基于响应面法的弹支轴承外圈的结构优化设计与实验验证

为提高弹支轴承外圈刚度设计的准确性,通过ANSYS Workbench对3种不同结构参数的外圈静刚度进行仿真分析,得到不同载荷作用下外圈最大变形量。采用最小二乘法分析载荷与变形量的线性关系,确定外圈刚度值,得到符合实际刚度需求的外圈有限元模型并进行响应面优化分析。以刚度值为优化目标,以外圈弹支梁宽度、长度和数量为设计变量,通过响应面优化对弹支轴承外圈进行分析,从而得到最优的设计参数。为确保优化结果的准确性,将最优模型重新进行有限元分析以及实验验证。将最优解的设计方案与初始设计方案对比,结果表明:在满足设计变量约束范围的前提下,最优设计解的刚度优化结果与目标误差值小于1%。由此可见,采用响应面优化提高了加工效率,缩短了设计周期,进一步提高了支承刚度的准确性。

深度学习驱动的液滴微流控单细胞分选系统

单细胞操作和分析对于研究许多基本生物学过程和揭示细胞异质性至关重要,并且在生物医学领域具有巨大的应用潜力。液滴微流控技术在单细胞分析方面具有显著优势。研制了一种深度学习驱动的液滴微流控单细胞分选系统,主要以液滴内所包含的生物样本种类以及数量作为标准分选目标液滴。根据实验需求制作好相应生物样本的数据集,在服务器上训练好对应的网络模型,并将该网络模型转移到NVIDIA Jetson TX2开发板上,利用该网络模型对实验过程中拍摄到的液滴图像进行实时检测判断,最后根据算法对包含特定物质的液滴进行分选,从而得到目标液滴。此方法能够有效地判断并分选出液滴内图像特征有差异的不同生物样本,可以实现对包含单个及2个细胞液滴的分选。该研究为液滴微流控单细胞分选技术在生物学和医学等领域的广泛应用提供了支撑。

山西44份谷子地方品种农艺性状与芽期耐旱性评价

对山西不同地区的44份谷子地方品种(系)进行了田间农艺性状调查、品质鉴定,调查了不同遗传背景谷子材料的叶鞘色、幼苗叶色、主茎长度、主茎直径、主茎节数、主穗长度、穗松紧度、穗形、粒色、米色、全生育期、千粒重等12个农艺性状,测定了成熟籽粒淀粉含量和蛋白质含量两个品质相关性状。利用PEG-6000模拟干旱胁迫,以-0.5 MPa渗透势的PEG溶液测定了各谷子材料芽期的萌发指数、发芽率、根长、芽长、根芽比等耐旱相关指标。试验结果表明:各数量性状中主茎直径变异系数最大(22.31%),淀粉含量变异系数最小(1.32%)。相关性分析结果显示,主茎节数与主茎长度呈显著正相关,与主茎直径呈显著负相关;千粒重与主茎直径和主穗长度均呈显著正相关,与主茎节数呈显著负相关;蛋白质含量与主茎长度和淀粉含量均呈显著负相关。在干旱处理下萌发指数变异系数最大(22.86%),根长变异系数最小(13.7%);在对照下根芽比变异系数最大(17.82%),根长变异系数最小(10.92%)。相关性分析结果表明,萌发耐旱指数(GDRI)与相对发芽率、相对根长及相对芽长互为显著正相关关系;相对根芽比与相对根长呈显著正相关关系,与相对芽长呈显著负相关关系。通过萌发耐旱指数结合聚类分析对各谷子材料的芽期耐旱性进行了评价并分为5个等级,筛选出‘长脖谷’等1级耐旱资源17份。

山西谷子地方品种微核心种质构建

构建山西谷子地方品种微核心种质,旨在为谷子目标性状精准鉴定与相关候选基因挖掘提供种质基础。在598份山西谷子核心种质的基础上,选取抽穗期、株高、节数、颈长、叶长、叶宽、穗长、穗粗、茎粗、单穗质量、穗粒质量、码数、码粒数、千粒质量和蛋白质含量等15个农艺、品质性状,使用QGAStation软件进行微核心种质构建抽样分析、全基因组重测序技术去除近缘种质,以构建微核心种质。结果表明,山西谷子地方品种微核心种质共包含322份种质资源。微核心种质与原始种质比较结果表明,各性状的均值与方差均没有表现出显著性差异,均值差异百分率与方差差异百分率均为0,极差符合率为98.36%,变异系数变化率为104.19%,遗传多样性指数变化率为94.81%。微核心种质较好地保留了原始种质的遗传变异,具有较高的变异度,同时具备较强的代表性。

山西谷子主要农艺性状与黄色素含量的相关性分析

为探明影响小米黄色素含量的主要因素,以期为谷子育种中优异种质的筛选提供依据,以山西292份地方品种为材料,于2020年和2022年种植在山西农业大学东阳示范基地,对谷子米色、黄色素2个品质性状和株高、颈长、叶长、叶宽、主穗长度、主穗直径、主茎节数、主茎直径共8个主要农艺性状进行遗传变异分析、相关性分析和主成分分析,并基于主成分分析计算其综合得分。结果表明,山西谷子地方品种的颈长变异最为丰富,黄色素含量变异系数为22.42%,次于颈长而高于主茎直径。相关性分析表明,黄色素含量与株高、颈长、叶长、主茎直径4个农艺性状和a*、b*、CCI共3个米色相关指标均呈极显著正相关,与主穗直径呈极显著负相关,与主茎节数呈显著正相关。主成分分析表明,4个主成分的累计贡献率达到73.62%,可用于表述谷子黄色素含量、米色和8个主要农艺性状的大部分信息。可见,小米米色是黄色素含量的重要影响因素,谷子株高、颈长、叶长、主茎直径、主穗直径、主茎节数可能影响小米黄色素含量。依据综合得分,发现第266号来自于忻州市繁峙县的金点鱼综合得分最高,其黄色素的含量为27.27μg/g,CCI值为3.71,表型性状表现优异。

甜樱桃类钙调蛋白基因家族的生物信息学分析

类钙调蛋白(CML)是植物生长发育过程中应对刺激的一种重要蛋白,基于甜樱桃全基因组,利用生物信息学的方法对甜樱桃CML基因家族成员进行鉴定,并对理化性质、染色体定位、基因结构、启动子作用元件等进行分析。结果表明,PavCML家族有49个基因,不均匀的分布于1~8号染色体上,亚细胞定位在细胞质、叶绿体、细胞核等部位,启动子顺式作用元件分析发现PavCML家族基因响应多种元件。与转录组数据结合进行荧光定量PCR分析,结果显示CML在裂果部位的相对表达量高,表明该基因可能参与裂果过程,为CML家族基因的功能鉴定提供理论依据。

大型空腔叶片固溶热处理变形的仿真预测与验证

大型空腔定子叶片因其特殊结构,在进行固溶热处理工艺时易产生表面应力集中,导致叶片发生翘曲变形。若用试错法不断修正其模型,使叶片铸件的加工余量增大,生产周期变长。通过对叶片固溶热处理过程进行仿真模拟,使该过程“可视化”,得到叶片铸件冷却后各部位的位移场分布,利用位移场的分布可以知道铸件各方向收缩量的大小及铸件的形状畸变情况,采用激光跟踪测量仪对大型定子叶片测量并与仿真得到的数据进行对比,数值模拟变形最大值为5.57 mm,最小值-6.05 mm,实验测量最大值为4.76 mm,最小值-5.13 mm,变形位置分布基本一致。此研究为探索热处理工艺参数对大型定子叶片成型的影响、优化热处理工艺、解决工程实际应用问题提供了支撑。

甜樱桃品种选择和现代栽培技术体系构建

中国甜樱桃种植进入一个新的发展阶段,随着市场对品质要求的提高、种植分布区域的扩大、栽培方式的多样化以及轻简化管理种植系统的快速发展,对品种/砧木的选择和栽培技术提出了新的要求。提出适宜中国甜樱桃产业发展的品种选择策略,构建甜樱桃现代栽培技术体系,引导中国甜樱桃产业持续、健康发展。

化学促枝和刻芽对不同定干高度甜樱桃发枝效果研究

以1年生甜樱桃单干苗布鲁克斯/吉塞拉6号为试材,研究定干高度为60 cm、100 cm和不定干情况下,采用化学促枝(即枝条涂抹苹果抽枝一号、抽枝宝,喷施普洛马林),结合刻芽对中心干定位发枝的效果。结果表明,喷涂促发枝药剂结合刻芽可显著提高植株整形带内分枝数量、分枝角度和分枝长度,平均分枝数量分别为7.2条(定干60 cm)、10.5条(定干100 cm)、15.3条(不定干),枝条长度>40 cm,分枝角度>45°,不同促发枝药剂的发枝效果差异不显著。单用刻芽方式仅在不定干情况下可显著提高植株萌芽率,但不能显著提高分枝数量、分枝角度和分枝长度。综合评价认为,对于1年生甜樱桃植株,利用化学促枝结合刻芽可得到较理想的发枝效果,有利于树形培养。

磺胺甲恶唑降解与污染防治技术进展

磺胺甲恶唑是抗生素类污染物的代表,其环境浓度高、易富集、难降解,成为磺胺类抗生素污染治理的主要研究对象。近年来针对水处理过程中有效去除磺胺甲恶唑的研究不断发展。本文依据技术原理,按照物理去除、化学降解、生物降解以及联合治理4种类型,总结了具有代表性的研究结果,比较分析了处理效果和各种方法的优缺点,提出有待解决的问题,对未来该领域的研究提出展望和建议。

高耐镉膨胀肾形虫种群金属硫蛋白基因的鉴定与诱导表达

为研究金属硫蛋白(Metallothionein,MT)对生物体抵抗重金属毒性的效应,获得一种具有镉高耐受性的膨胀肾形虫(Colpoda inflata)东北种群,该种群96h最高镉耐受浓度10 mg/L,其金属硫蛋白含量表现出与镉浓度、肾形虫种群增长率存在正相关关系。克隆获得金属硫蛋白Col-MT1基因,对基因序列和氨基酸序列特征分析表明,其为金属硫蛋白基因家族7a亚型的新成员。qRT-PCR实验证实,Col-MT1基因在60h、84h和108h三个时间点对5种浓度镉胁迫均上调表达,与镉浓度之间呈现出一定的剂量-效应关系。其分子调控机制还有待进一步研究。上述结果补充了原生动物MT基因数据库,为进一步揭示C.inflata MT基因的功能,以及应用于镉污染监测和环境修复奠定了基础。

复杂箱体零件的激光扫描测量与模型重构

复杂箱体是一种制造难度较大的重要零件,逆向设计技术可以有效缩短复杂箱体零件的设计周期、降低生产成本,箱体的数字化测量是逆向设计的关键技术之一。在对复杂箱体进行数字化测量时,选用了转站方式的激光扫描测量方法。箱体外表面的点云数据可以通过激光扫描测量直接获得;箱体内腔形状复杂,难以测量,通过将石膏灌入箱体内腔,待石膏冷却成型后取出石膏,测量石膏外表面获得石膏外表面点云数据。计算出石膏质心,将石膏表面点云依照石膏材料的收缩率进行以质心为中心的缩放处理,反求出箱体内腔表面的点云数据,最后利用特征点匹配的方法将复杂箱体的外形点云数据和内腔点云数据融合,形成完整的箱体点云模型。根据点云完成了复杂箱体零件的三维数字模型的重构和精度评价。

联合应用常染色体STR,X-STR和线粒体SNP鉴别姨甥关系

目的基于毛细管电泳技术,联合应用常染色体STR、X-STR及线粒体SNP荧光检测,探讨复杂亲缘关系中姨甥关系的鉴定方法,为复杂亲缘鉴定提供数据和理论依据。方法采用华夏白金、Goldeneye 22NC、Goldeneye 17X、Expressmarker mtDNA-SNP 60荧光检测等试剂盒进行STR和SNP检测,根据分型结果分别采用ITO法、判别函数法和状态一致性评分(identity by state score,IBS)法进行姨甥关系鉴定。结果本案例中通过ITO法计算,姨甥关系指数为8.7324×10^(5),倾向于支持庄某(姨)与李某(外甥女)的姨甥关系;IBS法联合ITO法、判别函数法证实庄某(姨)与庄某某(生母)为全同胞关系,结合庄某某(生母)与李某(外甥女)的累积亲权指数(combined parentage index,CPI)为7.3971×10^(15),证实了庄某(姨)与李某(外甥女)的姨甥关系;线粒体SNP结果表明三者来源于同一母系家族,也支持以上结论。结论对于姨甥等近亲遗传关系,应综合应用多种判定方法进行分析,以获得更为可靠的鉴定意见。

面向失能老人的治理:基于场域转换的视角

中国现有4000万失能半失能老人,如何满足失能老人的照护需求,提升其生活质量,不仅是我国应对人口老龄化进程中的难点与痛点,也是重要的社会治理问题。本文从场域转换这一微观视角出发,以失能老人为中心,考察了家庭与机构养老场域存在的差异,揭示了机构养老的社会心理机制,发现由家庭到机构转换引致的失能老人黏连与剥离、主人与客人、私人与公共三组矛盾,提出了家庭、机构及社区的整合治理对策:机构嵌入社区、健康赋权、保护老人的私人空间以及摒除对失能的偏见与歧视,以期实现失能老人在机构中的善养。

高瓦斯突出煤层大孔径抽采及封孔技术改进实践

针对高瓦斯煤层顺层钻孔预抽瓦斯浓度低、抽采钻孔封孔质量差、有效抽采周期短等技术难题,为了提高瓦斯抽采钻孔的预抽浓度、封孔效果,通过增大施工顺层钻孔直径,采取封孔器封孔工艺,在N21203采场施工顺层钻孔期间比较和研究了不同钻孔直径及封孔工艺对抽采瓦斯浓度及负压的影响。结果表明,采取施工大孔径顺层钻孔同时,使用专用封孔器封孔有效提高了钻孔的抽采负压及抽采浓度。

中国西北地区甜樱桃设施栽培问题及对策

2017~2018年,针对中国西北地区设施甜樱桃栽培过程中存在的问题进行了调研,从选址建设、设施结构、品种选择、配套技术管理等方面提出了建议。

牛粪炭@Fe_3O_4催化臭氧处理煤气化废水的特性实验

采用催化臭氧氧化工艺处理煤气化废水生化出水.以廉价牛粪为原料制作生物活性炭,通过共沉淀法制得磁性催化剂牛粪炭@Fe_3O_4,并研究pH值、臭氧及催化剂投加量对催化效果的影响.实验结果表明:在臭氧体积流量为0.6 L·min^(-1),质量浓度为4.45 mg·L^(-1),催化剂投加量为2 g·L^(-1),初始pH值为7.2的条件下,化学需氧量(COD),UV_(254)的去除率分别达到72.4%,91.4%.利用三维荧光光谱(3D-EEM)和5日生化需氧量(BOD_5)测定分析,催化臭氧体系对废水中的有机物质具有良好的去除效果,出水可生化性显著提升.利用电子顺磁共振波谱仪(EPR)检测分析,牛粪炭@Fe_3O_4可以促进催化臭氧化体系·OH的产生.

突出煤层回采区域密集顺层钻孔超前预抽技术应用与分析

通过对大兴煤矿北二708工作面密集顺层钻孔超前预抽瓦斯效果进行观测分析,在采用钻场内扇形布孔、巷道内平行布孔的交叉措施下,超前预抽解决了采煤工作面回采区域煤层突出危险,突出煤层瓦斯抽采达标,使工作面回采具备了安全条件,回采期间瓦斯抽采效果得到实证。

综采工作面穿层回采技术研究及应用

通过对大兴矿SV709综采工作面穿层回采遇到的技术难题进行分析和研究,特别是对顶板的控制,通过多种支护手段与措施,顶板得到有效的控制,并顺利通过生产实践,确保了工作面按正规循环安全顺利推进。

利用声衰减反演气泡群分布的方法研究

通过测量含气泡水的声衰减反演气泡群参数是获取水中气泡分布的重要方法,但是经典方法忽略了较高浓度气泡水中的强频散特性和气泡振动参数的改变,导致反演较高浓度气泡群分布时会产生巨大误差.为解决这个问题,本文基于等效媒质理论建立起了声衰减和相速度的联系,并考虑了含气泡水平均量对气泡阻尼系数和共振频率的影响.在此基础上,通过将反演气泡分布和修正相速度及气泡振动参数交替迭代的方法,有效地消除了高浓度气泡水中由频散和气泡振动特性改变引起的误差.与实验数据对比发现,气泡群孔隙率达到10^-5时,考虑含气泡水的频散特性会显著降低反演误差;而当气泡群孔隙率达到10^-3时,气泡阻尼系数和共振频率的修正会对反演结果变得重要.本文方法在反演孔隙率为10^-3-10^-2的高浓度气泡群时,仍有较好效果,这可为获取水下较高浓度气泡群分布提供方法借鉴.