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真实分岔静脉下多种血液流变模型的溶栓治疗差异数值研究

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力学学报 2024年第5期56卷 1328-1341页

作者：程鸿宇林博远姜胜晖张祥雷周宏明温州大学机电工程学院浙江温州325035 温州职业技术学院浙江温州325035

静脉血栓栓塞(VTE)是一种常见的心血管疾病,建立基于计算流体力学(CFD)的数值模型是开展血栓治疗研究的重要手段.然而,血液的流变模型众多,多种血液流变模型之间存在显著的差异.目前,针对不同血液流变模型间的差异表现尚未得到充分研究... 详细信息

静脉血栓栓塞(VTE)是一种常见的心血管疾病,建立基于计算流体力学(CFD)的数值模型是开展血栓治疗研究的重要手段.然而,血液的流变模型众多,多种血液流变模型之间存在显著的差异.目前,针对不同血液流变模型间的差异表现尚未得到充分研究.本研究提出一种生物流体力学模型以用于静脉血栓治疗数值研究,研究考虑静脉血流、血管结构以及药物传质间的作用耦合,并将血液视为不同流变特性的7种流体、静脉瓣膜视为超弹性固体、血栓块视为多孔材料.针对患者理想化和特异性的血管模型进行数值模拟,综合分析静脉血栓的溶栓治疗数值结果.结果表明,患者特异性血管模型更接近实际血管情况,其受分岔、弯曲等局部特征的影响,流速变化明显、涡流强度和Pe较高、瓣膜位移值较大.同时,不同血液流变学模型的研究结果不同.在患者特异性模型下,牛顿模型的血液黏度较小,流速和Pe较大,物质传质更快,溶栓表现较优;非牛顿模型中Bingham流体表现差异最显著,其血液黏度值较高,Pe较小,溶栓表现较差.本研究提倡采用患者实际血管模型、考虑血液实际流变特性进行静脉血栓数值研究,以推动血栓治疗领域的数字医疗、智慧医疗技术进步.

关键词：静脉血栓血液流变特性生物流体力学溶栓治疗数值模拟

基于银纳米线/聚苯胺纳米复合材料的电致变色薄膜及器件的制备与性能

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机械工程材料 2024年第6期 48-54页

作者：陈光伟郭海伟郑州铁路职业技术学院机电工程学院

以质量比分别为1:5,1:15,1:25的银纳米线（AgNWs）和苯胺为原料，采用化学氧化聚合法制备了银纳米线/聚苯胺（AgNWs/PANI）纳米复合材料，喷涂在氧化铟锡（ITO）导电玻璃上得到AgNWs/PANI电致变色薄膜，将喷涂AgNWs/PANI（质量比为1:15... 详细信息

以质量比分别为1:5,1:15,1:25的银纳米线（AgNWs）和苯胺为原料，采用化学氧化聚合法制备了银纳米线/聚苯胺（AgNWs/PANI）纳米复合材料，喷涂在氧化铟锡（ITO）导电玻璃上得到AgNWs/PANI电致变色薄膜，将喷涂AgNWs/PANI（质量比为1:15）和聚（3,4-乙烯二氧噻吩）(PEDOT)电致变色薄膜的ITO基电极组装得到分层式电致变色器件，研究了AgNWs/PANI电致变色薄膜和电致变色器件的微观形貌和电致变色性能。结果表明：AgNWs/PANI电致变色薄膜中PANI均匀包覆在AgNWs上形成线性核壳结构，当AgNWs和苯胺质量比为1:5时薄膜中有很多AgNWs暴露在外，当质量比为1:25时AgNWs暴露缺陷较少但形成的导电通路连续性差，当质量比为1:15时AgNWs被PANI完美包覆且导电通路连续均匀；与纯PANI电致变色薄膜相比，AgNWs/PANI电致变色薄膜的峰值电流密度、离子扩散速率和光学对比度增大，电荷传递阻抗减小，变色效果明显，电致变色性能提升，AgNWs和苯胺质量比为1:15时电致变色性能最佳；电致变色器件的最大光学对比度为65.2%，着色和褪色过程响应时间分别仅为6.5,4.9 s，经历1 000次恒电位跃迁后光学对比度保留率高达97.7%，着色效率高达124.6 cm2·C-1。

关键词：电致变色银纳米线导电网络聚苯胺

温室电动拖拉机旋耕稳定性时序分析与前馈PID控制方法研究

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农业机械学报 2024年第3期55卷 412-420页

作者：杨杭旭周俊齐泽中孙晨阳赖国梁南京农业大学工学院南京210031 金华职业技术学院机电工程学院金华321017

针对温室小型农机对地面平整度敏感,微小的地面起伏便会造成机具俯仰的情况,基于课题组已开发的温室电动拖拉机,将基于时间序列分析的角度预测方法引入前馈PID控制(Angle prediction and feedforward PID,APF-PID),解决了温室旋耕作业... 详细信息

针对温室小型农机对地面平整度敏感,微小的地面起伏便会造成机具俯仰的情况,基于课题组已开发的温室电动拖拉机,将基于时间序列分析的角度预测方法引入前馈PID控制(Angle prediction and feedforward PID,APF-PID),解决了温室旋耕作业中因机具俯仰而出现的响应性差、耕深不稳定和功率突变的问题。建立了温室电动拖拉机旋耕作业的功率模型,并建立了俯仰角-耕深的转换矩阵,得到了旋耕系统实际耕深的转换值;采用时间序列分析预测机身俯仰角,并作为旋耕系统的扰动输入;结合耕深的转换值和预测得到的扰动,采用APF-PID控制器调节旋耕系统的提升机构,将旋耕机维持在目标耕深;在温室内未旋耕和已旋耕的两种地块进行实车试验。结果表明:俯仰角时序预测模型的相关系数可达0.983 2;APF-PID控制的控制性能优于PID控制,在目标耕深6 cm的测试路面中,APF-PID在两种试验地块上的平均耕深分别为6.47 cm和6.44 cm,均方根误差为0.80 cm和0.72 cm,绝对平均误差为0.67 cm和0.58 cm,耕深稳定性系数为89.95%和91.30%,消耗的总能量较PID控制分别降低4.18%和19.13%,较好地实现了温室电动拖拉机旋耕稳定性控制,满足温室作业需求。

关键词：电动拖拉机温室旋耕作业稳定性控制前馈PID 角度预测

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视觉跟踪多转子位移测量

振动工程学报 2024年第1期37卷 113-125页

作者：杨荣良王森伍星柳小勤刘韬昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 云南机电职业技术学院云南昆明650023

针对当前传统振动传感器在测量旋转体位移时受限于安装和测点数量等问题,将高速工业相机作为采集媒介,在转子振动试验台上进行转子振动视频的采集,并利用基于多目标跟踪的视觉振动测量方法跟踪多个转子目标的全场振动位移。将注意力机... 详细信息

针对当前传统振动传感器在测量旋转体位移时受限于安装和测点数量等问题,将高速工业相机作为采集媒介,在转子振动试验台上进行转子振动视频的采集,并利用基于多目标跟踪的视觉振动测量方法跟踪多个转子目标的全场振动位移。将注意力机制引入残差神经网络,结合特征金字塔网络结构建立改进的特征提取骨干网络,并利用身份重新识别方法来强化相邻帧间目标位移的关联性,跟踪旋转体全场振动位移信号。在转子振动位移测量数据集上对不同网络模型进行定性和定量的比较。结果表明,本文构建的网络模型在边界框回归时能够获取更为紧密的贴合度;将采集的电涡流位移信号作为标准量进行两个转子位移信号的对比实验,结果表明,本文多目标跟踪算法拟合的波形和频谱噪声最小,且能与电涡流信号相匹配;在目标对象模糊情况下的实验也证明本文算法所具有的泛化性能,这也体现出视觉测量在旋转体振动位移跟踪领域的工程应用价值。

关键词：视觉测振深度学习多目标视觉跟踪模糊图像旋转体位移测量

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智能农机与机电一体化的互动研究

中国农业资源与区划 2024年第1期45卷 19-19,33页

作者：罗振成张桂枝张家口职业技术学院机电工程学院

智能农机与机电一体化的互动已经成为一个国家实现农业现代化的重要标志。为此,经电子科技大学出版社于2022年6月出版的《智能农机技术路线图:1.0版》一书,首次将智能网联汽车技术和概念应用于农机领域,其论述智能农机技术路径和发展方... 详细信息

智能农机与机电一体化的互动已经成为一个国家实现农业现代化的重要标志。为此,经电子科技大学出版社于2022年6月出版的《智能农机技术路线图:1.0版》一书,首次将智能网联汽车技术和概念应用于农机领域,其论述智能农机技术路径和发展方向,为促进我国农业和农机领域的科技创新、提质增效和转型升级提供有益参考。该书的出版对于推动我国农业现代化进程、保障我国粮食安全具有重要现实意义。

关键词：农业现代化进程技术路线图电子科技大学机电一体化智能网联汽车转型升级智能农机技术路径

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微合金化低碳马氏体钢的显微组织及力学性能

机械工程材料 2024年第6期 39-47页

作者：阙燚彬毛丹丹李宏军楼华山莫文锋冯艺龙旺朱恩洲柳州职业技术学院机电工程学院柳州一阳科技股份有限公司

制备了钛、铌和钼等元素掺杂的微合金化低碳马氏体钢，并对其进行热轧+880℃淬火+不同温度（170,190,210,230,250℃）回火处理，研究了不同热处理态试验钢的显微组织、拉伸性能和冲击性能，以190℃回火态钢为例分析了强韧化机制。结果... 详细信息

制备了钛、铌和钼等元素掺杂的微合金化低碳马氏体钢，并对其进行热轧+880℃淬火+不同温度（170,190,210,230,250℃）回火处理，研究了不同热处理态试验钢的显微组织、拉伸性能和冲击性能，以190℃回火态钢为例分析了强韧化机制。结果表明：热轧态试验钢由铁素体和贝氏体组成，淬火态试验钢由铁素体和马氏体组成，不同温度回火态试验钢均由回火马氏体和少量铁素体组成，回火态试验钢的铁素体面积分数在15%～20%，低于热轧态和淬火态；淬火态试验钢的抗拉强度和布氏硬度最高；随着回火温度升高，回火态试验钢的抗拉强度和布氏硬度下降，断后伸长率、屈服强度和冲击吸收功均先增大后减小；190℃回火态试验钢的断后伸长率和冲击吸收功最高，拉伸断口和冲击断口处纤维区中韧窝占比最高，抗拉强度、布氏硬度和屈服强度适中，综合力学性能最好；190℃回火态试验钢中析出的纳米级小尺寸（Ti,Nb,Mo,Cr）C相起到沉淀强化作用，纳米级大尺寸（Ti,Nb,Mo,Cr）C相起细晶强化作用，大角度晶界占比较高，提高了裂纹扩展功，因此试验钢强度和韧性提高。

关键词：马氏体钢双相钢纳米颗粒显微组织力学性能

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模型失配下风力涡轮机故障数据驱动诊断策略

机械设计与制造 2024年

作者：陈昉赵嘉媛湖北三峡职业技术学院机电工程学院

水平轴风力涡轮机系统在控制模型与实际数据失配工况下，系统任何运行故障事件都会导致系统偏离其目标并造成性能恶化的问题。因此，提出一种模型失配下的风力涡轮机故障的数据驱动诊断策略，以在存在模型-现实不匹配和建模误差效应的... 详细信息

水平轴风力涡轮机系统在控制模型与实际数据失配工况下，系统任何运行故障事件都会导致系统偏离其目标并造成性能恶化的问题。因此，提出一种模型失配下的风力涡轮机故障的数据驱动诊断策略，以在存在模型-现实不匹配和建模误差效应的工况下，能够实现优良的故障诊断性能。首先建立水平轴风力涡轮机系统的基准模型，并对系统故障场景和故障敏感度分析进行介绍，接着利用数据驱动诊断策略构建系统的故障估计器，并提出了Takagi-Sugeno模糊(TS FS)诊断策略和神经网络非线性自动回归外源输入(NARX NN)诊断策略，最后通过仿真和HIL硬件在环实验对所提出的风力涡轮机故障的数据驱动诊断策略进行了验证，并与已有的非线性几何方法自适应滤波器（NLGA-AF）、模糊递归识别（RFS）和滑模观察器（SMO）进行了比较，实验结果表明，所提出的诊断方案能够更好地应对存在模型-现实不匹配和建模误差效应的工况，并保持优良的鲁棒性和可靠性。

关键词：风力涡轮机模型失配数据驱动诊断故障诊断鲁棒性

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双盘转子—电磁轴承系统的碰摩振动特性

铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 299-313页

作者：尹凤伟王学明张晓蓉吉林铁道职业技术学院东北亚高铁学院吉林吉林132299 兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070

转子系统的非线性振动是工程实际中的复杂问题,尤其转子系统碰摩振动的强非线性动力学特性,诱发倍周期分岔、hopf分岔及混沌等复杂现象。建立一类考虑碰摩故障的主动电磁轴承支撑双盘转子系统的力学模型,基于非线性动力学和转子动力学理... 详细信息

转子系统的非线性振动是工程实际中的复杂问题,尤其转子系统碰摩振动的强非线性动力学特性,诱发倍周期分岔、hopf分岔及混沌等复杂现象。建立一类考虑碰摩故障的主动电磁轴承支撑双盘转子系统的力学模型,基于非线性动力学和转子动力学理论,采用多目标协同、多参数耦合仿真分析,运用变步长4阶Runge-Kutta法数值计算,通过获得的转子系统周期分岔图、碰摩分岔图、轴心轨迹图、Poincaré映射图、最大碰摩力及碰摩占空比曲线图,揭示了转子系统的非线性动态响应。同时研究复杂转子系统的碰摩振动特性与结构参数的关联关系。计算结果表明,系统的间隙阈值越小且转速越低条件下的周期碰摩振动越具复杂性和多样性,且系统因碰摩故障引发的最大碰摩力及碰摩占空比曲线峰值也较高。系统的定子刚度比越大,其表现出的各类周期碰摩振动的振动幅值和冲击速度越高;最大碰摩力越大。系统的偏心比值越大,系统的周期碰摩振动模式类型越多样化且混沌窗口越多;系统的各类周期碰摩振动产生的最大碰摩力和碰摩占空比也越高。同时,进一步分析了基本周期振动、亚谐振动、概周期振动和混沌的发生区域及转迁规律。研究结果可以有效地为该类转子系统动态匹配设计、大数据诊断与协同优化提供实际指导意义。

关键词：转子动力学电磁轴承数值计算周期碰摩振动分岔

电机电流瞬时频率极坐标视图及其在RV齿轮箱故障诊断中的应用

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振动工程学报 2024年

作者：徐凯伍星王东晓柳小勤昆明理工大学机电工程学院云南机电职业技术学院

电机电流监测系统凭借非侵入式、成本低的优势受到了广泛关注，但常用的电流频谱分析容易受到固有谐波以及安装误差的影响，并且高幅值基频会弱化故障特征。为了揭示齿轮故障导致的啮合刚度的降低对电机电流的频率调制规律，建立了包含... 详细信息

电机电流监测系统凭借非侵入式、成本低的优势受到了广泛关注，但常用的电流频谱分析容易受到固有谐波以及安装误差的影响，并且高幅值基频会弱化故障特征。为了揭示齿轮故障导致的啮合刚度的降低对电机电流的频率调制规律，建立了包含故障齿轮啮合刚度的电机电流模型，并推导了瞬时频率表达式。针对传统时频分析方法瞬时频率估计精度低的缺点，提出了基于高阶同步压缩变换（HSST）的瞬时频率极坐标视图方法提取齿轮故障特征。该方法通过检测与故障齿啮合周期同步的频率调制特征来直观地展示齿轮箱故障，避免了固有谐波和基频的干扰，具有齿轮故障特征的唯一性。通过对RV齿轮箱实验台的电机电流信号分析，验证了所提出电机电流模型与故障特征分布规律的准确性，以及基于HSST的瞬时频率极坐标视图诊断齿轮箱故障的有效性。

关键词： RV齿轮箱电机电流分析高阶同步压缩变换啮合刚度瞬时频率极坐标视图