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激光选区熔化生物医用Ti-6Al-4V合金的弯曲疲劳行为

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焊接学报 2024年第4期45卷 57-64,I0006页

作者：王群屈蕴韬张幖张玉鲜李锐李宁颜家振四川大学机械工程学院成都610065 成都科宁达材料有限公司成都610100

分析了SLM Ti-6Al-4V合金的弯曲疲劳行为及相应的微观组织和断口形貌,设置与SLM试样化学成分相同的轧制态Ti-6Al-4V合金进行对比研究.采用X射线衍射(XRD)、结合电子背散射衍射(EBSD)的扫描电子显微镜(SEM)对合金的微观组织进行分析.结... 详细信息

分析了SLM Ti-6Al-4V合金的弯曲疲劳行为及相应的微观组织和断口形貌,设置与SLM试样化学成分相同的轧制态Ti-6Al-4V合金进行对比研究.采用X射线衍射(XRD)、结合电子背散射衍射(EBSD)的扫描电子显微镜(SEM)对合金的微观组织进行分析.结果表明,三点弯曲疲劳裂纹起始于准解理断裂表面附近的应力集中,随后向内扩展.SLM成形Ti-6Al-4V合金的弯曲疲劳寿命高于轧制成形Ti-6Al-4V合金,SLM Ti-6Al-4V合金内部孔洞缺陷导致表面附近应力集中,促进疲劳裂纹形核;而SLM Ti-6Al-4V合金中随机取向的α+β晶粒、二次裂纹和孔洞延缓了裂纹扩展,提高了疲劳寿命.对于轧制态Ti-6Al-4V合金,由大量近似取向α晶粒组成的宏观区引起应力集中,形成微裂纹,导致疲劳裂纹形核,而且宏观区对裂纹扩展的阻碍作用较小,不利于材料的疲劳寿命.

关键词：激光选区熔化 Ti-6Al-4V合金微观组织弯曲疲劳裂纹扩展

大气对生物气溶胶激光雷达性能影响的仿真分析

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中国激光 2024年第6期51卷 195-205页

作者：苏博家董吉辉杨荣陈春利陈涌李晓锋罗晓翩周鼎富西南技术物理研究所四川成都610041 激光雷达与器件技术四川省国防科技重点实验室四川成都610041 中国兵器工业集团有限公司激光器件技术重点实验室四川成都610041 北京理工大学光电学院北京100081

生物气溶胶极易在大气中传播并引发大范围疾病感染,利用生物荧光特异性的激光诱导荧光(LIF)雷达技术是实现生物气溶胶防区外侦测的有力手段。LIF激光雷达是一种宽光谱系统,受大气能见度和背景辐射的影响与窄光谱系统(如米散射激光雷达)... 详细信息

生物气溶胶极易在大气中传播并引发大范围疾病感染,利用生物荧光特异性的激光诱导荧光(LIF)雷达技术是实现生物气溶胶防区外侦测的有力手段。LIF激光雷达是一种宽光谱系统,受大气能见度和背景辐射的影响与窄光谱系统(如米散射激光雷达)有明显差异。为了评估LIF激光雷达在不同大气条件下的探测性能,利用Modtran5对几种典型的大气能见度和背景辐射(或工作时段)的水平路径上的宽光谱背景辐射与大气传输透过率进行了仿真,进而对不同大气条件下LIF激光雷达的探测性能进行了定量分析。仿真结果表明:在相同的大气能见度条件下,夜间的可探测距离要比白天高出2~4倍,且能见度越好,探测性能差异越大;在相同的工作时段,大气能见度良好时的可探测距离要比大气能见度较差时的高出2~5倍,且夜间探测性能差异比白天大;气溶胶生物性识别的可探测距离要比生物成分识别的可探测距离高出1~2倍,且受大气条件的影响明显。

关键词：遥感生物气溶胶荧光激光雷达背景辐射大气能见度

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基于限流电抗器电压的直流配电网单端量保护

高电压技术 2024年第6期50卷 2693-2705,I0018-I0026页

作者：李波廖凯朱禹澜何正友西南交通大学电气工程学院成都611756

直流配电网故障特性复杂,故障电流上升速度快且峰值大,快速、灵敏的故障识别与线路保护是保障直流配电网安全运行的关键技术之一。为此,针对增设限流电抗器的直流配电网,提出一种利用限流电抗器电压实现高灵敏故障识别的直流配电网单端... 详细信息

直流配电网故障特性复杂,故障电流上升速度快且峰值大,快速、灵敏的故障识别与线路保护是保障直流配电网安全运行的关键技术之一。为此,针对增设限流电抗器的直流配电网,提出一种利用限流电抗器电压实现高灵敏故障识别的直流配电网单端量保护方案。首先,通过分析含限流电抗器的直流配电网故障特性,明确区内、区外故障时限流电抗器电压的特征差异。其次,研究限流电抗器对故障特性及直流保护的影响机制,提出虚拟补偿策略以增强故障识别的灵敏性。在此基础上,根据线路电压变化率设计保护启动判据,提出基于虚拟补偿的故障识别判据和故障选极判据,并给出完整的保护方案流程。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台进行大量的仿真测试,结果表明所提保护方案能够实现对直流故障的快速准确判断,无需通信支持,且对过渡电阻、噪声及负荷波动具有较强的耐受能力。

关键词：直流配电网单端量保护限流电抗器电压故障识别虚拟补偿

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基于数字图像相关法的轮轨力测量研究

铁道科学与工程学报 2024年第6期21卷 2453-2464页

作者：钟昊王雪梅倪文波魏丞耀丁军君西南交通大学机械工程学院四川成都610031

针对应变计式轮轨力测量方法的不足,研究一种基于数字图像相关法的非接触式轮轨力测量方法。通过受力分析以及有限元计算,确定钢轨表面非接触测点区域位置。根据轨旁检测的特点设计测量系统的整体方案并分析了其测量原理,对相机进行了... 详细信息

针对应变计式轮轨力测量方法的不足,研究一种基于数字图像相关法的非接触式轮轨力测量方法。通过受力分析以及有限元计算,确定钢轨表面非接触测点区域位置。根据轨旁检测的特点设计测量系统的整体方案并分析了其测量原理,对相机进行了分析选型,以实现轮轨力作用下钢轨表面测点区域变形散斑图像的高质量采集。基于数字图像相关法对所采集的变形散斑图像进行分析,采用1阶形函数描述钢轨的变形,并使用零均值归一化差值平方和函数作为相似度的度量指标;为了提高系统的测量分辨精度,在整像素匹配算法的基础上,通过对位移初值进行迭代计算进一步得到亚像素级位移,并使用最小二乘法拟合位移场结果得到相应的应变场。在实验室设计并搭建了具有移动加载功能的轮轨力测量试验系统;通过静态标定试验准确建立了反映钢轨应变和轮轨垂向力大小数学关系的线性标定曲线,并分析讨论了相机工作距离和光照强度等因素对轮轨力测量的影响;在移动载荷作用下进行了轮轨力动态测量试验,与接触式应变计法测量结果进行比较,非接触式数字图像相关法在跨中位置的最大轮轨力测量误差不超过0.3%。动静态测量试验结果表明,数字图像相关法能够实现轮轨力的精确测量,是一种有效的非接触式轮轨力测量方法。

关键词：轮轨力数字图像相关法散斑图像亚像素匹配试验研究

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基于甜菜红素的pH指示膜性能研究

食品与发酵工业 2024年第7期50卷 190-196页

作者：余惠容张利李兴梅胥小清赵正禾陈赛艳四川农业大学食品学院四川雅安625014

以甜菜红素为指示剂,木薯淀粉、花生壳纤维素为成膜基材,采用流延法制备pH指示膜,对指示膜进行性能表征,并分析不同甜菜红色素含量对指示膜热稳定性、机械性能、光学性能、含水量、水溶性以及pH敏感性的影响。通过红外光谱及扫描电镜分... 详细信息

以甜菜红素为指示剂,木薯淀粉、花生壳纤维素为成膜基材,采用流延法制备pH指示膜,对指示膜进行性能表征,并分析不同甜菜红色素含量对指示膜热稳定性、机械性能、光学性能、含水量、水溶性以及pH敏感性的影响。通过红外光谱及扫描电镜分析发现甜菜红素与成膜基质相容性良好,各基团交联稳定。结果表明,40%(质量分数)的甜菜红素提高了指示膜的热稳定性能、紫外光阻隔性、断裂伸长率和水润胀率(33.54%至45.94%),降低了指示膜的含水率(15.33%至13.00%)和拉伸强度(7.69 MPa至2.22 MPa),熔点从105℃升至125℃。指示膜表现出良好的pH敏感性,在酸性环境下呈暗红色,中性时呈酒红色,碱性时呈黄色/紫色,色差均大于5,肉眼可视。表明甜菜红素pH指示膜具有广阔的开发前景。

关键词： pH指示膜甜菜红素花生壳纤维素木薯淀粉复合膜

负载葡萄皮红微胶囊pH 指示膜的制备及其在虾新鲜度监测中的应用

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食品与发酵工业 2024年

作者：赵正禾刘红林汤俊炀江春燕程颖何宾宾陈赛艳四川农业大学食品学院

为增强指示膜中天然花青素的稳定性，以明胶（GEL）和壳聚糖（CS）为壁材包埋葡萄皮红（Grape-Skin Red，GSR）合成微胶囊，并融入马铃薯淀粉（Potato starch，PS）和花生壳纤维素（Peanut shell cellulose，PSC）中制备PS/PSC GEL/GSR... 详细信息

为增强指示膜中天然花青素的稳定性，以明胶（GEL）和壳聚糖（CS）为壁材包埋葡萄皮红（Grape-Skin Red，GSR）合成微胶囊，并融入马铃薯淀粉（Potato starch，PS）和花生壳纤维素（Peanut shell cellulose，PSC）中制备PS/PSC GEL/GSR/CS指示膜。对薄膜性能进行测试分析，并将指示膜应用于南美白对虾的新鲜度监测中。结果显示当微胶囊、花生壳纤维素、马铃薯淀粉以2:3:50的质量比制备复合膜时，微观结构相对于PS/PSC/GSR 膜，葡萄皮红微胶囊化可以将指示膜拉伸强度从11.95 MPa提高到13.25Mpa，熔点提高了11℃，储存在4℃（冷藏）下、避光、30%RH环境下均可保存15天内不出现明显色差，且表现出极高的pH颜色响应。将该指示膜在南美白对虾的新鲜度监测中验证应用性，指示膜的颜色随着虾变质呈现红色-灰色-黄色的变化，对虾的挥发性盐基氮等腐败指数变化与指示膜的色度值变化呈相同趋势，色差可视，且将颜色稳定性延长了两天。因此，该新鲜度指示膜具有较高的稳定性，在食品领域应用前景广阔。

关键词： pH指示膜微胶囊葡萄皮红马铃薯淀粉虾新鲜度

不同海拔地区不同年龄、性别健康成人睡眠监测指标差异性及临床意义研究

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中国全科医学 2024年第24期27卷 2961-2968页

作者：杨凌麟陈宇洁王怡李勇四川省第四人民医院呼吸与危重症医学科四川省成都市610000 云南省人民医院睡眠中心云南省昆明市650000

背景睡眠问题是高海拔环境最常见的健康问题。目前对健康人群睡眠结构的研究仅限于同一海拔高度,且研究受试者数量较少,研究的可靠性尚未得到充分认证。目的对不同海拔地区,不同年龄、不同性别健康成人睡眠监测指标差异性进行研究分析,... 详细信息

背景睡眠问题是高海拔环境最常见的健康问题。目前对健康人群睡眠结构的研究仅限于同一海拔高度,且研究受试者数量较少,研究的可靠性尚未得到充分认证。目的对不同海拔地区,不同年龄、不同性别健康成人睡眠监测指标差异性进行研究分析,探讨海拔高度和年龄、性别的交互作用对睡眠监测指标的影响。方法选取2020年1月—2022年9月四川省成都市平原地区和云南省昆明市高原地区招募的健康志愿者作为研究对象。收集志愿者的性别、身高、体质量、匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)、Epworth睡眠质量指数(ESS)。记录总睡眠时间(TST)、睡眠效率、睡眠参数[非快速眼动睡眠1期占总睡眠时间的百分比(N1%)、非快速眼动睡眠2期占总睡眠时间的百分比(N2%)、非快速眼动睡眠3期占总睡眠时间的百分比(N3%)、快速眼动睡眠期占总睡眠时间的百分比(REM%)]。将年龄作为二分类变量(20~39岁及40~60岁),采用双因素方差分析探究年龄、性别与海拔对各睡眠参数的影响。结果低海拔地区共招募91人,其中男48人、女43人;高海拔地区共招募90人,其中男46人、女44人。女性群体中,高海拔地区TST高于低海拔地区(P<0.05);男性群体与女性群体中,高海拔地区N1%高于低海拔地区,N2%低于低海拔地区(P<0.05);高海拔地区女性N3%高于男性(P<0.05);男性群体中,高海拔地区REM%高于低海拔地区(P<0.05)。高海拔地区20~39岁群体TST高于40~60岁群体(P<0.05);40~60岁群体低海拔地区睡眠效率高于高海拔地区,高海拔地区20~39岁群体睡眠效率高于40~60岁群体(P<0.05);20~39岁群体与40~60岁群体中,高海拔地区N1%均高于低海拔地区(P<0.05);低海拔地区20~39岁群体N1%高于40~60岁群体,高海拔地区20~39岁群体N1%低于40~60岁群体(P<0.05);20~39岁群体与40~60岁群体中,低海拔地区N2%均高于高海拔地区(P<0.05);高海拔地区40~60岁人群N2%高于20~39岁人群(P<0.05);20~39岁群体中,高海拔地区N3%高于低海拔地区(P<0.05);低海拔地区20~39岁群体N3%低于40~60岁群体,高海拔地区20~39岁群体N3%高于40~60岁群体(P<0.05);20~39岁群体与40~60岁群体中,高海拔地区REM%均高于低海拔地区(P<0.05)。结论年龄和海拔因素对总睡眠时间、睡眠效率、N1%、N2%、REM%均有不同程度的影响。年龄因素对睡眠结构的影响更大,年龄越大,TST越短,睡眠效率越低,N1占比越高。海拔越高,年龄对睡眠结构的影响更大,在高海拔地区中,高龄人群的TST、睡眠效率、N3%较低,N1%比例更高。

关键词：睡眠异常高海拔睡眠监测成年人

轨道车辆垂向轮轨力时域识别对比及其机器学习修正

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力学学报 2024年第1期56卷 247-257页

作者：朱涛吴佳欣王小瑞肖守讷阳光武杨冰西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031

为了尽可能减小轨道车辆垂向轮轨力时域识别中存在的误差,以时域法为基础,开展了基于机器学习修正的轨道车辆垂向轮轨力识别研究.首先建立了车辆动力学仿真模型,获取了车辆在随机轨道激励下以250km/h速度行驶时的轴箱加速度响应和垂向... 详细信息

为了尽可能减小轨道车辆垂向轮轨力时域识别中存在的误差,以时域法为基础,开展了基于机器学习修正的轨道车辆垂向轮轨力识别研究.首先建立了车辆动力学仿真模型,获取了车辆在随机轨道激励下以250km/h速度行驶时的轴箱加速度响应和垂向轮轨力.其次,建立了Green函数法、状态空间法这2种时域法对应的动载荷识别模型,对状态空间法的初值误差进行了分析,并引入多项式拟合法修正其趋势项误差,进而对比分析了2种方法的计算精度和计算效率.然后,针对时域法存在的识别误差,提出采用NARX(nonlinear autoregressive models with exogenous inputs)模型对识别误差进行训练和预测,用于消减模型中存在的如响应观测不全与观测噪声等因素造成的影响,进而对时域法识别结果进行修正,提高识别精度.最后,通过一个10自由度轨道车辆垂向动力学模型,对方法的正确性进行了验证.研究结果表明:2种方法对轨道车辆垂向轮轨力均具有较高的识别精度,对于各轮对的识别精度各有优劣;在计算效率方面,状态空间法比Green函数法更优;经NARX模型修正的2种时域法对轨道车辆垂向轮轨力均具有很好的识别效果,识别值与正演值的Pearson相关系数大于0.99,为极强相关.基于NARX模型的机器学习误差修正方法可有效提高时域识别精度,可以为后续轨道车辆轮轨力预测提供参考,具有较强的工程运用价值.

关键词：轨道车辆轮轨力识别 Green函数法状态空间法 NARX模型

小剪跨比铁路圆端桥墩拟静力试验及易损性分析

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铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 228-240页

作者：沈林白洪彧周志达王涵玉蒲黔辉文旭光西南交通大学土木工程学院四川成都610031 广西中国−东盟综合交通国际联合重点实验室南宁学院广西南宁530000

为厘清小剪跨比圆端铁路桥墩横桥向的地震损伤机理,以国内某铁路沿线桥梁为参考开展3组缩尺比1∶8的拟静力试验,对滞回曲线的延性、残余位移、滞回耗能和刚度退化4个方面进行分析,以试验结果为参考使用OpenSees建立纤维截面有限元模型... 详细信息

为厘清小剪跨比圆端铁路桥墩横桥向的地震损伤机理,以国内某铁路沿线桥梁为参考开展3组缩尺比1∶8的拟静力试验,对滞回曲线的延性、残余位移、滞回耗能和刚度退化4个方面进行分析,以试验结果为参考使用OpenSees建立纤维截面有限元模型并进行耐震时程动力计算,以桥墩的位移延性比为损伤指标,基于试验中观察得到的4个关键节点定义无、轻微、中度、严重和完全损伤5种损伤状态之间的位移延性比临界值,通过易损性分析桥墩的损伤发展历程。研究结果表明:1)配筋率从0.3%提升至0.7%,桥墩的承载能力提高至1.37倍,极限位移提高至1.22倍,最终残余位移提高至1.55倍,耗散能量增加至1.80倍,初始刚度提升至1.08倍,最终刚度提升至1.12倍。提高配筋率可以提升桥梁抗震性能,也能增加桥梁抗震韧性。2)当桥墩配筋率由0.3%提至0.7%时,在多遇地震下,轻微损伤概率从87.2%降为29.8%;在设计地震下,中度损伤的概率从63.5%降为30.0%;在罕遇地震下,严重损伤的概率从61.7%降为16.4%。纵筋配筋率可以大幅降低桥墩的损伤概率,提升桥墩的抗震性能。3)在现行铁路规范允许的延性系数为4.8时,3个桥墩均处于严重损伤的阶段。当发生罕遇地震时,3个桥墩出现完全破坏的概率为6.4%、0和1.4%,小剪跨比圆端铁路桥墩在强震作用下具有一定的抗震安全储备。

关键词：圆端形桥墩小剪跨比拟静力试验弯剪破坏易损性