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基于高斯展开法的碟形声学黑洞宽频调谐减振机理研究

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振动与冲击 2024年第2期43卷 291-298,342页

作者：丁媛施凯耀郑玲重庆大学机械与运载工程学院机械传动国家重点实验室重庆400044

近年来,嵌入式声学黑洞(acoustic black holes,ABH)以其优异的性能,在结构减振降噪、声波调控、能量回收等领域展示了广阔的应用前景,但其局部结构强度弱化会影响其工程实用性。提出一种碟形声学黑洞(dish-shaped acoustic black hole,D... 详细信息

近年来,嵌入式声学黑洞(acoustic black holes,ABH)以其优异的性能,在结构减振降噪、声波调控、能量回收等领域展示了广阔的应用前景,但其局部结构强度弱化会影响其工程实用性。提出一种碟形声学黑洞(dish-shaped acoustic black hole,DABH)结构,将其附加在主体结构上,以实现对主体结构的宽频减振。在Rayleigh-Ritz法框架下,选择高斯函数作为基函数,根据声学黑洞板的形状确定基函数的分布,避免质量和刚度矩阵的奇异化,建立了其耦合系统半解析模型。通过与有限元模态分析结果的对比,验证了半解析建模方法的正确性。研究了碟形声学黑洞结构参数以及连接位置对主体结构振动响应特性的影响规律,分析了碟形声学黑洞的ABH效应以及与主体结构的耦合效应,揭示了其宽频调谐减振的机理,为拓展声学黑洞在宽频结构振动控制上的应用提供了新的思路。

关键词：声学黑洞(ABH) 减振高斯展开法动态吸振器效应

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新型活性硫荧光探针的构建及其生物成像应用

新型活性硫荧光探针的构建及其生物成像应用

作者：巩倩广西大学

学位级别：硕士

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有控弹箭气动参数辨识技术

兵器装备工程学报 2024年第5期45卷 209-214页

作者：康其庄王康健易文俊段耀泽夏悠然南京理工大学瞬态物理重点实验室南京210000 空军工程大学航空工程学院西安710000

快速准确获取气动参数是精确制导的必要前提。针对受限于模型构建精度,传统气动参数辨识方法对受力复杂的有控弹箭气动参数辨识困难、精度不足等问题,引入Elman递归神经网络,利用Elman神经网络强大的延时记忆和非线性拟合能力辨识气动参... 详细信息

快速准确获取气动参数是精确制导的必要前提。针对受限于模型构建精度,传统气动参数辨识方法对受力复杂的有控弹箭气动参数辨识困难、精度不足等问题,引入Elman递归神经网络,利用Elman神经网络强大的延时记忆和非线性拟合能力辨识气动参数,探究Elman神经网络应用于有控弹箭气动参数辨识的可行性,并与BP神经网络辨识结果进行了对比。仿真结果表明,Elman神经网络能较好地辨识出滑翔飞行阶段的气动参数,且辨识精度要高于BP神经网络。

关键词：有控弹箭参数辨识 Elman神经网络数据插值

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泡沫流体抑制土体渗透破坏发生发展试验研究

岩土工程学报 2024年第2期46卷 366-374页

作者：王媛巩佳琨邱昊天祁天河海大学水利水电学院江苏南京210024 河海大学力学与材料学院江苏南京210024

堤防工程是中国防洪减灾体系的重要组成部分,管涌等渗透破坏对堤防工程安全造成重大影响。目前堤防险情处置仍主要依赖传统技术和人海战术,险情控制能力亟待提升。提出一种基于孔隙增阻和抑制颗粒运移的泡沫流体抑制堤基土体渗透破坏新... 详细信息

堤防工程是中国防洪减灾体系的重要组成部分,管涌等渗透破坏对堤防工程安全造成重大影响。目前堤防险情处置仍主要依赖传统技术和人海战术,险情控制能力亟待提升。提出一种基于孔隙增阻和抑制颗粒运移的泡沫流体抑制堤基土体渗透破坏新技术。为了研究泡沫流体抑制土体渗透破坏的可行性和相关机理,研发了泡沫流体抑制土体渗透破坏试验系统,开展了无泡沫流体试验和不同泡沫流体赋存范围条件下的泡沫流体抑制土体渗透破坏发展室内试验。结果表明,泡沫流体可有效抑制土体渗透破坏发展,其抑制效果受泡沫流体赋存区域的影响。泡沫流体可通过降低出砂口附近土层渗透性、抑制土层中的颗粒运移和增大流体流动阻力等机制抑制堤基渗透破坏发生发展。

关键词：渗透破坏泡沫流体渗透性颗粒运移赋存区域

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磁流变液传动系统传动性能及振动特性分析

磁流变液传动系统传动性能及振动特性分析

作者：巩杭重庆理工大学

学位级别：硕士

磁流变液(Magnetorheological Fluid,MRF)是一种新型磁敏感型智能材料,因其优异的力学性能广泛应用于多个学科领域。电机-齿轮传动系统(MotorGearing Transmission System,MGTS)是一种典型的非线性机电耦合系统,具有传动比大、输入和输... 详细信息

磁流变液(Magnetorheological Fluid,MRF)是一种新型磁敏感型智能材料,因其优异的力学性能广泛应用于多个学科领域。电机-齿轮传动系统(MotorGearing Transmission System,MGTS)是一种典型的非线性机电耦合系统,具有传动比大、输入和输出多元化等特点,以MGTS为核心的机器致力于向大功率、高速度、高精度、轻型化和微型化等方向发展,对MGTS输出动力的平稳性、可控性和实时性的需求越来越迫切。为解决MGTS因速度和外部负载变化而产生的过度机械振动、动力输出可控范围小以及电机直接启动影响其使用寿命等问题,本文提出了一种可变刚度和阻尼的新型磁流变液联轴器(Magnetorheological Fluid Coupling,MRFC)用于抑制MGTS的振动、扩大动力输出范围和实现电机软启动的方法。将MRFC传动装置与MGTS合并研究,旨在实现智能材料与机械学科交叉,综合考虑MRFC在可变输入负载的情况下,MRFC的传动性能与线圈电流的变化规律和MRFC振动特性与工作间隙厚度的非线性映射关系,为MRF减振装置的设计提供了理论参考。本文的主要研究内容如下:(1)详细介绍并阐述了MRF材料的组成成分、MRF常用的四种本构模型以及MRF的工作模式;对MRF流变特性的作用机理、特点、宏观、微观表现形式和影响流变特性的因素进行梳理和总结。(2)基于电磁回路响应特性和工程电磁学理论,建立线圈电流与响应时间的映射关系;基于磁场欧姆定律建立不同工作间隙厚度MRFC的等效磁路模型并对不同工作间隙厚度MRFC的主要结构参数(励磁线圈安匝数、线圈电流大小、MRFC结构尺寸和各部分材料等)进行设计;以MRF的剪切屈服应力作为媒介,推导磁场强度与MRF动力学参数(模量、刚度和阻尼)的非线性函数关系并以此建立MRFC的动力学模型。(3)基于电热效应、热力学理论、传热学理论和Bingham本构模型,建立励磁线圈铜损发热和MRF磁性颗粒滑差发热的复合热力学模型;基于该模型推导计及时间、电流和结构尺寸等参数与温度的三维曲面映射方程;基于黏性流体力学理论、Bingham模型和MRF材料参数等,建立不同工作间隙厚度MRFC传递转矩与磁场强度、结构尺寸等参数的映射关系。(4)基于有限元思想并结合MGTS结构特点,采用分层次建模法将MGTS分解为若干动力学等效单元(包括驱动电机单元、轴段单元、MRFC单元和斜齿轮啮合单元等)通过矩阵耦合的方法建立MGTS机-电-磁耦合动力学模型并通过COMSOL With MATLAB/Simulink对该动力学模型进行数值模拟。(5)利用磁场有限单元法与热场有限单元法对不同工作间隙MRFC进行数值模拟并分别得到MRFC的磁场分布、热场分布与线圈电流、通电时间的变化规律;通过时域结果对比分析不同工作间隙MRFC对MGTS相同节点的振动特性变化规律,旨在得到工作间隙厚度与减振效果的映射关系;以具有最佳减振效率的MRFC作为研究对象,定量描述其传动性能、软启动效率和振动特性与线圈电流和结构尺寸的一般规律,为设计MRF减振装置提供理论依据。(6)针对本研究所提出的最佳减振效果的MRFC进行实验研究,通过搭建的电机-齿轮传动系统传动性能和振动特性测试系统,采用扫频分析方法对理论分析结果与实验测试结果进行归一化处理,对MGTS的相同节点的振动加速度和固有频率进行对比分析,旨在验证所建立的转矩理论方程、各单元动力学模型和MGTS机-电-磁耦合动力学模型的准确性和实用性。

关键词：磁流变液电机-齿轮传动系统传动性能振动特性软启动

无意识目标启动对初中生闭锁性运动技能学习的影响研究

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无意识目标启动对初中生闭锁性运动技能学习的影响研究

作者：巩悦山东师范大学

学位级别：硕士

多项研究已经证实,无意识目标启动能够有效促进运动领域素质的提高。施加积极手段的“无意识”状态影响,已经潜移默化地影响饮食、工作、学习和生活,并在大众中得到广泛认可,但是现阶段对于闭锁性运动技能学习发展的真实场景干预的研究... 详细信息

多项研究已经证实,无意识目标启动能够有效促进运动领域素质的提高。施加积极手段的“无意识”状态影响,已经潜移默化地影响饮食、工作、学习和生活,并在大众中得到广泛认可,但是现阶段对于闭锁性运动技能学习发展的真实场景干预的研究较少。无意识目标启动是脑机制中一种高级加工过程,作为一种干预实验技术,表现在闭锁性运动技能学习的初始阶段注意力、记忆与思维、感知觉与表象、控制调节与反馈上,建立运动表征、动作重难点与动作架构,树立动作的立体模型,在研究运动功能和脑活动中枢加工领域发挥着重要作用,不断丰富着运动心理学和认知控制的研究。通过对各种无意识信息引发的深入研究发现,无意识目标启动对闭锁性运动技能学习成绩、表现、态度等方面具有深刻的影响,运动领域技能学习效果更好,基于闭锁性运动技能学习发展的干预可以显著提高学生的运动技能成绩,对行为具有更持久的调节能力。因此,本文的研究内容为:从实验的角度探讨在真实运动场景下无意识目标启动对初中生闭锁性运动技能学习的影响,根据实验研究结果探讨行为效应的应用。本研究通过梳理无意识目标启动理论,确定无意识目标启动内涵及启动方法,研究初中体育课程闭锁性运动技能学习发展及要求,为进一步研究无意识在运动领域的应用奠定基础。实验采取了向专家咨询,征求专家建议及意见的方式来确保实验可行性与合理性,为进一步完善思路与实验,采用e-prime、spss等软件,获取并且分析数据。授课内容为健美操,启动组采取前测后测方式有启动词按键反应任务,对照组做无启动词按键反应任务,结合终结性评价、过程性与综合性评价对初中生闭锁性运动技能学习进行评价,探索无意识目标启动对闭锁性运动技能学习的影响。实验主要研究目的是无意识目标启动后在闭锁性运动技能学习过程中追求动作的无意识表现,不依靠意识控制,以获得肢体自主阐述的行为表现。从而使初中生在闭锁性运动技能学习中对技术动作能够做出快速正确反应,促进初中生闭锁性运动技能学习。通过文献分析法、专家咨询法、数理统计法等研究方法对问题展开研究,选取的实验研究对象为初中生,实验前后分别进行两个组别两次无意识目标启动测试,实验结束后填写事后测查问卷以及满意度问卷,将得到的数据进行数据重复测量方差分析验证启动效应及效应量。专业人员对初中生闭锁性运动技能学习进行评价,学生填写满意度评分,综合探讨无意识目标启动对闭锁性运动技能学习的影响。根据数据分析结果,无意识目标启动分析得出以下研究结果:(1)无意识目标启动前测两个组别(启动组、对照组)均无显著性差异(2)无意识目标启动前后反应时前后测有显著差异(F=92.660,P=0.0004.55)。研究结论为:(1)不同性别的初中生在无意识目标启动任务中存在不同的变化差异。启动组实验前后正确率与反应时都具有极其显著性,正确率指标女生提高显著,反应时指标男生提高显著;从正确率和反应时的敏感度上来说,反应时指标能更好地反映初中生学习和记忆能力。(2)在无意识目标启动后,通过学习评价及满意度评分,启动组闭锁性运动技能学习的课堂获得较对照组优异的教学成绩及教学成果;(3)无意识目标启动对初中生闭锁性运动技能学习产生积极促进影响。本文通过实验论述了无意识目标启动对闭锁性运动技能学习的有效影响作用,并且得到较好的教学效果,为界定意识与学习在运动领域的应用提供了新思路。

关键词：无意识目标启动闭锁性运动技能学习初中生

外周灌注指数预测脓毒性休克患者28天预后的价值

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外周灌注指数预测脓毒性休克患者28天预后的价值

作者：巩皓新疆医科大学

学位级别：硕士

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基于小样本学习的带钢表面缺陷分类方法研究

基于小样本学习的带钢表面缺陷分类方法研究

作者：巩克中北大学

学位级别：硕士

协同外推在基于肌电驱动肌骨模型的肌力预测中的应用

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医用生物力学 2024年第S1期 141-141页

作者：敖迪李乐巩泽西北工业大学医学研究院南京医科大学附属江宁医院医工融合实验室

目的基于肌电驱动肌肉骨骼模型的肌力预测需要完整的肌电信号(EMGs)作为输入,然而在实践中采集深层肌群的EMGs存在困难。本研究探讨在该模型框架内,协同外推(Syn X)是否能可靠地填补采集缺失的多通道肌群兴奋度,以实现多速步行时下肢...

目的基于肌电驱动肌肉骨骼模型的肌力预测需要完整的肌电信号(EMGs)作为输入,然而在实践中采集深层肌群的EMGs存在困难。本研究探讨在该模型框架内,协同外推(Syn X)是否能可靠地填补采集缺失的多通道肌群兴奋度,以实现多速步行时下肢肌力的完整及准确估计。方法收集了两名脑卒中患者多速步行时的运动捕捉、地面作用力以及完整的下肢EMGs。首先,构建了基于完整EMGs的肌电驱动肌骨模型,为后续对比提供“金标准”的肌肉兴奋度和肌力。其次,假设单侧16通道中的8路深层或表面肌群的EMGs缺失,计算基于Syn X的预测结果与“金标准”间的均方根误差(RMSE)和相关系数(r),以衡量形状和幅值相似度。最后,与传统的静态优化(SO)预测结果进行定量比较。结果Syn X预测的肌肉兴奋度与“金标准”在形状(r:0.55)和幅值(RMSE:0.08)上具有高度相似性。相较于SO,Syn X在预测肌肉兴奋度(RMSE:0.08 vs. 0.15, r:0.55 vs. 0.12)和肌力(RMSE:101.3 N vs. 174.4 N, r:0.53 vs. 0.07)的精度方面显著提高。此外,基于Syn X的肌电驱动肌骨模型能够还原与“金标准”相近的Hill肌力模型参数。结论Syn X使得在只有8通道表面EMGs情况下,建立下肢全关节肌电驱动肌骨模型成为可能,这将有助于设计个性化的康复干预方案。

关键词：