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期刊信息/Journal information
河北工业大学学报
河北工业大学学报

王延吉

双月刊

1007-2373

xuebao@hebut.edu.cn

022-60438311

300401

天津市北辰区双口镇西平道5340号

河北工业大学学报/Journal Journal of Hebei University of TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊系河北工业大学主办的自然科学性质的综合性学术刊物，是反映河北工业大学科学研究和学术成果的学术理论刊物。主要刊登有创见的学术论文、科学研究报告、有价值的专题综述。
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    集成双频无源RFID传感器标签设计

    李文虎李晨曦孟召宗高楠...
    1-7页
    查看更多>>摘要：针对超高频和高频RFID传感器由于各自测量距离和使用便捷性而导致应用场合的局限,提出一种集成超高频和高频的双频无源RFID传感器标签设计方法.首先,集成超高频和高频射频供电和数据收发模块,达到超高频和高频双频读写目的;其次,为提高双频RFID传感器标签在超高频模式下的读取距离,采用电荷泵对射频收发芯片输出电压进行升压管理以延长放电时间;然后,为增强传感器标签的通用性,将测量数据集成到高频NDEF消息和超高频用户数据段中.根据以上方法,设计了双频无源RFID温湿度传感器标签.同时搭建了实验平台对电荷泵提升读取距离的可行性和传感器标签功能进行了实验验证.实验结果表明:该传感器标签可以同时支持超高频和高频2种读取模式;使用电荷泵升压能量管理有效提升了读取距离;可通过支持EPC C1G2协议的通用超高频读写器和NFC手机方便地获取传感器测量数据.

    RFID传感器射频能量回收电源管理电荷泵NDEF

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    柔性连续体机器人建模与控制综述

    谢俊男钱彧哲
    8-18,96页
    查看更多>>摘要：柔性连续体机器人是一类受生物仿生结构启发而诞生的新型机器人,该型机器人由弹性材料组成,能够产生连续变形并进行大幅度形变,具有结构柔顺性强、灵活性高等优点.连续体机器人能够弥补传统刚体机器人应对复杂环境能力不足的缺点,因而被广泛应用于工业、灾难搜救、设备检修、航空航天与医疗等领域,成为新一代机器人发展的热点.本文主要整理了近年来关于连续体机器人的研究成果,从连续体机器人研究背景、建模方法、控制方案3个方面进行综述,展开介绍了连续体体机器人结构与设计驱动方式和连续体机器人在实际中的应用;针对连续体机器人的建模方法,从运动学与动力学建模层面进行介绍,分析了连续体机器人的主要控制方案,阐述了连续体机器人在控制设计中需要注意的问题;最后从系统集成化与开放化、智能化人机交互、多模态信息融合等方面对柔性连续体机器人的发展方向进行了展望.

    连续体机器人柔性机器人仿生机器人机器人建模机器人控制

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    层状Cf/ZrB2-SiC复合材料断裂行为仿真研究

    张传晖程业红刘亚雄
    19-28,40页
    查看更多>>摘要：为研究层状Cf/ZrB2-SiC复合材料断裂行为的影响因素和规律以及裂纹扩展规律和形成机理,从细观尺度建立了单边切口梁法(SENB)有限元模型,使用软件ABAQUS进行了仿真模拟.仿真计算的断裂韧性为10.01 MPa·m1/2,结果与试验数据基本一致,验证了有限元模型的有效性;裂纹扩展过程中多次沿界面偏折,裂纹呈阶梯状特征.在荷载-位移曲线上表现为曲线升降的变化,呈现出明显的阶梯断裂模式.断裂韧性随层厚比的增加,表现出先增大后减小的趋向,最佳层厚比约为1.断裂韧性随界面层厚度的增加呈现先上升再下降的趋势,最佳界面层厚度是200 nm.

    层状复合材料数值模拟裂纹单边切口梁法(SENB)断裂韧性黏聚力单元

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    时空关联与图注意力引导的微表情识别网络

    于洋王晓民岑世欣李扬...
    29-40页
    查看更多>>摘要：微表情作为典型非自发表情可以揭示人类的真实意图,在公安测谎、情感识别以及医学辅助诊断等领域有着重要的应用.现有微表情识别方法主要关注面部局部区域肌肉运动,往往忽略了与微表情产生相关的全局区域关联性.针对上述问题,提出基于时空区域关联与图注意力引导的微表情识别网络.网络由时空关联模块和图注意力模块组成,时空关联模块利用AU结合时空图卷积聚合面部全局区域不同节点的时空特征,并使用Transformer Encoder进一步构建面部远距离节点间的区域相关性,用以加强全局区域间的时空联系.图注意力模块以面部局部区域为基础建立图结构,并指导自注意力的运算,从而获得精确的局部区域关联特征.最后将全局时空和局部关联特征相融合用于微表情的识别.在CASME、CASME Ⅱ、SAMM 3个主流的微表情数据集上进行了实验,分别取得了82.46%、86.59%和80.88%的优秀识别结果.实验结果表明,本文提出的方法与其他方法相比有更好的表现.

    微表情识别VisionTransformerAU动作单元时空图卷积自注意力

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    采用锯齿型颗粒释放模式的下落式颗粒吸热器的热性能分析

    李神峰王坤闵春华闫鹏宇...
    41-50页
    查看更多>>摘要：针对塔式太阳能热发电系统中下落式颗粒吸热器辐射损失大、热效率低的问题,研究了一种改善吸热器中颗粒帘幕光热转换特性的锯齿型颗粒释放模式以提高吸热器热性能.首先,针对塔式系统中的光热耦合过程建立了一个耦合蒙特卡洛光线追迹法和有限体积法的数值集成模型;然后,基于此模型分析了采用不同振幅和波长的锯齿型颗粒释放模式对下落式颗粒吸热器热性能的影响.结果表明:当波长为0.2 m且振幅大于0.3 m时,锯齿型颗粒释放模式可以提高吸热器热性能.最优锯齿型模式的波长为0.2 m、振幅为0.4 m,其吸热器效率相较于传统的直线型模式提高了0.91%.

    颗粒释放模式吸热器热性能光热耦合颗粒帘幕热损失

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    沼气多孔介质燃烧换热器的燃烧换热特性研究

    王恩宇张伟
    51-57,64页
    查看更多>>摘要：为促进沼气的实际应用,解决燃烧器对沼气热值变化的适应性问题,设计了一台基于沼气的多孔介质燃烧换热器.通过试验研究了沼气热值变化时,不同燃烧强度、不同水量下多孔介质燃烧换热器的燃烧室壁面温度分布、热效率及污染物排放情况.结果表明:沼气中甲烷含量为50%～70%时均可在燃烧换热器中稳定燃烧,燃烧室壁面温度变化在75℃以内;热值瞬时变化时,燃烧换热器仍能维持稳定燃烧,出口水温相较于燃烧室壁面最高温度响应速度略滞后;燃烧换热器有良好的换热能力,热效率随燃烧强度的增加而减小,随燃气热值和水量的增加而增加;尾部换热器传热系数和燃烧室传热系数都随燃烧强度的增加而增加;NOx排放随燃烧室壁面温度降低而降低,最高为27 mg/m3;CO排放量最大为151 mg/m3.

    沼气多孔介质预混燃烧换热热效率

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    超薄壁TiO2(B)纳米管制备及其储锂性能研究

    李虎振甄蒙蒙胡振中
    58-64页
    查看更多>>摘要：采用简易的水热法制备了具有超薄壁的TiO2(B)纳米管(TBTs)及对比材料TiO2(B)纳米棒(TBRs),并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和氮气吸附-脱附等温线等分析技术对所制备的超薄壁TBTs和TBRs进行了表征.结果表明,所制备的TBTs材料具有明显的内部空腔、1～2 nm的壁厚及开放的顶端.得益于超薄壁纳米管结构,所制备的TBTs材料作为锂电池负极材料表现出了增强的锂动力学和优异的循环性能,在2.0 C下循环200次时比容量高达212 mA·h·g-1,在5.0 C下循环1 000次时比容量达111 mA·h·g-1.该工作为高性能钛基氧化物的制备提供了新的方向.

    超薄壁负极材料锂离子电池水热法锂动力学

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    粉煤灰对废水中铜的高效吸附模型及实验研究

    汪凯梁旭华耿翼鹏韩非...
    65-70页
    查看更多>>摘要：以工业废弃物粉煤灰为吸附剂,采用常规吸附和高效吸附工艺去除废水中的铜.当初始铜浓度10 mg/L,粉煤灰投加量 0.5 g/L时,反应 20 min可达吸附平衡,吸附量为 15.58 mg/g,解吸附率仅为0.12%,且吸附过程符合Langmuir吸附等温式.基于以上特征,建立了高效吸附工艺的数学模型,通过响应曲面实验获得模型参数并进行实验验证.高效吸附实验结果表明:10个周期的出水铜浓度基本保持恒定,模型的计算值与实验值吻合较好,说明该模型可较准确的预测出水铜浓度.工艺的滞留因子越小,铜浓度越低.当滞留因子为0.25时,粉煤灰对铜吸附量为19.62 mg/g,与传统吸附相比提高了25.9%.

    粉煤灰铜高效吸附滞留因子

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    基于SVM的混凝土抗硫酸盐侵蚀系数预测模型

    刘亮赵越任文杰李增浩...
    71-75页
    查看更多>>摘要：硫酸盐侵蚀会对混凝土结构造成严重危害,目前工程上以硫酸盐侵蚀下达到规定干湿循环次数时的混凝土抗硫酸盐侵蚀系数作为评价结构抗硫酸盐侵蚀性能的指标.以试验数据和文献数据为样本数据,以水胶比、粉煤灰取代率、矿粉取代率、砂率、减水剂掺量、硫酸盐浓度和干湿循环次数为输入向量,以混凝土抗硫酸盐侵蚀系数为输出向量,利用支持向量机(SVM)建立了混凝土抗硫酸盐侵蚀系数的预测模型.设计了2种容量的样本集,分别计算了SVM模型的预测误差,结果表明:SVM模型可利用较少数量的训练样本很好地预测混凝土抗硫酸盐侵蚀系数,方便实际工程应用.

    混凝土硫酸盐侵蚀支持向量机预测模型

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    地震波斜入射下港珠澳大桥沉管隧道地震响应分析

    杜闯高启辉宋帅
    76-86页
    查看更多>>摘要：斜入射地震波引起的非一致性地震动对地下管廊、沉管隧道等细长结构影响明显.在细长结构抗震中,需要考虑地震动的非一致性.针对港珠澳大桥沉管隧道,采用黏弹性人工边界的方法建立三维有限元模型,对比分析P波、SV波和SH波在不同角度斜入射下的隧道动力响应.研究结果表明:不同的入射波、不同的角度在隧道中的响应差别显著.P波、SH波作用下结构加速度随入射角的变化先增大后减小,SV波作用下结构加速度随入射角增大而减小.相较于自下而上的垂直入射,地震波斜入射下结构应力响应被明显放大且不同入射波下结构应力响应的分布特点不同,P波在隧道顶、底板的中部的应力较大,SV波作用下结构纵向非一致性表现得更明显,SH波在隧道侧墙、中隔墙与顶底板相交的角点区以及两个斜向板块应力较大.随着入射角度增大,P波、SV波应力逐渐增大,SH波应力逐渐减小.

    地震波斜入射港珠澳大桥沉管隧道黏弹性边界有限元

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