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仿枪虾虾螯纵向混合负泊松比结构设计与耐撞性研究

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重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第1期38卷 77-86页

作者：杨欣王瑞祥许述财秦豪毅宋家锋河北农业大学机电工程学院和长城汽车学院河北保定071001 清华大学苏州汽车研究院(相城) 江苏苏州215134 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022 运输车辆检测、诊断与维修技术交通行业重点实验室济南250357

为提高汽车安全防护结构耐撞性,以枪虾虾螯(大螯)作为仿生原型,通过生物实验提取虾螯微观结构,设计了24种仿生混合负泊松比吸能结构。以质量比吸能(SEA)、结构平均压溃效率(CFE)、初始峰值载荷(IPF)作为评价结构耐撞性的主要指标,借助... 详细信息

为提高汽车安全防护结构耐撞性,以枪虾虾螯(大螯)作为仿生原型,通过生物实验提取虾螯微观结构,设计了24种仿生混合负泊松比吸能结构。以质量比吸能(SEA)、结构平均压溃效率(CFE)、初始峰值载荷(IPF)作为评价结构耐撞性的主要指标,借助经过验证的有限元模型对设计结构仿真模拟,经过结果数据分析确定影响结构耐撞性指标的关键参数a(胞元内凹深度),结合实际工况利用加权组合综合评价方法选出最优耐撞性结构。结果显示,当a=6.80 mm时的BCDA型混合结构耐撞性能最优,优化后SEA=3.21 kJ/kg,IPF=8.58 kN,CFE=31.29%。与单一胞元结构相比,优化后混合模型IPF最高降低35.24%,SEA最高提升35.72%,CFE有所下降,最多降低47.20%。

关键词：工程仿生学纵向混合负泊松比结构耐撞性

State estimation and finite-frequency fault detection for interconnected switched cyber-physical systems

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Science China(Information Sciences) 2023年第9期66卷 194-212页

作者： Shenghui GUO Mingzhu TANG Darong HUANG jiafeng song School of Electronic and Information Engineering Suzhou University of Science and Technology School of Artificial Intelligence Anhui University Tsinghua University Suzhou Automobile Research Institute

For switched cyber-physical systems with disturbances and actuator faults, we address fault detection and isolation problems. First, the preconditions relative to subsystems are discussed in detail,and the original subsystems are turned into an overall system. Second, the frequency ranges of faults are considered to belong to the finite-frequency domain, and the observer, which makes the residual robust against disturbances and sensitive to faults, is designed by combining the finite-frequency H-technique with the mixed L2-L∞/H∞technique. Third, design conditions, which guarantee that the error system is stable and satisfies the mixed performance, are derived using the average dwell time method and Lyapunov functionals. Finally, a traffic density dynamic model is proposed to demonstrate the validity and effectiveness of the proposed method.

关键词： switched system fault detection and isolation mixed ${L_2-L_\infty}/{H_\infty}$ $H_-$ technique

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参数化人体有限元模型的体表样本选取方法

重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第7期38卷 86-92页

作者：吕华溢许述财宋家锋王波张金换赵翔清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室北京100084 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022 中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083

为了准确选取到参数化方法建立的中国女性人体有限元模型的体表样本,设计了一种用于人体体表建模的样本选取方法。通过采用样本估计总体的方法确定体表样本的选取数量;采用计算正态分布区间估计参数和按照数据分布比例方法生成体表样本... 详细信息

为了准确选取到参数化方法建立的中国女性人体有限元模型的体表样本,设计了一种用于人体体表建模的样本选取方法。通过采用样本估计总体的方法确定体表样本的选取数量;采用计算正态分布区间估计参数和按照数据分布比例方法生成体表样本的身高、BMI和年龄3个统计特征参数;利用拉丁超立方抽样方法按照体表样本统计特征的参数分布生成各样本的选取参数;通过Pearson相关系数检验各特征参数向量间的相关性。基于所设计的体表样本参数生成方法,在置信度为95%、误差不大于10%的条件下,所生成的97例女性体表样本各特征参数所构成向量之间无显著相关性,各特征参数分布与中国女性人体的总体分布相一致。所设计的体表样本选取方法可有效选取到代表中国女性人体特征的体表样本。

关键词：样本选取方法拉丁超立方抽样中国人体特征参数化建模

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汽车碰撞驾驶员下肢行为响应及损伤分析

重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第4期38卷 64-71页

作者：秦豪毅杨欣马帅宋家锋王瑞祥许述财河北农业大学机电工程学院河北保定071001 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084 清华大学苏州汽车研究院(相城) 江苏苏州215134 河北省智慧农业装备技术创新中心河北保定071001 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022 运输车辆检测、诊断与维修技术交通行业重点实验室济南250357

当前汽车碰撞试验中所用假人为标准姿态,忽略了驾驶员本能应急行为对自身损伤的影响。基于此问题,通过搭建沉浸式驾驶模拟器获取碰撞环境下驾驶员下肢姿态的变化特征并利用有限元方法对碰撞场景进行模拟仿真,最终通过数据分析对比驾驶... 详细信息

当前汽车碰撞试验中所用假人为标准姿态,忽略了驾驶员本能应急行为对自身损伤的影响。基于此问题,通过搭建沉浸式驾驶模拟器获取碰撞环境下驾驶员下肢姿态的变化特征并利用有限元方法对碰撞场景进行模拟仿真,最终通过数据分析对比驾驶员应急行为下人体各部位损伤情况。研究结果表明:当脚部位于油门踏板上时驾驶员头部以及大腿损伤较为严重,脚部踩压制动踏板时,胸部压缩量相较于其他姿态峰值增大了22.3%,脚部位于制动踏板上时颈部伸张力矩峰值最大,粘性指数峰值减小了25%。驾驶员下肢行为变化时其身体运动姿态、各部位的损伤程度有明显差异且与标准姿态相比各部位损伤情况也有显著不同。研究结果能够为针对中国驾乘人员的车辆安全防护设计提供新思路,同时对国内碰撞法规的完善具有很好的参考价值。

关键词：汽车碰撞驾驶模拟器中国体征假人人体损伤下肢行为响应

A genome-wide association study of early-maturation traits in upland cotton based on the CottonSNP8oK array

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Journal of Integrative Plant Biology 2018年第10期60卷 970-985页

作者： Chengqi Li YuanyuanWang Nijiang Ai Yue Li jiafeng song Collaborative Innovation Center of Modern Biological Breeding Henan Province/Cotton Research InstituteHenan Institute of Science andTechnologyXinxiang 453003China Shihezi Agricultural Science Research Institute Shihezi 832000China

Genome-wide association studies （GWASs） efficiently identify genetic loci controlling traits at a relatively high resolution. In this study, variations in major early-maturation traits, including seedling period （SP）, bud period （BP）, flower and boll period （FBP）, and growth period （GP）, of 169 upland cotton accessions were investigated, and a GWAS of early maturation was performed based on a CottonSNPSoK array. A total of 49,650 high-quality single-nucleotide polymorphisms （SNPs） were screened, and 29 significant SNPs located on chromosomes A6, A7, A8, D% D2, and D9, were repeatedly identified as associated with early-maturation traits, in at least two environments or two algorithms. Of these 29 significant SNPs, I, 12, 11, and 5 were related to SP, BP, FBP, and GP, respectively. Six peak SNPs, TM47967,TM13732, TM2o937, TM28428, TM5o283, and TM72552, exhibited phenotypic contributions of approximately lo%, which could allow them to be used for marker-assisted selection. One of these, TM72552, as well as four other SNPs, TM72554, TM72555, TM72558, and TM72559, corresponded to the quantitative trait loci previously reported. In total, 274 candidate genes were identified from the genome sequences of upland cotton and were categorized based on their functional annotations. Finally, our studies identified Gh_DoIGo34o and Gh_DoIGo34~ as potential candidate genes for improving cotton early maturity.

关键词： A genome-wide association study of early-maturation traits in upland cotton based on the CottonSNP8oK array

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碰撞测试假人在儿童生活领域的应用

北京服装学院学报（自然科学版） 2024年第3期44卷 96-102页

作者：刘迎春蒋皓静朱加文杨玉斋许述财马帅李少鹏宋家锋国家市场监督管理总局缺陷产品召回技术中心北京100101 清华大学苏州汽车研究院江苏苏州215000 清华大学北京100084

针对市面上广泛存在的儿童生活领域消费品安全稳定性问题,将目前成熟的人体假人技术应用于安全稳定性分析,借助L S-Dyna与HyperMesh有限元软件,选择碰撞测试P系列假人,搭建假人与消费品的虚拟场景,进行过程模拟与稳定性分析。从仿真动... 详细信息

针对市面上广泛存在的儿童生活领域消费品安全稳定性问题,将目前成熟的人体假人技术应用于安全稳定性分析,借助L S-Dyna与HyperMesh有限元软件,选择碰撞测试P系列假人,搭建假人与消费品的虚拟场景,进行过程模拟与稳定性分析。从仿真动画与数据可知,仿真结果与试验数据保持一致,证明碰撞测试假人应用于消费品稳定性分析的可信性。此外,对儿童攀爬柜类家具的物理模型进行公式推导与静力平衡分析,得出重心与倾覆力矩,对比仿真分析,验证了碰撞测试假人应用于消费品安全稳定性分析的可信性。

关键词：碰撞测试假人计算机仿真消费品模型静力学平衡安全稳定性

生物轻质高强结构及其在吸能结构中的仿生应用

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机械工程学报 2023年第4期59卷 80-95页

作者：周剑飞郭子琦许述财宋家锋邹猛吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130025 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

在长期进化过程中,自然界中的多种动物、植物形成了独特的轻质、高强结构,以此来抵抗外界的复杂冲击载荷,保护自身完整,满足生存需要。生物轻质高强结构的优越性,启发了科研和工程人员采用结构仿生学的方法来对管状和板状两大类吸能结... 详细信息

在长期进化过程中,自然界中的多种动物、植物形成了独特的轻质、高强结构,以此来抵抗外界的复杂冲击载荷,保护自身完整,满足生存需要。生物轻质高强结构的优越性,启发了科研和工程人员采用结构仿生学的方法来对管状和板状两大类吸能结构进行设计优化和改进。对竹子、茎秆/树干、羽轴、骨骼四类管状生物结构和甲虫鞘翅、贝壳、柚子皮、龟壳四类板状生物结构进行综述,阐述了分层、多孔、螺旋、中空等多种结构与轻质高强特性之间的关系。在此基础上,对比和分析了相应的结构元素在单胞管、多胞管、嵌套管、波纹管等管状吸能结构和蜂窝夹芯板、复合材料板、混合结构板等板状吸能机构中起到的作用。进一步对当前仿生吸能领域存在的结构复杂、质量大、缺乏普适性的机理和过渡“桥梁”等问题做出了分析;最后对仿生吸能技术的形式简单化、结构轻量化、理论通用化、“形神兼备”化发展趋势做出展望。

关键词：生物结构轻质高强吸能结构仿生

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催化裂化装置烟机机组故障分析及对策

化工设备与管道 2006年第3期43卷 49-51页

作者：宋家峰中国石油天然气股份有限公司玉门油田分公司炼化总厂玉门市735200

对玉炼重油催化烟机机组的常见故障进行了简要分析,并对今后提高机组的运行水平提出了一些建议。

关键词：催化裂化烟机措施

车辆碰撞中驾驶员手部主动响应对人体损伤的特性

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汽车安全与节能学报 2023年第5期14卷 544-554页

作者：杨欣秦豪毅马帅宋家锋朱勇王瑞祥许述财河北农业大学机电工程学院保定071001 汽车安全与节能国家重点实验室清华大学北京100084 清华大学苏州汽车研究院(相城) 苏州215134 河北省智慧农业装备技术创新中心保定071001 工程仿生教育部重点实验室吉林大学长春130022 运输车辆检测、诊断与维修技术交通行业重点实验室济南250357

研究了车辆碰撞环境下驾驶员手部在方向盘上的主动响应及对人体损伤的影响,以便对于人体损伤标准完善及车辆安全防护设计,提供参考数据。将假人手部结构重建,使手部具备抓握能力。利用关节约束力矩模拟抓握力,设置手部具有抓握力及抓握... 详细信息

研究了车辆碰撞环境下驾驶员手部在方向盘上的主动响应及对人体损伤的影响,以便对于人体损伤标准完善及车辆安全防护设计,提供参考数据。将假人手部结构重建,使手部具备抓握能力。利用关节约束力矩模拟抓握力,设置手部具有抓握力及抓握方向盘不同位置的仿真模型,计算获得假人各部位损伤数值,与标准假人损伤对比。结果显示:抓握状态下,头部伤害指标(HIC)峰值增加37.5%,颈部伸张力矩最大值减少22.3%,胸部压缩量最大值减少3%,大腿压缩力峰值减少36.5%。将方向盘划分为表盘的位置方位,手部位置在11点和4点方位时,头部HIC峰值最大;手部位置在8点和4点方位时,胸部压缩量和大腿压缩力峰值最大。碰撞中驾驶员手部主动响应对人体损伤影响较大。

关键词：汽车碰撞中国体征假人手部主动响应人体损伤头部伤害指标(HIC) 胸部压缩量大腿压缩力