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微纳材料在氢分子医疗中的应用

西安交通大学学报 2025年

作者：李东林展乐冯璟师进文孙成珍张浩余泽佳陈斌王国祥周致富姚亮郑玉萍王慧渊高宁西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室美国俄亥俄州阿克伦大学机械工程系西安交通大学第二附属医院眼科西安交通大学第一附属医院

自2007年首次发现氢分子具有选择性的抗氧化特性以来，氢分子迅速成为现代医学研究的热点，多项研究已证实其在多种动物模型和人类疾病中发挥着积极作用。针对传统氢分子给药（如吸入氢气、饮用富氢水和注射氢盐水等）存在的利用率低、... 详细信息

自2007年首次发现氢分子具有选择性的抗氧化特性以来，氢分子迅速成为现代医学研究的热点，多项研究已证实其在多种动物模型和人类疾病中发挥着积极作用。针对传统氢分子给药（如吸入氢气、饮用富氢水和注射氢盐水等）存在的利用率低、释放难以控制和靶向性不足等问题，微纳材料给出了新的解决方案。本文从微纳材料的释氢原理出发，综述了吸附载氢与原位释氢两种主要策略，以及它们在协同治疗中的前沿应用。吸附载氢依靠物理或化学吸附储存氢气，通过温度、压力等外部调控实现释放；原位释氢则利用化学反应、光热催化或生物手段在特定病理环境中生成氢气，可通过内源响应或外源调控达到更高的靶向性和可控性。以微纳材料为媒介，结合氢分子的抗炎、抗肿瘤等功能，氢分子还可通过与化疗药物、光热疗法及光动力疗法的协同作用，显著增强对肿瘤疾病的治疗效果。本文还总结了当前面临的生物安全性、靶向性及规模化生产等挑战，并提出未来需通过设计智能响应材料及氢分子多模式协同治疗相结合，进一步提高治疗效果与精准性，为后续基于微纳材料的氢分子医学提供了指导。

关键词：氢分子微纳材料吸附载氢原位释氢协同治疗

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农业拖拉机尾灯多色注塑模具设计

农机化研究 2025年第1期47卷 239-242,247页

作者：尹小定赵会娟江西机电职业技术学院机械工程学院南昌330013 济源职业技术学院机电工程系河南济源454650

以农业拖拉机尾灯为研究对象,分析了尾灯的内部结构和工艺性,并针对双色模具的特殊性,分析了模具成型方案和设计流程,基于AutoCAD和CAE软件完成了尾灯双色塑件模具的设计。开模试验表明:该产品符合设计需求,整个产品结构稳定,透明度好,... 详细信息

以农业拖拉机尾灯为研究对象,分析了尾灯的内部结构和工艺性,并针对双色模具的特殊性,分析了模具成型方案和设计流程,基于AutoCAD和CAE软件完成了尾灯双色塑件模具的设计。开模试验表明:该产品符合设计需求,整个产品结构稳定,透明度好,设计的模具结构合理、工艺流程可靠,能够满足实际的生产应用,工程应用价值较高。

关键词：农业拖拉机尾灯 CAD CAE 双色塑件模具

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动车组铝合金焊接车体疲劳强度动态可靠度分析

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北京交通大学学报 2025年

作者：卢耀辉江明俊王秋实张雅东鲜于悦恒朱生长西南交通大学机械工程学院西南交通大学唐山研究院

动车组车体在服役过程中承受着复杂的多轴随机载荷作用，而由于焊缝区域是其疲劳薄弱部位，车体焊缝的疲劳可靠性随时间在发生变化，因此研究焊缝部位的动态疲劳可靠度对车体设计、运行安全和维修策略的制定都具有重要意义。本文首先编... 详细信息

动车组车体在服役过程中承受着复杂的多轴随机载荷作用，而由于焊缝区域是其疲劳薄弱部位，车体焊缝的疲劳可靠性随时间在发生变化，因此研究焊缝部位的动态疲劳可靠度对车体设计、运行安全和维修策略的制定都具有重要意义。本文首先编制中间车体垂向及纵向载荷谱，采用代理模型方法将车体所受的多轴随机载荷转化为焊缝部位的动态结构应力，并通过雨流计数法将其修正转化为车体焊缝部位的等效结构应力范围，应用两参数威布尔分布拟合得到应力概率分布；然后由铝合金焊接接头主S-N曲线导出强度数据，结合基于损伤的强度退化模型以及应力概率分布函数和概率密度函数，提出了一种动态应力-强度干涉模型，计算分析车体动态变化的疲劳强度可靠度。结果显示：车体关注部位疲劳强度可靠度在运行初期很高，随着运行里程的增加逐渐降低，在1400万公里服役里程中，位于车体底架垂向载荷输入位置附近的搭接焊缝疲劳强度可靠度降低最多，达0.1165；车体各关注点失效率随着运行里程的增加先减小后增加，呈现出浴盆曲线的早期失效期和损耗失效期特征。本文的研究还表明了采用多项式拟合法计算大型车体结构的动态应力是可行且高效的，可为车体运维及安全可靠度评估提供参考。

关键词：车辆工程焊接车体等效结构应力强度退化动态可靠度

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多传感欠驱动水果采摘机械手的设计

农机化研究 2025年第1期47卷 93-98,105页

作者：蒋林祥贺磊盈马锃宏浙江理工大学机械工程学院杭州310018

机械手是水果采摘机器人与水果直接接触部分,在采摘过程中具有至关重要的作用,其设计是采摘机器人研发的重要环节。针对大部分水果生长环境复杂、形状不规则,且表皮易受损的现状,设计了一种多传感欠驱动采摘机械手,并采用腱绳传动的欠... 详细信息

机械手是水果采摘机器人与水果直接接触部分,在采摘过程中具有至关重要的作用,其设计是采摘机器人研发的重要环节。针对大部分水果生长环境复杂、形状不规则,且表皮易受损的现状,设计了一种多传感欠驱动采摘机械手,并采用腱绳传动的欠驱动系统,内嵌微型彩色相机、激光测距传感器和压力薄膜传感器等模块。首先,对压力薄膜传感器采集的数据进行滤波和标定处理,实现在复杂环境中对水果恒定力采摘,防止水果受损;最后,进行了样机制作,并在实验室搭建采摘平台,验证了采摘机械手设计的可靠性和稳定性。

关键词：水果采摘机械手欠驱动多传感压力薄膜传感器

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基于局部关系特征和注意力机制的交通事故预测方法

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北京理工大学学报 2025年第1期45卷 11-18页

作者：张亚辉李颖刘天恩燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

基于相机的事故预测方法主要是建立交通对象的全局关系,而缺乏对局部关系的考虑.为此,提出一种基于局部关系特征和注意力机制的预测模型,实现车载相机实时预测交通事故风险.该模型首先引入局部关系多图网络,捕捉车辆间的局部交互关系,... 详细信息

基于相机的事故预测方法主要是建立交通对象的全局关系,而缺乏对局部关系的考虑.为此,提出一种基于局部关系特征和注意力机制的预测模型,实现车载相机实时预测交通事故风险.该模型首先引入局部关系多图网络,捕捉车辆间的局部交互关系,解决交通对象的局部交互信息应用不充分的问题.其次利用动态空间注意力机制确定交通事故风险车辆.最后将门控循环网络和动态时间注意力机制联合,有效利用动态场景当前帧和历史帧间的时序信息.事故数据集的实验结果表明,该模型准确率达到73.78%,提前1.55s预测交通事故风险,同时单帧预测时间为1.65 ms,具有卓越的实时性.为交通事故风险预测提供一种有效的解决方案.

关键词：交通事故预测图神经网络注意力机制

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自适应主应力驱动的复合材料叶片变角度铺丝路径规划算法

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复合材料学报 2025年

作者：张俊曹忠亮江苏理工学院机械工程学院

复合材料因其优异的性能，逐渐成为航空发动机叶片等关键部件的首选材料。自动纤维铺放技术（AFP）是实现复合材料叶片制造的关键技术之一，但由于叶片的复杂结构与性能要求，其铺丝路径规划仍存在承载能力和稳定性方面的挑战。首先，... 详细信息

复合材料因其优异的性能，逐渐成为航空发动机叶片等关键部件的首选材料。自动纤维铺放技术（AFP）是实现复合材料叶片制造的关键技术之一，但由于叶片的复杂结构与性能要求，其铺丝路径规划仍存在承载能力和稳定性方面的挑战。首先，基于叶片结构的复杂性和铺放需求，通过模拟自然界中的生物结构提出了一种自适应主应力驱动的变角度铺丝路径规划算法，该算法可实时监测和分析当前位置的应力分布情况自适应调整铺放方向，以更好地适应叶片的结构特点和承载性能。其次，采用等距偏移算法，实现了叶片表面的均匀覆盖，有效平衡了整体轨迹的承载性、可铺设性及间隙控制质量。最后，通过路径仿真检测整体铺丝路径的曲率分布，验证了铺丝轨迹的工程应用可能以及算法的可行性。研究结果表明，该算法能够有效优化铺丝路径，提高铺丝路径规划的效率和质量，实现叶片变角度层合结构的高效、精确铺丝，为复合材料叶片的自动纤维铺放提供了一种有效的路径规划方法，具有一定参考意义。

关键词：复合材料叶片自动纤维铺放自适应主应力驱动变角度铺丝路径规划

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弹体高速侵彻花岗岩靶体的结构响应特性

爆炸与冲击 2025年第1期45卷 102-122页

作者：韩明海刘闯李鹏程刘子涵张先锋南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

为探究弹体斜侵彻花岗岩靶体的结构响应特性,基于30 mm弹道炮平台,开展了弹体斜侵彻花岗岩靶试验,获得了非正侵彻作用下弹体结构破坏参数。在此基础上,结合数值模拟方法研究了弹体斜侵彻花岗岩靶的弹体结构变形及断裂机制,分析了侵彻初... 详细信息

为探究弹体斜侵彻花岗岩靶体的结构响应特性,基于30 mm弹道炮平台,开展了弹体斜侵彻花岗岩靶试验,获得了非正侵彻作用下弹体结构破坏参数。在此基础上,结合数值模拟方法研究了弹体斜侵彻花岗岩靶的弹体结构变形及断裂机制,分析了侵彻初始条件对弹体结构响应的影响规律。研究结果表明:弹体非正侵彻花岗岩靶体时,易发生弯曲和断裂;弹体头尾部所受非对称力是影响弹体响应特性的主要因素,弹体的变形破坏程度由弹体头尾部角速度差峰值大小决定;随着攻角的增大,弹体弯曲程度线性增大,攻角增大到8°时,弹体发生断裂;随着着角的增大,弹体弯曲程度先增大后减小再增大,着角为15°时,弹体弯曲程度最小,着角达到30°时,弹体发生断裂;与着角相比,攻角对弹体结构响应行为的影响更显著;攻角与着角联合作用时,着角的引入会增大弹体临界断裂正攻角,负攻角会削弱弹体抵抗弯曲变形和断裂的能力;撞击速度高于1600 m/s时,弹体撞击速度成为弹体产生不同响应行为的主控因素。

关键词：弹体侵彻岩石靶结构响应

含碰撞缺陷的锂离子电池电化学性能衰退及安全性

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爆炸与冲击 2025年

作者：高游郑若昕姜宇新王璐冰宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室宁波大学机械工程与力学学院力学与工程科学系

不可避免的碰撞会导致电动汽车锂离子电池（lithium-ion battery，LIB）出现缺陷，为了确认碰撞后的缺陷电池能否继续使用，重点研究缺陷电池的机械性能、电化学性能、安全边界及其衰退机理。首先，使用不同的压头通过准静态加载和落锤... 详细信息

不可避免的碰撞会导致电动汽车锂离子电池（lithium-ion battery，LIB）出现缺陷，为了确认碰撞后的缺陷电池能否继续使用，重点研究缺陷电池的机械性能、电化学性能、安全边界及其衰退机理。首先，使用不同的压头通过准静态加载和落锤冲击制备了3种典型的缺陷电池，即压痕、50%偏置压缩和平板压缩缺陷电池。随后，分别通过准静态平板压缩和充电/放电循环评估其机械和电化学响应。结果发现，缺陷电池的机械性能显著下降，包括内部短路位移、短路载荷和能量吸收能力下降。相较于新电池，缺陷电池还表现出明显的电化学性能退化，包括更严重的容量衰退。此外，通过拆解电池解释了其降解机制，基于隔膜厚度提出电池的机械失效标准。最后，还讨论了加载速度和缺陷类型对缺陷电池性能的影响。加载速度越高，缺陷电池的性能退化越严重，这与惯性效应有关。不同类型的缺陷会导致隔膜厚度和石墨分层的变化，从而造成不同程度的退化。

关键词：缺陷锂离子电池容量衰减安全准则机械缺陷动态冲击

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不同冷却方式下高温混凝土的动态力学特性

爆炸与冲击 2025年第1期45卷 1-15页

作者：吴栩霆王振周航张国凯李硕标南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

为了研究高温混凝土在不同冷却方式下的动态力学特性,通过φ74 mm大口径分离式霍普金森压杆对不同冷却方式处理下不同温度的C30圆柱形混凝土试样进行了动态力学性能试验,得到了其在热、水、力联合作用下的力学特性,探究了冷却方式、温... 详细信息

为了研究高温混凝土在不同冷却方式下的动态力学特性,通过φ74 mm大口径分离式霍普金森压杆对不同冷却方式处理下不同温度的C30圆柱形混凝土试样进行了动态力学性能试验,得到了其在热、水、力联合作用下的力学特性,探究了冷却方式、温度和加载条件对平均应变率的影响,重点分析了高温混凝土在不同方式冷却后的动态应力-应变曲线,以及冷却方式、温度和加载速率对其破碎形态、动态抗压强度、弹性模量、峰值应变及一系列动态效应的影响。结果表明:水冷混凝土试样的平均应变率受温度的影响更明显,不同冷却方式下加载速度与平均应变率近似呈线性关系;当温度达到400℃及以上时,试样颜色发生明显改变,相同温度下,水冷试样比自然冷却试样的颜色更深,出现更多细微裂纹,骨料形态破坏更严重;不同冷却方式下混凝土的动态抗压强度均与加载速度成正比,与加热温度成反比;水冷混凝土试样的弹性模量损伤系数低于自然冷却试样;高温混凝土试样的峰值应变与加热温度成正比,与加载速度成反比,且水冷混凝土试样的峰值应变相对值要高于自然冷却试样;混凝土的动载荷增加因子与温度及加载速度均成正比,且温度越高,混凝土的应变率效应越明显;当温度在200℃时,混凝土耗能系数出现反弹现象。

关键词：冷却方式冲击高温混凝土分离式霍普金森压杆动态力学特性破坏形态