材料科学与工程

• 吸热剂对真空玻璃激光封接用BiBZn低熔点玻璃结构和性能影响

  刘伟;李璟玮;马瑄;何哲;石丽芬;王巍巍;熊德华;李宏;

  针对真空玻璃激光封接需求，须开发对特定波段具有吸收功能的无铅低熔点玻璃，在前期Bi_2O_3-B_2O_3-ZnO (BiBZn)低熔点玻璃的研究基础上，通过调控吸热剂种类及其掺入量，设计真空玻璃激光封接用吸热无铅低熔点玻璃组分，研究了吸热剂对真空玻璃激光封接用BiBZn低熔点玻璃结构和性能的影响。研究结果表明，当选择CuO作为吸热剂时，不仅可以增加玻璃在1 064 nm波段的吸光度，在一定范围内还可以降低玻璃的热膨胀系数和特征温度，以及提高玻璃的流动性。当CuO的掺入量达到8%(质量分数)时，热膨胀系数为89.1×10~(-7)/K,玻璃软化温度为368.9℃,并且具有优异的吸光度和流动性，满足真空玻璃激光封接的要求。论文为真空玻璃激光封接用吸热无铅低熔点玻璃的组分设计提供了新思路，为激光封接技术在真空玻璃上的应用与发展奠定了基础。

  2025年10期 v.47;No.418 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1833K]
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• 绿色再生微粉UHPC制备及性能调控

  张才;陈召桃;李飞杨;欧伟华;冉心怡;李培鹏;

  以不同比例的再生微粉整体替代胶凝材料制备绿色UHPC,并研究其对力学性能、水化行为、微观结构及可持续性的影响。结果表明，适量掺入再生微粉可改善水化放热特性与孔隙结构，提升抗氯离子渗透能力，但会降低力学性能。低掺量的再生微粉可以提前UHPC水化放热速率峰值出现的时间点，当其掺量超过30%后则会延迟该时间点并且降低UHPC水化放热速率峰值的大小。当再生微粉掺量为10%时，UHPC的28 d抗压强度达100.5 MPa,抗氯离子渗透系数为1.19×10~(-12) m~2/s,总碳排放为997.4 kg/m~3,成本为467.7美元/m~3。研究建议再生微粉掺量控制在10%左右，以实现性能与可持续性的平衡。

  2025年10期 v.47;No.418 7-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1392K]
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• 薄层复合式路面加铺层材料抗裂性能评价

  岳爱军;陈俞锦;李裕昌;项光韬;姚新宇;

  以百隆路和百罗路养护工程为依托，以AC-10、AC-13、AC-13(加高弹外加剂)、SMA-13 4种沥青混合料为研究对象，通过劈裂试验和四点弯曲疲劳试验，研究材料的抗裂性能。结果表明：在同一应变水平控制下，4种沥青混合料综合抗裂性能优劣排序为：SMA-13>AC-10>AC-13(外加剂)>AC-13;高弹外加剂最佳掺比为3.5%,加高弹外加剂能使AC-13疲劳寿命提高13.5%;薄层复合式路面应力吸收层推荐采用AC-10,加铺层沥青路面推荐采用SMA-13。

  2025年10期 v.47;No.418 14-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1215K]
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• 基于低温约束应力法评估不同方法制备的高模量沥青混合料低温性能

  邱勇;高尚;闫林;程鹏飞;赵梦龙;张辉;佟蕾;

  为更准确地模拟工程实际受力状况，采用低温约束应力试验对3种方法制备的高模量沥青混合料开展试验研究，选用冻断温度(T_(failure))、转化点温度(T_(inversion))、冻断拉伸荷载(F_(failure))、峰值拉伸荷载(F_(peak))、冻断应力(σ_(cry, failure))、温度应力曲线斜率K表征其低温性能。结果表明，采用“SBS改性沥青+复合高模量剂”制备的HMM-13-Ⅲ沥青混合料的低温性能最优，冻断温度和转化点温度高于其他两种高模量沥青混合料2.5～5℃,荷载提升约6%～25%。

  2025年10期 v.47;No.418 21-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1088K]
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土木工程

• 移动车辆荷载下的索道桥半主动振动控制方法

  肖祥;王浩隆;沈文爱;

  提出了一种索道桥的半主动控制方法，可显著减小车辆荷载作用下桥梁结构的振动响应。基于最优控制方法和动力学原理建立了移动车辆荷载下索道桥的半主动振动控制算法。依据实际索道桥设计资料和实测数据建立了反映真实动力性能的基准有限元模型。基于该模型对移动车辆荷载下的索道桥进行了振动控制分析，验证了所提方法在抑制索道桥振动响应上的优势。实桥分析结果表明：该方法的控制效率可达到82.4%,远大于传统被动控制方法的控制效率26.8%。该研究成果对确保索道桥的结构安全性和行车平稳性具有重要意义，并可为同类桥梁的振动控制提供技术支持。

  2025年10期 v.47;No.418 26-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1198K]
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• 设置负刚度装置的基础隔震结构数值分析研究

  黄潇;曹伟;胡志祥;刘运林;刘方玲;

  对一种由双连杆和预压缩弹簧组成的负刚度装置展开研究，将该装置的力学模型理论表达式进行了泰勒级数展开，分别得到了力学模型的泰勒级数展开式和线性化表达式，研究了泰勒级数展开式与理论表达式之间的误差分布，在此基础上提出了一个新的力学模型表达式。基于负刚度装置不同的力学模型表达式，对远场和近场实际地震动作用下隔震结构的地震响应进行了分析和对比。结果表明：负刚度装置力学模型的泰勒级数展开式与理论表达式在位移较大的非线性段有较大误差，而所提出的新力学模型表达式与理论表达式吻合得非常好，在远场和近场实际地震动作用下采用所提出的表达式进行计算可获得较高的准确度，具有较好的适用性。

  2025年10期 v.47;No.418 32-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1631K]
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• 常规武器爆炸作用下地下双舱管廊内冲击振动环境

  陈志华;傅友云;贺锋;张丽萍;

  以原型试验管廊为对象，建立了空气、炸药、土、结构的整体有限元模型，仿真结果与试验结果比较表明模型和参数可以用于模拟实际工程。在分析多个工况双舱管廊构件峰值加速度包络值的基础上，提出了估算常规武器爆炸作用下管廊结构各构件竖向峰值加速度公式，考虑了覆土厚度和侵彻深度的影响，并根据竖向峰值加速度估算各构件的水平峰值加速度。对管廊各构件加速度时程进行HHT谱和FFT谱分析表明，地下管廊各构件所受到的冲击作用能量主要集中在高频带；顶板和底板的竖向加速度时程以及侧墙的水平加速度时程的反应谱表明，在试验TNT当量顶爆情况下，阻尼比为5%、自振频率在1～100 Hz范围内的设备，在地下管廊内的冲击振动一般会达到几十g作用效应，防护要求高的管廊工程中，敏感设备应采取措施减小冲击振动效应。

  2025年10期 v.47;No.418 39-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1749K]
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• 基于温度效应的饱和冻结黄土亚塑性本构模型

  王金元;颜成名;彭远锋;芮瑞;

  为研究温度对饱和冻结黄土力学特性的影响，基于陕西泾阳黄土的三轴试验，改进了HK亚塑性模型。通过修正强度变量F并建立参数α与围压的线性关系，构建了考虑温度效应的本构模型。改进后的模型可有效模拟不同温度下应力-应变关系由硬化型向弱软化型的转变特征，为冻土工程分析提供了可靠的理论工具。

  2025年10期 v.47;No.418 47-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1357K]
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• 水蓄冷空调系统运行优化策略及耗电量预测

  黄军心;周军莉;杨艳;张家季;彭建斌;

  针对存在峰谷电价差异的某实际工程的水蓄冷空调系统，综合了定比例控制、冷机高效控制等常用策略的优缺点，提出了高峰优先释冷策略(利用蓄冷量优先满足电价高峰时段机组高效运行并尽可能满足剩余负荷)。并在3种工况条件下，利用TRNSYS仿真对3种策略进行了对比分析。结果表明，与定比例策略、冷机高效控制策略相比，高峰优先释冷策略可使夏季运行总电费减少27.3%和21.9%。在此策略下，使用人工神经网络建立了基于计算日逐时冷负荷预测当天总用电费用的模型。该模型在测试集上的均方根误差变异系数为2.5%,能够较好预测计算日用电量，为预测水蓄冷空调系统运行开销提供参考。

  2025年10期 v.47;No.418 54-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 3046K]
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交通科学与工程

• 复杂港湾狭水道船舶航行决策方法

  贺益雄;肖博涵;杨洋;

  全球化背景下，港湾狭水道船舶航行挑战日益增加，为解决该类复杂水域航行决策的难题，提高航行安全性，建立自适应真实复杂水域的航行决策方法。以香港地区维多利亚港南部水域为例，首先，构建数字化交通环境，结合本船和数字化交通环境要素的关系，感知航行态势；其次，探究了复杂水域多类物标环境下的船舶避碰机理，在多约束耦合条件下求取安全操纵方案；最后，基于时序滚动，预测、仿真模型分离，符合《1972年国际海上避碰规则》和良好船艺为前提，建立最优操纵方案的动态自适应执行架构，实现航行决策。采用该水域船舶历史AIS(Automatic Identification System)数据进行实验，实验结果表明：真实场景下，提出的航行决策方法能够动态自适应系统剩余误差和目标船航向航速变化，在多约束条件下安全避让，并在避让、驶过让清后及时跟踪航线。

  2025年10期 v.47;No.418 62-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1305K]
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• 基于高海况的小尺度无人艇适航性研究分析

  李建彰;朱磊;李锋;

  针对小尺度无人艇在高海况下摇荡幅度大、失速明显、航向角保持困难、难以稳定航行的问题，通过采用SBD手段与主被动综合减摇技术设计了适应高海况的小型穿浪低砰击无人艇水动力构型，利用数值水池强非线性极限波浪技术对其耐波性进行数值预报，并通过海上模型试验进行试验验证，预报结果满足国军标衡准要求，弥补了小尺度无人艇在波浪中运动响应大、适航性能差的不足，对无人艇的总体设计与航行控制安全评估具有重要指导意义。

  2025年10期 v.47;No.418 71-77+102页 [查看摘要][在线阅读][下载 2584K]
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• 融合时空感知的停车泊位扩散预测模型研究

  盛鑫源;高良鹏;梁钰;廖律超;

  针对城市停车需求预测中存在的随机波动与复杂时空依赖难以有效建模的问题，提出了一种融合条件去噪机制与时空特征感知的扩散概率模型——停车泊位扩散预测模型(Parking Diffusion Forecasting Model, PDFM)。该模型将停车可用泊位预测任务建模为前向扩散与条件引导的反向去噪过程，并在去噪过程中设计了集成时间和空间信息的噪声预测器。其中，时间模块利用分层卷积和门控机制建模历史需求动态，空间模块通过嵌入式注意力与残差结构提取多停车场间的空间关系。在苏黎世与新加坡两个城市的真实停车数据集上进行实验，验证了该模型的有效性与可靠性。研究结果表明，PDFM模型在15 min、30 min和60 min的预测任务中精度均优于现有方法，其中在苏黎世数据集的60 min长时段预测上，相较于性能最优的对比模型，PDFM的MAE、RMSE和MAPE分别相对降低12.8%、10.7%、17%,充分体现了模型在长时段预测任务中的优势。此外，模型在概率预测指标(CRPS)上同样表现出色。

  2025年10期 v.47;No.418 78-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1403K]
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机电与信息工程

• 改进蚁群融合动态窗口法的多机器人编队运动研究

  罗晶;刘楚贤;何秋实;唐必伟;庞牧野;赵洲;

  为解决多机器人系统在复杂场景下高效、安全的编队运动问题，研究其编队运动控制方法。提出了一种基于改进蚁群算法与动态窗口法(DWA)融合的多机器人编队运动控制方法。在传统蚁群算法中引入A~*算法、优化信息素更新机制等策略减少全局路径规划距离、提高路径安全性，结合改进DWA算法局部路径规划策略，实现单机器人自主路径规划及移动。采用领航跟随法构建编队架构，结合人工势场法设计避碰策略，并提出3种队形调整模式以适应不同避障场景。仿真结果显示：改进算法规划路径长度较传统算法减少25.6%;迭代次数降低至4次；二次优化后转弯次数减少58.6%;编队中领航者与跟随者平均位置误差<0.15 m。该方法有效提升多机器人编队运动的效率、安全性与鲁棒性。

  2025年10期 v.47;No.418 87-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1744K]
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• 在巡检车视角下基于改进A-YOLOM的路内泊车研究

  史宁鑫;石英;刘小珠;孙东武;

  随着我国机动车保有量激增，路内停车的管理问题愈发凸显。为解决现有检测算法模型精度低、相对误差大、难以准确判定违停行为的问题，作者提出了基于改进A-YOLOM的路内泊车的模型。针对模型在特征提取过程中未能减少通道相似性的问题，提出了利用具有通道混洗功能的RCS-OSA模块改进骨干网络；针对模型检测颈部网络未能区分特征通道重要性，提出了利用EMA多尺度注意力机制改进颈部网络。改进后的模型命名为REA-YOLOM模型，实验结果表明，改进策略单一作用时有效，且共同作用时模型在目标检测精度AP50与mAP50-95上分别提高了2.4%和2.2%,分割精度mIoU提升0.3%,有效提高了文中检测对象的检测精度。

  2025年10期 v.47;No.418 95-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1597K]
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• 基于光纤传感器的风机叶片监测研究

  杨雨;胥娇;贠心怡;王永千;

  随着新能源产业的发展需要，风力发电逐渐占据了主导地位。为满足风电机组桨叶的监测需求，提出了一套基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)的应变-载荷监测方法。通过建立桨叶三维模型并进行有限元仿真，获得其工作状态下的应变分布，再设计FBG封装及布局方案，实时监测各传感点应变数值及变化规律。最后根据所测应变信息推算出叶片弯矩和扭矩大小，结果表明，基于FBG的应变-载荷监测方法能有效监测桨叶的状态，为桨叶的结构健康监测提供了参考价值。

  2025年10期 v.47;No.418 103-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1536K]
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• 欢迎投稿、订阅《武汉理工大学学报》

  <正>《武汉理工大学学报》是基础理论与应用科学相结合的综合性学术期刊。坚持以马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、江泽民“三个代表”和“科学发展观”为指导思想，贯彻党的有关方针、政策。坚持“双百方针”,以促进科学与技术的发展、加强国内外学术交流为宗旨。重点刊登材料科学与工程、交通科学与工程、土木工程、资源与环境工程、机电与信息工程等学科的基础研究与工程应用论文。

  2025年10期 v.47;No.418 6页 [查看摘要][在线阅读][下载 535K]
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• 《武汉理工大学学报》征稿简则

  <正>《武汉理工大学学报》是由武汉理工大学主办的自然科学综合性学术期刊,重点刊登材料科学与工程、交通科学与工程、土木工程、资源与环境工程、机电与信息工程等学科的基础研究与工程应用论文。1投稿约定1.1作者通过网络投稿,网址:www.whlgdxxb.com.cn。对初审符合要求的稿件,每篇收取150元审稿费后开始进行正式评审。1.2编辑部将按照规范化的审稿程序,聘请校内外同行专家对来稿进行客观的评审,并根据审稿意见公平、公正地决定稿件的取舍。来自前沿课题并富于创见性的稿件,均会优先发表。1.3请勿一稿两投或一稿多投。自收稿之日起2个月内,一般可以完成审稿程序。

  2025年10期 v.47;No.418 109页 [查看摘要][在线阅读][下载 864K]
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