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基于堆叠式传感器的胡萝卜播种机监控系统

工程机械 2025年第1期 16-20+210页

作者：刘家亮王文博张凡李树生张雷天津工程机械研究院有限公司

基于光电传感技术，针对胡萝卜播种机的机身结构，以及种子颗粒粒径小的特点，经过市场调研，提出将红外对射单元以交叉堆叠的方式排布，缩小有效检测间距，以减小对于小颗粒种子的检测误差，提升排种检测精度。基于堆叠式传感器的高精... 详细信息

基于光电传感技术，针对胡萝卜播种机的机身结构，以及种子颗粒粒径小的特点，经过市场调研，提出将红外对射单元以交叉堆叠的方式排布，缩小有效检测间距，以减小对于小颗粒种子的检测误差，提升排种检测精度。基于堆叠式传感器的高精度胡萝卜播种机监控系统，通过无线通信模块将数据发送至显示单元，当出现较高漏播率时触发系统报警提示，实现对精密播种机作业状态的实时监测。

关键词：胡萝卜播种机漏播检测传感器播种机监控系统无线通信

肌肉负荷对股骨干骨折早期愈合生物力学影响的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第21期29卷 4413-4420页

作者：程超然张峻霞贾军天津科技大学机械工程学院天津市300222 天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室天津科技大学天津市300222 天津市天津医院骨科天津市300200

背景:以往的研究多通过忽略肌肉负荷和采用简化股骨负荷的方式,进行骨折早期愈合的生物力学分析。然而,肌肉负荷对骨折早期愈合产生的生物力学影响尚不清楚。目的:构建不同的股骨负荷模型,研究肌肉负荷对骨折愈合的生物力学影响,帮助临... 详细信息

背景:以往的研究多通过忽略肌肉负荷和采用简化股骨负荷的方式,进行骨折早期愈合的生物力学分析。然而,肌肉负荷对骨折早期愈合产生的生物力学影响尚不清楚。目的:构建不同的股骨负荷模型,研究肌肉负荷对骨折愈合的生物力学影响,帮助临床医生更好地理解骨折愈合的生物力学过程,优化治疗方案。方法:利用AnyBody Modeling System软件构建个性化的人体肌肉骨骼系统,通过仿真分析以获取体内的肌肉骨骼负荷模型。该模型和采用改进简化负荷方法、简化负荷方法构建的股骨负荷模型,分别作为有限元输入的边界条件,对站立状态下锁定加压钢板应力应变、骨折块应变进行分析。结果与结论:(1)与简化负荷方法相比,肌肉骨骼方法得到的锁定加压钢板应力、应变和骨折块应变分别小了31.9%;38.9%和19.5%;(2)肌肉骨骼方法与改进简化负荷方法对比发现,忽略肌肉负荷则会造成锁定加压钢板的应力、应变和骨折块应变分别高估16.8%,14.3%和19.5%,肌肉负荷对骨折块的剪切运动大小无明显影响,而对运动方向有明显的影响;(3)结果表明,简化股骨负荷和忽略肌肉负荷的方法与肌骨骨骼负荷情况存在一定的偏差,因此,在研究骨折愈合时需考虑肌肉负荷的生物力学影响。

关键词：肌肉负荷骨折愈合锁定加压钢板骨折块应变有限元分析

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基于三轴不排水有效应力路径的结构性剑桥模型的修正研究

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岩土工程学报 2025年第1期47卷 115-124页

作者：加瑞李逸群雷华阳姜宇轩天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

室内外试验和工程实践都表明天然沉积黏土具有一定的结构性,因此建立结构性本构模型对准确预测天然黏土的力学响应和解决实际岩土工程问题具有重要意义。首先,基于结构性黏土的三轴固结不排水试验的有效应力路径对结构性剑桥(SCC)模型... 详细信息

室内外试验和工程实践都表明天然沉积黏土具有一定的结构性,因此建立结构性本构模型对准确预测天然黏土的力学响应和解决实际岩土工程问题具有重要意义。首先,基于结构性黏土的三轴固结不排水试验的有效应力路径对结构性剑桥(SCC)模型进行了两点改进:(1)对附加孔隙比Δe的计算公式进行了修正,可以准确模拟结构性黏土超过临界状态线后的有效应力路径;(2)考虑了屈服面内的塑性即亚屈服特性,可以较好地模拟屈服面内的有效应力路径然后,利用修正结构性剑桥(MSCC)模型对结构性黏土的侧限压缩试验、三轴固结不排水和三轴固结排水试验进行了模拟计算,并与试验结果和SCC模型的计算结果进行了对比分析,结果表明MSCC模型可以更好地模拟结构性黏土的三轴不排水有效应力路径以及侧限压缩和三轴固结排水试验的应力应变曲线。最后,对MSCC模型中的参数β(屈服面内塑性变形参数)、p'_(yi)(初始结构屈服应力)、Δe_i(初始附加孔隙比)、b(结构破损速率)、γ(剪切引起结构破损的参数)和ω(反映结构性对塑性流动准则的影响)进行了参数敏感性分析,结果表明参数β影响结构性黏土屈服面内的有效应力路径,参数p'_(yi)影响峰值强度,参数Δe_i影响残余强度,参数b和γ影响峰值后的强度衰减速率,参数ω影响强度开始衰减时的偏应变大小。

关键词：结构性黏土结构性剑桥模型有效应力路径亚屈服附加孔隙比

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囊体扩张主动控制桩基水平变形机理分析

岩土工程学报 2025年第1期47卷 85-95页

作者：黄建友闫宇涛刁钰郑刚李凯贾建伟刘永超天津大学建筑工程学院天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300072 中国建筑第五工程局有限公司湖南长沙410004 中国建筑第六工程局有限公司天津300457 天津建城基业集团有限公司天津300301

囊体扩张是一种新型地下结构变形主动控制技术,然而其在桩基变形控制机理方面尚未深入研究。采用有限元软件探究了囊体扩张控制桩基水平变形机理,分析了囊体扩张引起桩基和土体变形特性以及囊体-土体-桩体之间相互作用。结果表明:扩张直... 详细信息

囊体扩张是一种新型地下结构变形主动控制技术,然而其在桩基变形控制机理方面尚未深入研究。采用有限元软件探究了囊体扩张控制桩基水平变形机理,分析了囊体扩张引起桩基和土体变形特性以及囊体-土体-桩体之间相互作用。结果表明:扩张直径0.5 m的囊体对直径为1.2 m的桩可产生最大5.5 mm水平变形,控制效率为60%,囊体扩张对桩基水平变形控制效果良好。囊体扩张会引起邻近土体产生较大的超孔隙水压力,而孔压消散会导致土体压缩而降低桩基控制效率。当扩张距离较小时,桩径对囊体扩张控制效果影响显著。囊体扩张对桩径为0.4~1.6m的桩均有一定的变形控制效果,尤其适用于小直径桩基的变形控制。随扩张直径的增大,桩基最大水平位移近乎呈线性增大。此外,桩基水平变形随扩张距离增大而减小,但由于扩张对周围孔隙水压力影响范围有限,导致控制效率呈增大趋势。双排囊体扩张控制变形中“遮拦效应”和“反力效应”明显,控制桩基变形应遵循“先远后近,逐排扩张”的原则,以提高控制效果。

关键词：囊体扩张桩基变形控制机理分析

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刚性矿卡电传动冷却系统研究

工程机械 2025年第1期 97-100+11页

作者：高胜李丹李庆瀛张明月山推工程机械股份有限公司

以某款130 t级刚性矿卡电传动冷却系统为例，通过系统布局、风机选型与匹配和风阻计算等，完成冷却系统的设计开发，对刚性矿卡电传动冷却系统开发及优化有指导和借鉴作用。

关键词：刚性矿卡电传动冷却系统风冷

卡拉胶-变性淀粉-蛋清蛋白复合凝胶的制备及特性表征

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食品科学 2025年第2期46卷 72-80页

作者：崔亚雪李文钊杨晓飞颜凤张家萍阮美娟天津科技大学食品科学与工程学院天津300457

以卡拉胶、羟丙基二淀粉磷酸酯和蛋清粉为原料,制备卡拉胶-羟丙基二淀粉磷酸酯-蛋清蛋白三元复合凝胶并对其凝胶特性和微观结构特性进行表征,同时探究不同改性蛋清粉与复合多糖的相互作用及其对复合凝胶特性的影响。结果显示,与单体卡... 详细信息

以卡拉胶、羟丙基二淀粉磷酸酯和蛋清粉为原料,制备卡拉胶-羟丙基二淀粉磷酸酯-蛋清蛋白三元复合凝胶并对其凝胶特性和微观结构特性进行表征,同时探究不同改性蛋清粉与复合多糖的相互作用及其对复合凝胶特性的影响。结果显示,与单体卡拉胶、卡拉胶/变性淀粉二元复合凝胶相比,多糖-蛋白复合凝胶的凝胶强度和持水性增大,弹性模量G’值显著提高,弛豫时间T_(23)显著缩短,其相对峰面积占比A23减小,可冻结水分含量下降。多糖-蛋白复合凝胶红外光谱出现振幅增大以及峰位弱移现象。利用X射线衍射仪分析凝胶的结晶特性,多糖-蛋白复合凝胶的衍射峰强度减弱,结晶度存在一定程度的降低。利用扫描电子显微镜观察凝胶的微观结构发现复合多糖与蛋清蛋白的相互作用可以促成稳定的复合凝胶,形成致密均匀的凝胶网络结构。与此同时,不同改性蛋清粉(P10、PHG14、PHG21)与多糖结合的三元复合凝胶在以上所运用的各种分析工具结果中呈现出不同程度的改善,其中PHG14、PHG21参与形成的多糖-蛋白复合凝胶表现出相对更显著的效果,具有更稳定的凝胶特性和微观结构特性。

关键词：卡拉胶变性淀粉蛋清蛋白复合凝胶凝胶特性

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基于机器视觉的碳纤维丝束微张力检测

激光与光电子学进展 2025年

作者：纪越张海李金义宋丽梅董九志天津工业大学控制科学与工程学院天津工业大学天津市电气装备智能控制重点实验室天津工业大学机械工程学院

纤维张力是制约碳纤维产品质量的关键因素，机器视觉检测方法因模型测量极限无法精确测量碳纤维丝束微张力。在现有机器视觉张力测量模型的基础上，本文提出一种引入神经网络的机器视觉碳纤维丝束微张力分类检测方法。根据纤维图像特征... 详细信息

纤维张力是制约碳纤维产品质量的关键因素，机器视觉检测方法因模型测量极限无法精确测量碳纤维丝束微张力。在现有机器视觉张力测量模型的基础上，本文提出一种引入神经网络的机器视觉碳纤维丝束微张力分类检测方法。根据纤维图像特征改进ResNet18模型，将纤维图像分类为振动图像和下垂图像，结合图像分类结果和图像处理算法，获取横向振动模型的测量下限，引入下垂弦模型解算纤维丝束微张力。结果表明：所提方法相比于SVM、传统CNN和ResNet18模型验证集准确率分别提升了14.2%、9.2%和10.5%，图像识别时间为3.5 ms。通过图像分类实现纤维张力分段解算的方法，突破单一横向振动模型的测量下限，在1.5～3 cN微张力区间内，机器视觉测量值与张力传感器测量值相对误差降低至±10%，碳纤维丝束的下垂高度和实际张力拟合优度达0.964。该方法有效提高碳纤维丝束微张力的检测精度。

关键词：机器视觉碳纤维张力图像处理神经网络非接触式检测

单髁膝关节置换股骨部件内外侧平移偏差对胫骨假体固定的生物力学影响

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生物医学工程学杂志 2025年

作者：许敬亭张静张兵崔文张维杰陈瑱贤长安大学工程机械学院西安交通大学医学院附属红会医院

假体松动是单髁膝关节置换术（UKA）术后翻修的主要原因，术中假体内外侧平移安装偏差是临床常见现象，也是增加假体松动风险的重要因素。本研究建立UKA有限元模型和骨-假体固定界面微动预测模型，以个体化UKA骨肌多体动力学模型预测的... 详细信息

假体松动是单髁膝关节置换术（UKA）术后翻修的主要原因，术中假体内外侧平移安装偏差是临床常见现象，也是增加假体松动风险的重要因素。本研究建立UKA有限元模型和骨-假体固定界面微动预测模型，以个体化UKA骨肌多体动力学模型预测的膝关节内侧接触力和关节运动作为边界条件，量化研究了9种股骨假体内外侧平移安装偏差情况对胫骨近端范式等效应力、骨-假体固定界面接触应力以及骨-假体固定界面微动的影响。研究发现，相比于中立位置（a/A为0.492），股骨部件外侧平移安装偏差显著增加了胫骨范式等效应力和骨-假体固定界面接触应力，a/A为0.361时最大范式等效应力和固定界面最大接触应力分别增加了14.08%和143.15%；股骨部件内侧平移安装偏差显著增加了骨-假体固定界面微动，但股骨中立位及内侧平移安装偏差条件下微动最大值仍在20～50μm范围内，适宜骨整合。因此，基于文献报道适宜骨整合的微动范围、降低假体松动风险与可能诱发疼痛的因素等考虑，建议临床医生在手术中控制股骨部件的安装位置在中立位及内侧平移偏差0～4 mm的安全范围内。

关键词：单髁膝关节置换术内外侧平移安装误差固定界面微动

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叠合钢箱梁制造工艺分析探讨

工程机械 2025年第1期 122-125+12页

作者：张星王俊杰中铁工程机械研究设计院有限公司

主梁是起重设备的主要受力结构，随着设备起重量的逐步增大，主梁截面高度尺寸越来越大，然而主梁截面过高给运输、制造安装带来较大困难。叠合钢箱梁可以有效解决以上问题。叠合钢箱梁的优点是制造、运输单元较小，连接容易。叠合钢箱... 详细信息

主梁是起重设备的主要受力结构，随着设备起重量的逐步增大，主梁截面高度尺寸越来越大，然而主梁截面过高给运输、制造安装带来较大困难。叠合钢箱梁可以有效解决以上问题。叠合钢箱梁的优点是制造、运输单元较小，连接容易。叠合钢箱梁的结构形式目前国内少见。预拱度控制、焊接变形控制、叠合面匹配控制及螺栓穿孔率控制等是叠合钢箱梁制造工艺中的关键性技术难题。对叠合钢箱梁的制造工艺进行分析探讨。

关键词：叠合钢箱梁预拱度变形控制叠合面穿孔率