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啤酒花挥发性有机化合物及感官特征分析

食品工业科技 2024年第16期45卷 292-300页

作者：肖琳刘倩梁会朋王峣峣常晓敏邱然华润雪花啤酒(中国)有限公司北京100000

为明确不同品种啤酒花挥发性有机化合物(VOCs)及感官特征差异,采用气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectroscopy,GC-IMS)、气相色谱-质谱(gas chromatography mass spectrometry,GCMS)及定量描述分析(quantitative description analysis,QDA)对德国马革努门(Magnum)、美国芭乐西(Palisade)、捷克萨兹(Saaz)及德国赫斯布鲁克(Hersbrucker)四种不同品种啤酒花进行挥发性有机化合物(VOCs)及感官特征分析。结果显示,啤酒花具有柑橘类水果香、非柑橘类水果香、木质香、花香、草本、辛辣及生青味的香气属性,且不同品种啤酒花感官特征存在差异。GC-IMS共解析出79种VOCs,包括萜类、醇类、酯类、醛类及酮类等化合物。GC-MS共解析出140种VOCs,包括萜类、醇类、酮类、酯类、酸类、醛类等化合物,其中萜类和酯类化合物为啤酒花中含量最高的化合物种类。对不同品种啤酒花VOCs进行主成分分析(principal component analysis,PCA),有效鉴别出啤酒花品种之间差异性。该研究为啤酒花挥发性有机化合物(VOCs)及感官特征差异分析提供了参考方法,并为啤酒花在啤酒中的精准应用提供了理论支持。

关键词：啤酒花挥发性有机化合物(VOCs) 感官特征气相-离子迁移谱(GC-IMS) 气相色谱-质谱(GC-MS) 定量描述分析(QDA)

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气量调节系统执行器失效故障的自愈调控算法研究

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机电工程 2024年

作者：田毅刘雯华王瑶张进杰江志农北京化工大学高端压缩机及系统技术全国重点实验室贵州航天凯山石油仪器有限公司

往复压缩机运行过程中，如果其气量调节系统中的执行器失效，将可能影响压缩机的工作效率，甚至导致严重的问题。为此，构建了一种多执行器气量调节模型，提出了一种自愈调控算法，旨在有效应对执行器失效故障对系统性能和可靠性的影响... 详细信息

往复压缩机运行过程中，如果其气量调节系统中的执行器失效，将可能影响压缩机的工作效率，甚至导致严重的问题。为此，构建了一种多执行器气量调节模型，提出了一种自愈调控算法，旨在有效应对执行器失效故障对系统性能和可靠性的影响。首先，建立了耦合执行器失效故障的压缩机多气阀并流机理模型，揭示了不同执行器故障模式对压缩机排气量、能耗、功率等热力学性能的影响规律，为后续研究自愈调控提供了基础数据；然后，提出了一种基于故障执行器隔离—负荷再分配—回流阀流量调整的执行器失效故障的自愈调控算法，该算法通过评估故障的劣化程度并相应启动调控策略，实现了系统自我修复的目标；最后，搭建了实验平台，分别进行了执行器失效故障实验和故障自愈调控实验，验证了自愈调控的快速性和稳定性。研究结果表明：气量调节系统的故障劣化程度跟执行器故障模式、系统工况参数有关；如果失效故障执行器数量增加，故障劣化程度会随之增加；如果系统工况负荷降低，故障劣化程度也会随之增加，据此可划分压缩机的故障劣化程度区间；通过启动自愈调控算法，成功抑制了故障的发展，分别在8 s、13 s内将发生轻度劣化、中度劣化故障工况的排气量波动调整至许可范围内，实现了将故障状态迅速恢复至正常状态的目标，从而满足了工业生产的要求。该研究可以为往复压缩机气量调节系统的稳定性和可靠性提供一种有效的应对方案。

关键词：往复式压缩机多执行器气量调节模型故障劣化程度评估调控策略执行器故障模式故障劣化程度故障自愈调控

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基于叶尖定时的转子叶片轴向位移辨识方法

航空学报 2024年第2期45卷 198-207页

作者：李天晴王维民张旭龙王树慧付振宇北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京100029 北京化工大学高端压缩机及系统技术国家重点实验室北京100029 中国船舶集团有限公司系统工程研究院北京100094

叶尖定时技术在透平机械叶片振动的监测与诊断中广泛应用,取得了较好的效果。然而叶尖定时法的测量结果为叶尖位移在旋转方向上的分量,叶片轴向位移导致的叶尖定时测点位置变化会引入旋转方向上的位移分量,需对叶尖定时测量结果进行解耦... 详细信息

叶尖定时技术在透平机械叶片振动的监测与诊断中广泛应用,取得了较好的效果。然而叶尖定时法的测量结果为叶尖位移在旋转方向上的分量,叶片轴向位移导致的叶尖定时测点位置变化会引入旋转方向上的位移分量,需对叶尖定时测量结果进行解耦,从中辨识叶片的轴向位移。依据叶尖定时测量原理,分析了测点位置变化对测量结果的影响关系,提出了基于叶尖定时的叶片轴向位移辨识方法。结合叶片型线方程,建立了融合叶片轴向位移的叶尖定时采样模型,仿真验证了所提方法的有效性。然后利用轴向位移可调式航空发动机压气机叶片实验台实测的叶尖定时信号进行验证,将转子叶片轴向位移辨识值与真实值进行对比,验证了本文所提方法的准确性。对叶片运行状态的全面准确评估以及转子-叶片轴位移故障诊断具有重要的工程应用价值。

关键词：叶尖定时叶片振动轴向位移故障诊断状态监测

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甲烷掺氢旋流预混燃烧回火特性研究

工程热物理学报 2024年第6期45卷 1570-1578页

作者：储旭丁思宇李嘉斌杨阳赵洪亮朱民王兴建清华大学能源与动力工程系北京100084 国家管网集团北方管道公司压缩机组维检修中心廊坊065000

在节能减排与碳中和大背景下,燃气轮机燃烧室燃料逐渐向富氢方向发展。燃料掺氢后,燃烧过程更容易发生回火现象,需要对掺氢燃烧回火规律进行探究。本文选取了带钝体旋流预混燃烧室开展甲烷掺氢–空气的预混燃烧数值模拟研究,湍流模型采... 详细信息

在节能减排与碳中和大背景下,燃气轮机燃烧室燃料逐渐向富氢方向发展。燃料掺氢后,燃烧过程更容易发生回火现象,需要对掺氢燃烧回火规律进行探究。本文选取了带钝体旋流预混燃烧室开展甲烷掺氢–空气的预混燃烧数值模拟研究,湍流模型采用SST k-ω模型,湍流燃烧模型采用火焰面生成模型(FGM);准确地计算湍流火焰速度对回火现象的预测非常重要,因此对进度变量输运方程中源项的封闭考虑了掺氢对层流火焰传播速度的影响。数值模型与方法得到了实验验证,并进一步探究了当量比、入口平均轴向速度、钝体壁面热边界条件对回火现象的影响。结果表明降低当量比、提高入口平均轴向速度以及增强壁面换热对回火现象具有抑制作用。本文所总结的回火规律对于掺氢燃烧室设计具有指导意义。

关键词：掺氢燃烧 FGM 回火旋流预混燃烧

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基于多模型融合的轴承剩余寿命预测方法

计算机集成制造系统 2024年

作者：第轩肖旺王庆锋宋运锋北京化工大学高端压缩机及系统技术全国重点实验室国家管网集团联合管道有限责任公司西部分公司

准确预测滚动轴承的剩余使用寿命对于保证机械系统的安全运行和制定维修策略具有重要意义。然而，在实际工业应用中，由于工况的变化和环境噪声的干扰，从采集到的信号中提取有用特征十分困难。此外，还存在首次预测时间(First Predicti... 详细信息

准确预测滚动轴承的剩余使用寿命对于保证机械系统的安全运行和制定维修策略具有重要意义。然而，在实际工业应用中，由于工况的变化和环境噪声的干扰，从采集到的信号中提取有用特征十分困难。此外，还存在首次预测时间(First Prediction Time， FPT)测定模型准确度较低以及趋势分析模型过于简单等问题。上述方面使得机械设备剩余使用寿命(Remaining Useful Life， RUL)的高精度预测变得极具挑战。为此，提出了多模型融合的轴承剩余使用寿命预测新方法：首先，构建了结合改进深度森林(Genetic Algorithm-Deep Forest， GADF)的健康指标模型和结合自注意力机制的自编码器(Self Attention-Auto Encoder， SAAE)的FPT测定模型；随后，基于FPT测定结果构建粒子滤波模型进行健康指标的趋势分析，最终得到机械设备的剩余使用寿命。实验验证表明，所提方法相较于其他方法具有较高的预测精度。

关键词：剩余寿命预测滚动轴承长短时记忆神经网路卷积神经网络改进的深度森林健康指标粒子滤波自编码器自注意力机制

改进YOLOv5s的旋转框工业零件检测算法

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激光与光电子学进展 2024年第14期61卷 145-154页

作者：魏瑶坤康运江王丹伟赵鹏徐斌机科发展科技股份有限公司北京100044 中国机械科学研究总院集团北京100044

在工业场景应用中,对于紧密排列分布的工业零件,采用水平框目标检测,会存在零件错选漏选及边界方向丢失的问题,因此提出一种基于改进YOLOv5s的旋转工件目标检测算法。首先,引入无参的SimAM网络,在不增加模型参数量的基础上,使网络更聚... 详细信息

在工业场景应用中,对于紧密排列分布的工业零件,采用水平框目标检测,会存在零件错选漏选及边界方向丢失的问题,因此提出一种基于改进YOLOv5s的旋转工件目标检测算法。首先,引入无参的SimAM网络,在不增加模型参数量的基础上,使网络更聚焦于关键信息,提高在复杂背景下的特征提取能力并抑制噪声干扰。其次,将原来的完全交并比(CIoU)回归函数替换为引入角度因子的SIoU函数,更加符合旋转框检测要求,将激活函数替换为Mish函数,提高模型收敛速度与精度。最后,引入移相编码法和改进的HardL-Tanh激活函数,实现角度和回归角度余弦值的预测,解决五参数表示法带来的角度多一性和边界问题,实现工件的旋转框检测。所提算法的平均精度均值达97.4%。实验结果表明所提算法权重文件小、平均准确率高、预测用时少,满足工业实时性要求。

关键词：工业零件检测 SimAM 旋转目标检测移相编码法 YOLOv5s

基于反步法的电磁气量调节执行机构自适应积分滑模控制

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机电工程 2024年第9期41卷 1575-1583页

作者：张睿张旭龙王瑶张进杰赵得赓北京化工大学高端压缩机及系统技术全国重点实验室北京100029 中国船舶集团有限公司系统工程研究院北京100094

往复压缩机电磁气量调节执行机构是一种利用电磁驱动力控制进气阀启闭的装置。传统的脉冲电压控制方法存在高频快速响应与低落座速度的矛盾,以及抗扰动性能差等问题,为此,提出了一种基于反步法的自适应积分滑模控制。首先,针对电磁气量... 详细信息

往复压缩机电磁气量调节执行机构是一种利用电磁驱动力控制进气阀启闭的装置。传统的脉冲电压控制方法存在高频快速响应与低落座速度的矛盾,以及抗扰动性能差等问题,为此,提出了一种基于反步法的自适应积分滑模控制。首先,针对电磁气量调节执行机构建立了考虑扰动的非线性模型;其次,利用反步法设计思想将高阶的电磁气量调节执行机构系统分解成了两个互相串联的低阶子系统,并在此基础上,结合滑模控制、自适应控制和积分控制的特点设计了一种复合型控制方法;最后,采用AMESim-Simulink联合仿真平台,对该控制方法与传统PID控制、滑模控制进行了不同角度的仿真分析对比。研究结果表明:在该控制方法下,电磁气量调节执行机构在的顶出和撤回过程中的最大跟踪误差平均值分别为9.6%和10.8%,平均落座速度分别为0.32 mm/s和0.98 mm/s,扰动造成的最大位移偏移量为1.3%。该控制方法能够保证跟踪误差快速收敛,提高位移跟踪精度,降低电磁气量调节执行机构的落座冲击,并对外部扰动具有强鲁棒性。

关键词：往复压缩机电磁气量调节执行机构无级气量调节反步控制自适应控制积分滑模控制平均跟踪误差落座冲击

微米级选区激光熔化316L不锈钢的拉伸力学性能

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金属学报 2024年第2期60卷 211-219页

作者：张楠张海武王淼辉中机新材料研究院(郑州)有限公司郑州450001 中国机械科学研究总院集团有限公司北京100044

为辅助理解金属材料高精密增材制造成形机理,本工作利用微米级选区激光熔化(micro-selective laser melting,M-SLM)技术制备了316L不锈钢,对其拉伸性能及断裂行为进行了研究,并对断后横向和纵向拉伸试样显微组织和断口形貌进行了表征与... 详细信息

为辅助理解金属材料高精密增材制造成形机理,本工作利用微米级选区激光熔化(micro-selective laser melting,M-SLM)技术制备了316L不锈钢,对其拉伸性能及断裂行为进行了研究,并对断后横向和纵向拉伸试样显微组织和断口形貌进行了表征与分析,对近断面塑性变形区的晶粒取向、晶界特征分布等进行了电子背散射衍射(EBSD)分析。结果表明:M-SLM制备316L不锈钢晶粒内部存在尺寸为100~300 nm的胞状组织结构,拉伸断口呈韧窝状,窝口直径80~500 nm,这使得316L不锈钢的横向平均抗拉强度达692.1 MPa,纵向平均断后延伸率达54.6%,明显优于传统SLM技术制备的316L不锈钢。M-SLM制备316L不锈钢在拉伸过程中奥氏体Σ3孪晶界的出现与晶粒取向有关,其在取向接近的晶粒中较易出现。进一步分析指出,Σ3晶界的出现阻断了特殊晶界网络的连通性。通过基于EBSD的矩形截面法对共格Σ3(Σ3_(c))和非共格Σ3(Σ3_(ic))晶界进行了统计分析,显示316L横向拉伸试样近断口区的Σ3_(c)和Σ3_(ic)晶界数量百分比分别约为43%和57%,而纵向拉伸试样近断口区的Σ3_(c)晶界数量百分比提高至约70%。Σ3_(c)孪晶界的增加使得总晶界能降低,是导致M-SLM制备316L不锈钢纵向拉伸强度普遍低于横向拉伸强度的原因。

关键词：微米级选区激光熔化 316L不锈钢拉伸性能 Σ3晶界孪晶

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UHSLC制备M2涂层微观组织与界面应力

焊接学报 2024年第10期45卷 88-96页

作者：张楠徐一斐杜博睿王淼辉北京机科国创轻量化科学研究院有限公司北京100083 中机新材料研究院(郑州)有限公司郑州450001

利用超高速激光熔覆(ultra-high speed laser cladding,UHSLC)技术在42CrMo钢基体表面制备了M2高速钢涂层.采用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)、电子背散射衍射(electron backscatter diffraction,EBSD)、能谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)和透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)对M2涂层的微观组织结构进行了研究.结合原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)对纳米玻氏压痕的投影接触面积进行了测量和修正计算,并获得了M2涂层沿截面厚度方向的残余应力分布.结果表明,UHSLC制备的M2涂层稀释率较低,与42CrMo钢基体形成了宽度约为1^(2)μm的熔覆界面,界面冶金结合良好.靠近熔覆界面的M2组织形貌以等轴状为主,中间区呈现大量片状马氏体组织,浅表区由晶内纳米级针状马氏体+晶界“篮网”状晶界碳化物组成.“篮网”状碳化物主要为非稳态V_(4)C_(3)和非稳态Cr_(3)(W_(10)C_(3))_(2),且相互符合[5 15 3]_(V_(4)C_(3))‖[110]_(Cr_(3)(W_(10C_(3)))_(2))和(015)_(V_(4)C_(3))‖[1 15]_(Cr_(3)(W_(10C_(3)))_(2))的平行位相关系.修正计算了pile-up引入的压头接触投影面积,所获得的M2熔覆界面残余应力信息与G&S(Giannakopoulos&Suresh)能量法吻合度较高.当M2熔覆界面位置的残余拉应力达到约300 MPa的峰值后,在42CrMo钢热影响区内呈现应力陡降并随后进入压应力状态.

关键词：超高速激光熔覆显微组织残余应力纳米压痕