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热-结构耦合作用下压电式力传感器热应力分析

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 194-205页

作者：周远琴李映君李宏宇王桂从济南大学机械工程学院济南250022

针对极端环境下高温传感器的可靠性受限于热应力,导致传感器零漂和温漂甚至失效的问题,提出了一种基于热-结构耦合的高温压电式力传感器热应力计算方法及其有限元模型。基于平衡方程和热-弹性理论,建立了传感器热弹性力学物理方程,分析... 详细信息

针对极端环境下高温传感器的可靠性受限于热应力,导致传感器零漂和温漂甚至失效的问题,提出了一种基于热-结构耦合的高温压电式力传感器热应力计算方法及其有限元模型。基于平衡方程和热-弹性理论,建立了传感器热弹性力学物理方程,分析了封装材料和温度对压电式力传感器热应力的影响规律。通过分析高温环境下压电式力传感器的热应力分布,确定传感器应力集中位置。对传感器热应力进行溯源,得到封装材料和晶组材料的热膨胀系数不一致导致热失配应力产生。将随机振动功率谱密度转换为加速度时域信号,利用多物理场耦合方法,分析得到传感器的最大热应力为134.61 MPa,小于材料的屈服强度300 MPa,验证了传感器在高温、高压和随机振动综合环境下具有良好的可靠性。通过研究氧化铝和氧化锆绝缘层对传感器最大热应力的影响,研究结果表明,温度为420℃时氧化铝绝缘层传感器的最大热应力比无绝缘层传感器的最大热应力小9.18 MPa,比氧化锆绝缘层传感器最大热应力小79.31 MPa,该工作可为高温环境下减小传感器热应力措施提供一定的参考。

关键词：高温传感器热应力多物理场压电

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阿卡维基转移酶的异源表达及转糖基作用

食品科学 2025年第2期46卷 81-88页

作者：薛正莲王雨晴李闯李丹丹朱司宝李翔飞安徽工程大学生物与食品工程学院安徽芜湖241000

为深入研究阿卡波糖合成途径中关键酶——阿卡维基转移酶(acarviosyltransferase,ATase)的结构性质和催化功能,从犹他游动放线菌Actinoplanes ***50基因组中扩增其编码基因acbD,并实现在Escherichia coli中的异源表达。生物信息学分析表... 详细信息

为深入研究阿卡波糖合成途径中关键酶——阿卡维基转移酶(acarviosyltransferase,ATase)的结构性质和催化功能,从犹他游动放线菌Actinoplanes ***50基因组中扩增其编码基因acbD,并实现在Escherichia coli中的异源表达。生物信息学分析表明acbD表达产物ATase的保守结构域与糖苷水解酶家族13的环糊精糖基转移酶高度相似,且存在信号肽和跨膜区。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测结果显示,在去除信号肽的编码序列后,acbD的可溶性表达水平提高了22.4倍。重组ATase的最适催化温度和最适反应pH值分别为30℃和7.0。底物谱分析表明重组ATase催化D-水杨苷的活力最高,为82.85 U/mL,其次是L-山梨糖(63.75 U/mL),也是首次发现L-山梨糖可作为ATase的优良糖基供体。以上结果为进一步明确ATase的催化机制奠定了基础。

关键词：阿卡维基转移酶阿卡波糖异源表达转糖基作用酶学性质

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免耕播种机勒洛三角形镇压轮设计与试验

农机化研究 2025年第3期47卷 130-137页

作者：赵淑红田哲名刘佳明赵国鹏袁溢文杨悦乾东北农业大学工程学院哈尔滨150030

针对免耕播种机镇压轮在地表有残茬时,作业阻力大、作业后种沟土壤平整度差的问题,设计了一种勒洛三角形刚性镇压轮。以镇压轮的定宽高度和宽度为试验因素,以工作阻力、土壤平整度、土壤下陷量为指标,采用中心复合表面试验设计(Central ... 详细信息

针对免耕播种机镇压轮在地表有残茬时,作业阻力大、作业后种沟土壤平整度差的问题,设计了一种勒洛三角形刚性镇压轮。以镇压轮的定宽高度和宽度为试验因素,以工作阻力、土壤平整度、土壤下陷量为指标,采用中心复合表面试验设计(Central Composite Face-centered design, CCF)进行离散元仿真优化试验。对试验数据进行分析并得出回归模型,获得镇压轮最优结构参数。仿真结果表明:镇压轮定宽高度为274.75 mm、宽度为78.49 mm时,作业性能最优;此时,工作阻力为32.73 N、种沟土壤平整度为2.64 mm、土壤下陷量为14.25 mm。与传统镇压轮进行田间对比试验,结果表明:勒洛三角形镇压轮作业后,土壤密度为1.16 g/cm^(3),满足农作物生长所需条件;勒洛三角形镇压轮作业阻力比传统镇压轮减少9.1%、地表平整度提高15.3%。该研究为免耕播种机镇压轮的设计提供新的思路和借鉴。

关键词：免耕播种机镇压轮勒洛三角形离散元平整度定宽

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基于振动分离特性的荔枝振动器结构优化

农机化研究 2025年第4期47卷 9-17页

作者：赵紫艳王慰祖王艳飞李君冼昊岚华南农业大学工程学院广州510642

为了研究荔枝振动分离特性,以此为基础优化振动器结构,利用往复振动采收装置在不同振动参数下对荔枝进行振动分离试验,并采用MatLab软件分析高速相机拍摄的荔枝运动视频,获得荔枝运动参数(轨迹、速度、加速度等)。为了确定振动机构的最... 详细信息

为了研究荔枝振动分离特性,以此为基础优化振动器结构,利用往复振动采收装置在不同振动参数下对荔枝进行振动分离试验,并采用MatLab软件分析高速相机拍摄的荔枝运动视频,获得荔枝运动参数(轨迹、速度、加速度等)。为了确定振动机构的最优工作参数,利用Design-Expert软件处理试验数据并得到回归模型,再通过响应曲面分析振动频率、振幅和振动距离对荔枝分离特性(分离时间、碰撞次数和惯性力)的影响,对回归模型进行优化,结果表明:当振动频率为9.7 Hz、振幅为80 mm、振动距离为29.4 mm时,既能保证较短的分离时间又能减轻荔枝果实所受的机械损伤。为了基于最优工作参数对振动器进行结构优化,以采收效率高和损伤小为目标,以尺寸约束、角度约束和强度约束为约束条件,建立多目标优化模型。优化后的振动器为对心曲柄滑块机构,曲柄长度为56 mm,连杆为127 mm,角速度为62 rad/s。经验证,优化后的振动器可以提高采收效率,减少果实所受损伤,为荔枝振动采收器的设计提供依据。

关键词：荔枝振动采收图像处理分离特性结构优化

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基于北方寒地冻土的螺旋式挖坑机设计与试验

农机化研究 2025年第1期47卷 157-164,172页

作者：尹大庆王雪苏林峰东北农业大学工程学院哈尔滨150030

针对目前市场上缺少适宜冻土环境作业挖坑机械的问题,以适用于北方寒地的螺旋式挖坑机为研究对象,通过测量哈尔滨的冻土参数并与硬质土壤进行对比,获得工作对象土壤参数。结合移栽白桦树苗所需穴坑尺寸,对挖坑机工作部件进行参数设计。... 详细信息

针对目前市场上缺少适宜冻土环境作业挖坑机械的问题,以适用于北方寒地的螺旋式挖坑机为研究对象,通过测量哈尔滨的冻土参数并与硬质土壤进行对比,获得工作对象土壤参数。结合移栽白桦树苗所需穴坑尺寸,对挖坑机工作部件进行参数设计。根据运动学分析确定了升运土壤的临界转速,对挖坑机的工作参数进行分析,并得到了装置所需的功率。为便于开展试验验证,运用相似理论对试验装置和作业穴坑进行了等比例缩放,试验用钻头长度为400 mm,叶片长度为200 mm,钻尖半径为100 mm,转速大于155 r/min,动力源额定功率为4 kW。试验结果表明:当刀片组合方式为平刀-锯齿刀时,可以获得最短的挖坑时间。研究结果可为北方寒地秋冬季节冻土条件下,树苗移栽时螺旋式挖坑机的设计提供参考。

关键词：挖坑机螺旋式冻土钻头

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基于深度学习的高效率烤烟等级识别模型研究

西南大学学报（自然科学版） 2025年第1期47卷 213-225页

作者：冯川祝诗平黄华严森垚于丽敏西南大学工程技术学院重庆400715 山东农业工程学院信息科学与工程学院济南250110

烤烟的等级识别是烟草产业的一个关键环节,为了降低烟农烤烟分级劳动强度,减少主观因素,提高识别精度,需要实现烤烟的自动分级。研究了深度学习中多种卷积神经网络的多层特征提取方法,并基于ShuffleNetV2网络提出一种改进的网络模型(Shu... 详细信息

烤烟的等级识别是烟草产业的一个关键环节,为了降低烟农烤烟分级劳动强度,减少主观因素,提高识别精度,需要实现烤烟的自动分级。研究了深度学习中多种卷积神经网络的多层特征提取方法,并基于ShuffleNetV2网络提出一种改进的网络模型(ShuffleNetV2_FTC)。ShuffleNetV2_FTC网络是将ShuffleNetV2网络的主干单元进行更改,并引入CBAM(Convolutional Block Attention Module)注意力机制和SiLU激活函数。应用该模型对27种类别的烤烟图像进行识别分类。该模型的最佳测试准确率为93.09%,检测帧率达到每秒15.3张。相对原模型获得了0.24%(0.5×)、6.06%(1×)和4.73%(1.5×)的准确率提升,每秒检测12.3张图片到15.3张图片的检测帧率提升。ShuffleNetV2_FTC网络结合机器视觉技术可以很好地识别烤烟等级,为优化烤烟的收购、烘干和加工等流程奠定基础。

关键词：烤烟等级图像处理机器视觉深度学习 ShuffleNetV2网络

城市更新背景下拆除重建和综合整治城中村改造实施效果评价与比较分析——基于村民和租户的视角

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自然资源学报 2025年第1期 211-230页

作者：赖亚妮郑耀贤深圳大学土木与交通工程学院

构建基于实际—期望差距理论和社会满意度理论的城中村改造居民满意度评价体系，运用结构方程模型对深圳市18个城中村进行实证分析，探究村民和租户对城中村综合整治及拆除重建的满意度影响机制。结果表明：（1）村民对拆除重建的满意... 详细信息

构建基于实际—期望差距理论和社会满意度理论的城中村改造居民满意度评价体系，运用结构方程模型对深圳市18个城中村进行实证分析，探究村民和租户对城中村综合整治及拆除重建的满意度影响机制。结果表明：（1）村民对拆除重建的满意度高于综合整治，主要影响因素为经济补偿与参与权利；（2）租户对综合整治的满意度高于村民，引起差异的影响因素有参与权利、住房邻里环境；（3）物业统租模式对于租户满意度的提升作用更明显，村民则可能更青睐于非物业统租模式，主要影响因素包括居住环境、收支变化、参与权利等。基于此提出优化建议：（1）借鉴拆除重建政策，建立健全综合整治维护居民权利的政策及标准，充分考虑村民和租户在城中村改造过程机制中的权利落实，做到期前改造科普宣传工作规范化，期后建立改造意见反馈机制；（2）全面评估城中村现状，因地制宜探索合适的改造模式，鼓励“订单式”和“菜单式”改造并行开发；（3）政府应发挥政策统筹优势，积极与租赁市场联动，解决低成本居住空间缺失问题，形成长效稳定的改造联动住房供应体系。

关键词：城中村改造居民满意度综合整治拆除重建结构方程模型

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扭曲双层石墨烯的层间电导特性研究

原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 83-88页

作者：陶懿洲刘超方贺男南京邮电大学电子与光学工程学院南京210023

扭曲双层石墨烯(TBG)由于具有莫特绝缘和非常规超导等新奇的电学特性,在纳米技术领域存在巨大的应用潜力.本文基于光学衍射物理方法,构建了一个适用于TBG的理论模型,并利用该理论模型研究了TBG的层间电导特性.研究结果较好地解释了TBG... 详细信息

扭曲双层石墨烯(TBG)由于具有莫特绝缘和非常规超导等新奇的电学特性,在纳米技术领域存在巨大的应用潜力.本文基于光学衍射物理方法,构建了一个适用于TBG的理论模型,并利用该理论模型研究了TBG的层间电导特性.研究结果较好地解释了TBG层间电导随扭转角变化的实验结果,并阐明了其物理机制.此外,本文还计算了电极参数、隧穿层厚度以及界面势强度等物理因素对层间电导特性的影响.计算结果表明:随着电极化学势的增大,层间电导关于扭转角的变化曲线近似整体向上平移;层间电导随着上层隧穿层厚度的增加而衰减并趋于稳定,而随着下层隧穿层厚度振荡;TBG两层扭转石墨烯的界面势强度越强,则层间电导随扭转角下降得越快.

关键词：低维物理层间电导光学衍射方法扭曲双层石墨烯

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理论研究IIB族金属二氢化物分子的基态性质

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 1-7页

作者：张志鹏杨培龙涂喆研李仁忠西安工程大学理学院西安710048 西安工程大学环境与化学工程学院西安710048

基于小核能量一致性相对论赝势,采用密度泛函理论和耦合簇理论,分别在标量和二分量水平上计算研究了MH_(2)(M=Zn,Cd,Hg,Cn)分子的平衡键长和振动频率.计算结果显示,HgH_(2)和CnH_(2)的自旋轨道耦合效应较为明显.采用的8种泛函总体较好... 详细信息

基于小核能量一致性相对论赝势,采用密度泛函理论和耦合簇理论,分别在标量和二分量水平上计算研究了MH_(2)(M=Zn,Cd,Hg,Cn)分子的平衡键长和振动频率.计算结果显示,HgH_(2)和CnH_(2)的自旋轨道耦合效应较为明显.采用的8种泛函总体较好地评估了自旋轨道耦合效应.耦合簇理论计算的ZnH_(2)、CdH_(2)、HgH_(2)的键长和Σ_(u)振动频率与实验值偏差略大,这可能是由于其多参考态特性较明显.二分量PBE泛函计算的键长和Σ_(u)振动频率与实验值最接近.目前最重的CnH_(2)相关研究未见报道,研究给出了其键长和振动频率的理论值.

关键词：金属二氢化物密度泛函理论耦合簇理论标量相对论自旋轨道耦合

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