基于结构优化的聚风装置流场特性数值研究

INVELOX风能发电是一种管道式风能采集系统,该系统可在多方向和低风速下获取风能,系统效率取决于来流风速和文丘里管平均风速的比值,即流速比SR。文章基于INVELOX系统进行模型优化,设计了一种小型风能采集装置,使用基于格子玻尔兹曼方法(LBM)的流体力学计算软件XFlow对该装置在不同风速下的流场特性进行数值模拟,通过计算文丘里管内SR比值,得出其临界工作风速为3 m/s。通过对V-SR图分析可知,随着流场风速的增大,该装置对环境中风速的增强作用随之增强。考虑现实环境的应用情况,以6 m/s作为流场风速,对水平和倾斜来流风向下的INVELOX系统进行了仿真分析,得到不同攻角下文丘里管内工作段风速变化情况,为此类能源采集装置的工程应用提供参考。

基于TEE的机载嵌入式数据安全技术研究

针对机载嵌入式系统实时性要求高、硬件资源受限、数据与任务安全防护薄弱的特点,对基于可信执行环境(TEE)的机载嵌入式数据安全技术展开研究。安全加固防护的对象为机载嵌入式系统中数据全生命周期的3个阶段,即数据存储、数据传输和数据使用的全过程。基于TEE环境特有的数据隔离特性,所提算法将数据存储中的加密算法、数据传输中的签名验签程序、数据使用过程中的敏感数据和敏感应用等与通用执行环境隔离起来,保证了不同任务之间能安全可靠地处理关键数据,并对其中用到的加密算法进行精简,在硬件资源受限的前提下保证了较好的实时性。仿真结果证明,所提算法安全性高,可靠性强,较以往方法效率更优化。

基于RBF神经网络整定PID的电液比例系统位置控制研究

针对凿岩机械臂的电液比例系统位置控制精度问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络整定PID的电液比例系统位置控制方法。首先,在AMESim中搭建了阀控非对称液压缸的电液比例系统简化模型,设置了各个模块的参数;然后,利用MATLAB/Simulink搭建了系统闭环控制模型,通过不断更新RBF网络模型并修正PID参数,实现了基于RBF神经网络整定PID的电液比例系统位置控制目的;结合AMESim搭建的电液比例系统模型和Simulink下搭建的控制器进行了联合仿真;最后,基于凿岩台车机械臂实验平台,进行了电液比例系统位置控制实验。仿真结果表明:在受到外部干扰的情况下,RBF神经网络整定PID控制系统能够在0.3 s内控制活塞杆重新运行至目标位置,平均响应时间为1.5 s,位置精度误差不超过5 mm。实验结果表明:与常规PID控制方法相比,RBF神经网络整定PID控制活塞杆位置精度误差降低了75%,位置精度误差在工程实际要求的10 mm范围以内,因此,RBF神经网络整定PID算法可以有效提高电液比例系统的位置控制精度,满足凿岩机械臂实际工作中对电液比例系统位置精度的控制要求。

激活后增强效应与激活后表现提升:重塑定义与认知

激活后增强(post-activation potentiation,PAP)效应是指最大或接近最大强度自主收缩后颤搐力(矩)的急性增强,激活后表现提升(post-activation performance enhancement,PAPE)则尤指运动表现的急性提升。然而,两种术语的定义与应用存在混淆。研究通过系统检索和文献分析发现,术语PAP在发展的历史中逐渐从宽泛的概念转变为具体、明确的术语。目前,PAP效应的主要机制被认为是肌球蛋白调节轻链磷酸化,这可能会提升运动表现相关测试的发力速率和向心负荷-速度关系。然而,在纳入的32篇同时报告PAP效应和PAPE的研究中,50%的研究未同时观察到PAP效应和PAPE,9.4%的研究在PAP效应无差异和显著下降的同时却观察到了PAPE的显著提升。PAP效应只有在激活后的早期(5 min以内)且幅度极高时,才可能影响PAPE,但并不是PAPE的主要机制。结合国外学者对PAP和PAPE的定义,认为在以运动表现作为测量结果时,应统一使用术语PAPE描述相关内容。建议将PAPE翻译为“激活后表现提升”,定义为“最大或接近最大强度自主收缩后运动表现的急性提升”;将PAP翻译为“激活后增强”,定义为“最大或接近最大强度自主收缩后颤搐力(矩)的急性增强”。

双圆弧齿轮泵不同工况下流量特性分析

为分析不同工况下的双圆弧齿轮泵流量特性,使用AMESim软件对双圆弧齿轮泵进行精确建模,设定不同转速、负载压力和气体质量分数并分析其瞬时出口流量和出口流量脉动率。结果表明:转速与瞬时出口流量呈正相关,转速为3000 r/min时的平均出口流量是转速为1500 r/min时平均出口流量的2.17倍;负载压力与瞬时出口流量呈负相关,负载压力为6 MPa时的平均出口流量较负载压力为2 MPa时平均出口流量减小0.621 L/min;在转速为3000 r/min、负载压力为2 MPa时,出口流量脉动率最小;出口流量脉动率与转速呈负相关,与负载压力呈正相关。油液的气体质量分数增大会加剧双圆弧齿轮泵空化现象,对流量特性造成不利影响。

基于LabWindows/CVI的导弹舵机性能测试系统

为了满足舵机在性能测试过程中多目标任务的需求,设计一款舵机性能测试系统。该系统能够完成舵机空载性能测试,在四通道加载台的配合下能够模拟舵机在空中所受的负载力矩,实现加载测试。该系统基于LabWindows/CVI虚拟仪器设计平台,通过RS422传输协议实现多点多通道数据传输,产生多种测试激励信号,完成舵机上电自检、信号反馈、数据采集与信息显示等功能。通过试验,测试效果达到了相应设计的要求,相较于传统舵机测试系统提高了测试效率与测试精度。

三相CLLC谐振变换器磁集成平面变压器设计与优化

三相CLLC谐振变换器凭借其高效率、大容量、低器件应力等优势而受到广泛关注。然而,多相结构的磁性元件数量多、体积大,是制约功率变换器尺寸的主要因素。随着宽禁带(WBG)半导体器件的出现,功率变换器的开关频率显著提高,这也为印制电路板(PCB)绕组的使用提供了有利条件。与传统绕线式绕组相比,PCB绕组的扁平特性更适用于平面磁性元件。此外,由于高频带来的低电感需求也使得基于PCB绕组的平面磁性元件更有利于实现集成。该文提出一种新型的基于PCB绕组的电感和变压器的集成结构,详细分析磁心结构的磁路模型,并给出集成磁件的优化设计方法,最后通过搭建一台基于SiC器件的800 V/10 kW的实验样机进行验证。实验结果表明,该集成方案可有效减小变换器的体积和损耗,具有高功率密度和高效率。

演化算法的DQN网络参数优化方法

为了解决DQN(Deep Q Network)在早期会出现盲目搜索、勘探利用不均并导致整个算法收敛过慢的问题,从探索前期有利于算法训练的有效信息获取与利用的角度出发,以差分演化(Differential Evolution)算法为例,提出了一种基于演化算法优化DQN网络参数以加快其收敛速度的方法(DE-DQN)。首先,将DQN的网络参数编码为演化个体;其次,分别采用“运行步长”和“平均回报”两种适应度函数评价方式;利用CartPole控制问题进行仿真对比,验证了两种评价方式的有效性。最后,实验结果表明,在智能体训练5 000代时所提出的改进算法,以“运行步长”为适应度函数时,在运行步长、平均回报和累计回报上分别提高了82.7%,18.1%和25.1%,并优于改进DQN算法;以“平均回报”为适应度函数时,在运行步长、平均回报和累计回报上分别提高了74.9%,18.5%和13.3%并优于改进DQN算法。这说明了DE-DQN算法相较于传统的DQN及其改进算法前期能获得更多有用信息,加快收敛速度。

南极磷虾油改善大鼠学习记忆能力研究

目的:观察南极磷虾油对Wistar大鼠学习记忆能力的影响。方法:采用Morris水迷宫法及Y-型迷宫刺激法观察,比较南极磷虾油和深海鱼油对大鼠学习记忆能力的作用。结果:Morris水迷宫实验显示南极磷虾油能够显著减少大鼠寻找平台潜伏期时间并且增加垮台次数和目标区域游泳时间所占比例(P<0.05或P<0.01);Y-型迷宫刺激实验表明南极磷虾油能够显著减少大鼠达标所需次数,显著提高48h后的实验正确率(P<0.05或P<0.01)。结论:南极磷虾油可显著改善大鼠学习记忆能力,且效果优于深海鱼油。

南极磷虾脱脂蛋白肽抗疲劳和耐缺氧实验研究

目的:通过灌服南极磷虾脱脂蛋白肽研究其对小鼠抗疲劳、耐缺氧能力的影响。方法:对照组小鼠灌胃蒸馏水,低剂量组、中剂量组和高剂量组分别以南极磷虾脱脂蛋白肽灌胃,灌胃剂量分别为0.2、1.0、5.0g/(kg.d),连续28d。分别测定小鼠负重游泳时间和血乳酸(LA)、血尿素氮(BUN)、乳酸脱氢酶(LDH)、肝糖原含量;常压耐缺氧时间及耗氧量、亚硝酸钠中毒存活时间。结果:高剂量组小鼠负重游泳时间及血清中LDH含量、LA清除率及肝糖原含量明显高于空白组,BUN含量明显低于空白组。高剂量组常压耐缺氧存活时间及亚硝酸钠中毒存活时间明显高于空白组。结论:南极磷虾脱脂蛋白肽能明显提高小鼠抗疲劳、耐缺氧的能力,具有非常明显的保健作用。

基于时标域频谱的齿轮传动误差分析与试验研究

根据齿面点旋转时的谐波运动轨迹,用旋转编码器构造出齿轮传动误差的单面啮合测量模型,并引申出计算齿轮传动误差的三种途径,即小轮当量的传动误差、大轮当量的传动误差以及含跨齿点数的单齿传动误差;针对传动误差曲线时域跳跃缺陷,提出一种分析传动误差曲线的时标域方法,使得频域转换与谱分析成为可能。通过对直齿轮的三种传动误差曲线的仿真及其时标域上的谱分析,指出误差曲线的总体偏差、单齿偏差、周期分量等组成的频率特征与偏差值;利用Y9550滚动检查机搭建检测平台,对准双曲面锥齿轮进行传动误差测量试验。时标域与频域的联合分析结果表明:该测量方法简单可靠、精度高,能够分离出齿轮啮合状态下的周期量,为进一步研究在线测量和实际工况下齿轮传动的平稳性奠定了基础。

考虑安装误差的拓扑修形斜齿轮承载接触分析

为提高齿轮副承载能力和降低对安装误差的敏感性,提出一种拓扑修形的齿面结构。根据齿廓分段修形和齿向分段修形原理推导出拓扑修形齿面方程,构建含安装误差的修形齿轮副的接触分析(TCA)模型。并对轮齿接触分析和有限元分析,仿真出传动误差和齿面接触应力与剪切力在不同安装误差情况下的分布特征。根据应力分布曲线分析,齿轮副啮入与啮出点的应力幅值相比均值有所下降,为减振降噪创造了良好条件。滚检实验与仿真结果表明,基于成形法磨削的拓扑修形对改善齿面接触印痕,避免边缘接触和降低对安装误差的敏感性具有一定的应用价值。

腹腔和皮下注射D-半乳糖衰老大鼠模型分析

目的探讨腹腔和皮下注射D-半乳糖建立衰老大鼠模型间的差异。方法分别腹腔和皮下连续注射D-半乳糖40 d后,称量大鼠体重,取血测血糖、C反应蛋白(CRP)、丙二醛(MDA)含量;总超氧化物歧化酶(T-SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性。取胸腺、脾脏、皮肤和脑组织,称量胸腺和脾脏重量,测脑组织单胺氧化酶(MAO-B)活性和皮肤羟脯氨酸含量,同时制作切片。结果经过比较发现,皮下注射组CRP含量较腹腔注射组高(P<0.05);T-SOD活性和GSH-Px活性较腹腔注射组高(P<0.01);MDA含量较腹腔注射组低(P<0.01);皮肤羟脯氨酸含量较腹腔注射组低(P<0.05),但脑组织MAO-B活性、胸腺指数、脾脏指数和血糖并无明显差异。结论两种方法均能建立稳定可靠的衰老大鼠模型。两种模型均能在多层面上反映出机体的衰老情况,腹腔注射法在构建大鼠衰老模型上效果更明显。

基于网络集成的弧齿锥齿轮数字化闭环制造技术

为突破弧齿锥齿轮数字化闭环制造过程信息继承性与集成性低的局限,实现弧齿锥齿轮齿面数字化闭环过程的集成运行和齿面制造信息的集成管理,该文提出了一种弧齿锥齿轮的网络化闭环制造模型,建立了网络化闭环制造的运行机制,采用基于TCP/IP(transmission control protocol/internet protocol,传输控制/网络通讯协定)的分布式集成控制模式构建网络化闭环制造模型的通信网络,利用Web服务应用集成方法建立闭环制造过程信息集成机制,并通过设计开发闭环制造集成系统实现网络化闭环制造信息的集成统一管理。应用结果表明:该模型及其实现技术可行实用,实现了齿面制造过程的数字化和集成化运行,使齿轮副的齿面精度和啮合性能都得到明显提高。以该文的准双曲面齿轮副滚动检测试验为例,辐射噪声降低约7%,振动加速度幅值降低约15%。该研究为弧齿锥齿轮的网络化和集成化制造提供参考。

基于时钟细分法的弧齿锥齿轮传动误差测量研究

为提高弧齿锥齿轮传动机构的啮合质量、改善传动部件的啮合性能,通过对传动误差检测原理的分析,提出一种使用固定频率的时钟信号对角位移传感器输出的脉冲进行细分的方法,建立齿轮副传动链误差的测量模型;然后通过同步采集的时间刻度信号对数据进行二次采样,重构传动误差的时域序列,进而实现传动链的谱分析;最后,搭建了传动误差检测试验平台,并对一弧齿锥齿轮副啮合时的传动误差进行测量验证。结果表明,该方法测量精度高,时间延时少,其结果能够为弧齿锥齿轮的设计与加工修形提供实验依据,具有较广的应用前景。

含有直廓内齿轮行星轮系的传动误差计算与噪声试验

针对硬齿面内齿轮渗碳淬火后难于实现磨削的现状,提出以易于成形磨削的直线齿廓代替渐开线齿廓的方法。建立行星轮系齿轮的几何模型,利用齿面接触分析技术、承载接触分析技术和行星轮相位差的概念计算行星轮系传动误差。在不同转速和载荷下对渐开线内齿轮行星减速器和直廓内齿轮行星减速器进行噪声对比试验。传动误差计算和噪声试验均表明,在一定载荷条件下,直廓内齿轮行星轮系代替渐开线内齿轮行星轮系在工业上是完全可行的。

行星传动系统的快速虚拟装配

从理论上阐述了正确啮合的行星传动系统中各齿轮的设计要求,用SolidWorks及插件GearTrax对行星传动系统各零件进行了三维建模,对系统的虚拟装配进行了理论分析和实例计算。以渐开线标准直齿轮为例,实现了NGW型行星齿轮传动系统快速三维建模和虚拟装配,本方法对其它CAD软件也适用,为ANSYS、ADAMS等CAE软件对齿轮的进一步仿真分析奠定了基础。

直廓内齿与渐开线齿轮啮合传动计算与噪声试验

提出用直线齿廓替代内齿轮的渐开线齿廓,使渗碳淬火后的内齿轮易于成形磨齿。利用齿面接触分析(TCA)和承载接触分析(LTCA)技术,研究分析直廓内齿轮与渐开线齿轮啮合的受力状态、齿间载荷分配、传动误差。通过台架试验,采集渐开线内齿轮行星减速器和直廓内齿轮行星减速器在不同转速和载荷下的噪声,进行对比分析,研究直廓内齿轮传动的动态性能。直廓内齿轮传动有"修缘"的特点,承载下的传动误差波动比空载小得多。

SRTM DEM数据提取河网方法及影响因素研究

从数字高程模型(Digital Elevation Models,DEM)直接提取河网及相关流域信息,是分布式水文模型开发与应用的基础。珠江三角洲地区是中国经济最发达的地区之一,是世界上公认范围最大、结构最复杂的网河流域。研究该地区河网分布及流域特征,对于流域的整体规划和水资源的有序配置具有重要意义。文中首先讨论了基于栅格DEM取流域河网水系特征信息的基本方法;然后基于SRTM DEM数据,以珠江三角洲地区为例给出了利用Arc/Info实现河网提取的具体步骤,实现了大范围区域内的流域特征信息的快速提取;最后对比分析珠江三角洲分流域河网特征。

基于离散元模拟的沥青混合料单轴压缩试验细观力学分析

通过FISH语言编程建立沥青混合料AC-16二维离散元模型,模拟了AC-16单轴压缩试验的全过程,研究了在单轴压缩试验过程中应力-应变、接触力分布、颗粒位移、接触压力和接触拉力的变化情况。研究结果表明:在单轴压缩试验过程中,随着轴向应变的增大,试件中接触压力和接触拉力的分布由密集逐渐变稀疏,并且接触压力和接触拉力集中现象逐渐减少;随着轴向应变的增加,整个试件中、集料和沥青砂浆之间、沥青砂浆之间以及集料之间的接触压力个数比例都逐渐减小,接触拉力个数比例都逐渐增大,并且,整个试件中、集料和沥青砂浆之间、沥青砂浆之间以及集料之间的接触压力均值和接触拉力均值都先增加后减小。