防砂筛网在含砂流体中的冲蚀损伤,是影响油井安全生产和筛网服役寿命的关键问题。现有研究多集中于筛网堵塞工况,而对未堵塞条件下砂粒冲蚀机理的认识尚浅。融合室内实验、数值仿真与多元回归模型相结合的方法,对流体流速、砂粒粒径及砂粒流量的影响规律进行了系统性解构。实验结果表明筛网的质量损失随3种因素的增大均加剧,其中流速的影响最为显著,呈加速增长趋势;数值仿真揭示了冲蚀损伤集中分布于筛网夹缝等狭窄流通区域,这些区域的局部流速加剧导致了严重冲刷;权重回归分析量化了各因素的影响,流体流速占比最高为56.1%,其次为砂粒流量35.7%,砂粒粒径占比最低为8.2%。研究证实,流体流速是未堵塞筛网冲蚀损伤的首要控制因素,在防砂作业中应重点考量。研究结果为油田防砂措施优化与筛网结构改进提供了实验依据与理论参考。

灌浆复合混合料拥有优异的抗车辙性能,但低温抗裂性能不足,且骨架集料和灌浆料界面接触参数对其抗裂性能的影响规律尚未明确。鉴于此,为明确灌浆复合混合料的低温断裂特性,研究骨架集料和灌浆料界面细观力学参数对其抗裂性能的影响规律,采用离散元法建立灌浆复合混合料的离散元数值仿真模型,通过真实低温弯曲试验对其细观参数进行校验,并分析其断裂过程中的界面失效机理与特征,最后,调整骨架集料-骨架集料或骨架集料-灌浆料的界面细观接触参数,分析灌浆复合混合料在不同参数工况下的抗裂性能指标变化规律。结果表明,灌浆复合混合料的裂缝主要为张拉型裂缝(占比87.0%),且裂缝主要发生在骨架集料-灌浆料界面。降低骨架集料之间、骨架集料-灌浆料的黏结弹性模量,提升骨架集料-灌浆料界面黏结抗拉强度,有利于提升灌浆复合混合料的抗裂性能,但降低黏结弹性模量会导致灌浆复合混合料内部微裂缝数量的增加。其中,骨架集料-灌浆料界面黏结抗拉强度对抗裂性能的影响最为显著,在界面黏结抗拉强度提高50.0%的条件下,灌浆复合混合料的弯拉强度提升25.1%,最大弯拉应变提升29.3%,裂缝数量减少20.0%。研究结果可为灌浆复合混合料的抗裂性能优化提供参考。

为解决定向钻井工具单翼肋失效时导向力不能保持设定大小和方向导致的造斜性能损失问题,构建一种面向单翼肋失效工况的造斜性能优化模型。首先,构建“周期性导向力-井眼轨迹”模型,提出非稳态导向力作用下的轨迹计算方法;其次,建立外套旋转周期内轨迹终点偏差最小化模型,提出非稳态导向力作用下造斜性能评价指标;最后,采用改进麻雀搜索算法,动态调节剩余正常翼肋推力,显著提升外套旋转周期内导向力的作用效果,实现单翼肋失效工况下钻具在外套旋转周期内轨迹终点偏差最小化,有效补偿造斜性能损失。实验结果表明:当导向力≤50%最大值时,优化模型可在不起钻条件下基本消除轨迹偏差,完全恢复造斜性能;超过该阈值时,仍能显著降低性能损失,但随着导向力增大,降低幅度逐渐减弱。该优化模型能够有效减小单翼肋失效工况下钻具的造斜性能损失,具有良好的工程应用价值。

为揭示冻融作用下裂隙砂岩的损伤演化机理,构建了数值模拟、机器学习和决策逻辑及交互效应解析结合的研究体系。通过PFC软件建立裂隙砂岩数值模型,开展冻融循环以及三轴压缩模拟实验;建立解构公式,分离冻融作用与裂隙在砂岩力学损伤过程中的各自贡献。采用极限梯度提升算法(extreme gradient boosting,XGBoost)建立冻融裂隙砂岩多目标预测模型(测试集拟合优度大于0.97),引入沙普利加性解释方法(Shapley additive explanations, SHAP),解析模型决策逻辑与变量交互效应。研究发现,冻融作用下裂隙砂岩的破坏特征由脆性转为延性,随着循环次数增加,其力学性能的劣化速率逐步减缓,呈损伤累计饱和特征。其链式损伤演化机制可总结为,微观角度下冻胀力驱动颗粒黏结劣化,促使裂纹扩展与力链网络失效,随损伤逐步累计,在宏观层面表现为承载力的下降。而SHAP交互值则进一步阐明了作用在抗压强度上的三类交互效应,即冻融循环次数与冻融上限温度、裂隙长度、厚度之间的协同劣化效应;冻融循环次数与高裂隙倾角(大于45°)之间异向作用的协同补偿效应;循环次数与裂隙数量间的拮抗效应。 基于以上成果,集成XGBoost-SHAP技术框架,开发多目标预测与变量分析平台,为寒区岩体稳定性评估提供了智能化工具。

为精准识别智能办公桌用户的核心需求要素,探究智能办公桌产品设计要素与用户需求感知的映射关系,为智能办公桌的设计优化提供科学依据。首先通过爬取淘宝和京东平台智能办公桌评论数据30 015条,经数据清洗、分词等处理后,运用LDA(latent dirichlet allocation)模型聚类确定四个需求大类,并细分出32项子类;以需求大类为外源潜在变量、小类为观测变量,结合五级李克特量表问卷获取数据,构建结构方程与人工神经网络(structural equation modeling and artificial neural networks,SEM-ANN)混合模型。SEM路径分析表明“使用体验”对“满意度”的正向影响最为显著。SEM-ANN模型在各测量项上的R²较SEM平均提升0.15~0.18,均方根差明显下降,表明非线性拟合能力显著增强。综合权重排序显示,“气味/环保性”“表面触感”“升降安全”“自组装安装”等为最关键的设计优化点。通过融合在线评论挖掘与SEM-ANN混合建模,有效揭示了智能升降办公桌微观设计要素与宏观用户感知之间的映射关系,为产品设计提供了具有优先级的改进清单。该方法论可推广至其他智能硬件或复杂消费品的用户需求分析与设计优化实践。

液动式电磁阀作为核电站领域控制系统的关键执行元件,长期处于强振、高温高湿及强电磁干扰等复杂环境,其可靠性与使用寿命面临严峻挑战。总结了液动式电磁阀工作原理、结构类型与典型失效形式,分析其可靠性预测中的建模方法、数据融合及基于自适应的失效预测算法等方面的中外研究现状与发展趋势,并重点从单工况和多物理场耦合两方面研究现阶段电磁阀可靠性预测中的自适应失效预测算法。其次,还指出中国在电磁阀可靠性的设计、预测以及优化等方面面临的挑战与问题。最后,基于中国目前电磁阀研发能力的现状与不足,提出电磁阀可靠性预测技术研究的相关建议与展望。

针对飞机刹车系统的可靠性问题,提出一种基于改进动态贝叶斯网络的可靠性分析方法。首先,在动态贝叶斯网络框架下,结合动态逻辑门与改进的条件概率表建模方法,通过引入干扰因子动态调节节点失效率,从而确定各节点的条件概率表及边缘概率表。其次,依据飞机刹车系统的动态运行特性,构建正常刹车系统的动态贝叶斯网络模型,并基于动态贝叶斯网络推理算法,推导出系统各模块组件的可靠度函数。最后,利用蒙特卡罗方法生成的模拟数据对该方法进行验证:通过对比引入干扰因子前后各子系统模块的可靠度曲线变化,结合动态贝叶斯网络的反向推理能力分析各模块单元的后验概率分布,实现系统故障评估。实验结果表明,所提方法能够有效刻画飞机刹车系统的动态特性,识别潜在故障隐患,为正常刹车系统的故障诊断与维护策略制定提供理论支持。

为探究干湿循环作用下崩解性泥岩的力学性能演化规律,以桂北地区崩解性泥岩为研究对象,开展不同干湿循环次数下泥岩的单轴抗压试验和同一位置的扫描电镜试验,分析不同干湿循环次数下泥岩物理力学参数劣化规律、能量演化规律和微观结构变化特征,并建立考虑泥岩残余强度的统计损伤本构模型。结果表明:①经历5次循环后,泥岩质量损失率达12.9%,纵波波速、单轴抗压强度和弹性模量分别下降77.9%、82.1%和76.2%,破坏模式由剪切破坏向多剪切带延性破坏转变;②微观结构分析表明胶结物历经水合-干燥循环导致软化破裂,泥岩微孔发育与颗粒剥落与干湿循环次数呈正相关;③基于能量耗散演化规律提出四阶段损伤发展模型,揭示弹性应变能储存能力随干湿循环次数呈指数衰减特性;④基于Weibull分布与最大拉应变准则,构建考虑残余强度修正的损伤统计模型,实现峰后残余强度阶段高精度表征(R²>0.9)。研究结果为桂北地区崩解性泥岩边坡的长期稳定性研究提供理论基础。

依托土岩双元地层地铁车站深基坑工程,通过现场实测数据获得不同施工阶段支护结构及基坑关键部位的变形规律。基于存在邻近建筑物情况建立土岩双元深基坑三维数值模型,对深基坑降水开挖施工后邻近建筑物和远离建筑物侧的围护结构变形受力、地表沉降及支撑轴力变化进行分析,在此基础上对基坑变形受力的影响参数进行敏感性分析,并拟合总结变化规律。研究结果表明:土岩双元深基坑开挖呈现明显的时空效应,时间维度表现为在土层中桩体侧移和地表沉降中发展较为迅速,岩层中发展速率减慢,空间维度表现为坑角效应;桩间距和桩径的改变本质上都是改变围护结构整体刚度和单桩承受外部水土压力大小,桩径小于1.0 m时,邻近建筑物一侧的基坑变形受力敏感程度显著增加;土岩双元地层中土岩结合面岩土体性质差异大,此处的土方超挖、支撑间距和预应力改变更为明显。该研究成果可为类似土岩双元深基坑工程提供有益借鉴。

探讨长链非编码RNA(lncRNA)Rpph1促进糖尿病肾病(diabetes nephropathy,DN)足细胞损伤,是否与腺苷酸激活蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)/核因子E2相关因子2(Nrf2)信号通路以及细胞焦亡和凋亡有关。体外培养人肾小球足细胞(Human glomerular podocytes,HGPC)随机分为对照组、模型组、lncRNA Rpph1过表达组、低表达组和空载体组,5 mmol/L的D-葡萄糖孵育HGPC为对照组,其他三组采用30 mmol/L的D-葡萄糖孵育细胞建立DN模型。脂质体转染法将携带lncRNA Rpph1过表达、低表达与空载体的稳定质粒与HGPC共孵育。qRT-PCR检测lncRNA Rpph1表达,Western blot检测p-AMPK/AMPK和Nrf2蛋白,以及细胞焦亡相关蛋白包括Nod样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)、胱天蛋白酶-1(caspase-1)和GSDMD-N的表达量,MTT法检测细胞存活率,流式细胞术检测凋亡率。与对照组相比,模型组lncRNA Rpph1表达量显著增加(P<0.05)。模型组p-AMPK/AMPK、Nrf2、NLRP3、caspase-1和GSDMD-N蛋白表达量显著增加(P<0.05)。模型组细胞存活率显著减少,凋亡率增加(P<0.05)。与模型组和空载体组相比,lncRNA Rpph1过表达组lncRNA Rpph1、p-AMPK/AMPK、Nrf2、NLRP3、caspase-1和GSDMD-N蛋白表达量显著增加,细胞存活率显著减少,凋亡率增加(P<0.05);lncRNA Rpph1低表达组lncRNA Rpph1、p-AMPK/AMPK、Nrf2、NLRP3、caspase-1和GSDMD-N蛋白表达量显著下降,细胞存活率显著增多,凋亡率下降(P<0.05)。DN中lncRNA Rpph1高表达可以促进足细胞损伤,可能通过AMPK/Nrf2信号通路激活细胞焦亡和凋亡有关。