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基于SO(3)群几何精确Kirchhoff梁理论的细长梁动力学

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Acta Mechanica Sinica 2024年第4期40卷 212-225页

作者：安志朋王斌侯云森刘铖 MOE Key Laboratory of Dynamics and Control of Flight Vehicle School of Aerospace EngineeringBeijing Institute of TechnologyBeijing100081China CAEP Software Center for High Performance Numerical Simulation Beijing100088China Institute of Applied Physics and Computational Mathematics Beijing100088China

本研究旨在开发一种高效的细长梁单元,精确描述细长柔性结构的大变形和大旋转,在现有细长梁单元研究的基础上,提出一种基于SO(3)群活动标架的二阶几何精确Kirchhoff梁单元(GEKBF),用于细长梁的动力学研究.首先,在此标架中推导出运动学... 详细信息

本研究旨在开发一种高效的细长梁单元,精确描述细长柔性结构的大变形和大旋转,在现有细长梁单元研究的基础上,提出一种基于SO(3)群活动标架的二阶几何精确Kirchhoff梁单元(GEKBF),用于细长梁的动力学研究.首先,在此标架中推导出运动学描述和几何、本构和动态平衡方程及其线性化.然后,引入相对扭转角的二阶插值函数,以提高单元的收敛性,通过选择合适的标架来开发旋转矢量参数化.它可以显著减少由刚体旋转引起的几何非线性,并提高描述当前标架下单元旋转公式的计算效率.此外,考虑了参考标架的影响,并使用空间平行移动而非时间平行移动,简化了弹性力和雅可比矩阵的推导.使用李群广义α-方法求解李群上的半离散运动方程.最后,通过数值实例验证了GEKBF的准确性,包括静力学和动力学.

关键词：平行移动标架弹性力旋转矢量细长梁柔性结构半离散动态平衡

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中国萤石矿床流体包裹体研究进展

地质科学 2024年第2期59卷 510-521页

作者：刘道荣商朋强中化地质矿山总局浙江地质勘查院杭州310002 中化地质矿山总局北京100013

流体包裹体研究是揭示成矿流体来源与演化的重要手段,而萤石是流体包裹体研究的理想对象。本文选取中国主要萤石矿集区32个典型矿床为研究对象,总结了流体包裹体岩相学特征,并按不同矿床类型统计原生流体包裹体显微测温结果,探讨了萤石... 详细信息

流体包裹体研究是揭示成矿流体来源与演化的重要手段,而萤石是流体包裹体研究的理想对象。本文选取中国主要萤石矿集区32个典型矿床为研究对象,总结了流体包裹体岩相学特征,并按不同矿床类型统计原生流体包裹体显微测温结果,探讨了萤石沉淀成矿机制。结果表明,岩浆期后热液型、火山—次火山热液型及热卤水型萤石矿床流体包裹体均一温度(集中在120℃~240℃)、密度(主要为0.8~1.0 g/cm^(3))相近,热卤水型萤石矿床成矿流体盐度高于岩浆期后热液型和火山—次火山热液型矿床。从成矿早期到晚期,大多数矿床成矿流体的盐度、温度逐渐降低。中国萤石矿床总体呈现浅成低温热液成矿的特征。地质事实和已有文献资料表明,萤石沉淀成矿的主要的机制可能不是水—岩反应,而是降温冷却和流体混合,不同矿床萤石主要沉淀成矿机制可能不同。水—岩反应主要在成矿物质集聚过程起重要作用。在总结前人研究的基础上,本文认为当前萤石矿床流体包裹体研究面临的主要问题是:1)流体包裹体组合(FIA)方法在显微测温上应用不足;2)流体包裹体成分分析以定性为主;3)成矿压力、深度估算方法适用性较低。针对这些问题,提出了相应的解决建议,以期推动萤石矿床流体包裹体研究进一步发展。

关键词：萤石矿床流体包裹体成矿机制成矿热液研究进展

物料盘开孔参数对干冰喷射芒果丁速冻品质的影响

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中国食品学报 2024年第7期24卷 286-296页

作者：宁静红刘茂宋志朋天津商业大学机械工程学院天津300134

利用干冰喷射对芒果丁进行速冻处理,研究物料盘开孔的不同排列方式、开孔率、开孔形状和孔径对芒果丁降温速率及冻结均匀性的影响。使用Comsol Multiphysics模拟不同条件下芒果丁达到速冻要求时的中心温度分布和时间。结果表明,排列方... 详细信息

利用干冰喷射对芒果丁进行速冻处理,研究物料盘开孔的不同排列方式、开孔率、开孔形状和孔径对芒果丁降温速率及冻结均匀性的影响。使用Comsol Multiphysics模拟不同条件下芒果丁达到速冻要求时的中心温度分布和时间。结果表明,排列方式为叉排,开孔率为42%,开孔形状为圆形,孔径为3 mm的物料盘速冻效果最佳。由验证试验得出芒果丁中心温度和表面温度达到速冻要求的误差分别为5.3%和7.5%。在冻结均匀性方面,平均温度差值的误差为8.3%。解冻后,芒果丁的质构特性测定结果显示:硬度和咀嚼度下降幅度较大,色度、凝聚性和弹性下降幅度较小,符合速冻芒果的品质要求。研究结果为进一步开发节能、环保的干冰速冻芒果丁装置提供参考。

关键词：干冰速冻芒果物料盘模拟

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重金属污染疏浚底泥免烧生态砖资源化及污染控制研究

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化工环保 2024年

作者：田久晖程华强赵旭远刘功勋沈智超武汉市桥梁工程有限公司武汉市市政建设集团有限公司疏浚技术装备国家工程研究中心

[摘要]以重金属污染疏浚底泥为原料制备了免烧生态砖，考察了制备条件对其性能的影响，并通过重金属浸出浓度以及XRD和SEM技术分析了重金属污染控制效果和强度形成机理。结果表明：在疏浚底泥掺量（w）40%、中粗砂掺量15%、胶凝材料掺量... 详细信息

[摘要]以重金属污染疏浚底泥为原料制备了免烧生态砖，考察了制备条件对其性能的影响，并通过重金属浸出浓度以及XRD和SEM技术分析了重金属污染控制效果和强度形成机理。结果表明：在疏浚底泥掺量（w）40%、中粗砂掺量15%、胶凝材料掺量45%（水泥和生石灰相对掺量85︰15）、水固比12%（w）、成型压力10 MPa的最优条件下，制得的免烧生态砖抗压强度为19～21 MPa，吸水率为15.0%～16.0%，软化系数为0.90～0.95，满足《非烧结垃圾尾矿砖》（JC/T422—2007）中的MU15标准；重金属Cu、Pb、Ni的浸出浓度分别为0.032，0.089，0.022 mg/L，远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB 5085.3—2007）中的标准值。以重金属污染疏浚底泥制备免烧生态砖，在实现资源化的同时也实现了重金属的固化和稳定化。

关键词：免烧生态砖重金属污染抗压强度吸水率污染控制

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零流量工况下立式离心泵振动特性试验研究

节水灌溉 2024年

作者：乐育生李力刘功亮王志远朱劲木广东粤海珠三角供水有限公司武汉大学水利部泵站测试中心

离心泵在启动时一般为关阀启动，即为零流量工况。立式离心泵在长距离调水和大型灌溉工程中应用日益广泛。为探究立式离心泵零流量工况下振动特性，在水泵底座布置了1只三向振动传感器，在水泵进、出口法兰盘顶部各布置1只轴向振动传感... 详细信息

离心泵在启动时一般为关阀启动，即为零流量工况。立式离心泵在长距离调水和大型灌溉工程中应用日益广泛。为探究立式离心泵零流量工况下振动特性，在水泵底座布置了1只三向振动传感器，在水泵进、出口法兰盘顶部各布置1只轴向振动传感器以及在水泵出口管道顶部布置1只压力脉动传感器，测试了零流量工况下额定转速（nr）以及1.2nr、0.8 nr、0.6 nr、0.4 nr等5个不同转速下的水泵振动和压力脉动。结果表明：零流量工况下立式离心泵进口轴向、出口轴向和底座轴向上的振动均较大；升速至1.2倍额定转速，底座轴向上的振动强度增至额定转速振动强度的1.6倍，降速至0.8倍额定转速，振动强度降至额定转速振动强度的1/4倍，降低转速启动，能大幅度降低水泵的振动强度；叶片频率是水泵进口、出口和底座轴向方向振动的主要频率，压力脉动是零流量工况下立式离心泵振动的一个重要激励源。研究结果可为同类大型立式离心泵的设计以及泵站建成后的运行管理提供参考。

关键词：立式离心泵零流量工况大范围变速振动压力脉动

旋耕刀表面硬质WC合金涂层的电弧热喷涂工艺研究

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表面技术 2024年第15期53卷 234-241,251页

作者：陈吉朋王计安周宏平南京林业大学机械电子工程学院南京210014

目的旋耕刀是重要的农机土壤部件,“表硬芯韧”是制造高性能旋耕刀的关键。尝试利用电弧热喷涂方法在旋耕刀表面直接制备含硬质碳化钨(WC)的合金涂层,以提高其综合力学性能。方法以旋耕刀常用制造材料65Mn为基材,以含WC的合金材料为电... 详细信息

目的旋耕刀是重要的农机土壤部件,“表硬芯韧”是制造高性能旋耕刀的关键。尝试利用电弧热喷涂方法在旋耕刀表面直接制备含硬质碳化钨(WC)的合金涂层,以提高其综合力学性能。方法以旋耕刀常用制造材料65Mn为基材,以含WC的合金材料为电极丝材,搭建电弧喷涂实验平台,开展三因素两水平工艺实验。重点探讨喷涂电压、送丝速度、扫描速度对涂层制备的影响。结果所制备的涂层表面光滑、平整,无宏观裂纹或可见缺陷。在喷涂电压30V、送丝速度40mm/s、扫描速度30mm/s时,电弧热喷涂的涂层沉积速率为174.7g/min,其平均硬度可达HRC51,表面粗糙度Ra为2.366μm。扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试结果表明,WC合金涂层具有典型的层状结构,结构均匀致密,涂层与基体之间形成了良好的机械结合。结论在基础工艺研究基础上,成功制备了表面含有硬质WC合金涂层的旋耕刀样件,进一步验证了工艺可行性,为高性能旋耕刀制备提供了新的思路和方法。

关键词：旋耕刀电弧喷涂碳化钨涂层工艺特性

灰树花多糖通过LncRNA HULC/miR-186-5p轴调控胆囊癌细胞增殖、迁移和侵袭

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食品工业科技 2024年第14期45卷 335-343页

作者：于静段子朋徐松涛漯河医学高等专科学校河南漯河462002

目的:分析灰树花多糖(Grifola frondose polysaccharide,GFP)对胆囊癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响及机制。方法:将对数期GBC-SD细胞随机分组:对照组、GFP组(0.5、1、2µg/mL GFP)、shNC组、shHULC组、miR-NC组、miR-186-5p mimics组、GFP+pcDNA组、GFP+pcDNA-HULC组。CCK-8法检测细胞抑制率;Transwell小室法检测GBC-SD细胞迁移和侵袭;Western Blot印迹检测Cyclin D1、P21、MMP-2、MM-9蛋白水平;qRT-PCR检测LncRNA HULC和miR-186-5p的水平;Starbase在线软件预测HULC与miR-186-5p的结合位点,双荧光素酶报告实验检测LncRNA HULC和miR-186-5p的靶向关系。裸鼠移植瘤实验检测GFP对GBC-SD细胞移植瘤体内生长的影响。结果:0.25~8µg/mL GFP对胆囊癌GBC-SD细胞具有一定的抑制作用;与对照组比较,0.5、1、2µg/mL的GFP(极)显著(P0.05);与shNC组比较,shHULC组HULC相对表达水平极显著(P<0.01)降低,miR-186-5p相对表达水平极显著(P<0.01)增加,细胞存活率、迁移数目、侵袭数目极显著(P<0.01)降低,Cylin D1、MMP-2和MM-9水平极显著下调(P<0.01);与GFP+pcDNA组比较,GFP+pcDN-HULC组抑制率显著降低(P<0.05),迁移数目、侵袭数目极显著增加(P<0.01),Cylin D1、MMP-2和MM-9水平显著上调(P<0.05);与GFP+pcDNA给药组比较,GFP+pcDN-HULC给药组瘤体体积、质量极显著增加(P<0.01),miR-186-5p水平极显著下调(P<0.01)。结论:GFP可抑制胆囊癌细胞的增殖、侵袭和迁移,其机制与调控LncRNA HULC/miR-186-5p有关。

关键词：灰树花多糖 LncRNA HULC miR-186-5p 胆囊癌增殖迁移侵袭

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一种轻量级高效X射线焊缝图像缺陷检测方法

焊接学报 2024年第7期45卷 41-49页

作者：王睿高少泽刘卫朋王刚河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300131 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001

针对当前深度学习模型在焊缝缺陷检测工作中成本高、速度慢、不易在终端部署应用等问题,提出一种效果良好的轻量级高效模型(lightweight and high-precision optimized detection model,LHODM).首先,搭建新型主干网络并设计超轻量卷积UL... 详细信息

针对当前深度学习模型在焊缝缺陷检测工作中成本高、速度慢、不易在终端部署应用等问题,提出一种效果良好的轻量级高效模型(lightweight and high-precision optimized detection model,LHODM).首先,搭建新型主干网络并设计超轻量卷积ULConv作为网络基础卷积,降低模型深度,用Depthwise操作生成更多有效冗余特征映射,减少参数与运算量.其次,设计高效轻量级专注模块ELCC,在响应模型轻量化前提下,考虑焊缝缺陷分布特性与成像规律,从水平和垂直两个方向捕获孤立区域关系,结合轻量级上采样算子CARAFE,使模型特征重组时具有更大的感受野,更有效地利用环境周围信息,弥补轻量化造成的精度损失.最后,为提高收敛速度和损失函数效率,设计OS-Io U损失函数,考虑期望回归向量之间的夹角,重新定义惩罚项及相关性,强化距离损失和形状损失关注程度.结果表明,LHODM模型检测准确率和检测速度达到91.62%和63.47帧/s,参数量仅为3.99 M,有效解决了焊缝缺陷检测工作中成本高和速度慢的问题.

关键词：缺陷检测焊缝深度学习目标检测轻量化

分散式速度反馈控制流激薄板声振响应的模态解及特性

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声学学报 2024年第2期49卷 336-343页

作者：韦大朋刘好胜刘碧龙青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266520

采用模态展开法推导了湍流边界层和分散式速度反馈控制共同作用下薄板的响应和声辐射,给出了与分散式速度反馈控制增益系数、单元位置、数量和大小相关的模态阻尼的显示表达式。给定激励和参数的条件下,通过与元素法的计算结果进行对比... 详细信息

采用模态展开法推导了湍流边界层和分散式速度反馈控制共同作用下薄板的响应和声辐射,给出了与分散式速度反馈控制增益系数、单元位置、数量和大小相关的模态阻尼的显示表达式。给定激励和参数的条件下,通过与元素法的计算结果进行对比,验证了模态展开法具有较高的计算效率和准确性。讨论了分散式速度反馈控制单元的布置方式和数量对模态阻尼的影响,以及反馈控制单元的布置方式对薄板动能、辐射声功率和模态平均辐射系数的影响。数值分析结果表明反馈控制单元的数量和布放位置对控制效果影响显著,反馈控制单元沿螺旋线布置能明显拓宽控制频带;两种反馈控制单元布置方式,在动能和辐射声功率控制较好的共振频率处,除第一阶模态外,模态平均声辐射效率随反馈增益的增大明显提高。

关键词：模态展开法湍流边界层反馈控制模态阻尼