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基于不同维度低场核磁共振技术的大豆含油率检测与判别

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农业工程学报 2024年第4期40卷 337-344页

作者：张宇赵亚楠赵健翔宋平沈阳农业大学信息与电气工程学院沈阳110866

大豆含油率的高低直接影响榨油与育种结果。为探究大豆含油率的最佳检测方法与构建含油率高低判别模型,该研究基于不同维度低场核磁共振(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术,以国标法为对照,利用LF-NMR波谱和LF-NMR含油... 详细信息

大豆含油率的高低直接影响榨油与育种结果。为探究大豆含油率的最佳检测方法与构建含油率高低判别模型,该研究基于不同维度低场核磁共振(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术,以国标法为对照,利用LF-NMR波谱和LF-NMR含油含水率软件检测大豆含油率;核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)结合深度学习,建立大豆含油率高低判别模型。引入低场二维核磁共振(low field two-dimensional nuclear magnetic resonance,LF-2D-NMR)技术,定性分析一维波谱中信号重叠无法区分组分的问题。试验结果表明,LF-NMR含油含水率软件能快速准确检测大豆含油率,T1-T2二维核磁图谱成功解决了自由水和油信号重叠问题。利用U-net++深度学习模型对MRI成像的矢状面、冠状面、横截面以及三面混合数据集进行训练,其中横截面评价指标与其他数据集相比更优,语义分割部分中平均交并比(mean intersection over union,mIoU)约0.9058,全局准确率0.9980,训练后的模型能够将MRI图像识别并分割,快速判别大豆含油率高低。试验证明,LF-NMR及MRI能够快速无损掌握大豆含油率信息,为大豆的高油育种提供了新思路和技术支持。

关键词：低场核磁共振低场二维核磁共振磁共振成像大豆含油率深度学习

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TC4激光焊接热力耦合数值模拟及力学性能分析

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焊接学报 2024年第6期45卷 77-88,96页

作者：丛家慧高嘉元周松王嘉豪王乃境林方旭沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室沈阳110136

为了准确预测TC4钛合金激光焊接过程的温度变化和焊接后的力学性能,文中通过ABAQUS子程序建立了激光焊温度场模型,对激光焊接温度场进行模拟分析,并研究了焊接过程中的温度变化及焊接后残余应力变化.试验检测了焊接接头的硬度和表面残... 详细信息

为了准确预测TC4钛合金激光焊接过程的温度变化和焊接后的力学性能,文中通过ABAQUS子程序建立了激光焊温度场模型,对激光焊接温度场进行模拟分析,并研究了焊接过程中的温度变化及焊接后残余应力变化.试验检测了焊接接头的硬度和表面残余应力,并分析了显微组织.结果表明,当热循环温度峰值达到2601℃时,熔池温度已显著高于液相线,熔池中无固相晶粒,主要呈现出材料熔化后凝固形成的少量柱状晶.此外,越靠近焊缝的热影响区,晶粒越粗大,晶内马氏体的数量和密度也较高.激光焊接后,焊缝区的显微硬度基本相同,表面显微硬度稍高,平均可达385 HV.焊缝中间段沿焊接方向的纵向残余应力呈现均匀峰值,横向应力略小,纵向和横向中央平均应力误差分别为1.4%和2.9%,垂直焊缝方向的残余应力分布基本一致.随后对焊接接头的力学性能进行了拉伸模拟研究,数值模拟得到的温度场和残余应力分布与试样焊后的组织形态和表面残余应力分布相符,拉伸试验和数值模拟的位移载荷变化数据相匹配,验证了激光焊接接头的温度场模型和拉伸断裂模型的可行性和准确性.

关键词：激光焊接 TC4钛合金数值模拟残余应力

基于多模型融合策略的温室番茄光合速率预测方法

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农业机械学报 2024年第4期55卷 337-345页

作者：刘潭朱洪锐袁青云王永刚张大鹏丁小明沈阳农业大学信息与电气工程学院沈阳110866 辽宁省农业信息化工程技术研究中心沈阳110866 农业农村部规划设计研究院北京100125

温室番茄光合速率的准确预测对于番茄的生长和产量评估具有重要意义。然而,由于温室环境的复杂性和多变性,传统的光合速率预测模型往往难以满足精准预测的需求。因此,为了进一步提高预测模型的准确性和稳定性,本研究提出了一种基于多模... 详细信息

温室番茄光合速率的准确预测对于番茄的生长和产量评估具有重要意义。然而,由于温室环境的复杂性和多变性,传统的光合速率预测模型往往难以满足精准预测的需求。因此,为了进一步提高预测模型的准确性和稳定性,本研究提出了一种基于多模型融合策略的温室番茄光合速率预测方法。首先,采集温湿度、光照强度、CO_(2)浓度不同组合下的番茄光合速率,构建样本集,并采用五折交叉验证法(Cross-Validation)对数据进行预处理。以预处理的数据为基础,分别基于粒子群优化支持向量机(PSO-SVR)、布谷鸟优化极限学习机(CS-ELM)和北方苍鹰优化高斯过程回归(NGO-GPR)算法建立番茄光合速率预测模型对光合速率进行初步预测,然后采用Stacking算法通过基于决策树的集成学习模型(XGBoost)组合各基础模型的预测结果,进而实现多模型融合。仿真分析结果表明,与单一预测模型相比,基于多模型融合的光合速率预测模型充分发挥了各基础模型的优势,可以进一步提高光合速率预测的准确性和稳定性,该模型验证集MAE为0.569 7μmol/(m^(2)·s),RMSE为0.721 4μmol/(m^(2)·s)。因此,本文提出的方法在温室作物光合速率预测方面具有一定的优势,可为温室番茄等作物光环境优化调控提供一定的理论基础和技术支撑。

关键词：温室番茄光合速率预测极限学习机高斯过程回归多模型融合

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含四芳基咪唑结构的热重排气体分离膜的制备与性能研究

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高分子学报 2024年第2期55卷 212-221页

作者：李品儒肖国勇陈元林鲁云华李琳王同华辽宁科技大学化工学院鞍山114051 大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室碳素实验室大连116024

合成了一种新型含四芳基咪唑结构的二胺单体4,4’-(4,5-二苯基-(3-羟基-4-氨基苯氧基)苯基)咪唑(PMAPPP),然后分别与5种二酐单体聚合,经热酰亚胺化处理得到含羟基聚酰亚胺(HPI)薄膜.接着,对这些薄膜进行450℃热处理,得到相应的热重排(TR... 详细信息

合成了一种新型含四芳基咪唑结构的二胺单体4,4’-(4,5-二苯基-(3-羟基-4-氨基苯氧基)苯基)咪唑(PMAPPP),然后分别与5种二酐单体聚合,经热酰亚胺化处理得到含羟基聚酰亚胺(HPI)薄膜.接着,对这些薄膜进行450℃热处理,得到相应的热重排(TR)膜材料,并对薄膜进行了结构与性能表征.结果表明,刚性大体积四芳基咪唑结构的引入使HPI膜表现出优异的热性能和力学性能,玻璃化转变温度在263~361℃,拉伸强度在98.4~118.3 MPa.热重排后,TR膜的气体分离性能得到了显著提高.其中,TR(PMAPPP-6FDA)的气体渗透性能最佳,即H_(2)(269.31 Barrer)、CO_(2)(284.25 Barrer)、O_(2)(62.75 Barrer)和N_(2)(10.67 Barrer),CO_(2)/N_(2)和O_(2)/N_(2)的理想选择性分别为25.24和5.88,且O_(2)/N_(2)的分离性能超过2008 Robeson上限.因此,将四芳基咪唑结构引入到HPI分子结构中,可以获得一类气体分离性能优异的TR膜材料.

关键词：四芳基咪唑结构聚酰亚胺热重排气体分离膜

负载荧光探针的指示标签对三文鱼新鲜度的实时可视化监测

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中国食品学报 2024年第4期24卷 327-335页

作者：孙小飞李娟宫慧慧王增东钟克利汤立军李学鹏励建荣渤海大学食品科学与工程学院化学与材料工程学院海洋研究院生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心辽宁锦州121013 山东安源种业科技有限公司山东烟台265617 中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室辽宁大连116023

实时可视化监测鱼肉新鲜度,对于保障食品质量和消费者安全至关重要。以二甲氨基肉桂醛和异弗尔酮丙二腈为原料,合成一种具有供体(D)-π-受体(A)结构的荧光探针CDI,用来实时监测三文鱼肉的新鲜度。此探针对13种胺类物质响应明显,且对水... 详细信息

实时可视化监测鱼肉新鲜度,对于保障食品质量和消费者安全至关重要。以二甲氨基肉桂醛和异弗尔酮丙二腈为原料,合成一种具有供体(D)-π-受体(A)结构的荧光探针CDI,用来实时监测三文鱼肉的新鲜度。此探针对13种胺类物质响应明显,且对水产品腐败过程中产生的尸胺的荧光检测限低至9.91μmol/L。采用物理沉降法将探针CDI负载到纤维滤纸上,再加入盐酸使其质子化,得到负载探针CDI+H~+的指示标签。将指示标签置于三文鱼肉上空时,随着三文鱼肉新鲜度的下降,指示标签从白色变为浅黄色直至黄色,荧光逐渐开启,从紫粉色变为橙红色。通过对照总挥发性盐基氮值,验证了负载探针CDI+H^(+)的指示标签可以通过比色荧光双响应信号很好地区分三文鱼肉的3个新鲜度等级。

关键词：荧光探针指示标签三文鱼新鲜度

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论中药性状学

中草药 2024年第11期55卷 3579-3587页

作者：康廷国张慧李峰王添敏许亮张建逵李娜宋慧鹏李思雨辽宁中医药大学药学院辽宁大连116600 山东中医药大学药学院山东济南250355

中药传统性状一般是指感官获得的宏观性状,如形、色、气、味等,不包括微观性状。在中药“辨状论质”相关研究中发现,中药的微观性状(显微特征)也与其质量相关,且其特征更容易量化和数字化,在中药“辨状论质”的机制探讨中具有重要作用... 详细信息

中药传统性状一般是指感官获得的宏观性状,如形、色、气、味等,不包括微观性状。在中药“辨状论质”相关研究中发现,中药的微观性状(显微特征)也与其质量相关,且其特征更容易量化和数字化,在中药“辨状论质”的机制探讨中具有重要作用。为此,依据遗传学中“性状”的概念,结合中药的特点,将中药的微观性状(显微特征)与宏观性状合二为一,提出“中药性状学”的概念,即对中药所呈现的宏观和微观性状进行表征和研究的应用科学。中药性状学不仅能够揭示中药“辨状论质”机制和传统的中药鉴别经验的科学内涵,而且还能与中药化学、中药生物学质量标志物关联(三学关联),建立符合中医整体观的中药质量三维评价体系。因此有必要将其内涵、任务、地位加以归纳总结,以便更好地服务于中药质量评价和控制。

关键词：中药性状学辨状论质质量三维评价中药化学中药生物学质量标志物

基于多体动力学的中介轴承局部缺陷故障振动特性分析

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航空动力学报 2024年第8期39卷 238-248页

作者：田晶艾辛平张凤玲王志汪才沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室沈阳110136

为研究中介轴承存在局部缺陷时的振动特性及接触应力,基于多体动力学方法建立了中介轴承单点及复合故障二维全柔性动力学模型。应用该模型分析了中介轴承存在局部缺陷时的时频分布特性及接触应力变化规律,并与基于非线性Hertz接触理论... 详细信息

为研究中介轴承存在局部缺陷时的振动特性及接触应力,基于多体动力学方法建立了中介轴承单点及复合故障二维全柔性动力学模型。应用该模型分析了中介轴承存在局部缺陷时的时频分布特性及接触应力变化规律,并与基于非线性Hertz接触理论的集中参数模型和实验测试结果进行对比分析,验证了多体动力学模型的准确性。研究结果表明:依据所建模型求得的故障特征频率与集中参数模型和实验结果误差均小于1%。轴承的等效应力最大值出现在故障裂痕处,且向四周扩散并减小;轴承承载区内的应力明显高于非承载区,应力变化的时间间隔为中介轴承故障特征频率基频的倒数。

关键词：中介轴承复合故障多体动力学接触应力故障特征

激光冲击强化对FV520B钢疲劳寿命的影响

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中国表面工程 2024年第1期37卷 280-286页

作者：金丹刘壮郭超越李卓群孙梦莹沈阳化工大学机械与动力工程学院沈阳110142

为提高叶轮的使用寿命,对叶片的抗疲劳性能提出了更高的要求,激光冲击强化(LSP)处理是提高材料抗疲劳性能的重要途径。针对FV520B钢棒状试样进行LSP试验和不同应变幅值下的单轴低周疲劳试验,并进行疲劳寿命预测。结果表明,LSP后试样的... 详细信息

为提高叶轮的使用寿命,对叶片的抗疲劳性能提出了更高的要求,激光冲击强化(LSP)处理是提高材料抗疲劳性能的重要途径。针对FV520B钢棒状试样进行LSP试验和不同应变幅值下的单轴低周疲劳试验,并进行疲劳寿命预测。结果表明,LSP后试样的表面硬度由330 HV提升至490 HV,且LSP后试样表面产生约−90 MPa的残余压应力。相比于未冲击试样,LSP试样的疲劳寿命均有所提高,±0.5%应变幅值下试样的疲劳寿命提高132.2%。SEM结果表明,LSP后试样表面产生的残余压应力抑制了疲劳裂纹的萌生和扩展,裂纹萌生位置由试样表面向次表面转移,且疲劳条纹的间距和韧窝尺寸减小,从而延长了试样的疲劳寿命。采用Manson-Coffin方程针对光滑试样和LSP试样进行疲劳寿命预测,总的来说,对于光滑试样预测结果与试验结果吻合较好;对于LSP试样,预测的疲劳寿命偏保守。考虑残余压应力的影响针对Manson-Coffin方程进行修正,得到了较好的预测结果。研究结果可为FV520B材料LSP处理工艺和疲劳失效研究提供理论依据。

关键词：激光冲击强化低周疲劳残余应力疲劳断口疲劳寿命预测

考虑不确定性公路CFST拱桥抗倒塌安全储备分析

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公路交通科技 2024年第4期41卷 80-89页

作者：文乾鑫张童李冬羡丽娜辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 辽宁科技学院资源与土木工程学院辽宁本溪117004 淮阴工学院交通工程学院江苏淮安223003

为研究在不确定性影响下桥梁结构抗倒塌安全储备能力和地震损失,提出基于构件破坏安全储备系数DMR求取桥梁抗倒塌安全储备系数CMR的分析方法,并以此方法评估结构遭遇地震时的损失情况。以某公路CFST拱桥为例,首先充分考虑了模型信息相... 详细信息

为研究在不确定性影响下桥梁结构抗倒塌安全储备能力和地震损失,提出基于构件破坏安全储备系数DMR求取桥梁抗倒塌安全储备系数CMR的分析方法,并以此方法评估结构遭遇地震时的损失情况。以某公路CFST拱桥为例,首先充分考虑了模型信息相关不确性,利用拉丁超立方抽样,对模型信息参数进行随机组合,采用OpenSees程序对随机组合参数建立算例拱桥弹塑性动力分析模型,进行非线性时程分析,再利用概率地震需求分析(PSDA)方法建立构件概率地震需求模型,确定连续地震作用下构件易损性曲线,通过分析不同主要承重构件在遭遇地震时的破坏情况来最终确定桥梁的易损性曲线,探究DMR、CMR、地震损失、不确定性4者之间关系。通过对比两种不确定性工况分析,结果表明:不确定性对CMR、DMR和地震损失评估有着重要影响。在给定地震动强度作用下,DMR随着不确定性增大而变小,造成构件地震损失的增大。在同等地震下,DMR较小的构件比DMR较大的构件更易发生破坏。因桥梁结构的CMR是由DMR求得,所以在不确定性影响下变化趋势与DMR一致。通过构件的破坏安全储备进行评估,在评估过程中充分考虑不确定性的影响有助于更加精准了解结构的抗倒塌安全储备能力以及在遭遇地震时的损失情况。

关键词：桥梁工程破坏安全储备系数概率地震需求分析公路CFST拱桥不确定性