Globin-like蛋白质折叠类型识别

蛋白质折叠类型识别是蛋白质结构研究的重要内容.以SCOP中的Globin-like折叠为研究对象,选择其中序列同一性小于25%的17个代表性蛋白质为训练集,采用机器和人工结合的办法进行结构比对,产生序列排比,经过训练得到了适合Globin-like折叠的概形隐马尔科夫模型(profile HMM)用于该折叠类型的识别.以Astral1.65中的68057个结构域样本进行检验,识别敏感度为99.64%,特异性100%.在折叠类型水平上,与Pfam和SUPERFAMILY单纯使用序列比对构建的HMM相比,所用模型由多于100个归为一个,仍然保持了很高的识别效果.结果表明:对序列相似度很低但具有相同折叠类型的蛋白质,可以通过引入结构比对的方法建立统一的HMM模型,实现高准确率的折叠类型识别.

Kevlar29纱线动态拉伸力学性能与本构方程

为了能够清晰地表征芳纶纱线在不同应变率下的力学行为,进行了Kevlar29纱线的准静态和动态拉伸试验,结合分离式霍普金森拉杆理论和运动目标追踪法,获得了Kevlar29纱线在不同应变率下的应力-应变曲线,分析了纱线动态拉伸的变形与断裂过程,揭示了Kevlar29纱线力学性能的应变率效应;通过最小二乘法拟合得到了基于纱线应变率效应的黏弹性本构方程,分析了三元件和五元件本构模型的差异及适用性。结果表明:随着应变率升高,Kevlar29纱线的断裂应变减小,拉伸强度和韧性先增大后减小,拉伸模量先增大后趋于稳定;五元件黏弹性本构模型能够较好地表征纱线力学性能的应变率效应。

三层组合陶瓷复合装甲的抗侵彻性能及其损伤机制

为了研究相同面密度下Kevlar/SiC-TC4-超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合靶板的复合结构参数对其抗弹性能的影响和失效机理,选用4组不同厚度组合的靶板试样,并使用12.7 mm穿燃弹以相同着靶速度(488 m/s)进行弹道冲击实验。使用扫描电子显微镜(SEM)研究复合装甲板在弹道侵彻下的损伤模式。实验结果表明:在所述实验条件下8 mm+2 mm+10 mm厚度组合的Kevlar/SiC-TC4-UHMWPE复合靶板是最佳的抗侵彻工程应用结构;在同等面密度条件下,将1 mm厚陶瓷替换成同等面密度的TC4钛合金背板(约0.5 mm厚)时,复合装甲板的抗弹道侵彻性能提升了约29.69%,可见钛合金的结构参数对复合装甲板抗弹性能的影响权重大于SiC;钛合金背板面密度的增加不仅增强了对陶瓷的支撑作用,而且增加了弹-靶作用时间,提升了复合靶板的整体防护性能;12.7 mm穿燃弹侵彻后复合装甲板的损伤模式包括SiC碎裂、钛合金背板少量隆起变形及十字形拉伸撕裂损伤、UHMWPE层合纤维背板剪切断裂、层间分离和纤维拉伸;在整体复合装甲的设计中,应将高抗剪材料放置在背板的前几层,将高抗拉材料放置在背板后几层,以充分利用每种材料。

构建基于折叠核心的全α类蛋白取代矩阵

氨基酸残基取代矩阵是影响多序列比对效果的重要因素,现有的取代矩阵对低相似序列的比对性能较低.在已有的BLOSUM取代矩阵算法基础上,定义了基于蛋白质折叠核心结构的序列-结构数据块;提出一种新的基于全α类蛋白质折叠核心结构的氨基酸残基取代矩阵——TOPSSUM25,用于提高低相似度序列的比对效果.将矩阵TOPSSUM25导入多序列比对程序,对相似性小于25%的一组四螺旋束序列-结构数据块的测试结果表明,基于TOPSSUM25的多序列比对效果明显优于BLOSUM30矩阵;基于一个BAliBASE子集的比对检验也进一步表明,TOPSSUM25在全α类蛋白质的两两序列比对上优于BLOSUM30矩阵.研究结果可为进一步的阐明低同源蛋白质序列-结构-功能关系提供帮助.

蛋白质折叠类型识别方法研究

蛋白质折叠类型识别是一种分析蛋白质结构的重要方法。以序列相似性低于25%的822个全β类蛋白为研究对象,提取核心结构二级结构片段及片段间氢键作用信息为折叠类型特征参数,构建全β类蛋白74种折叠类型模板数据库。定义查询蛋白与折叠类型模板间二级结构匹配函数SS、氢键作用势函数BP及打分函数P,P值最小的模板所对应的折叠类型为查询蛋白的折叠类型。从SCOP1.69中随机抽取三组、每组50个全β类蛋白结构域进行预测,分辨精度分别为56%、56%和42%;对Ding等提供的检验集进行预测,总分辨精度为61.5%。结果和比对表明,此方法是一种有效的折叠类型识别方法。

姐姐的故事

“对不起．你的专业不对。” “哎呀．你的条件……唉……” 姐姐在招聘会上东奔西走．但收获的都是一声声语气无奈却语意峰决的否定。想着那一份份满含希望投出去却了无结果的简历，姐姐的心沉到了谷底。

整形器对SHPB入射波形影响规律的定量研究

波形整形器是实现分离式霍普金森压杆(SHPB)实验恒应变率加载的重要手段之一,为研究整形器对入射波形的影响规律,本文以紫铜、黄铜、铝等软材料为研究对象,在37 mm霍普金森压杆(SHPB)设备上开展了整形器直径和厚度、撞击杆速度、长度等因素对入射波形状影响规律的实验研究,并结合数值模拟仿真研究与量纲分析,给出了入射波T1和T2拐点的量纲一应力、量纲一时间的定量表达式,T1拐点的量纲一应力σ/σ*与量纲一参数Y/σ*,(d/Db)2和h/Lb分别呈线性关系;T2拐点的量纲一时间t/t与量纲一参数h/Lb、Y/σ都是呈线性关系的.

碳化硼陶瓷复合靶板抗侵彻性能实验研究

为研究碳化硼陶瓷的抗侵彻性能,开展了 12.7 mm钢球侵彻碳化硼陶瓷及复合靶板、12.7 mm长杆弹侵彻超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)约束碳化硼陶瓷复合靶板实验,讨论了碳化硼陶瓷的破坏模式,研究了约束方式对碳化硼陶瓷抗侵彻性能的影响。结果表明:在钛合金/UHMWPE背板约束作用下,弹丸与陶瓷的相互作用时间更长,产生更细的陶瓷粉末,大尺寸碎片含量减少,吸收的能量更多,陶瓷的抗侵彻性能进一步提高;背板在弹体和陶瓷锥的共同冲击下,造成钛合金的花瓣形卷边破坏,UHMWPE层合板伴随着较大范围的层间分层,形成“X”形隆起现象;采用纤维约束陶瓷,使碳化硼陶瓷板在子弹侵彻时能够保持完整,增强了对弹体的磨蚀作用,提高了抗弹性能,具有一定的抗多次打击能力。通过分析碳化硼陶瓷复合装甲的抗侵彻机理,为今后复合装甲的优化设计提供了参考依据。

背板对氧化铝陶瓷薄板断裂锥形态的影响

采用弹道侵彻试验与有限元数值模拟相结合的方法,研究了背板条件对氧化铝薄板陶瓷/金属复合装甲在抗12.7 mm穿燃弹过程中形成的陶瓷锥角大小与形态的影响,并分析了陶瓷锥形成的过程与机理.结果表明:背板厚度对于陶瓷锥大小的影响尤为明显,当背板厚度增大时,主裂纹汇聚的交点越靠近弹靶接触面,此时拉剪裂纹的扩展起到了主要作用,当背板厚度与陶瓷厚度之比小于1时,厚度比每增大1/6,陶瓷锥锥角大小增加5%;当界面间波阻抗差值减小即背板材料波阻抗升高时,从界面反射的应力波减弱,从而减小了对陶瓷的损伤,陶瓷断裂锥锥角大小也随之减小.

陶瓷/金属复合靶受12.7 mm穿甲燃烧弹侵彻时弹靶破碎特征

弹靶破碎特征对陶瓷/金属复合装甲的抗弹性能有明显的影响,针对这一现象,进行12.7 mm穿甲燃烧弹垂直侵彻不同陶瓷材料下的陶瓷/金属复合靶板的实验研究。通过观测回收的弹芯及靶体陶瓷宏观破坏形貌,分析不同陶瓷材料与弹芯及陶瓷主要破坏特征之间的关系;通过对碎块的多级筛分称重,开展对不同陶瓷材料下弹芯及陶瓷面板的碎块尺度分布规律的研究。试验结果表明不同断裂韧性对陶瓷和弹的破碎形态及碎块粒径分布有明显影响:当陶瓷的断裂韧性增大时,弹芯小碎片的质量减小,大质量碎片增加,破碎程度减小;陶瓷半锥角增大,径向裂纹减少,陶瓷锥内破碎区碎块尺度呈增大趋势,故整体陶瓷锥破碎区占比提升;弹芯碎块及破碎后的陶瓷碎块粒径累计质量分布符合幂律分布模型。其中弹体碎裂主要分为两个部分,较大的碎块主要是由压剪断裂及应力卸载所导致的拉伸断裂所致,细碎化只发生在弹体头部,主要是由应力波产生的微裂纹与冲击诱发的粒间裂纹相互作用所致;径向裂纹及陶瓷锥是陶瓷冲击破坏的主要表现形式。

UHMWPE背板铺层角度对陶瓷复合靶板抗弹性的影响

由于背板强度对陶瓷/纤维复合装甲的抗弹性能存在明显影响,采用12.7 mm穿燃弹(刚脆性)冲击实验研究了不同UHMWPE背板铺层角度对陶瓷/纤维复合装甲弹道冲击性能的影响.通过观测回收的弹芯、靶体陶瓷及纤维背板宏观破坏特征,分析了陶瓷/纤维复合装甲的耗能机理及抗弹性能.试验结果表明,陶瓷锥是陶瓷面板的主要破坏模式,其宏观裂纹主要有:径向、环向及与锥形裂纹;纤维背板变形模式为动态锥形鼓包及边界褶皱,其破坏失效模式有:剪切失效及层间剥离.并且,背板强度对陶瓷/纤维复合靶板的抗弹性能有明显影响,随着UHMWPE背板铺层角度的减小,背板强度以及陶瓷/纤维靶板整体结构刚度随之增大,靶板对弹芯的破碎作用越明显,冲击后剩余弹芯最大碎片质量减小,小碎块数量增多,弹丸碎块穿透靶板后剩余侵彻能力减弱,复合靶板整体抗弹性能增加,同时背板鼓包高度减小,锥形鼓包所形成的角度增大,纤维层合板的破坏失效模式从剪切失效向层间剥离转变.

12.7 mm穿燃弹对Q235半无限厚靶板的侵彻行为

针对12.7 mm穿燃弹对半无限厚均质各向同性软钢靶的侵彻行为,采用12.7 mm弹道枪进行了多发垂直侵彻Q235半无限钢靶的弹道试验。试验结果表明:12.7 mm穿燃弹对Q235半无限钢靶的侵彻过程中弹芯无明显变形,表现为刚性侵彻,侵彻深度与弹芯的着靶动能呈线性关系。利用LS-DYNA有限元软件对12.7 mm穿燃弹的侵彻过程进行了数值模拟研究,数值模拟结果与试验结果有较好的一致性,得到了弹丸的侵彻阻力曲线,发现弹丸的侵彻阻力在弹芯着靶前为最大侵彻阻力的5%,弹芯着靶瞬间弹丸的侵彻阻力迅速增大,说明弹芯在12.7 mm穿燃弹对Q235半无限钢靶的侵彻过程中为主要侵彻元。数值仿真过程中,将穿燃弹的着靶动能等效为弹芯的着靶动能时,弹芯的侵彻深度比试验侵彻深度高约40%;将穿燃弹的着靶速度等效为弹芯着靶速度时,侵彻深度与试验相差在1%以内,进一步说明了穿燃弹对Q235半无限钢靶侵彻时弹芯为主要侵彻元。将穿燃弹的侵彻模型简化为刚性弹芯的侵彻模型,在空腔膨胀理论的基础上建立了12.7 mm穿燃弹芯刚性侵彻时的深度预测公式。

整形器对入射波形的影响规律研究

为分析整形器对入射波形的影响规律,以紫铜T2材料为研究对象,在14.5 mmSHPB试验设备上开展整形器的直径和厚度、撞击杆速度和长度改变对入射波形状影响规律研究。结果表明:直径增大,整形器的广义强度增大,导致第1个拐点T1提高;厚度增加,整形器受冲击压缩应变率降低、压缩时间增加,拐点T1降低,拐点T2右移;撞击杆速度提高使第1个拐点T1提高,拐点T2位置左移;撞击杆长度对整形器调整入射波形状不产生影响,整形器吸收能量相同。

SHPB入射波相似律与整形技术的试验与数值研究

利用量纲分析理论研究了使用整形器的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验入射波形是否满足几何相似律的问题。通过试验和数值仿真对其结果进行验证;基于直径为14.5 mm的SHPB装置,分析了整形器和撞击杆参数对入射波形的两个重要拐点的影响规律,得到入射波T_(1)和T_(2)拐点的无量纲表达式。结果表明:当撞击杆的速度保持不变,整形器直径与杆的直径同比放大或缩小时,考虑整形器的SHPB装置满足严格的几何相似律;入射波T_(1)拐点主要与整形器的直径和厚度以及撞击杆的速度有关,而入射波T_(2)拐点主要受整形器的厚度和撞击杆的速度影响,撞击杆长度只是影响入射波的持续时间,对入射波形上升沿阶段没有影响。

12.7 mm穿燃弹对半无限厚45钢的侵彻行为

针对刚性卵形短杆弹对半无限厚钢靶的侵彻行为,利用12.7 mm弹道枪进行不同着靶速度下12.7 mm穿燃弹正侵彻45钢的弹道试验,并结合数值模拟对侵彻过程中的弹丸侵彻行为进行分析。结果表明:12.7 mm穿燃弹对45钢的临界开坑速度为75 m/s,在弹速范围内弹芯表现出刚性侵彻行为,不同着靶速度下弹芯的侵彻阻力上升趋势基本一致,当着靶速度大于400 m/s时,在开坑结束后会出现常阻力阶段,直至侵彻结束。同时,制式弹对45钢的侵彻深度与着靶动能呈线性正比关系,通过拟合得到了无量纲侵彻深度与无量纲动能的关系式。

电气工程自动化中人工智能应用研究

随着我国经济不断的发展,人们生活水平得到了明显的改善,经济的繁荣促进了我国工业水平的提升。正是在工业技术不断创新的影响下,人工智能在企业市场竞争领域成为了近几年来的热门项目。能大幅度提高企业的经济效益,成为竞争优势中十分关键的因素。随着人工智能技术的不断发展和完善,目前有部分企业已经将人工智能技术应用于电气工程自动化进程中,在提高企业工作效率的同时也给企业带来了良好的经济效益。下面将针对电气工程自动化中人工智能的应用进行深入分析。

“白色污染”与农业可持续

[√]塑料薄膜在农业领域应用甚广,但因其难以回收,并且会对环境造成污染,中国政府正在积极研究解决方案。 一位供职于官方研究机构的科学家表示,中国将扩大塑料薄膜在农业领域的应用,以促进农作物产量。约145万吨聚乙烯犹如薄纱一样,覆盖在中国2000万公顷（大约相当于美国加州面积的一半）的农田上。

美国创新不断,为何生产率却停滞不前?

智能手机、Facebook和谷歌搜索提供的大多是一些对生产率几乎没有影响的非市场效益;许多国家的生产率都有所减速,尽管它们都热情拥抱硅谷的创新。多年来,一个悖论把经济学家难住了：在美国这个技术创新层出不穷的国家,为什么生产率停滞不前？一种观点认为,技术创新所带来的生产率增长,

大学仍是跻身美国中产阶级的门票

一些刚刚走出校门的大学毕业生很难找到工作,其他人则接受了他们觉得大材小用的工作。与此同时,学生债务已经突破1万亿美元大关。这足以引发一波关于大学教育是否仍然值得的问题。一组新的收入统计数据非常清楚地回答了这些问题：是的,大学值得上,而且差别还不是一丁点。