摘要:目的 基于热力耦合机理,应用模型数值仿真和多参数化的评价机制,实施方案寻优,从而提升齿轮坯闭式热锻工艺的设计效率和成形质量。 方法 基于 DEFORM 仿真软件对某工程齿轮坯锻件的 3 种闭式热模锻成形工艺方案进行 CAE 仿真分析,研究其金属塑性流动规律,并采用 TOPSIS(Technique for Order Preferences by Similarity to Ideal Solution)和 CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)相结合的方法,构建以应变、应力、载荷、充填性、磨损等 8 个评价指标的评估模型及权值计算方法,进行工艺方案评估。 结果 通过仿真可以发现不同的预锻方案,金属塑性流动方式不同,成形结果不同,其中方案 1 未填满,成形有毛刺,受载不均匀,模具损伤值较大;方案 2 受载均匀,填充饱满,模具磨损深度大,等效应力大;方案 3 成形质量较好,但受载不均匀,且同样模具磨损深度大,等效应力大;综合考虑锻件成形质量和模具使用寿命,通过指标同向标准化处理、权重计算,得到方案 1、2、3贴近程度分别为 0. 446、0. 511、0. 556,方案 3 值最大,结果最优。 对方案 3 进行工艺试验,获得的齿轮坯充填饱满、无折叠缺陷。 结论 通过数值模拟与评估模型相结合的方法,可以精确、高效地评估闭式热锻造工艺方案的优劣,提高设计效率与成形质量。

摘要:目的 针对小型高压轴流风扇气动性能的优化设计,提出对进口导叶与动叶不同载荷分配进行研究,寻找合 适的分配规律以达到气动性能优化的目的。 方法 根据进口导叶与动叶分配的不同载荷比,设计相应的进口导叶预 旋角度、动叶安装角,利用 Pro-e 三维建模软件建立风扇模型,并通过数值模拟,采用 ICEM 进行网格划分,在 Fluent 求解器中选择合适的控制方程与边界条件进行计算,对不同风扇模型的气动特性、压力分布、速度分布、湍 动能分布及内部流场进行研究分析。 结果 在小型高压轴流风扇设计中,进口导叶因负偏转而承担的载荷不同,对 风扇气动性能影响较大。 进口导叶气流预旋角在 30 ° ~50 °区间内变化时,在设计工况附近,进口导叶负预旋偏转 角越小,即设计载荷比例越小,风扇整体压力系数则越高。 在设计运行工况点,5 种风扇模型的压力系数差异可达 9. 54%,全压效率相差 2. 49%;当气流预旋角度大于 30 °时,即设计载荷比例 ξ 超过 32%时,高负荷轴流风扇压力 系数从 0. 332 逐步下降到 0. 303,全压效率也呈下降趋势。 结论 当进口导叶气流预旋角度控制在 30 °以内时,叶片 中后部压力梯度较小,圆周方向上的速度梯度减小,叶片尾缘处的附面层分离得到改善,气体流动平稳,降低了动 叶进口的气流畸变,有效控制了进口导叶与动叶之间的流动损失。

摘要:目的 为填补目前缺少符合重庆城区地形特点的公交车行驶工况空白。 方法 提出一种改进的 K 均值聚类算 法与马尔科夫链结合的行驶工况构建方法。 通过滤波算法对采集到的重庆城区 805 路公交车有效行驶数据进行 平滑处理,从平滑后的行驶数据中提取出 1 721 条运动学片段;采用核主成分分析法对各运动学片段的特征参数矩 阵进行降维处理,以粒子群算法选择适合的 K 均值初始聚类中心,并通过改进后的 K 均值聚类算法对运动学片段 进行分类标记;最后通过马尔科夫链筛选出合理的运动学片段,构建出时长为 1 310 s 的重庆城区公交车行驶工 况。 结果 将构建的行驶工况与实车采集数据及国内外部分典型工况进行对比,结果表明:所构建的工况与原始数 据在速度-加速度的联合分布趋势一致,构建的行驶工况与实车采集数据各特征值误差均小于 7%,所构建的工况 与原始数据特征高度吻合且能较好地反映出重庆城区公交车怠速时间比例高、加减速频繁等符合区域特点的实际 交通状况。 结论 构建的工况能为重庆市公交车行驶路线规划、排放及油耗测试等方面提供基础标准,同时其涉及 的研究方法能为新能源汽车能量管理、控制策略及其他城市工况构建和城市公交线路优化提供参考。

摘要:目的 为了了解马铃薯升华干燥效果和马铃薯的升华干燥时间,优化冻干过程,减少冻干能耗,采用 COMSOL Multiphysics 软件对马铃薯切片进行模拟。 方法 综合利用传热学、传质学和有关学科知识,建立马铃薯切片在升华 干燥过程中的物理模型和数学模型,模拟马铃薯片的升华干燥过程。 结果 冰质量与初始时刻冰质量之比随着干燥 时间增加逐渐减少,脱水速率随着干燥时间增加逐渐减小。 考虑模拟忽略了蒸汽从切片四周流出的实际情况,导 致冰质量与初始时刻冰质量之比实际值小于模拟值,脱水速率实际值高于模拟值。 实际上升华干燥能除去马铃薯 切片 85%以上甚至 90%以上的水分,干燥效果较好。 随着马铃薯切片厚度的增加,马铃薯切片的升华干燥时间逐 渐增大。 马铃薯升华干燥时所处的冻干仓温度越高,升华干燥完成时所用的时间越少。 冻干仓压力越大,马铃薯 升华干燥时间越长。 隔板温度越大,马铃薯的升华干燥时间越短。 结论 在对马铃薯进行冻干时,应尽量增加冻干 仓温度,降低冻干仓压力,增加隔板温度,减小马铃薯厚度,以降低马铃薯在冷冻干燥过程中的能耗。

摘要:目的 基于气相色谱-质谱联用结合网络药理学方法,探讨竹叶花椒挥发油干预高脂血症的活性成分及作用 机制,为竹叶花椒挥发油中功能性成分研究及其干预高脂血症的作用机制提供理论基础。 方法 首先通过 GC-MS 鉴定竹叶花椒挥发油的化学成分,再借助数据库获取化学成分对应靶点和高脂血症疾病靶点。 又通过 Venn 图、蛋 白-蛋白相互作用分析、GO 分析、KEGG 代谢通路富集分析和构建“靶点-通路-活性成分”网络得到竹叶花椒挥发 油干预高脂血症的关键靶点。 最后采用分子对接软件 AutoDock 对竹叶花椒挥发油主要活性化合物与关键靶点进 行半柔性对接验证。 结果 在竹叶花椒挥发油中鉴定出 29 个化学成分,得到 37 个干预高脂血症的核心靶点,该核 心靶点涉及细胞对脂质的反应、脂质的定位调节和对脂多糖的反应等方面。 KEGG 富集分析与“靶点-通路-活性 成分”网络进一步得到 PPARA、RXRA、TNF、NR1H3、PPARG 和 IL-6 等 28 个关键靶点,也得到金合欢醇、亚油酸和 α-石竹烯等 7 个主要活性成分。 分子对接结果表明关键靶点与主要活性成分有较好的结合能力,结合能均小于- 7. 0 kJ/ mol。 结论 竹叶花椒挥发油中的多种功能性成分可能通过作用关键靶点 PPARA、RXRA、TNF、NR1H3、 PPARG 和 IL-6 以起到干预高脂血症的作用。 本研究探讨了竹叶花椒挥发油干预高脂血症的作用机制,期望为竹 叶花椒挥发油中功能性成分的进一步研究提供理论支撑。

摘要:目的 概述衰老与疾病的关系及饮食中主要营养素的抗衰老作用研究进展。 方法 结合大量文献,探讨了衰 老的本质,引起疾病的原因,阐释饮食主要营养抗衰老机制。 结果 衰老本质上是细胞随时间微观损伤积累产生衰 老细胞(SC),伴有衰老相关分泌表型(SASP)细胞特异性表达增加,引起全身性慢性炎症及其免疫系统功能下降, 是不同年龄相关人类疾病共同潜在病因,也增大了老年人患癌症和糖尿病以及 COVID-19 大流行等严重疾病的频 率和易感性。 衰老与年龄不呈正相关,科学的饮食营养能延缓衰老。 结论 在控制碳水化合物摄入量的前提下,复 合碳水化合物与其代谢中间产物,可通过调节细胞衰老、蛋白质平衡和炎症来抗衰老。 植物蛋白及蛋白质和高碳 水化合物类饮食以低于 1 ∶ 10 的比例,在衰老过程中有利健康和延长寿命。 脂肪酸,特别是富含 ω-3-多不饱和脂 肪酸(PUFA)在改善与年龄相关疾病,显示有益作用。 饮食中维生素如 D、E、B2,合适的矿物质如 Mg、Zn、Fe 等,植 物多酚类化合物及益生菌均有抗衰老,促进健康长寿的作用。

摘要:目的 为探究 ZM6 铸造镁合金表面斑点缺陷产生的原因及其形成机理。 方法 通过扫描电子显微镜( SEM) 对未经机加工和经机加工后的 ZM6 铸造镁合金表面不同形态的斑点缺陷进行形貌分析,并结合能量色散 X 射线 谱(EDS)对斑点缺陷的化学成分进行检测,最后耦合合金铸态组织和力学性能进行综合分析。 结果 未经机加工的 ZM6 铸造镁合金表面斑点缺陷呈深黑色,而经机加工后的 ZM6 铸造镁合金表面斑点缺陷呈白色,且部分白色斑点 中心有一小块黑色区域。 不过未经机加工和经机加工后的 ZM6 铸造镁合金表面斑点缺陷都呈现龟裂状、其与基 体的过渡界面处均未发现任何空隙存在,且其主要成分均为 Mg 的氧化物或氢氧化物、同时含有 Cl、K 等由溶剂引 入的杂质元素,但未经机加工的 ZM6 铸造镁合金表面斑点缺陷中 Cl 元素的含量相对较高,而经机加工后的 ZM6 铸造镁合金表面斑点缺陷中 K 元素的含量相对较高。 值得指出的是,经机加工后的 ZM6 铸造镁合金表面白色斑 点中黑色区域存在微小气孔。 结论 ZM6 铸造镁合金表面斑点缺陷的产生是由 Mg 的化学腐蚀及电偶腐蚀造成的, 而不是由氧化夹杂造成的。 因此,通过加强 ZM6 铸造镁合金精炼效果以获得化学成分均匀的熔体是获得高质量 构件的有效途径。

摘要:NiTi 合金是常见的形状记忆合金,有着良好的形状记忆效应、超弹性、耐腐蚀性和生物相容性,在生物医疗、 航空航天和微机电等领域有着广泛的应用。 目的 研究 NiTi 合金表面不同纳米级结构的润湿性能,改善 NiTi 合金 在工作环境下的磨损情况,提高 NiTi 合金的使用寿命。 方法 使用分子动力学方法模拟周期性边界条件下 NiTi 合 金的形状记忆效应,研究在不同温度下 NiTi 合金原子的微观结构演化;同时基于 NiTi 合金温度响应下不同的微观 结构,建立液滴静态接触角仿真,研究 NiTi 合金表面在不同微观结构下的润湿性能。 结果 发现 NiTi 合金在不同温 度响应下发生相变,从而使 NiTi 合金的表面原子排列发生改变,展示了温度诱发 NiTi 合金的相变和逆相变行为以 及在原子尺度下的微观结构演化,再以不同温度响应下发生相变和逆相变的 NiTi 合金表面作为基底,发现其表面 的润湿性也发生了改变和恢复。 结论 NiTi 合金随温度响应发生相变,微观结构发生改变,其表面的润湿性能也发 生改变;而且 NiTi 合金随温度逆相变,微观结构恢复到初始状态,其表面润湿性也能随之恢复到初始状态;NiTi 合 金在相变过程中的奥氏体和马氏体含量会影响 NiTi 合金表面润湿性能,因此能够通过温度进行 NiTi 合金表面在 微观结构下润湿性的自适应调控。

摘要:针对当前语义分割模型为提升像素分割精度,不断增加算法复杂度,导致模型出现参数量大,耗时长,难以 部署至工业现场等问题,提出一种基于轻量级 MobileNetV2-DeeplabV3+模型的棒材分割算法。 算法为平衡像素分 割精度、模型参数量和算法检测速度,在原网络基础上做出一系列改进:将原有的 Xception 主干网络替换为轻量级 MobileNetV2 网络以降低模型参数量与计算复杂度;在空洞空间金字塔池化(ASPP)模块基础上密集连接各空洞卷 积以获得更大的感受野,更加密集的像素采样,并扩大输出特征覆盖的语义信息;使用深度可分离卷积(DSConv) 替代 ASPP 模块中的标准卷积进一步降低模型的计算复杂度;此外,引入有效通道注意力(ECA)模块聚焦目标边 缘特征,增强特征图通道信息提取的效果。 实验表明:改进后的模型在棒材数据集下平均交并比( MIOU) 为 89. 37%,平均像素精度(MPA)为 94. 57%,帧率(FPS)为 33. 09 帧/ s,模型参数量为 33. 6 M。 与 U-net、M-PSPNet、 M-DeeplabV3+等模型相比,改进后算法的 MIOU 值与 MPA 值略低于最佳值,但仍处于较高水准,模型参数量小, FPS 值得到较大提升。 实验表明:改进后的算法能较好地平衡分割精度和算法实时性,能满足部署至工业现场的 需求。

摘要:目的 研究 n 段地缆架空混合输电线路中行波故障定位问题,提出一种基于时间线性拟合的行波故障定位 方法。 方法 首先对故障区域进行判断,确定故障所在的区域,其次再将不同波阻抗线路进行归一化处理,减少因波 速不同而产生的测距误差,最后使用时间线性拟合的方法对故障进行精确定位。 结果 解决了初始行波波头识别困 难的问题,也减小了行波速度随传输距离变化而变化带来的测距误差问题。 结论 在 MATLAB / Simulink 中搭建一 个 500 kV 的地缆架空混合输电线路仿真模型,实验的验证结果表明此故障定位方法能够有效地解决因行波速度 不同而导致的双端行波测距方法不适用问题,最终实现对故障点的精确定位。

摘要:目的 针对热风炉冷风均压控制中存在的大惯性、大滞后和超调量大等问题,提出一种基于双目标区域化粒 子群算法的热风炉冷风均压滑模控制策略。 方法 所提策略将冷风流量作为控制量,将冷风压力设为被控量,将滑 模控制算法与粒子群优化算法相结合,选取常规滑模算法并对其进行改进,运用指数趋近律降低外部扰动对系统 产生的影响,并加入双目标区域化粒子群算法对滑模切换增益系数和指数趋近系数进行寻优,通过粒子平均排名、 环境检验参数等指标作为寻优条件,以求取最优滑模控制律对冷风压力进行调控,进而实现均压优化控制效果。 结果 仿真结果表明:所设计控制策略在适配条件下于 58. 2 s 时达到稳定,超调量为 4. 1%,在失配且加入干扰条件 下于 72. 4 s 时达到稳定,超调量仅为 17. 6%,与串级 PID 控制和常规滑模控制相比,策略拥有良好的超调和快速达 到稳定的能力。 结论 工程应用表明:冷风压力波动偏差仅为±6. 48 Kpa,所提控制策略拥有稳定性高、响应快和超 调量小的特点,能够较好应用于实际生产中热风炉冷风均压工况要求。

摘要:目的 针对数据中心网络(Data Center Network,DCN)中数据流量多导致大象流与老鼠流识别精确度低的问 题,提出一种基于软件定义网络( Software Defined Networking,SDN) 下两阶段大象流识别算法。 方法 将 SDN 与 DCN 结合,第一阶段,采用高斯分布动态阈值优化算法,通过对数据包阈值的设定,计算大象流误检率与漏检率,不 断优化得到最优阈值,以此识别出可疑大象流;第二阶段,在依据流传输速率与流持续时间精确得到大象流的基础 上,提出阈值约束、流量检测机制、Count 计数器等三方面改进对大象流识别阈值下限的约束,将网络中大象流的数 据量与流持续时间进行周期内阈值计算,提高大象流的识别精确度。 结果 实验结果表明:算法与已有相关算法相 比,第一阶段可疑大象流平均字节数比网络流平均字节数多 11. 3%;不同阈值下的算法准确度提高 1. 7%,不同网 络流量下的大象流平均检测时间降低至 6 ms 以内。 结论 软件定义网络下两阶段大象流识别算法在第一阶段具有 较强的大象流识别能力,同时算法的精确度有所提高,大象流的平均检测时间降低,提高了网络质量,能为进行网 络流量调度策略的进一步研究提供相关性条件。

摘要:目的 超快激光作用液体介质相较于与气态、固态介质可产生更高能量的太赫兹波,相关研究工作在实验方 面已相对完善,而理论方面缺少完整解释过程,运用逐步建立瞬态光电流模型的进程详尽论述其物理机制,并通过 此模型研究水、丙酮等 4 种溶液在不同参数条件下对太赫兹的转化效率。 方法 以水分子为例,在传统光电流模型 的基础上,基于其电离原理构建三能级系统,通过水分子电离势确定电离弛豫时间,并联立分子驰豫时间与三阶非 线性极化率来确定水分子电离率及电流强度,进而构建完整的液态溶液瞬态光电流模型,并运用该模型在两束 800 nm 高斯光场下,研究了在水与丙酮等 4 种液体中不同激光参数对太赫兹辐射能量的影响。 结果 电场强度越强,导 致的分子电离率越高,对应的太赫兹转换效率也越高,并且在特定的激光强度下,最强太赫兹辐射能量对应一个最 佳脉宽及脉冲延迟,处于亚皮秒量级,此外,进一步对比了水和丙酮溶液中,太赫兹辐射的能量差异和时频谱特征, 结果表明丙酮辐射产率始终最高。 结论 在液体介质中,太赫兹辐射的能量受介质电离势、吸收系数、分子密度等多 方面影响,这也同样说明和验证了丙酮综合性能参数优于水、重水和乙醇。 利用光电流模型研究不同液态中太赫 兹辐射的强度,为理解相关更多液态介质的辐射情况以及实验提供了参考。

摘要:目的 为了研究函数型数据中响应变量的空间相关性,根据现有研究方法,对具有空间依赖性的函数型数据 进行研究,并提出其模型的贝叶斯估计方法。 方法 以典型空间自回归模型为基础,根据函数响应变量的空间依赖 性,假设响应变量和解释变量间存在内生关系,生成空间函数型自回归模型,通过主成分分析将模型中函数型部分 变为离散型,然后在给定先验情况下计算模型中参数的完全条件后验分布,使用贝叶斯 MCMC 方法进行估计。 结 果 使用联合 Gibbs 采样和随机游动的 Metropolis-Hastings 算法对模型中参数进行估计,通过模拟研究发现:不同参 数下模型的函数型系数以及其他参数的估计偏差和均方误差较小,由此验证了贝叶斯估计方法的有效性,同时将 空间函数型模型用于重庆市主城区新房平均价格的实证分析,结果表明所提出模型的贝叶斯估计方法是有效的。 结论 使用贝叶斯估计方法对模型中参数进行估计,在不同情况下函数型解释变量的估计效果一直都比较好,并且 随着样本量的增大,其估计效果也越来越好,可以认为使用贝叶斯估计方法对空间函数型自回归模型进行估计是 有效且可行的,同时通过实证分析说明重庆市主城区新房平均价格具有空间自相关性,而且会受到二手房挂牌量 的影响。

摘要:目的 在实际应用中采集的原始多模态故障数据通常是包含大量噪声和冗余信息的非线性数据,如何从不 同故障模态中提取有效的非线性故障特征仍是一个挑战性的问题。 方法 提出了一种鉴别流形敏感的跨模态故障 诊断方法,在该方法中首先借助相关分析理论在跨模态故障空间中构建了不同模态间的相关系数,并通过理论推 导获得了相关系数的等价优化模型,然后利用局部近邻图构建了鉴别流形敏感散布,进而通过最大化不同模态间 的相关性和最小化鉴别流形敏感散布,形成了鉴别流形敏感的跨模态故障诊断模型,并且在理论上推导出了该优 化模型的解析解,从而能够从不同模态的故障数据中学习强鉴别力的非线性故障特征。 结果 在德国帕德博恩轴承 数据集和多模态轴承故障数据集上设计了针对性实验,实验结果显示在少量故障样本用于训练时即可获得良好的 诊断准确性。 结论 提出的方法是一种有效的跨模态故障诊断方法。