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基于声发射法的热风干燥中稻谷籽粒玻璃化转变行为研究

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中国粮油学报 2024年

作者：左光辉刘静杨镒静吴中华天津科技大学机械工程学院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

稻谷热风干燥过程中，玻璃化转变行为将导致籽粒内部微结构和物性变化，进而导致干燥应力和内裂纹，甚至爆腰。本文利用稻谷干燥数学模型模拟籽粒玻璃化转变过程；建立稻谷籽粒内裂纹声发射实时检测实验平台，监测籽粒干燥过程中的破裂... 详细信息

稻谷热风干燥过程中，玻璃化转变行为将导致籽粒内部微结构和物性变化，进而导致干燥应力和内裂纹，甚至爆腰。本文利用稻谷干燥数学模型模拟籽粒玻璃化转变过程；建立稻谷籽粒内裂纹声发射实时检测实验平台，监测籽粒干燥过程中的破裂声波。结果表明：稻谷籽粒在热风干燥过程中，其玻璃化转变时间点随干燥温度的降低而提前，等温干燥温度在35～45 ℃内时，籽粒在升温段由玻璃态快速向橡胶态转变，而在干燥阶段则由橡胶态逐渐向玻璃态转变，并且干燥温度越低籽粒玻璃化转变速率越快，当干燥温度大于44 ℃时，籽粒将维持橡胶态至干燥终了。等温干燥温度在37～41 ℃时籽粒的声发射信号比较丰富，籽粒在主干燥阶段的玻璃化转变行为会促进其裂纹的产生，在39 ℃左右，籽粒因破裂动作产生的声波信号最为强烈；在37～41 ℃的干燥温度下，稻谷籽粒的玻璃化转变行为存在时间顺序，其破裂声发射信号集中区时间段与玻璃化转变时间段存在重合和跟随现象。

关键词：玻璃化转变声发射法裂纹数值模拟

基于壳聚糖/聚乙烯醇/二氧化钛修饰的硝酸纤维素复合膜研究

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应用化工 2023年第2期52卷 366-371页

作者：洪逸斌李文祥王红梅李桂水天津科技大学机械工程学院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300222

通过负压抽滤的方法将壳聚糖(CS)、聚乙烯醇(PVA)与二氧化钛(TiO_(2))的修饰液涂覆到纯硝酸纤维素膜的表面,制备硝酸纤维素复合膜,研究膜在微观结构、元素分布与组成、浸润性等方面的性能。结果表明,制备的新型膜具有超亲水/水下超疏油... 详细信息

通过负压抽滤的方法将壳聚糖(CS)、聚乙烯醇(PVA)与二氧化钛(TiO_(2))的修饰液涂覆到纯硝酸纤维素膜的表面,制备硝酸纤维素复合膜,研究膜在微观结构、元素分布与组成、浸润性等方面的性能。结果表明,制备的新型膜具有超亲水/水下超疏油特性,过滤柴油乳液通量为5867.3 L/(m^(2)·h),除油率为99.4%,在强酸碱性、高盐度环境下的油水分离实验时,过滤通量无明显衰减,除油率可保持98.9%以上,具有优良的稳定性和耐腐蚀性。

关键词：壳聚糖二氧化钛聚乙烯醇超亲水/水下超疏油油水分离

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室外池塘养殖投饵系统智能控制方法研究

中国农业科技导报 2023年第5期25卷 123-130页

作者：刘朝阳王永强周聪玲强斯祺天津科技大学机械工程学院天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控实验室天津300222

为解决室外池塘养殖过程中的智能化投饵难题,提出一种基于机器视觉的投饵系统智能控制方法。利用灰度共生矩阵提取熵、能量、相关性、对比度4个纹理特征参数对鱼群摄食强度进行量化评估,根据统计结果将鱼群摄食状态分为未摄食、弱摄食... 详细信息

为解决室外池塘养殖过程中的智能化投饵难题,提出一种基于机器视觉的投饵系统智能控制方法。利用灰度共生矩阵提取熵、能量、相关性、对比度4个纹理特征参数对鱼群摄食强度进行量化评估,根据统计结果将鱼群摄食状态分为未摄食、弱摄食、强摄食3种状态;采用独立性权重法确定4个参数的最佳权重并建立参数加权融合模型。结果表明,熵的权重最高,达到47.04%,相关性的权重最低,为12.70%,能量与对比度的权重分别为27.55%、12.71%;利用支持向量机对鱼群的3种摄食状态进行识别,识别准确率达到99.77%,单帧图像处理时间为0.48s。以上方法简便快速,能够满足投饵系统智能控制的技术需求,为室外池塘养殖投饵系统的智能控制提供了一种全新思路。

关键词：室外池塘养殖机器视觉鱼群摄食状态识别纹理特征智能投饵

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外物损伤对叶片振动疲劳裂纹扩展性能的影响

兵工学报 2023年第6期44卷 1713-1721页

作者：杨硕杜天玮张晓鹏马梁张桂昌天津科技大学机械工程学院天津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300222 中国民航大学航空工程学院天津300300

为研究外物损伤(FOD)对航空发动机叶片的疲劳裂纹扩展影响,基于落锤冲击试验系统,在不同冲击能量下进行TC4钛合金试件的FOD模拟试验及振动疲劳试验,获得损伤试件的裂纹长度与疲劳寿命的关系,并拟合疲劳断口裂纹形貌参数,建立疲劳裂纹扩... 详细信息

为研究外物损伤(FOD)对航空发动机叶片的疲劳裂纹扩展影响,基于落锤冲击试验系统,在不同冲击能量下进行TC4钛合金试件的FOD模拟试验及振动疲劳试验,获得损伤试件的裂纹长度与疲劳寿命的关系,并拟合疲劳断口裂纹形貌参数,建立疲劳裂纹扩展寿命预测计算模型。研究结果表明:损伤缺口的深度和宽度随冲击能量的减小而非线性的减小。当冲击能量较大时,试件的疲劳裂纹先沿弯曲微裂纹扩展,后沿直线扩展;当冲击能量较小时,试件疲劳裂纹保持直线扩展。裂纹的萌生寿命与冲击能量、应力水平二者相关。

关键词：外物损伤叶片落锤冲击 TC4钛合金振动疲劳裂纹扩展

基于田口法和响应曲面法的旋转唇密封可靠性分析

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润滑与密封 2023年第4期48卷 97-103页

作者：张付英夏靖炜张志祥马骏天津科技大学机械工程学院天津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300222

基于有限元分析软件Abaqus建立旋转唇密封模型,计算得到其静态接触压力和径向变形影响系数矩阵,然后通过油封数值计算模型计算得到其泵吸率;在工况一定的情况下,分析理论接触宽度、前唇角、后唇角、过盈量、腰厚结构参数对密封性能的影... 详细信息

基于有限元分析软件Abaqus建立旋转唇密封模型,计算得到其静态接触压力和径向变形影响系数矩阵,然后通过油封数值计算模型计算得到其泵吸率;在工况一定的情况下,分析理论接触宽度、前唇角、后唇角、过盈量、腰厚结构参数对密封性能的影响,并应用田口实验法进行正交试验设计,以信噪比作为衡量泵吸率稳定性的指标,得到影响密封可靠性的最佳参数组合;应用响应曲面分析,得到油封的极限状态方程,并通过蒙特卡洛法计算基于结构参数的油封可靠度。结果表明:各结构参数对泵吸率的影响排序依次是理论接触宽度、前唇角、后唇角、过盈量、腰厚;所研究油封的密封可靠度为0.999 87。

关键词：旋转唇密封泵吸率田口法响应曲面法可靠性分析

偏离标记中心距离对激光诱导不锈钢着色的影响

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应用激光 2023年第2期43卷 99-106页

作者：于瑞龙徐英斌郭志全冯帅赵静楠天津科技大学机械工程学院天津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300222

利用纳秒脉冲激光诱导304不锈钢表面进行着色试验,分析了纳秒激光诱导不锈钢表面着色的机理。首先,通过激光器直接加工不锈钢样品表面,研究了加工面积对着色均匀性的影响;其次,在标记中心处和偏离标记中心不同距离处进行小面积着色,探... 详细信息

利用纳秒脉冲激光诱导304不锈钢表面进行着色试验,分析了纳秒激光诱导不锈钢表面着色的机理。首先,通过激光器直接加工不锈钢样品表面,研究了加工面积对着色均匀性的影响;其次,在标记中心处和偏离标记中心不同距离处进行小面积着色,探究偏离标记中心距离对样本着色效果的影响;最后,利用激光器循环打标,多轴数控平台往复运动进行着色效果改善试验。结果表明,样品加工面积能够影响不锈钢表面着色的效果,减小样品的加工面积可以使颜色更均匀;随着偏离标记中心距离的增加,样品表面的着色稳定性变差;通过引入多轴数控平台辅助激光着色,可有效提高不锈钢表面着色的稳定性,降低色差值。

关键词：脉冲激光不锈钢表面着色数控平台

意外滑动过程中人体下肢关节与肌群的自主平衡调节作用研究

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生物医学工程学杂志 2016年第4期33卷 659-665页

作者：苏海龙宋黎明张峻霞天津科技大学机械工程学院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300222

针对受扰条件下的步态失稳现象,国内外学者已做了一定的研究工作,但有关失稳过程中自主平衡行为与表面肌电信号及步态参数之间的表征关系却鲜有涉及。本文将步态分析与肌电信号分析相结合,研究在水平步道行走时,足跟着地后发生意外滑动... 详细信息

针对受扰条件下的步态失稳现象,国内外学者已做了一定的研究工作,但有关失稳过程中自主平衡行为与表面肌电信号及步态参数之间的表征关系却鲜有涉及。本文将步态分析与肌电信号分析相结合,研究在水平步道行走时,足跟着地后发生意外滑动的情况下,人体下肢关节和肌群的自主平衡调节机制。本文募集10位健康受试者,统一着鞋,采集分析了在干燥步道和油面步道两种不同行走条件下的下肢关节力矩、关节角度和主要参与肌群表面肌电信号等参数的变化规律。研究表明:发生意外滑动时人体通过增大踝关节背屈力矩、髋关节和膝关节伸直力矩与膝关节伸直角度,并及时调整相关肌肉激活延迟时间(依次激活胫骨前肌→股直肌→腓肠肌→股二头肌)来调节身体重心位置以维持平衡、避免滑倒。本文的研究结果可为防止滑跌损伤、康复训练以及下肢助行装置的研发等领域开拓新的思路并提供一定参考价值。

关键词：滑跌失稳步态平衡恢复自主平衡

基于膝关节支撑的两自由度人体坐立转换辅具的设计和运动轨迹控制

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中国康复医学杂志 2022年第4期37卷 523-527页

作者：周金满薛强郑琦春张辉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

目的:研究一种两自由度坐立转换辅助装置的设计和轨迹控制方法。方法:对20名受试者分组进行坐立转换实验,分析受试者在不同坐立转换阶段的运动轨迹及运动学特征参数。结果:给出了3组不同百分位和不同性别的人体的推荐坐立转换轨迹;提出... 详细信息

目的:研究一种两自由度坐立转换辅助装置的设计和轨迹控制方法。方法:对20名受试者分组进行坐立转换实验,分析受试者在不同坐立转换阶段的运动轨迹及运动学特征参数。结果:给出了3组不同百分位和不同性别的人体的推荐坐立转换轨迹;提出了坐立转换辅具的设计方案,并设计了一款基于膝关节支撑的两自由度人体坐立转换辅具;建立机电控制系统,实现了两自由度人体坐立转换辅具的运动控制。结论:坐立转换过程采用膝关节支撑可以提高站立辅助的效果,并提高安全性。各种类型的患者身体状态有所不同,该坐立转换辅具可根据不同患者的身体状态进行辅助阶段的选择。

关键词：康复辅具坐立转换膝关节支撑运动轨迹控制方法机构设计

基于机器视觉的透明包装袋真空封口纹理缺陷检测方法

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食品与机械 2023年第7期39卷 111-118页

作者：张宝胜周聪玲王永强天津科技大学机械工程学院天津300222 天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控实验室天津300222

目的:解决由于目前在食品包装领域采用人工抽检方式导致的真空封口质检难以长时间连续作业,易发生漏检、错检,检测准确率稳定性不可靠等问题。方法:提出了一种基于机器视觉的透明包装袋真空封口纹理检测方法代替人工检测。利用ROI区域... 详细信息

目的:解决由于目前在食品包装领域采用人工抽检方式导致的真空封口质检难以长时间连续作业,易发生漏检、错检,检测准确率稳定性不可靠等问题。方法:提出了一种基于机器视觉的透明包装袋真空封口纹理检测方法代替人工检测。利用ROI区域提取、仿射变换和局部二值化模式等算法进行图像预处理,凸显出纹理特征。在此基础之上,利用灰度共生矩阵分析“良好”和“缺陷”封口纹理图像特征设置灰度共生矩阵参数,将纹理特征的均匀性与共生灰度矩阵特征量相关联。最后,以灰度共生矩阵特征量作为SVM分类器的输入量,通过计算对封口缺陷进行识别与分类。结果:该在线检测方法对透明包装袋真空封口的缺陷检测结果与人工质量结果对比同一性高达97.5%。结论:该方法具备较高的检测准确率和较好的实用性,可满足在线检测的需求。

关键词：机器视觉纹理特征灰度共生矩阵食品包装真空封口纹理缺陷