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基于激光表面微纳结构的胶接性能研究进展

表面技术 2024年第8期53卷 11-24页

作者：徐喻琼郑黔松杨奇彪钟紫珊湖北工业大学机械工程学院武汉430068 现代制造质量工程湖北省重点实验室武汉430068

胶接具有独特的性能而被广泛关注,但在实际应用中往往由于界面结合强度不足而导致接头在服役过程中过早失效。激光表面处理是一种能够有效提高胶接接头表面性能的方法,通过激光表面处理会使黏接材料表面形成不同的表面微纳结构,从而改... 详细信息

胶接具有独特的性能而被广泛关注,但在实际应用中往往由于界面结合强度不足而导致接头在服役过程中过早失效。激光表面处理是一种能够有效提高胶接接头表面性能的方法,通过激光表面处理会使黏接材料表面形成不同的表面微纳结构,从而改善接头的性能。首先介绍了激光表面处理原理及激光器分类,对比了不同激光器的优缺点及加工质量特性,分析了激光加工参数对接头强度的影响。其次从激光加工不同表面微纳结构入手,阐述了不同表面微纳结构的加工方式,分析了不同表面微纳结构对不同材料接头强度的影响。此外,针对不同的表面微纳结构,其结构参数有所不同,导致接头表面化学成分和润湿性能也有所不同,使得接头强度有所差异,在此基础上分析了微纳结构参数对接头强度的影响及原因。同时,胶层间的作用机制与接头强度具有密不可分的联系,研究表明,不同的表面微纳结构对胶层的作用机制具有明显的不同,归纳总结发现,经激光表面处理形成表面微纳结构后接头表面粗糙度、化学性质、润湿性能及胶层间裂纹的扩展对接头强度的提升具有一定作用。最后,对激光表面处理微纳结构的研究进行了展望。

关键词：激光表面处理胶接微纳结构接头强度表面性能作用机理

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中轻度重金属污染农田土壤的时空特征及改良

农业环境科学学报 2024年第2期43卷 294-307页

作者：占楠彪谷端银李婷崔秀敏娄燕宏诸葛玉平土肥资源高效利用国家工程实验室/山东农业大学资源与环境学院山东泰安271018 山东省泰安市农科院蔬菜所山东泰安271000

为研究农田土壤重金属与速效养分的时空特征以及氮磷增效剂对农田土壤重金属的影响,本试验以受中、轻度污染的酸性棕壤和典型潮土为研究对象,采用田间试验、盆栽试验与室内分析相结合的方法进行研究。结果表明:农田土壤中Cd、Cu、Pb、Z... 详细信息

为研究农田土壤重金属与速效养分的时空特征以及氮磷增效剂对农田土壤重金属的影响,本试验以受中、轻度污染的酸性棕壤和典型潮土为研究对象,采用田间试验、盆栽试验与室内分析相结合的方法进行研究。结果表明:农田土壤中Cd、Cu、Pb、Zn 4种重金属元素含量在0~20 cm土层显著高于深层土壤;棕壤0~20 cm土层Cd含量超标204%,潮土0~20 cm土层Cd、Zn含量分别超标104%、419%;农田土壤0~20 cm土层重金属有效态含量占比高于深层土壤,棕壤中重金属有效态含量占比高于潮土。棕壤0~20 cm土层全氮、碱解氮、铵态氮、硝态氮、有效磷和速效钾含量均显著高于深层土壤,且随土壤深度增加呈逐渐减小趋势,而潮土中仅全氮、碱解氮和有效磷含量显著高于深层土壤;农田土壤速效养分随时间波动变化,其中硝态氮和铵态氮波动幅度最大,最大变异系数分别为44.1%和47.3%。受污染农田土壤的小麦植株体内Cd、Pb、Cu主要积累在叶片,Zn主要积累在籽粒;不同重金属元素从小麦茎、叶向籽粒的迁移程度差异较大,其中Cd迁移率最小,Zn迁移率最大。氮磷增效剂能显著减少棕壤中重金属有效态含量,底肥+氢醌+双氰胺+生物炭处理的有效态Cd、Cu、Pb、Zn含量较对照(仅加底肥,不加氮磷增效剂)处理分别显著降低24.7%、19.5%、23.7%、18.1%,而在潮土中施用效果不明显。研究表明,农田土壤重金属与土壤养分之间存在一定的相关性,且在土壤垂直分布上大体一致,土壤类型是氮磷增效剂对重金属有效态产生不同影响的重要因素。

关键词：棕壤潮土重金属养分有效性重金属迁移氮磷增效剂

基于脑肠轴探讨益气活血化浊解毒方对脑缺血再灌注损伤大鼠的影响

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中国免疫学杂志 2024年第08期 1709-1717页

作者：孙亚萍石瑞孙玲玲谢占维崔怡娴田军彪河北中医学院研究生学院河北中医学院第一附属医院河北省中医院

目的：基于脑肠轴探讨益气活血化浊解毒方（YHHJP）对脑缺血再灌注损伤（CIRI）大鼠脑组织炎症因子、脑和结肠组织紧密连接、肠道菌群及其代谢产物的影响。方法：50只SPF级雄性SD大鼠随机分为假手术组（Sham）、模型组（MCAO）、YHHJP... 详细信息

目的：基于脑肠轴探讨益气活血化浊解毒方（YHHJP）对脑缺血再灌注损伤（CIRI）大鼠脑组织炎症因子、脑和结肠组织紧密连接、肠道菌群及其代谢产物的影响。方法：50只SPF级雄性SD大鼠随机分为假手术组（Sham）、模型组（MCAO）、YHHJP低、中、高剂量组（TCM-L/TCM-M/TCM-H）。采用Zea Longa线栓法制备大鼠大脑中动脉闭塞再灌注模型，治疗3 d后观察神经功能缺损评分，TTC染色计算脑梗死面积，尼氏染色观察脑组织病理形态改变，HE染色观察脑和结肠组织病理形态改变，ELISA检测脑组织IL-1β、IL-6、TNF-α和血清LPS含量，生物化学法检测血清D-乳酸（D-LA）含量，实时荧光定量PCR检测脑组织ZO-1、Claudin-5和结肠组织ZO-1、Claudin-1基因表达，16S rDNA高通量测序检测肠道菌群。结果：与假手术组相比，模型组大鼠脑和结肠组织病理损伤严重，肠道菌群微生态结构存在明显差异，神经功能损伤加重，脑梗死面积增加，脑组织IL-1β、IL-6、TNF-α和血清LPS、D-LA含量升高，脑组织ZO-1、Claudin-5及结肠组织ZO-1、Claudin-1基因表达降低（P<0.05）。与模型组相比，YHHJP低、中、高剂量组大鼠脑组织和结肠组织病理损伤减轻，肠道菌群微生态紊乱得到改善，神经功能损伤减轻，脑梗死面积明显缩小，脑组织IL-1β、IL-6、TNF-α含量显著降低，结肠组织ZO-1、Claudin-1基因表达显著升高（P<0.05）;YHHJP中、高剂量组大鼠血清LPS、D-LA含量明显降低，脑组织ZO-1、Claudin-5基因表达显著升高（P<0.05）。结论：YHHJP可改善CIRI，其机制可能与调节肠道菌群多样性，抑制肠道细菌代谢产物LPS、D-LA释放，增加紧密连接蛋白ZO-1、Claudin-5、Claudin-1基因表达，下调炎症因子分泌有关。

关键词：脑肠轴益气活血化浊解毒方脑缺血再灌注损伤炎症因子肠道菌群代谢产物紧密连接

“结构调控下的淀粉性能及其新资源探讨”特约专栏介绍（顾正彪，洪雁）

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粮油食品科技 2024年第2期 7-10页

作者：顾正彪洪雁江南大学食品学院

专栏介绍淀粉是禾谷类、薯类和豆类等农产品的主要成分。淀粉及其深加工行业是农产品加工的重要组成部分，是农产品增值的重要途径，其产品更是食品、医药、化工、造纸、纺织等30多个行业健康发展的重要支撑。淀粉高效利用和新资源挖掘...

专栏介绍淀粉是禾谷类、薯类和豆类等农产品的主要成分。淀粉及其深加工行业是农产品加工的重要组成部分，是农产品增值的重要途径，其产品更是食品、医药、化工、造纸、纺织等30多个行业健康发展的重要支撑。淀粉高效利用和新资源挖掘是保障国家粮食安全的重要举措，功能性淀粉开发也是“健康中国”战略实施的有效途径。因此，淀粉及其深加工行业是关乎国计民生的基础产业。

关键词：

“结构调控下的淀粉性能及其新资源探讨”特约专栏介绍(顾正彪,洪雁)

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粮油食品科技 2024年第2期32卷 I0002-I0005页

作者：顾正彪洪雁江南大学党委江南大学食品学院

专栏介绍淀粉是禾谷类、薯类和豆类等农产品的主要成分。淀粉及其深加工行业是农产品加工的重要组成部分,是农产品增值的重要途径,其产品更是食品、医药、化工、造纸、纺织等30多个行业健康发展的重要支撑。淀粉高效利用和新资源挖掘是... 详细信息

专栏介绍淀粉是禾谷类、薯类和豆类等农产品的主要成分。淀粉及其深加工行业是农产品加工的重要组成部分,是农产品增值的重要途径,其产品更是食品、医药、化工、造纸、纺织等30多个行业健康发展的重要支撑。淀粉高效利用和新资源挖掘是保障国家粮食安全的重要举措,功能性淀粉开发也是“健康中国”战略实施的有效途径。因此,淀粉及其深加工行业是关乎国计民生的基础产业。

关键词：中国粮油学会产业技术体系淀粉衍生物生物制造淀粉工业食品研究所特殊津贴副校长

基于离散元-机器学习的铝土矿矿柱强度预测方法

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煤炭学报 2024年第7期49卷 3038-3050页

作者：朱德福王德玉于彪彪太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原030024 西安交通大学航天航空学院陕西西安710049 广铝集团有限公司广东广州510450

矿柱极限承载能力与矿柱尺寸参数密切相关,科学地预测矿柱强度是空场法安全高效开采铝土矿的关键。为了准确高效地预测矿柱强度,融合运用离散元方法(DEM)的模型参数化、样本数据强扩展性与机器学习(ML)方法的数据驱动优势,选取矿柱尺寸... 详细信息

矿柱极限承载能力与矿柱尺寸参数密切相关,科学地预测矿柱强度是空场法安全高效开采铝土矿的关键。为了准确高效地预测矿柱强度,融合运用离散元方法(DEM)的模型参数化、样本数据强扩展性与机器学习(ML)方法的数据驱动优势,选取矿柱尺寸参数(长、宽、高)作为影响因子,开发了Grasshopper参数化建模电池组,实现了等块体密度的矿柱黏合块体模型(BBM)的参数化构建,结合矿体节理分布特征实测结果,利用3DEC程序构建了300组黏合块体-离散裂隙网络(BBM-DFN)矿柱离散元数值模型,开展了矿柱承载特性试验,监测并建立了机器学习数据集,且验证了此数据集的可靠性;分别以支持向量机(SVM)、BP神经网络、随机森林(RF)、高斯过程回归(GPR)4种算法构建了矿柱强度预测模型,根据回归类模型评价指标(判定系数R2、可解释方差E_(EVS)、平均绝对误差E_(MAE)、均方误差E_(MSE))开展了最优模型的评选,结合改进的量子粒子群智能优化算法(IQPSO)进一步优化模型,利用该模型建立了矿柱影响因子与强度之间的非线性映射关系。研究表明:由矿柱强度参数化模拟结果可知,随着矿柱宽高比增加强度显著提升,长宽比对强度影响幅度相对较小,当矿柱高度和横截面积相同时,不同截面矿柱承载能力依次为:正方形>长方形;当矿柱宽高比大于1时,方形截面矿柱强度影响因子敏感性主次顺序为:矿柱宽(长)度>矿柱高度;根据机器学习算法指标综合评价,SVM模型是矿柱强度预测的最佳模型(R^(2)=0.953、E_(EVS)=0.953、E_(MAE)=0.608、E_(MSE)=0.551),结合IQPSO算法优化后模型预测性能得到了进一步提升(R2=0.985、E_(EVS)=0.986、E_(MAE)=0.373、E_(MSE)=0.239);将IQPSO-SVM矿柱强度预测值与3种经典硬岩矿柱强度公式计算结果进行了讨论分析,得出了Hedley公式针对铝土矿强度计算不适用,Krau-land公式适用于宽高比小于4时,Esterhuizen公式可通过调整不连续因子(F)进行较为准确的强度计算。研究成果为硬岩矿柱强度的预测提供了一种解决方案,拓宽了矿柱(群)稳定性评价的思路。

关键词：铝土矿矿柱强度离散元方法机器学习矿柱(群)稳定性

基于数据预处理和VMD-LSTM-GPR的锂离子电池剩余寿命预测

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电工技术学报 2024年第10期39卷 3244-3258页

作者：李英顺阚宏达郭占男王德彪王铖大连理工大学控制科学与工程学院大连116000 沈阳顺义科技股份有限公司沈阳110000

锂离子电池的剩余使用寿命(RUL)是健康管理中重要参数,其准确评估对于保证电池设备的安全稳定运行非常重要。该文提出一种数据预处理联合变分模态分解(VMD)、长短期记忆网络(LSTM)和高斯回归过程(GPR)的预测框架。首先选取充放电循环过... 详细信息

锂离子电池的剩余使用寿命(RUL)是健康管理中重要参数,其准确评估对于保证电池设备的安全稳定运行非常重要。该文提出一种数据预处理联合变分模态分解(VMD)、长短期记忆网络(LSTM)和高斯回归过程(GPR)的预测框架。首先选取充放电循环过程中的信息作为间接健康因子(HI),并通过核主元分析方法(KPCA)实现间接HI的特征提取,完成数据预处理;其次通过VMD-LSTM方法实现健康因子的分解、预测和重构,并将重构得到的数据应用于RUL预测的GPR模型,完成预测模型搭建;最后以NASA锂电池数据集作为算法测试数据,结果表明,所提取的健康因子能够准确跟踪锂电池的退化过程;所提预测方法能够准确地估计电池的剩余寿命,同时具有较高的可靠性和稳定性。

关键词：锂离子电池剩余寿命健康因子变分模态分解高斯回归过程长短期记忆

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矿物风化与食用性菌根真菌共生策略与可持续性研究进展

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食品科学 2024年第16期45卷 311-319页

作者：孙启彪连宾九江学院药学与生命科学学院九江市真菌资源保育及应用重点实验室江西九江332000 南京师范大学海洋科学与工程学院江苏南京210023

外生菌根(ectomycorrhizal,ECM)真菌是一类能够与植物形成外生菌根结构的真菌,是连接地上共生植物与地下生态系统的重要纽带,其中很多种类是营养美味的食用真菌。ECM真菌能促进植物对矿质营养,特别是限制性的磷等矿质元素的吸收,进而促... 详细信息

外生菌根(ectomycorrhizal,ECM)真菌是一类能够与植物形成外生菌根结构的真菌,是连接地上共生植物与地下生态系统的重要纽带,其中很多种类是营养美味的食用真菌。ECM真菌能促进植物对矿质营养,特别是限制性的磷等矿质元素的吸收,进而促进植物生长。一般认为,ECM真菌对土壤矿质营养的获取主要是通过其对土壤中难降解性矿物的风化作用,但风化过程与机制尚不清楚。通过野外考察、菌种分离和实验条件下的风化实验研究,发现很多ECM真菌不能通过上调小分子有机酸合成来风化矿物,显示出较弱的矿物风化能力,特别是不能独自利用磷灰石中的磷元素。结合生物组学技术研究,发现在森林土壤中,某些风化能力较弱的ECM真菌能通过富集矿物风化细菌来促进矿物溶解,并通过自身的高亲和性离子转运系统吸收溶出的矿质营养来供应宿主植物。此外,ECM真菌还能富集特殊的多功能性草酸盐降解菌(如兼具固氮和促进菌根形成作用)来消除过量草酸盐对矿物风化与营养吸收产生的障碍。研究证实,ECM真菌能够调控植物根际微生物群落结构,促进“植物-真菌-细菌”之间互惠协作关系,从而维持健康、可持续的森林生态系统。本文主要从矿物风化的角度分析ECM真菌的共生策略,提出增加林地ECM真菌产量和促进林地生态系统可持续性的新思路,并对该领域的未来研究方向进行展望。

关键词：外生菌根真菌共生关系矿物风化机制食物链可持续发展

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针对浅海水声通信的极化码构造与应用研究

西安电子科技大学学报 2024年第2期51卷 116-125页

作者：邢莉娟李卓黄彦彪西安电子科技大学空天地一体化综合业务网全国重点实验室陕西西安710071

为了实现浅海环境中高速率和高可靠通信,研究了极化码编译码技术在浅海水声通信中的性能。针对基于射线声学理论建立的时不变、准静止和时变3种浅海水声信道模型,采用蒙特卡罗构造算法完成相应极化码的构造,并分别与信道极化和信道退化... 详细信息

为了实现浅海环境中高速率和高可靠通信,研究了极化码编译码技术在浅海水声通信中的性能。针对基于射线声学理论建立的时不变、准静止和时变3种浅海水声信道模型,采用蒙特卡罗构造算法完成相应极化码的构造,并分别与信道极化和信道退化构造算法、基对称扩展极化权重构造算法进行了复杂度和性能比较。将构造的极化码作为文中基于正交频分复用的水声通信系统的信道编码方案,译码方案使用循环冗余校验辅助的串行抵消列表译码算法。通过仿真模拟分析了上述3种信道中极化码的性能,并与码长和码率相同的低密度奇偶校验码的性能进行对比分析;结果显示在这3种信道中,在关注的信噪比范围内极化码相对于低密度奇偶校验码约有0.5 dB~1.2 dB的增益。3种信道仿真对比结果表明,基于信道构造编码的极化码相比低密度奇偶校验码在恶劣的信道环境中有更好的增益效果,且极化码有更低的编译码复杂度,证明了极化码在能量和资源受限的浅海水声通信中具有广阔的应用前景。

关键词：水声通信正交频分复用极化码蒙特卡罗构造

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