沥青的老化过程伴随着胶粉的溶胀、降解反应以及沥青与胶粉之间的物质交互作用;胶粉改性沥青老化行为的表征主要从化学组分、分子结构、分子量、表面形貌入手,并解释其对宏观性能的影响;胶粉改性沥青老化性能评价主要采用黏度、复数模量、低温蠕变劲度、疲劳寿命等流变学指标,且通常与微观表征及化学方法相结合。然而,当前国内外对胶粉改性沥青老化过程中填料迁移行为关注较少,特别是炭黑、白炭黑等填料的作用机理有待进一步挖掘;缺乏胶粉改性沥青多组分老化特征同步表征方法;缺乏统一的老化评价指标,且大多研究在混合料老化性能验证方面存在不足。最后,提出了胶粉改性沥青老化机理及表征评价研究的发展趋势与展望。
  • 赵晓康, 胡哲, 牛振兴, 张久鹏, 裴建中, 温永
    吉林大学学报(工学版). 2024, 54(05): 1258-1266. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221156
    本文采用离散元法(DEM)研究非均质水稳碎石(CSM)材料的细观开裂行为,基于Weibull材料随机场,建立了不同均质度水平的CSM细观断裂模型,通过虚拟半圆弯曲(SCB)试验模拟细观开裂过程,分析砂浆基体均质度的影响。结果表明:CSM裂纹沿着砂浆薄弱点和界面共同扩展,砂浆基体的断裂占主导地位。峰值强度和破坏形变随均质度的提高而增大,砂浆中少量的性能薄弱点有益于改善结构形变特性而提升其整体强度,适当均质度水平有助于CSM材料抗裂性能的发挥。
  • 计算机科学与技术
    苏育挺, 王骥, 赵玮, 井佩光
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2601-2610. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211169
    摘要 (55) PDF全文 (3) HTML (50)   可视化   收藏

    针对图像情感分布学习中,视觉特征与高阶情感语义之间存在语义鸿沟以及情感标签具有主观性和模糊性的问题,提出了一种情感语义动态图卷积网络模型。该模型通过情感激活模块自动定位情感语义区域,从而有效挖掘契合情感语义的内容表征;通过动态图卷积模块自适应地捕获图像情感标签之间的语义关联性;最终构建并行结构输出联合局部语义和标签相关性的情感预测分布。在3个公开情感数据集上的实验结果证明了本文算法在图像情感分布预测任务中的有效性。

  • 通信与控制工程
    陈绵书, 于录录, 李晓妮, 郑宏宇
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2666-2675. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211293
    摘要 (57) PDF全文 (3) HTML (42)   可视化   收藏

    针对传统视觉即时定位与地图构建(SLAM)中ORB特征存在的聚集问题,基于网格划分和关键点分层确定思想,设计了均匀FAST角点提取方法,进而设计了基于均匀分布的ORB特征结合暴力匹配的回环检测方法。与基于词袋(BoW)模型的回环检测算法对比实验表明,本文算法能显著提高回环检测的准确率。基于机器人操作系统(ROS)平台,将均匀ORB特征回环检测模块与直接稀疏里程计(DSO)相结合,设计了一种松耦合式的半直接法SLAM系统。实验结果表明,本文系统具有较高的地图构建性能。

  • 蒲云, 徐银, 刘海旭, 谭一帆
    吉林大学学报(工学版). 2024, 54(05): 1285-1292. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220770
    为研究智能网联车(CAV)对交通流的影响,基于智能驾驶人模型(IDM),考虑后车和多前车速度差的影响,构建CAV智能驾驶跟驰模型,推导了CAV跟驰模型的临界稳定性条件。然后以考虑1辆后车和5辆前车速度差的CAV跟驰模型设计数值仿真实验。结果表明:交通流稳定性随考虑后车影响的权重比例变化而变化,即只有当后视权重比例在恰当范围内时才可提高交通流稳定性;考虑后车影响和多前车速度差还可削弱由时延导致的交通流不稳定性。同时,新模型控制下的车辆加速度变化更平稳,更有助于提高交通流稳定性和交通流安全性。
  • 计算机科学与技术
    霍光, 林大为, 刘元宁, 朱晓冬, 袁梦, 盖迪
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2591-2600. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220044
    摘要 (60) PDF全文 (3) HTML (40)   可视化   收藏

    针对基于深度学习的虹膜分割模型存在参数量大、计算量大、占用空间大的问题,提出了一种轻量级的虹膜分割模型。首先,将Linknet中特征提取网络替换为改进的轻量级网络MobileNetv3。这种设计在保持准确性的同时显著地提高了模型效率。其次,为了减少虹膜特征信息丢失,设计了一个多尺度特征提取模块。再次,引入了通道注意力机制,抑制无关噪声,加大虹膜区域的权重。最后,在3个虹膜数据库上将本文模型与其他虹膜分割模型进行比较,结果表明,本文模型在虹膜分割准确率和效率之间取得了更好的平衡。

  • 通信与控制工程
    张刘, 曾庆铭, 赵寰宇, 范国伟
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2676-2685. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211295
    摘要 (40) PDF全文 (3) HTML (20)   可视化   收藏

    提出了一种分布式自适应振动抑制控制方法,有效抑制了卫星大挠性帆板在轨振动问题。考虑作动器和传感器的安装位置对控制效果的影响,通过分析邻接子模块之间振动和输出力的耦合影响,基于Lyapunov理论设计了完整的分布式自适应控制器。仿真结果表明,在外界持续干扰等情况下,本文设计的分布式控制系统与基于线性二次型调节器(LQR)的分布式控制方法相比抑振时间缩短了40%,与集中式控制方法相比抑振时间缩短了50%,得到了更良好的在轨抑振效果,对于卫星的稳定运行具有重要意义。

  • 陆玉凯, 袁帅科, 熊树生, 朱绍鹏, 张宁
    吉林大学学报(工学版). 2024, 54(05): 1205-1213. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20231081
    汽车涂装过程中产生的漆面缺陷影响着整车外观质量,针对人工检测存在漏检、低效以及传统检测方案的高实施成本等问题,提出了一种基于改进YOLOv7算法的汽车漆面缺陷检测系统。构建了汽车漆面缺陷数据集,共有4023张图像,其中包含5种常见汽车漆面缺陷;针对YOLOv7算法在微小缺陷上检测精度不足的问题,在原网络中引入了GAM注意力机制和SPPFCSPC模块,用于提高算法对微小缺陷特征的提取能力,同时采用改进的ELAN模块对网络结构进行改进,减少网络过深造成的小目标信息丢失问题,保证在减轻网络模型的同时提高网络对微小特征的识别精度;实验结果表明:本文方法大幅提升了对微小漆面缺陷的检测性能,缺陷的平均检测精度达到了88.9%,与多种算法相比检测精度最高。
  • 万铜铜, 汪海年, 郑文华, 冯珀楠, 陈玉, 张琛
    吉林大学学报(工学版). 2024, 54(04): 1045-1057. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220699
    为揭示级配碎石基层与沥青混合料面层的温度收缩协调变形规律,本文采用动静态应变采集系统实时获取沥青混合料层的温缩应变,基于PFC6.0 Suite和FLAC3D构建了组合结构连续-离散耦合模型,探究了级配碎石层与沥青混合料层温缩协调变形宏观和细观响应规律。研究结果表明:连续-离散耦合模型与室内试验的吻合度相比连续介质模型高,温缩系数相对误差最大为8.1%;沥青混合料及其组合试件温缩应变-时间关系曲线均呈先快后慢的非线性变化规律,沥青混合料类型及降温温差对级配碎石的约束作用基本无影响;组合试件温缩变形主要发生在前1 h内,沥青混合料层整体由“翘起”状逐渐过渡到“平缓”状;级配碎石层通过颗粒向内挤压运动,使两端松散膨胀及颗粒接触重组来实现与沥青混合料层的协调变形。本文从宏观应变响应与空隙率、配位数及三维组构细观响应揭示温缩协调变形机制,研究结果可为级配碎石基层沥青路面低温抗裂研究提供理论参考。
  • 周兴林, 刘洋, 柳璐
    吉林大学学报(工学版). 2024, 54(11): 3192-3198. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230631
    由于沥青混凝土内部结构极其复杂,会在不同疲劳阶段呈现出不同的变化特征,为了解沥青混凝土的疲劳损伤演化过程,在CT三维重构技术的基础上对其展开研究。对沥青混凝土展开疲劳实验,得到不同疲劳阶段的CT扫描图像和三维重构图像;利用差分盒维数法计算CT三维重构图像分形维数,得到疲劳损伤次数与分形维之数间的关系;利用Miner线性疲劳损伤模型重新定义沥青混凝土的损伤变量,得到疲劳损伤演化过程呈线性变化的结论。通过构造环氧沥青混凝土试件展开实验测试,结果表明:本文方法能准确计算出沥青混凝土压缩位移和裂缝体积与疲劳损伤之间的关系,推理得到沥青混凝土的疲劳损伤演化过程。
  • 巨涛, 刘帅, 火久元, 张学军
    吉林大学学报(工学版). 2024, 54(12): 3601-3613. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230164
    针对大规模深度神经网络模型并行面临的内存消耗大、设备利用率低、训练时间长、模型难以收敛的问题,提出了一种面向深度神经网络模型并行的计算任务自适应调度方法。通过建立模型并行计算任务的多迭代异步并行管理机制,控制微批量单元具体调度过程,实现模型合理分区和计算资源合理分配,解决异步迭代时产生的梯度延迟更新问题;基于拓扑感知设计计算资源的分配机制,实现模型训练任务和计算资源的合理匹配;设计计算资源和模型任务的运行时调度策略,实现深度学习模型训练过程中计算与通信重叠的最大化,提高计算资源利用率。实验结果表明:与已有的模型并行方法相比,本文方法可以充分利用各GPU计算资源,在保证模型训练精度的同时,可以将大规模深度神经网络模型训练速度平均提高2.8倍。
  • 交通运输工程·土木工程
    左新黛, 张劲泉, 赵尚传
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2563-2572. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211238
    摘要 (40) PDF全文 (2) HTML (17)   可视化   收藏

    为获取在役混凝土T梁疲劳刚度退化规律,开展疲劳寿命预测,基于损伤力学理论构建了考虑开裂损伤的混凝土T梁阶梯刚度模型,通过对3根10 m钢筋混凝土T梁足尺模型进行静力和疲劳破坏试验,获取了疲劳剩余刚度随荷载作用次数的演化规律。引入疲劳损伤系数和刚度退化系数,建立了在役混凝土T梁疲劳寿命预测模型。分析结果表明:随着荷载作用次数的增加,桥梁剩余刚度呈现三阶段衰减,其中疲劳初期和后期阶段衰减较快,但占总寿命比重相对较小,而疲劳中期阶段呈线性稳定退化,约占疲劳总寿命的80%以上,为桥梁服役的主要阶段,疲劳破坏时剩余刚度约为初始刚度的82.7%。最终,针对在役混凝土T梁桥工作性状,提出了在役钢筋混凝土梁桥寿命预测方法,相关研究成果可为此类桥梁寿命预测研究提供理论支持。

  • 计算机科学与技术
    傅丽芳, 陈卓, 敖长林
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2620-2625. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220434
    摘要 (28) PDF全文 (2) HTML (24)   可视化   收藏

    针对大数据集中存在海量数据,当数据规模扩大到一定程度时,离散点检测处理效率受到限制的问题,提出了一种基于分类和回归树(CART)决策树的网络大数据集离群点动态检测算法。首先,划分大数据集异常数据标准,利用方差衡量数据离散程度,使用支持向量机建立异常数据样本关联规则矩阵,明确大数据集异常数据范围,并通过动态网格划分策略降低离群点检测计算量;然后,运用CART决策树方法在分支节点采取布尔检测,将待检测数据统一拟作连续数据,升序排列训练数据集,计算数据最高信息增益,剪枝决策树直到没有非叶子节点可被替换,得到离群点动态检测结果。仿真结果证明,本文算法离群点检测准确率高、检测耗时短,具备显著的计算优势,能为大数据集的可靠应用提供积极帮助。

  • 计算机科学与技术
    张云佐, 董旭, 蔡昭权
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2611-2619. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211229
    摘要 (30) PDF全文 (2) HTML (28)   可视化   收藏

    针对现有步态周期检测方法易受拍摄视角变化影响的问题,提出了一种拟合下肢几何特征的多视角步态周期检测方法。首先,利用MediaPipe模型提取步态视频序列中的人体姿态拓扑图,简化了图像预处理过程。然后,通过分析行走状态下人体下肢姿态拓扑图中各关节点间存在的周期性动态变化规律,将左小腿与水平地面构成的倾角以及中髋点(mid-hip)到左、右脚踝的欧氏距离比值作为特征进行提取。最后,采用傅里叶变换将特征数据拟合为正弦函数,并基于拟合结果进行步态周期检测。相比于当前主流的步态周期检测方法,本文方法在正、背面视角以及斜视角下都取得了较好的检测结果。

  • 农业工程·仿生工程
    周鹏飞, 陈学庚, 蒙贺伟, 梁荣庆, 张炳成, 坎杂
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2718-2731. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211267
    摘要 (14) PDF全文 (2) HTML (11)   可视化   收藏

    为解决机收膜杂含土率高的问题,设计了一种滚筒式机收膜杂除土装置,对装置内物料进行动力学分析,确定了该装置的基本参数。在此基础上,以滚筛转速、喂料速度、滚筛倾角和叶片螺距为试验因素,以除土率、漏膜率和工作效率为评价指标进行了四因素五水平的响应面试验,分析了各因素对膜土分离作业性能的影响规律,获得了最佳组合参数如下:滚筛转速为24.90 r/min、喂料速度为11.52 kg/min、滚筛倾角为-2°、叶片螺距为699.99 mm。在该条件下验证试验结果如下:除土率为92.48%、漏膜率为1.90‰、工作效率为7.61 kg/min,试验响应指标预测值与验证试验指标间误差分别为2.15%、5.79%、2.63%,表明所构建模型具有较好的预测可靠性,相关研究可为机收膜杂除土技术提供一定参考和理论支撑。

  • 胡钊政, 孙勋培, 张佳楠, 黄戈, 柳雨婷
    吉林大学学报(工学版). 2024, 54(05): 1246-1257. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221519
    将车路协同系统中车辆的位置估计问题转化为时空图模型构建与优化问题,提出一种时空图优化协同定位(STGO-CL)方法。其中,感知区域中不同时刻的车辆位置构成图模型中的节点;车端与路端通过融合高精地图计算出来的车辆绝对位置与相对位置构成图模型的边,并加入时延补偿约束。在求解过程中采用Levenberg-Marquardt (LM)法求解目标函数实现对感知区域中的车辆位置最优状态估计,实现车-路-图协同定位。利用CARLA建立直道和弯道仿真实验场景以验证算法,结果表明:时空图优化协同定位方法平均定位误差为0.29 m,定位性能较GPS或路侧单元(Road side unit, RSU)单独定位分别提高了97.1%和55.4%,较不融合高精地图的时空图优化协同定位方法提高了42.0%。在时延补偿上,可将200 ms时延下的定位性能提高67.0%。本文利用时空图模型实现车-路-图协同定位可有效提升车路协同系统的环境感知性能。
  • 谭晓丹, 王勇澎, Robert Hall, 徐天爽, 黄庆学
    吉林大学学报(工学版). 2024, 54(05): 1227-1236. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220814
    针对现有电铲自主装卸功能在料堆重构、环境感知、目标识别等领域存在技术难度的现状,从降低自主装卸作业任务难度的角度出发,本文提出了一种以载荷均衡分布为目标的矿用自卸车斗型优化方法。首先,构建了一种基于差分迭代的装卸后自卸车斗内料堆的轮廓重构方法,并对料堆质心位置进行计算;其次,建立并验证了模拟电铲装卸过程的离散元仿真方法;再次,利用离散元仿真实验,研究了不同斗型结构参数对斗内料堆质心位置的影响;最后,以横向载荷均布为目标,以纵向载荷分布、行驶安全性、斗容变化为约束对斗型进行优化。结果表明:优化后的斗型与原斗型相比,在保持装载能力和行驶安全性的前提下,极端装卸位置时的载荷分布均匀性显著提升,并具有更大的合理装卸面积和更高的作业效率。
  • 刘谦, 张祝新, 赵丁选, 王立新, 王亚非
    吉林大学学报(工学版). 2024, 54(05): 1196-1204. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220757
    针对现有电伺服作动器在负载回落阶段负载势能被浪费的问题,提出了基于能量回收的新型电伺服作动器的实现方案。该方案通过与传动系统并联的蓄能器来回收负载回落时耗散的势能,在负载举升时将其用于提供辅助推力。结合功率键合图理论引入了一种复杂能域下的机械系统动态能耗分析方法,建立了新型电伺服作动器的动态能耗模型,并进行了对比仿真实验。结果表明,所设计的电伺服作动器使得系统响应时间缩短了约36.9%,所需的电机启动转矩降低了约43.3%;在举升负载时的能耗降低了约31%,在负载回落时能够回收36%的势能;在工作过程中滚珠螺旋副的承载大大降低,有助于减少摩擦热、延长丝杠的使用寿命。
  • 李松, 石星星, 司春棣, 蒋继望, 暴斌硕
    吉林大学学报(工学版). 2024, 54(11): 3244-3254. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230073
    为定量表征矿粉对沥青胶浆的性能影响,采用改进的多应力蠕变恢复(MSCR)试验,评价沥青胶浆的高温流变性能,基于沥青胶浆的不可恢复柔量Jnr指标提出矿粉强化效应指标ΔJnr,并诠释矿粉强化规律。结果表明:矿粉强化效应与沥青种类有关,其中SBS改性沥青胶浆矿粉强化作用呈两阶段趋势,即先随矿粉掺量的增加而线性增强,随后不再受矿粉掺量的影响。两阶段临界值可作为沥青胶浆的推荐矿粉掺量,计算得到3.5%和4.0%SBS改性剂掺量的改性沥青胶浆的推荐矿粉掺量分别为120%和100%。构建了矿粉强化效应的多元线性回归模型,进一步阐明了应力等级、改性剂掺量和矿粉掺量对矿粉强化效应的影响。
  • 交通运输工程·土木工程
    陈兆玮, 蒲前华
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2519-2532. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211258
    摘要 (29) PDF全文 (2) HTML (25)   可视化   收藏

    为了从动力学角度探明地铁车辆-桥梁(特别是大跨斜拉桥)系统对弹性车轮的适应性,本文开展了大跨斜拉桥上弹性车轮对地铁车桥系统振动的影响及抑制特性研究。基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立了考虑弹性车轮的地铁车辆-大跨斜拉桥系统耦合动力学模型;借助该模型,研究了长-短波不平顺联合激扰下弹性车轮对地铁车辆和大跨斜拉桥的振动特性的影响,并从时-频域角度探明了弹性车轮对地铁车辆-大跨斜拉桥系统的减振效果。研究结果表明:当地铁车辆通过大跨斜拉桥时,弹性车轮能有效降低轮轨作用力以及车轮和轴箱的振动;与传统刚性车轮相比,弹性车轮轮箍振动最剧烈,传统刚性车轮振动其次,而弹性车轮轮芯振动最小;基于本文所采用的弹性车轮动力学参数,弹性车轮的振动卓越频率集中在10~50 Hz,且在25 Hz左右存在峰值;桥梁垂向和横向振动主频均在1 Hz左右,且弹性车轮能有效降低大跨斜拉桥的中、低频振动。

  • 交通运输工程·土木工程
    刘方成, 王将, 吴孟桃, 补国斌, 何杰
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2542-2553. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211260
    摘要 (20) PDF全文 (2) HTML (20)   可视化   收藏

    基于静三轴剪切试验,分析了5种配比(0%、10%、20%、30%、40%)、4种格栅布置方式(无筋、水平1层、水平2层、水平3层)、3种围压(50、100、200 kPa)下土工格栅加筋橡胶砂的应力-应变关系特性和模量衰减特性。结果表明:①土工格栅加筋使得橡胶砂应力-应变关系曲线明显升高,加筋后橡胶砂的硬化特性增强。②采用扩展邓肯-张模型进行拟合,随着橡胶颗粒含量的增加,橡胶砂初始模量降低,模量衰减程度可由衰减参数定量反映;模量曲线衰减程度随加筋工况“水平3层加筋、无筋、水平2层加筋、水平1层加筋”依次增大。③土工格栅加筋使得橡胶砂的参考应变增大、应力-应变模型指数减小,即模量归一化应力应变曲线非线性程度减弱,随着土工格栅加筋密度和配比的增大,土工格栅对橡胶砂应力应变特性的加筋效应更显著。

  • 交通运输工程·土木工程
    雷鸣, 尹思阳, 王德玲, 张继承, 路世伟
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2573-2580. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221082
    摘要 (46) PDF全文 (2) HTML (27)   可视化   收藏

    为减少因震动导致的高层建筑混凝土核心筒损伤,提出了基于静力推覆分析算法的高层建筑混凝土核心筒抗震性能模拟方法。选择某应用屈曲约束支撑的高层建筑混凝土核心筒为研究对象,结合PKPM软件模拟了基于静力推覆分析算法的高层建筑混凝土核心筒抗震性能。实验结果表明:静力推覆侧力分布形式对高层建筑混凝土核心筒的顶点位移角和基底剪力计算结果影响较大;屈曲约束支撑的高层建筑混凝土核心筒在X向的基底剪力曲线呈指数型增长;强震动作用下高层建筑混凝土核心筒的刚度降低、柱剪力的占比不断增大;延性系数恒定时,高层建筑混凝土核心筒能量谱比值与刚度折减系数呈正相关关系;高层建筑混凝土核心筒的损伤情况随强震持时的提升而提升;随着刚度特征值的不断增大,剪力墙耗能在总滞回耗能比中的占比下降,而框架梁柱耗能的占比则有所上升且分布形式大致呈线性。

  • 计算机科学与技术
    陈烽, 王浩
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2626-2631. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220684
    摘要 (18) PDF全文 (2) HTML (16)   可视化   收藏

    为了提高摄像机成像质量和图像清晰度,提出了一种基于多通道视觉注意力的模糊图像质量复原算法。在多通道视觉注意力机制的基础上构建了编码网络,将模糊图像输入到编码网络中,对图像展开复原处理;同时,在复原处理过程中引入振铃检测,消除复原后图像中存在的振铃区域,提高复原图像的质量和清晰度。实验结果表明,本文算法的去振铃现象效果更好、图像复原后的质量更高、应用效率更理想。

  • 计算机科学与技术
    肖明尧, 李雄飞, 朱芮
    吉林大学学报(工学版). 2023, 53(09): 2640-2648. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20200365
    摘要 (21) PDF全文 (2) HTML (18)   可视化   收藏

    针对像素级多模态医学图像融合信息丢失的问题,提出了一种基于非下采样剪切波变换(NSST)的像素相关性分析(PCAS)的图像融合方法。首先,对源图像进行NSST分解,获得高低频子带。然后,利用提出的中心像素方差计算邻域像素与中心像素的强度相关因子,构建邻域像素相关系数矩阵,并提出将相关性拉普拉斯能量和作为高频方向子带的融合规则。再次,计算低频子带中心像素能量以及邻域像素能量梯度信息,得到低频融合决策图。最后,通过逆变换得到融合结果图像。磁共振图像(MRI)和计算机断层扫描(CT)、单光子发射计算机断层成像(PET)、正电子发射断层成像(SPECT)的脑部图像融合实验结果表明,本文融合方法可以很好地保留源图像的显著信息和纹理细节。