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基于密度泛函理论纤维素热解机理热力学研究

原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 1-6页

作者：周俊杰陈曦汤松臻李智聪郑州大学机械与动力工程学院郑州450001

为了探究纤维素的热解机理,参考相关的实验结果,以纤维素单体模化物为研究对象,采用密度泛函理论的方法,以b3lyp/6-31++g(d,p)为基,对纤维素单体热解反应生成乙醇醛和CO_(2)小分子的反应机理进行动力学研究.纤维素单体热解生成乙醇醛和C... 详细信息

为了探究纤维素的热解机理,参考相关的实验结果,以纤维素单体模化物为研究对象,采用密度泛函理论的方法,以b3lyp/6-31++g(d,p)为基,对纤维素单体热解反应生成乙醇醛和CO_(2)小分子的反应机理进行动力学研究.纤维素单体热解生成乙醇醛和CO_(2)的反应路径为纤维素单体首先开环,之后裂解生成四糖片段M2和乙醇醛P1,能垒最高为339.1 kJ/mol,四糖片段M2经过脱水形成烯酮结构后再与水分子作用生成羧基,最后发生脱羧反应生成CO_(2),能垒较高为290.1 kJ/mol,不容易发生,整个过程放出98.9 kJ/mol的热量,并对路径反应物、中间体和过渡态进行几何构型全优化,过渡态的振动和频率计算,同时进行不同温度下(400 K、600 K、800 K、1000 K、1200 K)热解过程的热力学分析,对纤维素的热解机理研究将对生物质的热裂解机理研究有重要的意义.

关键词：纤维素热解密度泛函理论反应机理

考虑轴颈倾斜的可倾瓦气体动压轴承静动态特性

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轴承 2025年第1期 46-54页

作者：牛光辉石明辉郭红张国龙郑州大学机械与动力工程学院郑州450001

针对制造装配误差及受载变形造成轴颈倾斜的问题,以可倾瓦气体动压轴承为研究对象,建立计入轴颈倾斜、瓦块摆动自由度的静动态特性分析模型,研究轴颈倾斜对定载荷下轴承偏心率、摩擦系数、量纲一的质量流量以及刚度系数、阻尼系数的影... 详细信息

针对制造装配误差及受载变形造成轴颈倾斜的问题,以可倾瓦气体动压轴承为研究对象,建立计入轴颈倾斜、瓦块摆动自由度的静动态特性分析模型,研究轴颈倾斜对定载荷下轴承偏心率、摩擦系数、量纲一的质量流量以及刚度系数、阻尼系数的影响规律,结果表明:轴颈倾斜造成气膜压力峰值向轴承一端偏移,且轴颈倾斜角越大,改变越明显;轴颈倾斜方向角的改变会造成轴承性能呈波动的变化规律。

关键词：滑动轴承气体动压轴承轴颈倾斜角偏心率摩擦系数动态性能

基于Kriging模型的锥形气体静压轴承优化设计

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轴承 2025年第1期 14-22页

作者：张文栋石明辉秦东晨袁峰陈江义郑州大学机械与动力工程学院郑州450001

针对如何提升小孔节流式锥形气体静压轴承综合性能的问题,以气浮电主轴用锥形气体静压轴承承载力最大、气体消耗量最小为优化目标,考虑轴承尺寸和工况要求的约束条件,采用最优拉丁超立方法选取设计点,通过有限元法计算样本集,利用2种提... 详细信息

针对如何提升小孔节流式锥形气体静压轴承综合性能的问题,以气浮电主轴用锥形气体静压轴承承载力最大、气体消耗量最小为优化目标,考虑轴承尺寸和工况要求的约束条件,采用最优拉丁超立方法选取设计点,通过有限元法计算样本集,利用2种提高精度的加点策略构建针对优化目标的改进Kriging代理模型,最终使用非支配排序遗传算法获得最优解集。根据工况要求,通过权重系数法提出了3种优化方案,优化方案的气体消耗量分别降低至初始设计的28.85%,56.08%和73.87%;承载力则分别提升至初始设计的1.14,2.16和2.44倍;3种优化方案在中高转速下的性能提升会更加明显。另外,提高轴承锥度虽然能提升承载力,但同时也会增加气体消耗量。

关键词：滑动轴承气体静压轴承承载力耗气量有限元分析优化设计

基于掩膜与多模态BEV特征引导的点云全景分割

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激光与光电子学进展 2025年

作者：张家铭彭育辉张淦孙宝哲林申炀福州大学机械工程及自动化学院

针对目前基于掩膜注意力机制的点云全景分割算法存在的注意力掩膜预测不准确和实时性差等问题，本文提出了一种基于多模态鸟瞰图（BEV）特征引导的端到端点云全景分割网络模型BEVGuide-PS。首先，通过转换器（Transformer）对BEV特征进... 详细信息

针对目前基于掩膜注意力机制的点云全景分割算法存在的注意力掩膜预测不准确和实时性差等问题，本文提出了一种基于多模态鸟瞰图（BEV）特征引导的端到端点云全景分割网络模型BEVGuide-PS。首先，通过转换器（Transformer）对BEV特征进行解码，生成目标查询，并通过置信度排序与位置编码嵌入进行特征增强。其次，构建交叉注意力机制模块，融合目标查询和可学习查询特征，利用融合物体实例信息的查询特征预测注意力掩膜，提高了注意力掩膜预测的准确性。最后，降低掩膜注意力机制网络的输入特征维度，以提升检测速度。基于nuScenes数据集的实验结果表明，与基线网络相比，BEVGuide-PS在全景分割指标PQ、PQ、RQ、SQ上分别提高了17.7%、17.0%、18.3%、20.9%，推理时间减少了48.3%，且训练效率大幅提升。

关键词：全景分割掩膜注意力多模态交叉注意力端到端

基于载荷等效合成与Wigner-Ville变换的汽车耐久性多轴载荷谱加速编辑

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中国公路学报 2025年

作者：杨永乐张金保张志飞张佑源林伟雄重庆大学机械与运载工程学院东风柳州汽车有限公司

汽车耐久性载荷谱加速编辑目的在于提高零部件的疲劳分析效率。针对多轴载荷谱编辑中效率偏低、参照信号损伤特性表征不足等问题，提出一种结合载荷等效合成与Wigner-Ville变换的多参数指标约束编辑方法。基于多轴雨流投影技术对多轴载... 详细信息

汽车耐久性载荷谱加速编辑目的在于提高零部件的疲劳分析效率。针对多轴载荷谱编辑中效率偏低、参照信号损伤特性表征不足等问题，提出一种结合载荷等效合成与Wigner-Ville变换的多参数指标约束编辑方法。基于多轴雨流投影技术对多轴载荷开展以损伤参量最大为基础的等效合成，并作为参照信号进行Wigner-Ville变换获取瞬时能量谱，再结合遗传算法优化双阈值模型确定加速阈值，从而定位无/小损伤时间片段，编辑得到多轴加速谱。以实测轮心六分力载荷谱为示例开展编辑，并就预处理过程提出一种修正向下重采样法以消除传统重采样中因峰/谷值漏采造成的损伤加载差异。将所提多轴载荷谱编辑法与基于应变参照信号编辑法进行损伤表征和编辑效果对比；同时，亦将其与时域编辑法、短时傅里叶变换编辑法的编辑效果从多方面进行对比分析。结果表明：相比应变信号，所提方法合成的等效载荷更能有效表征多轴载荷的损伤特性，用作参照信号的编辑效果更优。此外，基于Wigner-Ville变换方法所得瞬时能量谱可用于准确识别原始载荷中无/小损伤数据。压缩效果显示，基于相同伪损伤保留比，所提方法将原始载荷谱压缩至76.50%，且对应均方根和峰度系数等统计参数的相对误差在15%以内。功率谱密度和穿级计数分布显示，所提方法仅在小幅值循环频次上实现有效缩减，未明显改变载荷的幅/频域能量特性，即各项特征指标均优于时域编辑和短时傅里叶变换编辑法。疲劳仿真结果显示，所提方法在保证较高分析精度的同时，计算效率较原始加载提升约26%，加速效果更显著。该方法可有效提高汽车零部件的疲劳耐久性分析效率。

关键词：汽车工程多轴载荷谱编辑等效合成理论 Wigner-Ville变换瞬时能量谱双阈值模型

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自动引线系统中旋转偏心检测与补偿方法

北京工业大学学报 2025年第1期51卷 1-12页

作者：王跃宗曲道多王盛逸北京工业大学机械与能源工程学院北京100124

在空心杯转子线圈的自动引线微操作系统中,线圈的几何中心很难与旋转台的回转中心重合,因此在旋转过程中产生偏心现象,进而导致线圈引线失败。为此,提出了一种检测和补偿线圈偏差的方法。从分析线圈偏心源出发,建立偏心数学模型,设计了... 详细信息

在空心杯转子线圈的自动引线微操作系统中,线圈的几何中心很难与旋转台的回转中心重合,因此在旋转过程中产生偏心现象,进而导致线圈引线失败。为此,提出了一种检测和补偿线圈偏差的方法。从分析线圈偏心源出发,建立偏心数学模型,设计了一种偏心模型与图像特征提取算法结合的偏差测量方法,并提出基于自动控制与补偿模型的校正方法。通过实验验证了模型的精确性以及偏心补偿的有效性,基于均方根误差的评价,模型对于偏差预测以及特征提取算法均具有较高的精度,补偿后的最大残余误差小于4μm,平均补偿幅度约为98.6%,引线实验展示了所提方法的优良性能。提出的偏心检测补偿方法具有精度高、复杂度低、效率高、实时性,以及嵌入式等优点,且在微操作以及微装配领域具有更合适、更广泛的应用。

关键词：空心杯转子线圈旋转偏心模型特征提取微操作微装配

不同晶面蓝宝石衬底上α-Ga2O3雾化学气相沉积法生长研究

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人工晶体学报 2025年

作者：李雄杰宁平凡陈世澳乔思博程红娟王英民牛萍娟天津工业大学机械工程学院天津工业大学电子与信息工程学院量子材料与器件研究院中国电子科技集团第四十六研究所

采用雾化学气相沉积（Mist-CVD）法在不同晶面蓝宝石衬底上异质外延生长了α-Ga2O3薄膜，并利用XRD， SEM和紫外-可见分光光度计（UV-Vis）分析了薄膜样品的物相、光学特性和表面形貌。600 ℃以内，在C、M、A、R面蓝宝石衬底上生长纯相... 详细信息

采用雾化学气相沉积（Mist-CVD）法在不同晶面蓝宝石衬底上异质外延生长了α-Ga2O3薄膜，并利用XRD， SEM和紫外-可见分光光度计（UV-Vis）分析了薄膜样品的物相、光学特性和表面形貌。600 ℃以内，在C、M、A、R面蓝宝石衬底上生长纯相α-Ga2O3薄膜的温度窗口分别为420～480、480～550、590～600、540～600 ℃；对应纯相α-Ga2O3薄膜的光学带隙分别为5.12、5.23、5.25、5.21 eV。研究发现与C面蓝宝石衬底相比，在M、A、R面蓝宝石衬底上外延α-Ga2O3薄膜需要更高的生长温度，同时在M、A、R面蓝宝石衬底上获得的薄膜禁带宽度更大。样品表面形貌的SEM表征结果显示，不同晶面的α-Ga2O3薄膜表面形貌差异显著，C面蓝宝石衬底上α-Ga2O3薄膜存在“连续薄膜+大尺寸柱状岛”结构。本文关于不同晶面蓝宝石衬底外延α-Ga2O3薄膜的研究对α-Ga2O3材料的应用有一定参考价值。

关键词： α-Ga O 蓝宝石衬底雾化学气相沉积异质外延生长温度禁带宽度

改进SSA优化VDFPID的棉田水肥配比调控系统研究

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农机化研究 2025年

作者：郭振华陈换美刘泽锋王伟军赵鹏朱凤磊张云飞新疆理工学院机电工程学院石河子大学机械电气工程学院

目前,棉田水肥配比调控系统存在时变性、滞后性与非线性的问题,常见的PID、模糊PID等控制算法无法获得预期的控制效果。为精准调节水肥配比,并将其控制在合理范围内,设计了一种改进SSA优化VDFPID水肥配比控制策略,通过改进的SSA算法对... 详细信息

目前,棉田水肥配比调控系统存在时变性、滞后性与非线性的问题,常见的PID、模糊PID等控制算法无法获得预期的控制效果。为精准调节水肥配比,并将其控制在合理范围内,设计了一种改进SSA优化VDFPID水肥配比控制策略,通过改进的SSA算法对伸缩因子进行寻优,以找到使系统性能达到最佳的最优伸缩因子。在工况变化时,系统能够自动调整模糊控制的论域,通过调控阀门开度改变吸肥泵的回水量,实现肥液浓度的快速精准调控。对传统PID、模糊PID、变论域模糊PID和改进SSA优化VDFPID控制算法进行了对比试验验证,结果表明:从启动时进行调节,改进SSA优化VDFPID控制下达到目标水肥配比所需的时间为15.77 s,最大超调量为14.28%,均较小;水肥配比从50∶1调节到40∶1过程中,改进SSA优化VDFPID的优势更为明显。基于改进SSA优化VDFPID的棉田水肥配比调控系统性能可以满足实际生产需求,有利于棉花种植精确灌溉施肥技术的发展。

关键词：棉田水肥精准配比变论域模糊控制改进SSA 控制策略

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小米椒生物力学特性试验研究

农机化研究 2025年第4期47卷 151-159页

作者：张善文孙永元张永吉戴敏缪宏张燕军高吉成扬州大学机械工程学院江苏扬州225009 江苏里下河地区农业科学研究所江苏扬州225007

为了提升小米椒的机械化收获质量和效率,对小米椒的物理及力学特性进行了试验测量。通过测量,小米椒在15天内的含水率为86%~90%,且中部最高、首部次之、尾部最低。通过拉伸试验,确定小米椒断裂时的抗拉强度为0.679 MPa±0.03 MPa。采用... 详细信息

为了提升小米椒的机械化收获质量和效率,对小米椒的物理及力学特性进行了试验测量。通过测量,小米椒在15天内的含水率为86%~90%,且中部最高、首部次之、尾部最低。通过拉伸试验,确定小米椒断裂时的抗拉强度为0.679 MPa±0.03 MPa。采用正交旋转组合设计方法,确定了加载速度对抗压强度的影响极显著,小米椒直径对抗压强度的影响显著,加载速度对剪切强度的影响显著。通过轴向压缩和剪切试验,确定了小米椒首部的抗压强度平均值为0.62 MPa,弹性模量平均值为2.72 MPa;中部抗压强度平均值为0.64 MPa,弹性模量平均值为3.17 MPa;尾部抗压强度平均值为0.61 MPa,弹性模量平均值为2.64 MPa,小米椒剪切强度平均值为0.32 MPa。

关键词：小米椒力学特性物理特性