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自激非平稳振动数据驱动的拉索动力性能表征

振动工程学报 2024年第4期37卷 539-547页

作者：赵瀚玮丁幼亮李爱群张小楠王智文东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京210096 东南大学土木工程学院江苏南京210096 北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044 深圳高速工程顾问有限公司广东深圳518049

跨海斜拉桥的拉索在非极端风环境下会产生自激振动,基于现代监测与数据分析技术可即时把握拉索自激振动的数字特征,并以此反映拉索的实时动力性能。根据某跨海大桥主航道斜拉桥拉索振动加速度长期监测数据中的共性特征,提出基于振动加... 详细信息

跨海斜拉桥的拉索在非极端风环境下会产生自激振动,基于现代监测与数据分析技术可即时把握拉索自激振动的数字特征,并以此反映拉索的实时动力性能。根据某跨海大桥主航道斜拉桥拉索振动加速度长期监测数据中的共性特征,提出基于振动加速度时间序列信号上包络线高斯混合模型和频域功率谱的拉索风致自激振动非平稳段自动提取方法。提出基于各自激振动非平稳时间序列进行主导频率识别,并采用带通滤波后的最后1个下降段数据进行阻尼比识别的策略,排除了振动幅值上升段环境风自然激励带入能量对阻尼比识别的干扰。基于各自激振动非平稳段主导频率-阻尼比的识别结果,通过对频率值进行聚类,得到各阶模态对应的模态频率-阻尼比数据簇。根据阻尼比数据的离散、偏态特征提出采用对数正态分布模型的e^(μ)和其累积分布函数的分位值来描述拉索阻尼比统计规律。采用各数据簇的频率质心以及阻尼比概率特征参数作为表征拉索动力性能当前状态的指标。针对背景工程的主要结论包括:桥梁拉索振动加速度信号噪声强、干扰大,在动力特征分析时须排除类似干扰;桥梁拉索的自激振动加速度幅值最高已超过3000 mm/s^(2),振动幅度较大;桥梁拉索的阻尼比平均水平约为0.03%,与设计规范推荐值相比偏低。

关键词：结构健康监测桥梁拉索自激振动动力性能表征非平稳行为

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滚动轴承摩擦力矩和旋转灵活性检测装置

轴承 2024年

作者：田胜利王智文赵兴新高爽重庆长江轴承股份有限公司博士后工作站重庆工商大学制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室

针对滚动轴承在摩擦力矩和旋转灵活性检测时精度低、效率低、工况简单、测量方法复杂等问题。基于自由减速法，设计了滚动轴承摩擦力矩与旋转灵活性同步检测的试验装置。利用空气静压轴承支承试验旋转轴，利用高压喷气驱动试验旋转轴，... 详细信息

针对滚动轴承在摩擦力矩和旋转灵活性检测时精度低、效率低、工况简单、测量方法复杂等问题。基于自由减速法，设计了滚动轴承摩擦力矩与旋转灵活性同步检测的试验装置。利用空气静压轴承支承试验旋转轴，利用高压喷气驱动试验旋转轴，从而构建“无摩擦”环境，提高了滚动轴承摩擦力矩的测量精度。在自动上下料装置和电磁阻尼器的配合作用下，滚动轴承旋转灵活性的检测效率为10-12 个/min，满足装配线需求。利用该试验装置对不同型号轴承进行了测试，试验结果表明：同一型号轴承的摩擦力矩最大相对平均偏差为3.97%，最大平均偏差为7.18N·mm，测量精度较高，可重复性强。轴承的摩擦力矩也随着喷气压力和试验转速的增大而增大，这归因于喷气加剧了轴承的乏油现象。分析了该试验装置的不足。该试验装置为滚动轴承摩擦力矩的高精度测量和旋转灵活性的高效测量提供了一种可行的试验方法。

关键词：滚动轴承摩擦力矩旋转灵活性自由减速法试验方法

基于手性苯并咪唑配体的手性金属有机框架材料的合成和性能研究

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基于手性苯并咪唑配体的手性金属有机框架材料的合成和性能研究

作者：王智文福建师范大学

学位级别：硕士

手性是自然界的基本属性,也是生命系统最重要的属性之一,自然界中的生命现象和规律大多是由手性引发的。医学药理上,相反构型的手性药物分子甚至表现出截然不同的生理作用及效能。农业中,手性除草剂和杀虫剂同样表现出强烈的立体识别作... 详细信息

手性是自然界的基本属性,也是生命系统最重要的属性之一,自然界中的生命现象和规律大多是由手性引发的。医学药理上,相反构型的手性药物分子甚至表现出截然不同的生理作用及效能。农业中,手性除草剂和杀虫剂同样表现出强烈的立体识别作用。因此,获得单一构型的手性分子对人类的生存和发展具有重要的意义。近年来,手性金属有机类分子筛(Chiral Metal-Organic Zeolites,简称CMOZs)材料因其在不对称催化和手性拆分方面的潜在应用受到了广泛关注。如何设计合成具有优异稳定性、多孔性和高活性的手性金属有机框架一直是该领域的关键问题。基于咪唑配体发展起来的沸石咪唑框架材料因其优异的稳定性、高孔隙率、可定向合成和孔道可调控等特点,得到人们的大量关注,在其框架上引入手性元素实现手性ZIFs材料的构筑是一种简单易行的解决方法。基于此考虑,本文设计合成了两例光学纯手性的苯并咪唑配体:(S)-2-(1-Hydroxyethyl)benzimidazole(S-OH-bim)和S,S-1,2-bis(1H-benzimidazole-2-yl)-1,2-ethanediol(S,S-BED),利用咪唑环易于配位的优势,引入羧酸类配体辅助配位,得到了4例富N类的二维化合物和14例手性类分子筛化合物。本文在对CMOZs的发展做了一定概述外,按中心金属核数分两个个部分探讨了这18例化合物的性质和潜在应用。(1)利用手性OH-bim和对苯二甲酸与金属锌盐、镉盐配位,在加少量碱的条件下,OH-bim作为末端配体,得到了4例三金属富N类的二维化合物。剥离后有大量暴露的N活性位点的纳米片有良好的化学稳定性,得益于此结构特点,我们以二氧化碳环加成为模型反应对比研究块体材料和超声剥离后的纳米级薄片材料的性能,其中对于环氧溴丙烷环加成反应,剥离前后的催化效率提升了一倍。(2)利用手性BED和单苯环双羧酸与金属镉盐配位,由于羧酸配体角度和取代基的不同,得到了具有两种拓扑网络结构的14例单金属三维化合物。其中,对位羧酸连接BED配体和金属形成的手性螺旋链,形成qzd拓扑网络结构;另外,BED配体连接对位羧酸形成的二维层,形成lon拓扑网络结构。分别探讨了不同配体对其圆二色和荧光的影响。此外,2-氨基对苯二甲酸参与形成的CMOZ具有CPL性能,其不对称因子|g|约为2.1×10。

关键词：金属有机框架金属有机分子筛配位化合物单晶结构手性圆二色

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合成生物技术对生物多样性影响的评估探索

环境工程技术学报 2022年第1期12卷 215-223页

作者：汪保卫常江王智文天津大学化工学院系统生物工程教育部重点实验室中国科学院天津工业生物技术研究所中国环境科学研究院天津大学合成生物学前沿科学中心

合成生物技术是近年来兴起的一类新兴生物技术,是现代生物技术的新发展阶段;在微生物细胞工厂、人工合成菌群、人工基因组合成、基因组编辑和基因驱动等多个领域取得了一系列重要进展,也获得了多国政府及产学研机构的大力支持。随着合... 详细信息

合成生物技术是近年来兴起的一类新兴生物技术,是现代生物技术的新发展阶段;在微生物细胞工厂、人工合成菌群、人工基因组合成、基因组编辑和基因驱动等多个领域取得了一系列重要进展,也获得了多国政府及产学研机构的大力支持。随着合成生物技术研究、开发与应用的深入发展,评估其对人类社会生存发展至关重要的生物多样性的影响成为一个重要课题。基于防范降低负面风险、促进有益开发应用和保护生物多样性的评估原则,采用综合考虑合成生物技术适用范围和基于合成生物技术的制品、组分和生物的安全性2个维度的评估方法定性分析了合成生物技术研究、开发与应用对生物多样性的影响,提出了应对其潜在风险的策略与建议,以期为合成生物技术的良性发展、造福社会提供参考。

关键词：合成生物技术生物多样性潜在风险定性评估

DCE-MRI定量和半定量分析对结直肠良恶性肿瘤的鉴别诊断价值

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放射学实践 2023年第5期38卷 587-592页

作者：林凯罗凡王智文四川省医学科学院/四川省人民医院城东病区胃肠外科成都610101 四川省医学科学院/四川省人民医院城东病区放射科成都610101

目的:探讨动态增强磁共振成像(DCE-MRI)定量和半定量参数对结直肠良恶性肿瘤的鉴别诊断价值。方法:回顾性分析2019年4月至2022年4月我院105例结直肠肿瘤患者的临床及影像资料,105例患者均行T_(1)WI、T_(2)WI和DCE-MRI扫描,建立各参数伪... 详细信息

目的:探讨动态增强磁共振成像(DCE-MRI)定量和半定量参数对结直肠良恶性肿瘤的鉴别诊断价值。方法:回顾性分析2019年4月至2022年4月我院105例结直肠肿瘤患者的临床及影像资料,105例患者均行T_(1)WI、T_(2)WI和DCE-MRI扫描,建立各参数伪彩图并计算定量参数转运常数(K^(trans))、速率常数(K_(ep))和容积分数(V_(e)),同时根据时间-浓度曲线计算达峰时间(TTP)、最大信号强度(SI_(max))和初始60s曲线下面积(iAUC)等半定量参数。以病理检查结果为金标准将105例患者分为良性组43例和结直肠癌(CRC)组62例,采用组内相关系数(ICC)分析不同观察者对各参数测量结果的一致性,比较两组各项DCE-MRI参数并分析其对结直肠良恶性肿瘤的鉴别诊断效能。结果:各参数两位观察者间的测量结果均具有良好一致性(ICC>0.8)。CRC组的Ktrans和Kep均明显高于良性组(P0.05);CRC组的TTP低于良性组,SImax和iAUC高于良性组,差异均有统计学意义(P值均<0.05)。Ktrans、Kep及两者联合鉴别诊断结直肠良恶性肿瘤的曲线下面积(AUC)分别为0.853、0.802和0.915,敏感度分别为85.48%、70.97%和95.16%,特异度分别为76.74%、83.72%和74.42%;TTP、SImax、iAUC以及三者联合鉴别诊断结直肠良恶性肿瘤的AUC分别为0.727、0.637、0.756和0.915,敏感度分别为82.26%、51.61%、74.19%和69.35%,特异度分别为58.14%、76.74%、69.77%和90.70%。结论:DCE-MRI定量和半定量参数对结直肠良恶性肿瘤的鉴别诊断均具有重要价值,两者结合可为CRC的早期筛查和诊断提供更多参考依据。

关键词：结直肠肿瘤磁共振成像诊断鉴别定量分析半定量分析

基于图论和约束优化的异源代谢途径设计方法及应用

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生物工程学报 2022年第4期38卷 1390-1407页

作者：余文童袁倩倩马红武王智文天津大学化工学院天津300350 中国科学院天津工业生物技术研究所生物设计中心天津300308

构建高产高附加值产品的微生物细胞工厂是代谢工程的研究目标之一,设计高效的产品合成途径是实现这一目标的重要方式。不同微生物底盘因其代谢能力有所差异,故而可以利用的底物和生产的产品范围有限。为了扩大其生产能力,需要进行代谢... 详细信息

构建高产高附加值产品的微生物细胞工厂是代谢工程的研究目标之一,设计高效的产品合成途径是实现这一目标的重要方式。不同微生物底盘因其代谢能力有所差异,故而可以利用的底物和生产的产品范围有限。为了扩大其生产能力,需要进行代谢途径从无到有的设计。传统代谢工程基于经验进行异源途径设计的方式低效且无法确保结果的全面性,而系统生物学技术的蓬勃发展,为途径设计提供了新的方法。异源代谢途径设计方法主要包括基于图论的途径设计和基于约束优化的途径设计,这些方法利用包含丰富代谢反应信息的数据库,通过图论搜索策略或约束算法,计算出多条产品合成途径,进而筛选出最优途径指导菌株改造。本文将对途径设计所依赖的数据库、途径设计算法及其在代谢工程中的应用进行详细介绍,并讨论现有算法在实际应用中存在的不足和挑战,为研究者选择不同方法进行产品合成途径设计提供指导。

关键词：途径设计代谢网络代谢工程图论方法约束方法

“三位一体”育人理念在微生物学实验教学中的探索与实践

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微生物学通报 2022年第6期49卷 2378-2387页

作者：王智文冯远航朱勇天津大学化工学院天津300350

微生物学实验是生物工程、制药工程、食品科学与工程、合成生物学等专业的专业基础课和核心实践课。基于价值塑造、知识传授、能力培养的“三位一体”育人理念,教学团队科学制定微生物学实验教学目标,从知识、能力、价值三个维度精心设... 详细信息

微生物学实验是生物工程、制药工程、食品科学与工程、合成生物学等专业的专业基础课和核心实践课。基于价值塑造、知识传授、能力培养的“三位一体”育人理念,教学团队科学制定微生物学实验教学目标,从知识、能力、价值三个维度精心设计教学内容;与时俱进地改进教学内容和教学方法,探索线上线下融合教学,强化实验方法规范性,科教融合培育学生创新思维和科研热情;完善评价体系,建立知识、能力、价值的综合考核方案,创建具有专业特色的微生物学实验室文化。初步建立了微生物学实验“三位一体”教学模式,服务全方位高质量的人才培养使命。

关键词：微生物学实验价值塑造知识传授能力培养评价体系实验室文化

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自激非平稳振动数据驱动的拉索动力性能表征

振动工程学报 2022年

作者：赵瀚玮丁幼亮李爱群张小楠王智文东南大学土木工程学院深圳高速工程顾问有限公司北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室

跨海斜拉桥的拉索在非极端风环境下会产生自激振动，基于现代监测与数据分析技术可即时把握拉索自激振动的数字特征，并以此反映拉索的实时动力性能。根据某跨海大桥主航道斜拉桥拉索振动加速度长期监测数据中的共性特征，提出基于振动...

跨海斜拉桥的拉索在非极端风环境下会产生自激振动，基于现代监测与数据分析技术可即时把握拉索自激振动的数字特征，并以此反映拉索的实时动力性能。根据某跨海大桥主航道斜拉桥拉索振动加速度长期监测数据中的共性特征，提出基于振动加速度时间序列信号上包络线高斯混合模型和频域功率谱的拉索风致自激振动非平稳段自动提取方法。提出基于各自激振动非平稳时间序列进行主导频率识别，并采用带通滤波后的最后1个下降段数据进行阻尼比识别的策略，排除了振动幅值上升段环境风自然激励带入能量对阻尼比识别的干扰。基于识别的各自激振动非平稳段主导频率?阻尼比结果，通过对频率值进行聚类，得到各阶模态对应的模态频率?阻尼比数据簇。根据阻尼比数据的离散、偏态特征提出采用对数正态分布模型的eμ和其累积分布函数的分位值描述拉索阻尼比统计规律。采用各数据簇的频率质心，以及阻尼比概率特征参数作为表征拉索动力性能当前状态的指标。针对背景工程的主要结论包括：桥梁拉索振动加速度信号噪声强、干扰大，在动力特征分析时须排除类似干扰；桥梁拉索的自激振动加速度幅值最高已超过3000 mm/s2，振动幅度较大；桥梁拉索的阻尼比平均水平约为0.03%，与设计规范推荐值相比偏低。

关键词：

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嗜盐单胞菌利用乙酸盐合成PHB的研究

化学工业与工程 2022年第5期39卷 119-126页

作者：晋彪张静洪坤强王智文陈涛天津大学化工学院天津300350 系统生物工程教育部重点实验室合成生物学前沿科学中心天津300072

首先测试了嗜盐单胞菌Halomonas sp.TD1.0对乙酸钠的耐受性,结果显示乙酸钠浓度由25 g·L^(-1) 提高到100 g·L^(-1) 时对TD1.0生长的抑制率只有45.8%。在摇瓶培养中,TD1.0在36 h内消耗完27.3 g·L^(-1) 乙酸钠,细胞干质量达到9.6 g·L^... 详细信息

首先测试了嗜盐单胞菌Halomonas sp.TD1.0对乙酸钠的耐受性,结果显示乙酸钠浓度由25 g·L^(-1) 提高到100 g·L^(-1) 时对TD1.0生长的抑制率只有45.8%。在摇瓶培养中,TD1.0在36 h内消耗完27.3 g·L^(-1) 乙酸钠,细胞干质量达到9.6 g·L^(-1) ,其中PHB质量分数为61%,表明该菌株具有很好的高浓度乙酸钠耐受性和利用乙酸合成PHB的特性。随后为进一步提高乙酸钠的利用速度,在TD1.0中分别用高拷贝和低拷贝表达载体表达了来自枯草芽孢杆菌的乙酰辅酶A合成酶基因acs,结果显示,含有高拷贝表达质粒的菌株TD-PN59的乙酸盐平均利用速率为0.91 g·L^(-1) ·h^(-1),比TD1.0提高了19.7%。TD-PN59的细胞干质量和PHB质量分数分别达到9.98 g·L^(-1) 和65%,PHB产量达到6.49 g·L^(-1) ,比TD1.0提高了约10.8%。在以葡萄糖和乙酸钠为混合碳源(10 g·L^(-1) Glu和10 g·L^(-1) NaAC)的培养基中,利用低拷贝载体表达acs的TD-PN85菌株的乙酸钠利用速率显著高于TD1.0,并且在一定程度上缓解了碳分解代谢物阻遏现象(CCR),促进了葡萄糖和乙酸钠的共利用。

关键词：乙酰辅酶A合成酶枯草芽孢杆菌乙酸盐高拷贝乙酸钠混合碳源载体表达摇瓶培养