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基于流形特征域适配的滚动轴承故障诊断

振动与冲击 2024年第5期43卷 94-102页

作者：周宏娣黄涛李智钟飞湖北工业大学机械工程学院武汉430068

针对变工况下存在两域特征分布复杂,数据在原始空间进行分布对齐时,特征扭曲和发散难以消除等问题,提出一种基于流形特征域适配(manifold feature domain adaptation, MFDA)的滚动轴承故障诊断方法。该方法通过无监督的方式生成一个与... 详细信息

针对变工况下存在两域特征分布复杂,数据在原始空间进行分布对齐时,特征扭曲和发散难以消除等问题,提出一种基于流形特征域适配(manifold feature domain adaptation, MFDA)的滚动轴承故障诊断方法。该方法通过无监督的方式生成一个与目标域具有相似分布的中间域,构建与源域、中间域和目标域相关的公共子空间,并利用局部生成差异度量保留数据在子空间中的流形局部几何结构,以避免数据对齐时出现扭曲和发散;同时利用最大均值差异度量对齐中间域和目标域,以最小化两域间的分布差异,保证数据间局部与全局结构的相关性。最后,利用学习到的特征,以最小二乘法实现滚动轴承的跨域故障识别。在三组滚动轴承数据集上进行试验验证,与其他智能识别算法相比,该方法能有效避免特征扭曲和发散,且具有优良的泛化性能。

关键词：滚动轴承迁移学习变工况故障诊断流形特征域适配(MFDA)

基于光斑重叠的激光表面标刻等效脉冲传热模型与工艺分析

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中国表面工程 2024年第3期37卷 204-219页

作者：邓凯蔡颂陶能如熊显文陈达徐闻声余凡湖南第一师范学院智能制造学院长沙410205 湖南工业大学机械工程学院株洲412000 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074 武汉轻工大学机械工程学院武汉430023

目前激光表面标刻技术应用较为广泛,但标刻过程中涉及的能量耦合复杂。为满足激光标刻技术的发展需求,结合理论模型和试验分析对其能量耦合的原理进行探究。研究结果如下:重叠率在91%~99%时,激光扫描速率v或激光脉冲频率f影响下的材料... 详细信息

目前激光表面标刻技术应用较为广泛,但标刻过程中涉及的能量耦合复杂。为满足激光标刻技术的发展需求,结合理论模型和试验分析对其能量耦合的原理进行探究。研究结果如下:重叠率在91%~99%时,激光扫描速率v或激光脉冲频率f影响下的材料烧蚀深度会随重叠率的增加而增加,重叠率为99%时,材料去除率达最大;在光斑直径D影响下的烧蚀深度随重叠率的增加而减少,重叠率为91%时去除率最大。三种参数影响下,等效激光功率密度I1=3.88 W/μm^(2)时,将产生较大的反冲压力促进材料的去除,使激光标刻的能量利用率最大。面标刻中,线间距大于线段凹槽宽度时,导致线段叠加不能完全填充目标区域;线间距小于线段凹槽宽度时,会导致块体膨胀变形,表面质量被破坏;线间距与线段凹槽宽度接近时,目标区域可以被完全填充且表面质量不被破坏,标刻效果较好。通过分析空间上光斑重叠区域的能量耦合与时间上相邻脉冲的能量累积,整理得到等效脉冲传热数值模型,可对激光标刻的烧蚀深度进行更加简单有效的计算。

关键词：激光标刻高分子材料等效脉冲表面技术

基于刚度可调的气动位置伺服系统摩擦补偿控制

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西北工业大学学报 2024年第1期42卷 138-148页

作者：魏琼陆浩吴子龙白林勇张道德李奕湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068

气动伺服系统的低刚度、低气源压强、流量易饱和等特性,导致系统在工作过程中能量耗散较大,系统易受摩擦影响,且补偿效果不明显。尤其是当系统的运动方向改变时,会产生明显的“平顶现象”,严重影响气动伺服系统的跟踪精度。采用负载口... 详细信息

气动伺服系统的低刚度、低气源压强、流量易饱和等特性,导致系统在工作过程中能量耗散较大,系统易受摩擦影响,且补偿效果不明显。尤其是当系统的运动方向改变时,会产生明显的“平顶现象”,严重影响气动伺服系统的跟踪精度。采用负载口独立控制结构,消除因两腔耦合而导致的能量耗散,使系统流量特性尽可能地位于线性区间;针对气动系统中存在的摩擦中部分参数不确定,以及外界干扰、动态负载的不确定性,设计非线性自适应鲁棒控制方法;将系统的刚度调节与自适应鲁棒控制进行协同控制,提高气动位置伺服系统的动态性能。仿真和实验结果均表明:具有刚度调节的自适应鲁棒控制能够明显降低系统能量耗散,提高系统位置跟踪精度,有效改善摩擦引起的“平顶现象”。

关键词：摩擦补偿气动位置伺服刚度调节负载口独立控制

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米糠和碎米的接触参数测量与离散元仿真标定

中国农业科技导报 2024年第2期26卷 127-136页

作者：陈林余南辉王立宗范吉军雷港刘晓鹏周龙周劲武汉轻工大学机械工程学院武汉430023 武汉轻工大学电气与电子工程学院武汉430023 武汉轻工大学动物科学与营养工程学院武汉430023

为确定米糠和碎米分离装备离散元仿真所需的接触参数,利用台架试验与仿真试验对米糠、碎米颗粒接触参数进行测量和标定。分别采用自由落体碰撞法、碰撞扩散法、斜面滑动法和斜面滚动法标定了碎米与亚克力间的碰撞恢复系数为0.45、静摩... 详细信息

为确定米糠和碎米分离装备离散元仿真所需的接触参数,利用台架试验与仿真试验对米糠、碎米颗粒接触参数进行测量和标定。分别采用自由落体碰撞法、碰撞扩散法、斜面滑动法和斜面滚动法标定了碎米与亚克力间的碰撞恢复系数为0.45、静摩擦系数为0.38、滚动摩擦系数为0.17,米糠与亚克力间的碰撞恢复系数为0.15,静摩擦系数为0.76。基于休止角测量试验,结合MATLAB软件图像处理技术获取了颗粒堆休止角;通过最陡爬坡试验和二次正交旋转组合试验,建立了影响因素与休止角之间的二次回归模型,并以休止角的相对误差最小为约束条件,对回归方程寻优求解,得到了最佳参数组合,其中,碎米间静摩擦系数0.60、滚动摩擦系数0.40、碰撞恢复系数0.61,米糠间静摩擦系数0.81、滚动摩擦系数0.18、碰撞恢复系数0.15。研究结果为米糠和碎米分离装备离散元仿真参数设置提供了参考。

关键词：米糠碎米离散元接触参数标定

一株副溶血弧菌噬菌体生物学特性、全基因组特征及其在食品中的应用

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食品工业科技 2024年第1期45卷 137-144页

作者：张俊鹏刘文婷石甜王华娟王宏勋周敏武汉轻工大学食品科学与工程学院湖北武汉430000 武汉轻工大学生命科学与技术学院湖北武汉430000

目的:分析1株副溶血性弧菌噬菌体474x1的生物学特性、全基因组及在食品中的抑菌效果。方法:以副溶血性弧菌474菌株为宿主菌,从海鲜市场基围虾分离噬菌体474x1,利用透射电镜观察其形态,并绘制一步生长曲线,分析474x1对温度及pH的敏感性... 详细信息

目的:分析1株副溶血性弧菌噬菌体474x1的生物学特性、全基因组及在食品中的抑菌效果。方法:以副溶血性弧菌474菌株为宿主菌,从海鲜市场基围虾分离噬菌体474x1,利用透射电镜观察其形态,并绘制一步生长曲线,分析474x1对温度及pH的敏感性。分析474x1全基因组序列,根据474x1末端酶大亚基构建系统进化树。通过测定菌落总数评价噬菌体对虾肉中副溶血弧菌的抑制效果。结果:分离到1株新型的副溶血弧菌噬菌体,命名为474x1,该噬菌体能够裂解23株副溶血弧菌中的19株(19/23=82.61%)。电镜观察474x1具有典型的短尾病毒科病毒形态特征。最佳感染复数(MOI)为0.01,一步生长曲线显示474x1的潜伏期为10 min,裂解量为115 PFU/cell。该噬菌体能够在较大的温度范围(30~60℃)和pH(4~11)范围内维持活性。474x1全基因组长47830 bp,包含69个开放阅读框(open reading frames,ORFs),其中14个具有特定功能的基因。比较基因组学分析474x1与短尾噬菌体科弧菌属噬菌体Vp41s3基因组具有较高同源性,进化分析表明474x1与副溶血弧菌噬菌体Vp41s3亲缘性最高。在应用实验中,在4℃下MOI=1000的实验组在第3 h相较对照组菌量下降了0.39 lgCFU/mL。MOI=10000的实验组在第12 h相较对照组菌量下降了0.92 lgCFU/mL,在25℃下MOI=1000,MOI=10000的实验组相较对照组在第6 h时菌量分别下降1.04、1.82 lgCFU/mL,表明噬菌体474x1能够显著抑制虾肉中宿主菌的生长。结论:从基围虾中分离鉴定1株新的副溶血性弧菌噬菌体,该噬菌体裂解量大,潜伏期短,在60℃以下表现出较好的稳定性,pH耐受范围宽,在食品中也有良好的抑菌效果,为防控水产品副溶血性弧菌的致病株奠定了基础。

关键词：副溶血弧菌噬菌体分离与纯化最佳感染复数(MOI) 一步生长曲线基因组抑菌试验

葡萄籽原花青素和苹果酸对面包抗老化的影响及机制分析

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食品与发酵工业 2024年第7期50卷 220-226页

作者：张沁蕊熊丹妮周文昊张海枝刘刚秦新光武汉轻工大学食品科学与工程学院湖北武汉430048

面包在贮藏过程中因老化会出现硬度变大、水分流失、粗糙掉屑等问题,该研究以葡萄籽原花青素(grape seed proanthocyanidins,GSP)和苹果酸(malic acid,MA)为主要原料,研究二者协同对面包抗老化的影响。采用快速黏度仪(rapid visco analy... 详细信息

面包在贮藏过程中因老化会出现硬度变大、水分流失、粗糙掉屑等问题,该研究以葡萄籽原花青素(grape seed proanthocyanidins,GSP)和苹果酸(malic acid,MA)为主要原料,研究二者协同对面包抗老化的影响。采用快速黏度仪(rapid visco analyzer,RVA)测定了面粉的糊化特性,对贮藏期间面包水分含量、硬度、水分分布的变化进行了测定,利用RVA、差示扫描量热仪(differential scanning calorimeter,DSC)和X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)对贮藏期间淀粉的回生进行了研究。结果表明,GSP和MA降低了贮藏期间面包水分含量的下降速率,在0.3%(质量分数,下同)GSP中复配0.1%MA、0.3%MA和0.5%MA的面包硬度相对于0.3%GSP面包分别降低了9.34%、10.49%、8.04%。面包贮藏5 d的DSC和XRD数据表明GSP和MA的添加显著降低了淀粉的回生焓值和结晶度,在0.3%GSP中复配0.1%MA、0.3%MA、0.5%MA制作的面包其结晶度相较于0.3%GSP分别下降了33.54%、36.08%和34.18%。综上所述,GSP和MA对延缓面包的老化起到协同作用。

关键词：原花青素苹果酸面包老化淀粉

基于Fe-HHTP@ZIF-8构建可视化传感器测定饮料的总抗氧化能力

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食品工业科技 2024年第17期45卷 327-335页

作者：武存慧秦之阳张海枝武汉轻工大学食品科学与工程学院湖北武汉430023

食品的总抗氧化能力是评价其功效的关键指标之一,建立快速灵敏的分析方法用于食品总抗氧化能力检测具有十分重要的意义。本文首次设计合成了一种具有类过氧化物酶活性的金属-有机框架复合物纳米酶(FeHHTP@ZIF-8),并对其形貌、结构及催... 详细信息

食品的总抗氧化能力是评价其功效的关键指标之一,建立快速灵敏的分析方法用于食品总抗氧化能力检测具有十分重要的意义。本文首次设计合成了一种具有类过氧化物酶活性的金属-有机框架复合物纳米酶(FeHHTP@ZIF-8),并对其形貌、结构及催化活性进行了详细表征。结果表明,Fe-HHTP@ZIF-8是一种具有二维超薄片层结构的纳米酶,计算得到Fe-HHTP@ZIF-8纳米酶对H_(2)O_(2)的Km和Vmax分别为0.67 mmol/L和3.55×10^(-8)mol/L·s^(-1)。进一步以抗坏血酸(Ascorbic acid,AA)作为典型抗氧化剂,基于其对纳米酶催化显色反应的抑制作用,构建了一种高效的可视化传感器方法。系统验证表明,该可视化传感器检测限低(1.67μmol/L),线性范围宽(5.0~3000.0μmol/L),准确度高(回收率为98.62%~103.13%)。利用此传感器对不同饮料的总抗氧化能力进行检测,结果与样品标示值基本一致。因此,本研究为食品总抗氧化能力的评价提供了一种简单、快捷、有效的可视化新方法。

关键词：总抗氧化能力比色检测过氧化物模拟酶

热处理对莲藕中酚类物质消化释放与抗氧化活性的影响

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中国食品学报 2024年第1期24卷 72-82页

作者：吴昊怡吴瑾瑾易阳孙莹王宏勋彭凯迪武汉轻工大学食品科学与工程学院农产品加工与转化湖北省重点实验室武汉430023 武汉轻工大学生命科学与技术学院武汉430023

为探究热处理对莲藕营养特性的影响,针对不同品种及不同生长期的莲藕,研究常压和高压蒸汽加热对其酚类物质含量、消化释放规律和体外抗氧化能力的影响。结果表明:6种藕原料的酚类物质含量和抗氧化能力存在明显差异,经热处理后游离酚和... 详细信息

为探究热处理对莲藕营养特性的影响,针对不同品种及不同生长期的莲藕,研究常压和高压蒸汽加热对其酚类物质含量、消化释放规律和体外抗氧化能力的影响。结果表明:6种藕原料的酚类物质含量和抗氧化能力存在明显差异,经热处理后游离酚和游离黄酮含量均显著下降(P唾液>肠液,而FRAP抗氧化能力以唾液>胃液>肠液。热处理可能通过影响酚类物质的消化释放而改变莲藕的营养特性,研究结果为莲藕热加工品质调控提供参考。

关键词：莲藕热处理模拟消化酚类物质抗氧化活性

不同聚合度菊粉对乳清蛋白基乳液结构和氧化稳定性的影响

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食品与发酵工业 2024年第7期50卷 157-165页

作者：陈嘉豪周文昊刘刚张海枝秦新光武汉轻工大学食品科学与工程学院湖北武汉430000

该文探究了不同聚合度下不同浓度菊粉对乳清分离蛋白(whey isolate protein,WPI)乳化体系的结构稳定性和氧化稳定性机制。通过连续相Zeta电位、内源荧光光谱;Mastersizer 3000型激光粒度仪、激光共聚焦等设备对WPI乳液的平均粒径、乳化... 详细信息

该文探究了不同聚合度下不同浓度菊粉对乳清分离蛋白(whey isolate protein,WPI)乳化体系的结构稳定性和氧化稳定性机制。通过连续相Zeta电位、内源荧光光谱;Mastersizer 3000型激光粒度仪、激光共聚焦等设备对WPI乳液的平均粒径、乳化性质、界面蛋白吸附率、微观结构以及氧化稳定性等进行表征,研究不同质量分数(0%、2%、4%、6%、8%)的短链菊粉、中链菊粉对WPI乳液结构稳定性以及氧化稳定性的影响。实验结果表明,随着菊粉质量分数的增大,乳液的平均粒径呈上升趋势。界面吸附蛋白、乳化活性指数(emulsifying activity index,EAI)和乳剂稳定性指数(emulsion stability index,ESI)呈现减小的趋势。乳液初级氧化产物值、次级氧化产物呈现增大趋势,质量分数为2%中链菊粉乳液在15 d内表现出良好的氧化稳定性。低浓度菊粉(质量分数为2%)表现出最小的粒径以及更高的EAI和ESI,较单独使用WPI乳液增加了9.59%以及8.55%。

关键词：饮料乳液氧化稳定性乳化能力贮藏稳定性