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基于THz-TDS的氟橡胶材料寿命预测方法

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光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1578-1583页

作者：王洋林振衡郑志杰谢海鹤聂泳忠福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108 莆田学院新工科产业学院福建莆田351100 西人马联合测控(泉州)科技有限公司福建泉州362011

氟橡胶(FKM)材料具有优异的耐热性、耐腐蚀性、耐油性,已成为航空、航天、石油、机械等领域的热门材料。但由于传统的FKM材料寿命检测方法存在离线检测、会损伤待测材料、检测步骤繁琐、检测效率低等缺点,目前在FKM材料实际应用中往往... 详细信息

氟橡胶(FKM)材料具有优异的耐热性、耐腐蚀性、耐油性,已成为航空、航天、石油、机械等领域的热门材料。但由于传统的FKM材料寿命检测方法存在离线检测、会损伤待测材料、检测步骤繁琐、检测效率低等缺点,目前在FKM材料实际应用中往往采用定期更换的办法,易造成材料浪费与经济损失。提出了一种基于太赫兹时域光谱检测技术(THz-TDS)的FKM材料使用寿命预测新方法。首先,通过对在热空气老化箱中经不同温度、不同时长热氧老化处理的FKM材料进行THz-TDS透射检测,获得其对应的时域光谱图,提取相应的电流峰峰值,即在一个透射采样周期中最大的探测电流值与最小的探测电流值之间的差值;再将不同老化温度的FKM材料的THz时域波形的峰峰值与老化时间进行拟合,发现FKM样品时域光谱的峰峰值随着老化时间的延长呈下降趋势,且老化温度越高该下降趋势越明显。在200、300和360℃这三个老化温度下的拟合直线的相关系数分别高达0.9734、0.9821和0.9935。其次,根据阿伦尼乌斯公式的基本思想,建立起以时域光谱峰峰值为参考标准的FKM材料寿命预测数学模型。利用时域光谱峰峰值的FKM材料使用寿命预估办法获得的老化反应速率常数的对数与老化温度倒数关系拟合直线的相关系数达0.9969。最后,采用力学拉伸测量FKM材料断裂伸长率的办法,对其基于THz-TDS的使用寿命预估数学模型中的THz-TDS峰峰值失效临界值进行验证,可得构建的基于THz-TDS的FKM材料使用寿命预估模型成立且正确。研究结果表明:将THz-TDS检测方法应用到FKM材料寿命检测具有较高的准确性,且该方法具有无损、高效、操作简便、适用性广等优点,为FKM材料制品在线检测和寿命预测提供可能性,也为其他非极性材料和电介质材料的寿命预测方法研究提供参考。

关键词：太赫兹时域光谱氟橡胶寿命预测峰峰值

异黄酮与β-伴大豆球蛋白的相互作用及其对蛋白结构和潜在致敏性的影响

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食品科学 2024年第7期45卷 1-9页

作者：邓雯廖雅如黄丽衡杨安树陈红兵南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室江西南昌330047 南昌大学中德联合研究院江西南昌330047

探究异黄酮和β-伴大豆球蛋白(β-conglycinin,BCG)的相互作用机理及其对复合物结构和潜在致敏性的影响。利用荧光光谱、圆二色光谱分析2种大豆异黄酮(染料木素(genistein,Gen)、大豆苷元(daidzein,Dai))与BCG相互作用的猝灭类型、结合... 详细信息

探究异黄酮和β-伴大豆球蛋白(β-conglycinin,BCG)的相互作用机理及其对复合物结构和潜在致敏性的影响。利用荧光光谱、圆二色光谱分析2种大豆异黄酮(染料木素(genistein,Gen)、大豆苷元(daidzein,Dai))与BCG相互作用的猝灭类型、结合位点数、作用力类型和蛋白二级结构含量的变化,表征不同条件下制备的异黄酮-BCG复合物的结构,并利用酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)与消化产物免疫印迹检测其潜在致敏性。结果表明:活性异黄酮(Gen/Dai)对BCG的猝灭为静态猝灭,且相互作用力以疏水相互作用为主,结合位点数均接近1;并且与异黄酮相互作用诱导了BCG氨基酸微环境的极性增加,使蛋白肽链伸展,结构更为松散;ELISA与消化产物免疫印迹结果显示,与异黄酮结合后蛋白的潜在致敏性增强。本研究有助于科学认识异黄酮在食品复杂基质体系中对过敏蛋白致敏性影响机制,对其抗过敏的深度开发利用具有重要意义。

关键词：大豆异黄酮 β-伴大豆球蛋白荧光光谱相互作用致敏性

基于改进YOLOv7和图像融合的哺乳期死亡仔猪检测方法

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南京农业大学学报 2024年

作者：衡熙沈明霞刘龙申姚文李鹏南京农业大学工学院农业农村部养殖装备重点实验室江苏智慧牧业装备科技创新中心南京农业大学人工智能学院南京农业大学动物科技学院

[目的]针对人工巡检哺乳期死亡仔猪费时费力且易引起母猪应激反应等问题，提出一种基于图像配准融合和改进YOLOv7的哺乳期死亡仔猪自动化检测方法。[方法]使用KAZE特征点匹配算法将可见光图像与热红外图像进行匹配，利用几何变换将配准... 详细信息

[目的]针对人工巡检哺乳期死亡仔猪费时费力且易引起母猪应激反应等问题，提出一种基于图像配准融合和改进YOLOv7的哺乳期死亡仔猪自动化检测方法。[方法]使用KAZE特征点匹配算法将可见光图像与热红外图像进行匹配，利用几何变换将配准图像空间对齐，通过Curvelet变换将待配准图像进行分解重构逆变为融合图像。以YOLOv7模型为基础，将SE注意力模块引入原始网络的Backbone部分，形成改进模型YOLOv7-SE，降低图像中低暗背景信息对目标识别的干扰，从而提升模型的检测性能。[结果]试验结果表明：模型在融合图像上的准确率、召回率与平均精度均值均高于可见光图像与热红外图像；与原始YOLOv7相比，YOLOv7-SE在准确率和召回率上分别提升3.2%和4.3%，平均单幅图片检测时间仅为6.8 ms。[结论]该模型可以实现养殖场场景下哺乳期死亡仔猪准确快速检测。

关键词：哺乳期死亡仔猪图像配准融合 YOLOv7-SE

非洲铁路沿线土地利用变化及影响因素研究——以亚吉铁路埃塞俄比亚段为例

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Journal of Geographical Sciences 2024年第6期34卷 1128-1156页

作者：赵胜波祁俊衡李冬雪王兴平 School of Architecture Southeast UniversityNanjing 210096China School of Architecture and Planning Yunnan UniversityKunming 650504China Center for International Collaboration and Research on Development and Planning of Sustainable Industrial Parks Southeast UniversityNanjing 210096China

Railways are a crucial part of the African transport network and have a significant impact on the socio-economy and urban development. Previous studies have mainly considered the impacts of railways in Africa from the perspective of economy, politics, security, and natural environment with few attempts to consider land use. Based on Landsat remote sensing data for the 10 km buffer zone along the Ethiopian section of the Addis Ababa–Djibouti Railway(ADR) in 2013, 2017, and 2021, we studied the land use change(LUC) in the area and explored its influencing factors using the ordinary least square model(OLS) and geographical weighted regression model(GWR). There were six key results.(1) Farmland,forest, grassland, and others(including sandy land and bare land) were the primary types of land use, but from 2013 to 2021, the area of built-up land and farmland increased, whereas the area of forest, grassland, and other land decreased.(2) There was a noticeable pattern in the degree of change in the area of built-up land, farmland, and forest as the buffer distance increased along the railway. This pattern indicated a gradual shift in land use and LUC gradients.(3) The land use structure and its changes in the areas surrounding different stations displayed obvious differences.(4) The construction and operation of the ADR is one of the direct factors affecting landscape change along the railway.(5) The distance from the train station, whether the station provides a passenger service, the population size, and the distance from the central city had a positive effect on the expansion of built-up land surrounding the station. The factor of whether the station provides a freight service had a negative correlation with the expansion of built-up land. Socio-economic factors have gradually replaced railway factors as the main driving force of the expansion of built-up land around the stations.(6) The effect strength of different factors on the expansion of built-up land varied in the

关键词： land use change railway influencing factor Africa

基础冲击作用下弹性支撑的电磁轴承-柔性转子系统振动特性及瞬态振动主动抑制策略

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振动工程学报 2024年第9期37卷 1513-1522页

作者：张鹏祝长生李翁衡浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

本文将电磁轴承-柔性转子系统安装在弹性支撑的基础上,研究了双半正弦波、半正弦波、正弦波、三角波和双三角波5种冲击激励下弹性支撑基础的振动特性,得到了不同冲击激励参数对弹性支撑基础的加速度的影响规律。为了抑制基础冲击激励条... 详细信息

本文将电磁轴承-柔性转子系统安装在弹性支撑的基础上,研究了双半正弦波、半正弦波、正弦波、三角波和双三角波5种冲击激励下弹性支撑基础的振动特性,得到了不同冲击激励参数对弹性支撑基础的加速度的影响规律。为了抑制基础冲击激励条件下弹性支撑的电磁轴承-柔性转子系统的振动,提出了一种基于基础加速度的转子系统瞬态振动补偿控制策略。在设计的电磁轴承-柔性转子系统试验平台上,进行了多种冲击激励条件下弹性支撑基础的振动特性试验,以及安装在弹性支撑基础上的电磁轴承-柔性转子系统的瞬态振动抑制试验。结果表明:冲击激励下,弹性支撑基础的加速度和电磁轴承-柔性转子振动均表现出明显的冲击特征,振动的特性随着冲击激励形式的不同而变化。基于基础加速度的转子系统瞬态振动补偿控制策略能够有效地抑制基础冲击激励对转子振动的影响。

关键词：转子动力学电磁轴承振动抑制基础冲击前馈补偿

大跨协作体系桥梁吊跨比对主梁涡振性能的影响

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哈尔滨工业大学学报 2024年

作者：游衡锐遆子龙李永乐杨凌潘俊志桥梁智能与绿色建造全国重点实验室(西南交通大学)

为研究斜拉—悬索协作体系中不同吊跨比对主梁涡振性能的影响，以某斜拉-悬索协作体系桥梁为工程背景，首先开展了节段模型风洞试验，采用增长共振法获取桥梁断面涡激振动过程中的发展时程与稳态振幅；其次，基于考虑跨向振幅依存性的... 详细信息

为研究斜拉—悬索协作体系中不同吊跨比对主梁涡振性能的影响，以某斜拉-悬索协作体系桥梁为工程背景，首先开展了节段模型风洞试验，采用增长共振法获取桥梁断面涡激振动过程中的发展时程与稳态振幅；其次，基于考虑跨向振幅依存性的非线性涡激力模型，对节段模型振动位移时程进行希尔伯特变换识别得到主梁截面的气动阻尼随无量纲振幅变化的关系曲线；最后，计算了8种不同吊跨比备选方案的主梁涡振振幅，明确了大桥从斜拉体系逐渐过渡到悬索体系时主梁涡振的变化规律，提出了一种综合考虑涡振幅值和跨向影响范围的辅助性指标对结果进行评价和对比。结果表明：随着吊跨比增加，基频降低，对应的1阶竖弯模态振型不断变宽；随着吊跨比的增加，跨中涡振幅值不断减小，不同吊跨比下跨中涡振幅值差异约11.1%，同时主梁起振风速有所下降；结合主梁涡振幅值指标η*和主梁加速度指标a*对不同吊跨比下大桥的涡振程度进行综合比较，发现随着吊跨比的增加，虽然跨中涡振幅值不断减小，但主梁的涡振影响范围不断加宽，主梁整体涡振程度显著增加，不同吊跨比下η*差异约59.5%。吊跨比对主梁平均加速度a*影响有限。

关键词：斜拉悬索协作体系涡激振动风洞试验气动参数吊跨比

高速激光熔覆平板和外/内轴熔池动态演化研究

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激光与光电子学进展 2024年

作者：付延昭顾衡钱黎黎任旭东江苏大学机械工程学院江苏大学能源与动力工程学院

本研究采用计算流体动力学仿真模型分别在平板、外轴和内轴上进行高速激光熔覆，探究扫描工艺参数对熔覆层形貌和熔池的影响，同时分析在不同工件上进行单道和多道扫描时熔池动态演化过程的差异。结果表明：随着扫描速度的增加，熔池逐... 详细信息

本研究采用计算流体动力学仿真模型分别在平板、外轴和内轴上进行高速激光熔覆，探究扫描工艺参数对熔覆层形貌和熔池的影响，同时分析在不同工件上进行单道和多道扫描时熔池动态演化过程的差异。结果表明：随着扫描速度的增加，熔池逐渐减小。在相同的工艺参数下，平板上的熔池最大，并且熔覆层的宽度和高度随着扫描速度的增加而逐渐减小。在工艺参数相同时，平板上的熔覆层宽度最小，高度最大；而外轴上的熔覆层宽度和高度均小于内轴上的。在进行多道熔覆的过程中，随着扫描道数的增加，熔池也随之增大。值得注意的是，从第二道开始，每一道扫描都导致熔覆层宽度的增加大于设定的搭接偏移量，并且随着扫描道数的增加，每一道扫描使熔覆层增加的宽度也逐渐增大。在外轴和内轴上，由于重力的作用效果，熔池产生了不同的动态流动，而在平板上，重力对熔池流动的影响较小。在平板、外轴和内轴上熔覆层中心纵向截面的熔池动态演化过程中，熔池的流动方式相同，熔池内的液体在马兰戈尼力和表面张力的共同作用下朝着熔池的末端流动。熔池的最大流速分别是0.931 m/s,0.964 m/s和1.385 m/s，其中平板上的熔池流速最小，而内轴上的熔池流速最大。温度梯度随熔覆速度的增大而减小，当熔覆速度相同时，平板上的温度梯度最大，内轴上的温度梯度最小。

关键词：高速激光熔覆计算流体动力学轴类零件多道扫描熔池演化重力影响

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基于改进YOLOv5s的拉挤板缺陷检测

复合材料科学与工程 2024年

作者：徐东亮赖九衡杨会兰武汉理工大学机电工程学院

为了解决传统拉挤板缺陷检测方法中存在检测精确度低、检测速度慢等问题，创建了玻璃纤维拉挤板缺陷数据集，提出了一种基于改进YOLOv5s的拉挤板缺陷检测模型。主要改进为：在特征提取网络部分，添加EvcBlock模块增强小目标特征提取能... 详细信息

为了解决传统拉挤板缺陷检测方法中存在检测精确度低、检测速度慢等问题，创建了玻璃纤维拉挤板缺陷数据集，提出了一种基于改进YOLOv5s的拉挤板缺陷检测模型。主要改进为：在特征提取网络部分，添加EvcBlock模块增强小目标特征提取能力，添加CBAM注意力机制提高重要特征的关注度；使用C3-Faster模块优化C3模块实现了模型轻量化；在检测端引入具有形状损失的新型损失函数ShapeIoU，优化了预测框和真实框的拟合效果，提高了缺陷检测精确度。实验结果表明：改进后的YOLOv5s模型对比原YOLOv5s模型，mAP@0.5提升了3.6%，达到了88.7%，参数量降低了2.1%。改进模型检测速度为121.95帧/秒，综合性能优于YOLOv8s等5种模型，能够满足拉挤板缺陷检测的需求。

关键词：拉挤板 YOLOv5s 缺陷检测 EvcBlock C3-faster ShapeIoU

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一种三扰流片机构的侧向力调节特性

航空动力学报 2024年第10期 452-461页

作者：张汝衡杨军姚保江杨石林张兵峰西安航天动力技术研究所航天动力技术研究院

针对扰流片机构3个扰流片圆周对称的布局特点、径向旋转的作动方式，本文提出一种仅以三扰流片旋转角为变量的侧向力计算方案。数值计算和试验结果表明：该扰流片机构进行推力矢量调节时，喷管扩张段壁面几乎不产生侧向力，侧向力主要由... 详细信息

针对扰流片机构3个扰流片圆周对称的布局特点、径向旋转的作动方式，本文提出一种仅以三扰流片旋转角为变量的侧向力计算方案。数值计算和试验结果表明：该扰流片机构进行推力矢量调节时，喷管扩张段壁面几乎不产生侧向力，侧向力主要由3个扰流片配合差动产生。俯仰侧力与2号扰流片和1、3号扰流片旋转角平均值之差呈正相关；偏航侧力与1、3号扰流片旋转角之差呈正相关。在进行起始角度为52°，终止角度为23°的小角度调节时，三扰流片间气动力干扰很小，在3%以内，推力损失与扰流片旋转角近似呈线性关系。侧向力计算结果与试验结果偏差在6%以内，验证了该方法的正确性，所提出的计算式具有封闭可解性，能够根据推力损失和俯偏方向的期望侧向力反向求解出目标旋转角，进而提供一种三扰流片机构姿态调节的方法。

关键词：推力矢量控制扰流片侧向控制力气动特性姿态调节