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预应力混凝土无梁屋盖的温度应力分析

湖南大学学报（自然科学版） 2013年第6期40卷 7-13页

作者：唐昌辉李益州窦思昆湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 机械工业第六研究设计院有限公司河南郑州450007

预应力混凝土无梁屋盖在日照和季节温差作用下容易出现开裂现象,为了研究其裂缝成因,针对屋盖所处的工作环境,应用ABAQUS软件,建立了日照和季节温差作用下预应力混凝土无梁屋盖的有限元分析模型,计算得到其应力分布云图.计算表明:这类... 详细信息

预应力混凝土无梁屋盖在日照和季节温差作用下容易出现开裂现象,为了研究其裂缝成因,针对屋盖所处的工作环境,应用ABAQUS软件,建立了日照和季节温差作用下预应力混凝土无梁屋盖的有限元分析模型,计算得到其应力分布云图.计算表明:这类预应力混凝土无梁屋盖在日照作用下,裂缝主要出现在托板附近,方向平行于托板边缘,托板顶角处的裂缝方向与对应的托板对角线垂直;而在季节温差作用下,裂缝主要出现在后浇带附近,方向平行于托板边缘,且存在贯穿裂缝的可能.

关键词：预应力混凝土无梁屋盖温度场应力分析 ABAQUS

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基于比率型分子探针的活性硫、氧、碳、物种分析

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基于比率型分子探针的活性硫、氧、碳、物种分析

作者：窦昆曲阜师范大学

学位级别：硕士

活性硫(RSS),活性氧(ROS)及活性碳(RCS)等生命小分子在细胞增殖、细胞保护、机体氧化还原平衡调解、生命体生长发育及信号传导等一系列生理和病理过程中扮演着重要角色。然而,很多疾病如氧化性损伤,神经退行性病变等都与这些小分子的含... 详细信息

活性硫(RSS),活性氧(ROS)及活性碳(RCS)等生命小分子在细胞增殖、细胞保护、机体氧化还原平衡调解、生命体生长发育及信号传导等一系列生理和病理过程中扮演着重要角色。然而,很多疾病如氧化性损伤,神经退行性病变等都与这些小分子的含量密切相关。作为代表性的活性硫物种(RSS),二氧化硫(SO)在机体抗氧化、信号传导及细胞保护中发挥潜在作用。同时,二氧化硫(SO)还以抗氧化代谢产物的形式出现在生命体中。次氯酸(HClO)为重要的活性氧物种,在免疫系统防御及抗菌等方面起着至关重要的作用。过量的次氯酸会消耗体内抗氧化物质,破坏原有氧化还原平衡,造成细胞膜蛋白损伤、线粒体通透和细胞凋亡。作为一种活性碳物种(RCS),甲醛在人们记忆存储等方面起着重要作用。然而,甲醛还作为一种有害气体和致癌物质危害着人类健康。研究表明,长期暴露在高浓度甲醛的环境中会阻碍机体生长和生殖发育。此外,细胞内过量的甲醛还会改变蛋白功能结构导致细胞功能性障碍。更为严重的是,当甲醛与细胞内活性氧自由基结合后会加剧细胞的氧化损伤。近年来,人们已广泛讨论了活性小分子的部分生理功能和致病机理,但是有关这些小分子生物功能方面的研究仍有很大的探索空间。因此,开发在细胞/活体水平对待测物实时可视化检测的方法显得尤为重要。与传统检测技术比较,荧光成像技术具有非损伤、高分辨、实时可视化检测及生物体内部成像等优点。近年来,以近红外波长为激发的双光子荧光探针具有对机体组织更深的穿透深度、光毒性小及低背景干扰等优点而广泛应用于小分子检测。此外,高量子产率的比率型荧光探针能够消除背景干扰,因而被广泛应用于生物分子检测。到目前为止,许多用于细胞及活体内二氧化硫或次氯酸检测的荧光探针已被广泛开发,但是依然缺乏二氧化硫及次氯酸连续双响应的分子探针。近年来,对甲醛分子响应的探针迅速发展,但仅限于检测识别阶段。针对这些小分子,我们设计合成了三种荧光探针,从而实现了对二氧化硫、次氯酸及甲醛分子的检测和相关病理学模型的探究。以下为具体内容:1)设计合成了对二氧化硫和次氯酸双响应的比率型荧光探针2-(4-(1-甲基-菲[9,10-d]咪唑-2-基)-亚苄基)丙二腈(MPIBA)。该探针以活化的碳碳双键为反应位点。双键分别与二氧化硫和次氯酸发生亲核加成及氧化反应使探针结构发生变化,从而导致探针荧光波长位移。探针对二氧化硫响应60 s内完成,检测限为3.5 nM;探针对次氯酸响应在数秒内完成,检测限为12.5 nM。探针成功用于细胞内源性二氧化硫和次氯酸的检测,同时还在斑马鱼体内实现了内源性二氧化硫及次氯酸含量的动态监控。激光共聚焦实验和流式细胞实验证明二氧化硫在次氯酸诱导的氧化应激过程中起着氧化与抗氧化作用。2)设计合成了高量子产率比率型荧光探针1-(4-(1H-菲并[9,10-d]咪唑-1-基)苯基)丁-3-烯-1-胺(PIPBA)来检测生物体中的甲醛。探针具有高的量子产率(Φ=0.62)且对甲醛表现出高选择性。探针与甲醛发生特异性反应后,探针发射波长有80 nm红移且荧光比率强度有超过90倍升高。该探针成功用于细胞、组织及活体内源性甲醛的定量检测。借助该探针,我们证明了体内甲醛与活性氧自由基相互作用可产生更多氧化性物种,从而进一步加剧对生物体氧化性损伤。研究还表明,间接的氧化性损伤可以通过添加内源性或外源性抗氧化剂来缓解。3)设计合成了线粒体靶向双光子比率型荧光探针(4-((6-(2,2-二氰基乙烯基)萘-2-基)氧基)丁基)三苯基鏻(DNB)并用来检测细胞和活体内二氧化硫及次氯酸。探针具有大的双光子吸收截面、高灵敏(对SO检测限为8.0 nM,对HClO为15.2 nM)及快速响应(SO<40 s,HCl O<20 s)等优点。探针成功地用来定量检测外界刺激下细胞内源性产生的SO/HClO。此外,斑马鱼成像实验能够监控机体突发氧化应激和抗氧化修复过程中SO/HClO间含量变化,且二氧化硫也会作为Cys抵抗氧化剂的代谢物出现在线粒体中。

关键词：双响应氧化应激荧光探针活体成像

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缺陷对球铰受力影响与转体桥抗风性能研究

缺陷对球铰受力影响与转体桥抗风性能研究

作者：窦国昆烟台大学

学位级别：硕士

转体施工在跨越既有交通线时,以其施工简便、不中断交通的优势得到越来越多施工者的青睐,继续完善转体施工的工艺,分析转体施工过程中转体系统的受力情况,对转体系统的抗风稳定性展开研究成为很多科研人员的研究重点,本文结合太和特大... 详细信息

转体施工在跨越既有交通线时,以其施工简便、不中断交通的优势得到越来越多施工者的青睐,继续完善转体施工的工艺,分析转体施工过程中转体系统的受力情况,对转体系统的抗风稳定性展开研究成为很多科研人员的研究重点,本文结合太和特大桥跨漯阜铁路(60+100+60)m连续梁转体施工,对转体系统的精度控制、缺陷对球铰受力性能的影响以及转体桥的抗风性能展开如下研究:(1)转体系统的精度控制主要包括施工安装精度控制和球铰的加工制造精度控制,在转体系统安装精度满足规范和施工要求的情况下,通过MIDAS FEA软件建立下球铰钢板局部凹陷1/4、1/2、3/4和无缺陷四种工况下的有限元模型,对比分析在平衡荷载作用下和偏心荷载(偏心距100mm)作用下,转体系统的受力和变形情况:在平衡荷载作用下,在下球铰钢板局部凹陷1/2及以上时,上球铰钢板与混凝土接触位置,混凝土主拉应力大于C50混凝土要求的0.7f=0.7×3.1=2.17MPa,不满足规范的要求;在偏心荷载作用下,四种工况上球铰钢板与混凝土接触位置,均出现部分混凝土的主拉应力大于2.17MPa的现象。在平衡受力状态和偏心荷载受力状态下,四种工况球铰钢板应力均较小,能够满足球铰受力的要求。转体系统的变形最大为1.02mm,考虑撑脚与滑道之间的间距不宜小于10mm,且不宜超过20mm是合理的。(2)对转体施工桥梁在转体完成后,梁体标高的调整进行研究,分析得出在下球铰安装存在一定角度倾斜误差的情况下,标高调整会受到钢销轴的竖向转动限位作用的影响,设计提出了球铰钢护筒改进—钢销轴限位解除构造措施,通过解除钢销轴的限位作用,结合千斤顶顶升上承台,可以调整梁体的标高满足设计和施工的要求。(3)通过对转体桥转动前(考虑球铰的静摩擦系数)和转动过程中(考虑球铰的动摩擦系数)横桥向和纵桥向的抗风稳定性进行研究,考虑到球铰的摩擦系数在转体系统施工完成后无法调整,提出避免在风力较大(6及风以上)的天气下,进行转体桥转动施工,保证桥梁抗倾覆安全性。

关键词：连续梁桥转体系统球铰缺陷线型调整抗风性能

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预应力砼屋盖的温度应力分析

预应力砼屋盖的温度应力分析

作者：窦思昆湖南大学

学位级别：硕士

在实际工程中屋盖长期暴露在外界环境中，受外界温度变化的影响而产生一定的温度应力，屋盖由于温度应力而产生的裂缝已经成为工程中的“质量通病”。预应力技术在裂缝的控制方面有着很好的表现，随着预应力技术的发展，特别是部分预应... 详细信息

在实际工程中屋盖长期暴露在外界环境中，受外界温度变化的影响而产生一定的温度应力，屋盖由于温度应力而产生的裂缝已经成为工程中的“质量通病”。预应力技术在裂缝的控制方面有着很好的表现，随着预应力技术的发展，特别是部分预应力的广泛应用，越来越多的屋盖采用了预应力混凝土，但由于温度场的存在，这类屋盖的裂缝控制仍是人们迫切希望解决的问题之一。因此，对预应力屋盖的温度场分析，确定其应力分布特性及影响裂缝控制因素的研究对工程设计和施工具有理论和现实意义。本文在已有温度场研究的基础上，对温度场进行了分析，推导了平面温度场的导热微分方程及第三类边界条件下温度场的求解方法。同时，应用ABAQUS有限元软件对一工程实例的温度场进行了分析，验证了该软件在温度场分析上的可行性，确定了计算温度场时所选用的适当参数。为了更好的对屋盖在不同温度荷载下的应力分布进行分析，本文不仅介绍了温度应力有限元算法，还介绍了利用等代框架法计算在季节温度荷载作用下的温度收缩应力。应用ABAQUS有限元软件对预应力混凝土屋盖在不同工况下的应力分布进行了分析，探讨了施加预应力对屋盖应力分布的影响，同时还讨论了不同预应力筋的布置形式、施加预应力的大小、托板尺寸和非预应力筋直径的变化对不同温度荷载下的预应力混凝土屋盖的应力分布的影响。本文结合某工程实例，对预应力混凝土屋盖在不同温度荷载作用下的应力分布进行了应力分析，验证了温度场对屋盖裂缝控制的重要性。

关键词：预应力混凝土楼盖温度场温度应力应力分布 ABAQUS软件

直线电机动子位置检测中散斑图像优选与模糊复原方法研究

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直线电机动子位置检测中散斑图像优选与模糊复原方法研究

作者：窦少昆安徽大学

学位级别：硕士

随着我国先进制造产业的进步,数控机床得到大规模的应用,尤其是当用于高速切削场合和精密制造场合,这样对高速数控机床的要求越来越高,既要有精确的定位精度,也要有强大的驱动力和快速的进给系统。对于数控机床体系,进给装置主要由电机... 详细信息

随着我国先进制造产业的进步,数控机床得到大规模的应用,尤其是当用于高速切削场合和精密制造场合,这样对高速数控机床的要求越来越高,既要有精确的定位精度,也要有强大的驱动力和快速的进给系统。对于数控机床体系,进给装置主要由电机来实现驱动,这样电机的地位就显得尤为重要,其性能的优劣将会影响整个数控机床体系。永磁同步直线电机 PMSLM(permanent magnet synchronous linear motor,PMSLM)是一种具有行程长度不受限制、效率高、无接触、微小噪音等优点的“零传动”方式装置。在超精密数控机床加工体系中,直线伺服系统的控制精度决定了制造精度,而位置测量的精度和稳定性直接影响了系统的控制精度。所以,对伺服系统中动子位置的高精度、高稳定性检测手段的研究显得至关重要。针对各种位置传感器的不足之处,把图像测量方法用于电机动子检测,采用一种基于改进峰值信噪比PSNR(Peak Signal-to-noise Ratio,PSNR)优选数字散斑图像的方法,并针对采集到的数字散斑图像存在运动模糊的情况提出了一种精确辨识运动模糊参数的算法以复原退化图像,结合基于卡尔曼滤波(Kalman filtering)和移动最小二乘三次曲面拟合融合的亚像素测量算法,实现直线电机动子位置测量的高精度、高稳定性的目的。具体的工作如下:1、针对各种位置传感器的不足之处,把图像测量方法用于电机动子检测,对图像测量方法的应用背景以及工作原理进行了分析,以及如何利用图像方法来实现动子位置的测量,由此引出本课题的研究背景和主要内容。2、介绍了基于卡尔曼滤波和移动最小二乘三次曲而拟合融合的亚像素测量算法,以实现图像的高精度和稳定性测量;着眼于目标源图像的选取问题,探究可以用于散斑图像优选的方法;针对采集到的图像存在运动模糊的问题,提出一种高精度、高效率的模糊参数辨识以及模糊图像复原的方法;结合实物实验平台来对理论方法进行实验验证。3、研究了一种基于卡尔曼滤波和移动最小二乘三次曲面拟合融合的图像亚像素测量算法,实现图像的高精度和稳定性测量。针对传统的相位相关算法和些曲面拟合算法所存在的缺点,引入Kalman filtering技术,将其移动最小二乘曲面拟合结合,再结合拟合权重因子,在拟合求取亚像素位移的过程中进行滤波,减少滤波预处理,使效率大大增加。最后以经典“House”图像进行仿真验证,可以得出该亚像素测量算法能够满足高精确度和强稳定性要求。4、介绍了影响数字散斑图像生成的因素,根据实际的边缘检测精度要求和测试平台的限制条件,提出了一种基于改进PSNR的无参考图像评价指标实现对散斑图像的优选,并给出了合理的散斑图像构造参数的区间。并通过对比实验验证了在该区间构造的散斑图像的PSNR值高,鲁棒性强。5、针对在实际拍摄过程中捕获到的散斑图像会存在模糊的问题,分析了Radon算法的局限性,提出了一种高精度、高准确率的模糊参数辨识算法。首先对退化图像进行SVD重构,减少噪声对运动参数辨识精度的干扰,再利用主成分分析法和倒谱三维图的负峰值的两个最小值点坐标对模糊参数进行准确计算,利用求取的模糊参数复原退化图像。最后通过仿真实验来验证理论结果的正确性。

关键词：永磁同步直线电机位置检测数字散斑图像亚像素算法模糊参数辨识图像复原

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两足机器人单腿解耦控制方法研究

两足机器人单腿解耦控制方法研究

作者：窦昆鸿东南大学

学位级别：硕士

两足机器人是一种复杂的机电系统,通常机构设计较为复杂,因此在伺服控制过程中存在运动和动力耦合,且耦合影响着伺服控制的精度。本文以23自由度两足机器人腿为对象,主要针对机器人单腿自由度多,结构紧凑造成的运动耦合问题,研究耦合机... 详细信息

两足机器人是一种复杂的机电系统,通常机构设计较为复杂,因此在伺服控制过程中存在运动和动力耦合,且耦合影响着伺服控制的精度。本文以23自由度两足机器人腿为对象,主要针对机器人单腿自由度多,结构紧凑造成的运动耦合问题,研究耦合机理及解耦控制方法,以提升摆腿控制精度。主要研究内容如下:首先,简要分析机器人样机模型,包括步行机理:两点式步行理论、机械结构、控制系统及传感系统四个方面,采用改进D-H法对机器人腿进行运动学建模,并设计重力补偿算法线性化模型。其次,分析髋关节俯仰和横滚传动链,阐述运动学耦合和动力学耦合产生原因,并针对性设计控制策略。设计了基于非线性扩张状态观测器(Nonlinear Extended State Observer,NESO)的自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Controller,ADRC)以实现髋俯仰及横滚的解耦控制,通过数值仿真以及样机实验确定了控制器的各项参数及耦合补偿系数。结果表明ADRC在位置控制时解耦效果明显优于PID控制器,关节联动实验中可限制误差带范围在±0.5°内。然后,针对弹簧-套索传动的机器人柔性踝关节,分析位置控制时的难点并确定控制目标。基于奇异摄动理论降阶系统维度,并根据末端角度误差分别设计快、慢变控制器进行切换控制。慢变控制器采用基于比例切换的滑模控制器,使末端快速稳定地到达期望位置;快变控制器采用状态反馈控制器,使得弹簧形变量迅速收敛至零。通过Simulink仿真和样机实验将切换控制与PID控制和滑模控制进行对比,结果表明,虽然三种控制器均满足快速性的要求,但只有切换控制可以保证多步位置控制时末端的稳定性,达到完整的控制目标要求。最后,基于两点式步行理论设计规划机器人步态,并以摆动腿为例,验证本课题设计各关节控制器在摆腿过程中的良好位置控制效果。多关节联动实验结果表明,本课题提出的控制器在动态特性以及稳定性方面相较PID控制有提升。

关键词：两足机器人自抗扰解耦控制奇异摄动理论步态规划

主链为咔唑-吖啶给体/侧基为三联吡啶受体的热诱导延迟荧光共轭聚合物合成及发光性质

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高分子学报 2023年第2期54卷 217-224页

作者：邓浩姚兵窦昆昆宋彦尧秦川江战宏梅程延祥中国科学院长春应用化学研究所、高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院合肥230026

成膜性能优异的聚合物发光材料适宜于可溶液加工大尺寸显示及照明器件制作,赋予其热诱导延迟荧光(TADF)特征能够有效改善器件发光性能.本工作以苯环对位桥连三联吡啶的吖啶衍生物(ABTPy)为TADF单体、咔唑(Cz)衍生物为共聚单体,利用交叉... 详细信息

成膜性能优异的聚合物发光材料适宜于可溶液加工大尺寸显示及照明器件制作,赋予其热诱导延迟荧光(TADF)特征能够有效改善器件发光性能.本工作以苯环对位桥连三联吡啶的吖啶衍生物(ABTPy)为TADF单体、咔唑(Cz)衍生物为共聚单体,利用交叉偶联反应,控制TADF单体摩尔投料比为1%、5%、10%和50%,合成了4个主链为咔唑-吖啶给体/侧基为三联吡啶受体的共轭聚合物PCzABTPy1~PCzABTPy 50.低含量TADF单元聚合物溶液的光致发光光谱显示了低聚咔唑片段和TADF单元的双峰发射,发光峰位是420和488 nm,聚合物薄膜仅出现单峰发射,发光峰由470 nm红移至508 nm.聚合物瞬态荧光衰减光谱均包含纳秒级瞬时荧光(12~15 ns)和微秒级延迟荧光(1.3~4.8μs),证实聚合物具有TADF特性.以聚合物为发光层的非掺杂溶液加工电致发光器件实现了蓝光发射,发光波长位于452~484 nm.其中,PCzABTPy10发光器件展示了最优的发光性能,最大外量子效率(EQE)为9.4%,启亮电压为3.0 eV.在亮度1000 cd/m2时,器件EQE仍保持在7.6%.

关键词：热诱导延迟荧光共轭聚合物三联吡啶蓝光电致发光

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S参数在测试中的误差修正

压电与声光 1993年第2期15卷 54-56页

作者：黄家安陈希窦银崑四川压电与声光技术研究所重庆630060

从传输线基本理论出发,建立了两端口器件S参数的误差模型.以此误差模型为基础,利用OΩ、Os、50Ω三个校准件,对测量系统进行校准,通过求解校准方程,得出修正系数.即可获得精确的S参数.

关键词：两端口器件 S参数误差模型

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直线电机动子位置测量的非周期栅栏图像优选

仪器仪表学报 2017年第2期38卷 343-350页

作者：窦少昆赵静赵吉文宋俊材王辉安徽大学电气工程与自动化学院合肥230601

图像位置测量方法在双次级永磁直线电机动子位置测量中应用时,目标源图像的选取对其测量的精度和抗干扰性至关重要。采用栅栏图像作为原始拍摄面,根据其宽度标准差和灰度梯度和来构造不同的非周期栅栏图像用于实验。利用四叉树分解方法... 详细信息

图像位置测量方法在双次级永磁直线电机动子位置测量中应用时,目标源图像的选取对其测量的精度和抗干扰性至关重要。采用栅栏图像作为原始拍摄面,根据其宽度标准差和灰度梯度和来构造不同的非周期栅栏图像用于实验。利用四叉树分解方法把采集到的非周期栅栏图像分割成各个块图像,根据块图像的边缘纹理与其邻域像素存在的约束条件来区分并消除边缘纹理对噪声测量的干扰,准确得出块图像中的噪声污染程度;再对各块图像进行加权平均后得到整幅图像的噪声水平。最后,利用峰值信噪比来评价图像的质量,并通过相位相关算法来验证其抗干扰性,从而筛选出强鲁棒性的非周期栅栏图像。结果表明,在栅栏图像宽度标准差为[8.1,8.3]、灰度梯度和为[18 000,22 000]之间取值构造的灰度非周期栅栏图像的峰值信噪比值较优、相似性峰值高、图像的抗干扰性强,能够实现直线电机动子位置的高精度测量。

关键词：图像测量非周期栅栏图像四叉树分解边缘纹理峰值信噪比