“机械振动”课程项目化改革与创新实践

为使学生掌握机械系统振动的基本理论知识和分析方法,培养学生对复杂工程问题进行力学建模、运动规律分析和应用振动理论解决工程实际问题的能力,提出“机械振动”课程内容项目化改革与创新。为实现对学生从基础教学层、应用基础教学层到应用教学层逐步螺旋阶梯式上升的培养模式,构建了课程内容与科研项目双向转化的课程教学体。通过将科研项目课程化,推动课程项目化,真正实现产教融合一体。采用启发式、讲练结合式、同类对比式及项目化等多元教学方法,借助线上线下的混合教学模式,实行差异性考核评价,实现因材施教,培养学生自主学习、创新研究及工程实践的素质及能力。实践表明,该教学模式有利于学生对课程内容的掌握,极大地调动了学生的积极性,取得了良好的效果。

设施园艺移动平台分布式驱动自适应防滑控制

针对设施园艺特殊作业场景对电驱移动平台灵活作业与高操纵稳定性需求,该研究设计了一种四轮轮毂电机独立驱动的分布式设施园艺电驱移动平台,并提出了一种可提高转向灵活性与稳定性的自适应防滑控制策略。在该控制策略中,首先构建电驱移动平台动力学模型与Ackermann差速转向模型,结合速度瞬心原理及轮胎侧偏角确定各车轮转向目标转速;其次,为提高电驱移动平台对时变附着系数的适应能力,采用改进的强跟踪自适应无迹卡尔曼滤波算法设计复杂路面识别器,实现对路面附着系数准确估计;最后,设计基于自适应滑模算法的防滑控制器,根据路面附着系数估计值确定车轮相对最佳滑转率并实时控制滑转率。为验证所提控制策略的有效性,开展了Carsim-MATLAB/Simulink联合仿真与分布式设施园艺电驱移动平台实车试验。试验结果表明,所提控制策略可准确估计复杂道路下路面附着系数,降低车轮滑转率误差;在不变路面、对接路面与对开路面3种工况下,左侧车轮滑转率误差分别为0.031、0.015和0.038,右侧车轮滑转率误差分别为0.026、0.005和0.028;在不变路面与随机路面实测路况下,电驱移动平台路面附着系分别数约为0.44和0.47,最大滑转率分别约为0.69和0.68,有效抑制了轮胎转向时的过度滑转,提高了电驱移动平台的行驶稳定性。研究可为设施园艺车辆驱动防滑控制提供具体理论依据和实施方案。

设施园艺电驱移动平台轮毂电机设计及其磁-热耦合性能

针对设施园艺作业场景下电驱移动平台的低速大扭矩牵引作业需求,该研究设计了一种减速内转子轴向磁通轮毂电机,建立电机的电磁有限元模型并分析其电磁和损耗特性。考虑到绕组电阻率受温度变化影响,构建基于热网络法的轮毂电机磁-热耦合改进模型。与台架试验结果相比,基于改进模型获得的转矩预测值较传统模型的精度提高了5.33%,验证了模型的正确性。利用改进模型分析了温度和相电流对电机转矩特性的影响,仿真结果表明,输出转矩随电机温度增加而降低;在0~20 A,电机平均输出转矩与相电流呈线性关系。试验结果表明,轮毂电机功率随转速增加而增大,峰值功率可达4.59 kW,而转矩基本保持恒定;在转速450~900 r/min、转矩300~600 N·m时,电机效率高达93.2%。研究结果可为轴向磁通电机初步设计与多场耦合影响下电机性能分析提供思路。

含间隙超精密压力机柔性多连杆机构动力学建模与仿真

建立柔性多连杆机构动力学模型对分析超精密压力机下死点动态精度具有极其重要的作用。传统的超精密压力机多连杆机构动力学模型一直忽略旋转副和球面副间隙以及曲轴和连杆柔性的影响,从而导致分析精度较低。为更准确地分析其动态响应特性,建立了一种考虑旋转副和球面副间隙及曲轴和连杆柔性影响的改进柔性多连杆机构的动力学模型。仿真结果表明,旋转副和球面副间隙的存在对机构的动态响应特性有很大影响;曲轴中心和球铰球心的运动特征主要表现为2个阶段:自由运动和冲击运动。此外,研究了间隙和曲轴输入转速对多连杆机构动态响应特性的影响,得出了随着间隙尺寸的增加,滑块下死点位置上移,滑块的速度和加速度峰值先减小后增加;随着曲轴转速的增加,滑块下死点位置和最大偏差值也逐渐增大,滑块的速度和加速度显著增加。

左心室重量指数对老年左室射血分数正常心力衰竭的诊断价值

目的评价左心室重量指数(LVMI)对老年左心室射血分数(LVEF)正常心力衰竭(HFNEF)患者的诊断价值。方法选择2014年1~12月于该院心内科诊断为心功能不全的患者,年龄≥60岁,心功能分级Ⅱ~Ⅳ级,入院24 h内行超声心动图检查共232例,根据心脏超声结果中的LVEF分为HFNEF组158例(LVEF≥45%)和LVEF降低的心衰(HFREF)组74例(LVEF≤40%),并选取同期健康对照组100例。对入选对象进一步搜集超声心动图中收缩末期左房内径(LAD)、舒张末期左室内径(LVEDd)、室间隔厚度(IVST)、左室后壁厚度(LVPWT),血液常规检查,在常规超声心动图的基础上计算出LVMI。结果 1与健康对照组相比,心力衰竭组LVEDd、IVST和LVPWT均升高(P<0.05);与HFREF组相比,HFNEF组IVST和LVPWT增大(P<0.05);LVEDd、E/A较HFREF组减小(P<0.05);2以LVMI>122 g/m^2(女性),LVMI>149 g/m^2(男性)为临界值,诊断HFNEF的灵敏度(男性18.7%,女性47.9%)、特异度(男性96%,女性99%);HFNEF患者中,LVMI随NYHA心功能分级的恶化而升高,在各级心功能分级之间差异显著(P<0.05)。结论 LVMI检测可作为诊断心衰的方法之一,可提高对老年HFNEF患者诊断。

Load spectrum analysis for combined frame of closed high-speed press

Based on the basic theory of mechanics,kinematic and dynamic analysis for a slider-crank mechanism with a balance mechanism is performed.The theoretical formula of the load spectrum for the interaction between the crank shaft and the bearing seat of the upper beam is achieved by approximately simplifying the mechanical model of the crank shaft.The simulation for the load spectrum data of combined frame under the operating conditions of blanking or piling is performed using Matlab and the law of the load spectrum curves under these two conditions is analyzed.The simulation results show that under a no-load condition,the load spectrum curves of the interaction between the crank shaft and the bearing seat of the upper beam present a form of periodic sine wave and under the piling condition,the load spectrum curves of the interaction between the crank shaft and the bearing seat of the upper beam present a form of periodic pulse wave.The simulation results can provide a theoretical foundation for the load determination during the process of analyzing the dynamic characteristics on the combined frame of a closed high-speed press through the finite element method.

局部按压对不同成熟度番茄机械损伤的影响

为了探究局部按压对白熟期、转色期、粉红期番茄机械损伤的影响规律,该研究采用水果硬度计对番茄进行按压,并用扫描电镜观察按压处番茄组织微观结构变化,以腐烂、褶皱、有压痕、无压痕4个损伤等级和损伤显象天数作为评价标准,通过按压试验,分析局部按压压强对各级损伤的影响规律,得到不同成熟度番茄各损伤等级的压强分布区间,建立番茄局部机械损伤评估分类模型。最后,通过三指电爪进行了抓取试验。结果表明:1)各成熟度番茄的损伤程度随按压压强和成熟度升高而增大;2)各成熟度番茄的显象天数随成熟度升高而减小,腐烂天数与按压压强相关性很小,褶皱天数随按压压强升高而减小;3)以中位数作为代表压强,一级损伤代表压强按成熟度由低到高依次为:366、355、337 kPa,比二级损伤代表压强265,245,225 kPa均提高了30%左右;出现三级损伤的代表压强按成熟度由低到高依次为:165,115,90 kPa;腐烂天数范围为3~7 d,相较于褶皱天数范围7~17 d提前了50%左右,抓取试验结果与评估分类模型吻合度均大于等于95%,验证了损伤评估分类模型的正确性。研究结果可为番茄多指采摘机械手的设计与开发提供参考。

基于超宽带的温室农用车辆定位信息采集与优化

针对温室环境下农用车辆定位精度低的问题,开发了适用于温室环境的超宽带技术(Ultra wide band,UWB)室内定位试验平台。首先,以Ubisense射频芯片作为硬件基础,设计了定位平台标签和基站,并采用到达时间差(Time difference of arrival,TDOA)定位测距方法获得定位结果;然后,分别利用K-means聚类与截段处理的方法进行静态、动态定位信息优化计算,以减小脉冲信号传播特性和单一测距方式等导致的测量误差,获得准确的定位信息,实现温室内农用车辆的精确作业;最后,在温室环境下分别进行了静态定位试验与动态定位试验。试验结果表明,优化后的静态定位精度平均值为0.063 4 m,改进后的动态定位精度精确到8 cm的概率是原先TDOA算法的3.7倍。所搭建的定位试验平台满足温室农用车辆定位的实际应用要求,可为温室环境下农用车辆的定位和导航提供参考。

蓝莓功效的研究进展

蓝莓又名越橘,全世界约有400余种,中国约有91个种28个变种,目前主栽的品种有高丛蓝莓、矮丛蓝莓和兔眼蓝莓3个种类。蓝莓品种丰富,果实中含有大量类黄酮、花色苷、酚酸等生物活性物质,以及氨基酸、蛋白质、脂肪、食用纤维、果糖、维生素、矿物质等营养物质。经研究发现,蓝莓不仅具有极高的营养价值,还具有防止脑神经老化、抗癌、抗炎、保护肝脏、提高机体免疫力、保护视力等多种功能。因此,

血管紧张素转换酶2对动脉粥样硬化的作用研究现状

肾素-血管紧张素(Ang)-醛固酮系统(RAS)在心血管疾病的发生、发展中起重要作用。近年来随着人们对RAS的不断深入研究发现,由血管紧张素转换酶(ACE)2参与的ACE2-Ang-(1 ~7)-G蛋白耦联(MAS)轴,具有舒张血管、抑制心血管重构等作用。ACE2的基因多态性也和动脉粥样硬化(AS)存在相关性。本文对ACE2与AS的相关性研究进展进行综述。

血管紧张素转换酶2对心血管系统疾病影响的研究进展

肾素-血管紧张素系统(RAS)在心血管功能的调解中发挥重要作用。血管紧张素(Ang)Ⅰ是Ang原在肾素的作用下水解而成的,而具有生物活性的AngⅡ是AngⅠ在血管紧张素转换酶(ACE)的催化作用下生成,具有收缩血管、水钠潴留等一系列生物学活性,是RAS中最重要的物质之一。

犁耕作业下轮式拖拉机/农具系统的振动特性分析

[目的]为提升拖拉机的乘坐舒适性和驾驶安全性,建立了轮式拖拉机/农具系统的振动模型并分析了犁耕作业工况下的振动特性。[方法]基于ABAQUS有限元软件建立铧式犁的土壤切削有限元模型,通过试验验证模型的正确性,研究耕速和耕深等因素对犁具阻力的影响规律。在此基础上,以常发CF700轮式拖拉机为研究对象,构建轮式拖拉机/农具系统的振动模型,推导其振动微分方程组,获得道路运输、农田运输及犁耕作业3种工况下拖拉机系统的振动特性。[结果]与试验结果相比,仿真加速度接近于试验数据,验证了所建立振动模型的正确性。仿真结果表明:道路运输、农田运输及犁耕作业3种工况下拖拉机系统的固有频率基本保持不变,前桥、驾驶室、座椅及犁具的垂向振动固有频率分别为2.55、2.63、2.31及2.31 Hz;与道路运输工况下振动响应相比,农田运输和犁耕作业工况下拖拉机各部位垂向振动加速度显著降低。随着犁具耕作速度和深度的不断增加,拖拉机系统各部位的振动加速度也显著增大;当耕深或耕速一定时,前桥的垂向振动加速度最大。[结论]研究结果为拖拉机/农具系统的悬架结构设计提供参考。

我国农户微耕机采纳行为影响因素分析

通过对湖南、湖北、贵州、重庆、山东、四川6省市的农村展开实地抽样问卷调查,运用二元Logistic模型对农户购买微耕机的影响因素进行实证分析。研究结果表明,微耕机价格、功能、相关宣传与推广、国家补贴政策以及农作物收入对农户微耕机采纳行为有显著正影响;农户基本特征对农户微耕机采纳行为没有明显影响,耕地面积对农户微耕机采纳行为有负向影响。

计及悬挂农具拖拉机虚拟样机动力学参数匹配研究

悬挂农具拖拉机在运输状态时,拖拉机整机振动模型物理参数多,设计目标和设计参数难以匹配。文中基于ADAMS虚拟样机技术,针对CF700型拖拉机考虑农具与拖拉机悬挂连接特性,把悬挂机构上拉杆视为柔性元件,用连接刚度和阻尼来模拟柔性元件动态特性,建立带有农具拖拉机的虚拟样机模型。运用灵敏度方法选择设计参数,分别以整机座椅垂向振动和俯仰振动为设计目标对机身轮胎刚度和阻尼动力学参数匹配研究,然后对连接动力学参数进行匹配研究。参数匹配结果表明,整机模型的仿真结果与试验结果相对误差小于5%,匹配模型计算精度较高。

基于磁-热双向耦合的电动拖拉机轮边电机电磁性能分析与结构优化

为预测和评估电动拖拉机轮边驱动电机的电磁性能同时优化电磁转换装置结构,该研究以一种减速式12槽7对极永磁无刷直流轮边驱动电机为对象,建立电机电磁有限元模型并通过试验验证模型的正确性,分析了空载、半载和额定负载工况下电机的动态特性。在此基础上,基于热损耗载荷构建电机的磁-热双向耦合模型,模拟分析额定负载工况下电机的温度场分布规律。结果表明,3种工况下电机最高温度均发生在永磁体部位,温升分别为54.61、77.63和87.1℃。以气隙宽度、定子槽口宽度、永磁体间距和宽度为变量,以齿槽转矩、转矩密度和永磁体损耗为优化目标,提出一种田口法-响应面法双层多目标优化方法,确定电机最佳结构参数为:永磁体间距为0.4 mm、永磁体宽度为3.5 mm、气隙宽度为1.1 mm、定子槽口宽度为4.75 mm。仿真结果表明,优化后的电机转矩密度较优化前增加了8%,永磁体损耗降低了18.6%。样机台架试验结果表明,优化后电机齿槽转矩较优化前降低了20.9%,验证了所提优化方法的有效性,对电机性能研究具有一定的参考价值。

免耕播种机旋耕刀耕作性能分析与结构优化

为预测和评估免耕播种机触土部件的作业性能,有必要建立机具-土壤耦合系统的互作模型。传统模型将散落土表的秸秆视为刚体,无法模拟真实条件下秸秆的破裂与变形,导致模型的预测精度下降。为克服上述模型不足,该研究建立一种柔性秸秆模型,构建刀具-秸秆-土壤耦合系统的离散元模型,并通过土槽试验进行模型验证。同时,为解决标准旋耕刀片的缠绕和壅堵问题,提出一种梯形直刀结构,对比分析了旋耕作业工况下标准刀和梯形直刀作用后秸秆位移、刀轴扭矩、刀具碎茬与埋茬性能。仿真结果表明,梯形直刀的碎茬和秸秆掩埋性能均优于标准刀,标准刀和梯形直刀作业后开沟截面形状分别为梯形和三角形,刀轴扭矩呈现三角形冲击峰的形式,梯形直刀的刀轴扭矩大于标准刀情形,而标准刀的碎土性能优于梯形直刀。在此基础上,以弯折角、侧面角以及刀片高度为设计变量,采用响应面法构建旋耕扭矩和碎土率的回归方程。基于NSGA-II算法对梯形直刀结构进行优化,最佳的结构参数为:弯折角150°、侧面角60°、刀片高度88 mm。田间试验结果表明,优化后刀轴的平均扭矩较优化前减少11.70%,峰值扭矩减少6.28%,碎土率从82.53%提高至89.22%。

血管紧张素转换酶2与心血管疾病研究进展

肾素-血管紧张素系统（RAS）是人体内重要的体液调节系统，在心血管疾病的病理生理过程中发挥直接作用。

温州酱油肉制作工艺研究

温州酱油肉成品色泽红棕发亮,腊香浓郁,肉质结实,口感好。为提升酱油肉食用品质,在单因素试验的基础上,通过正交试验分析法研究酱油肉配方、腌制时间、干燥条件三因素对酱油肉产品品质的影响,确定最佳生产工艺。结果表明,酱油肉最佳加工工艺为8%的酱油添加量,真空滚揉腌制30min,再在55℃条件下烘干3h后转10℃再干燥60h,可得到感官鉴评为优的产品,过氧化值为0.051g/100g,符合膝腊肉制品国家标准。

含润滑间隙和曲轴转子-轴承结构的平面柔性多连杆机构多体动力学建模与动态误差分析

为预测多连杆高速精密压力机的动态精度,有必要建立多连杆机构的动力学模型。传统模型仅考虑间隙和构件柔性等因素,通常忽略了曲轴转子-轴承系统结构的影响,导致多连杆高速精密压力机的动态分析精度下降。本文提出了一种含润滑间隙和曲轴转子-轴承结构平面柔性多连杆机构多体动力学建模与仿真方法并构建了滑块与曲轴两者之间的动态尺寸链,该方法同时考虑了间隙,连杆和曲轴的柔性以及轴承的刚度等因素。仿真结果表明,在空载和冲裁两种工况下,基于含润滑间隙和曲轴转子-轴承结构平面柔性多连杆机构多体动力学模型的动态响应比传统模型更接近实验结果,验证了所提出方法的有效性。实验结果表明,在空载工况下,滑块在下死点位置存在剧烈加速度波动,而冲裁工况下,滑块在下死点位置产生冲击峰。曲轴转子-轴承结构的存在加剧了滑块位移偏离误差,润滑油的存在对整个机构起到了缓冲作用,但并不能显著提高滑块的运动精度。下滑块与连杆之间运动副间隙处润滑油膜不足以抵消运动副元素之间的碰撞和冲击,导致润滑油膜在运行过程中破裂,销轴与轴承衬套之间只存在一种永久接触状态。此外,研究了间隙尺寸、打击力以及轴承的接触角对机构动态误差的影响规律。

含角接触球轴承和粗糙间隙表面滑动轴承关节的平面柔性多连杆机构动态误差分析与优化设计

传统旋转间隙关节接触模型假定衬套和销轴的接触面是光滑的并仅考虑接触区域的初始接触点的影响,常忽略接触区域中其它接触点的作用,不可避免导致模型分析精度下降。为此,提出一种含角接触球轴承和粗糙间隙表面滑动轴承关节的平面柔性多连杆机构动力学建模、分析与优化的计算方法。考虑粗糙旋转间隙关节多点接触状态,建立了一个新颖粗糙间隙接触模型,运用一种无剪切锁定变形梁单元对柔性连杆进行离散化。同时,基于赫兹理论,推导了角接触球轴承的动态径向等效刚度。与基于传统光滑间隙模型的结果相比,基于所提出的粗糙间隙模型的多连杆机构动态响应更接近于试验值,验证了所提出计算方法的有效性。仿真结果表明,粗糙的关节接触面能够降低滑块速度和加速度偏差,却增加滑块的位移偏差。冲压工况下含角接触球轴承和粗糙间隙表面滑动轴承关节的平面柔性多连杆机构的动态响应偏差大于空载工况下的结果,冲压载荷易增加滑块的动态响应偏差。此外,基于NSGA-II算法对平面柔性多连杆机构中滑动轴承关节间隙进行优化设计并得到优化的间隙尺寸值。