棒线材设备数字孪生智能运维系统研究与设计

分析企业数字化转型存在的难点,面向工业领域进行数字孪生体系架构设计,构建数字孪生技术应用,尝试解决问题并创造长期价值。

材料力学课程思政设计理念、实施方法与教学实践

大学专业课程开展课程思政,教师是主导者,课程是载体,专业目标是导向。以材料力学课程为例,从强化教师、课程和专业协同角度分析了课程思政设计的基本理念,针对不同的教学内容和教学环节,探索了有针对性的教学方法和教学手段,提出了“过程评价+结果评价”和“实体课堂+线上平台”相融合的考核评价质量监控模式。通过两轮实践,该模式取得了良好的育人效果。

双能X射线吸收法测量双侧股骨颈骨密度的差异及影响因素

背景:应对骨质疏松症是中国应对人口老龄化的重要组成部分,骨质疏松的早期预防、早期发现及早期干预被认为在改善预后中起到非常重要的作用。目的:分析影响双侧股骨近端骨密度差异的相关因素,探讨提升双能X射线吸收法诊断效能的方法。方法:回顾性分析2021年1-7月在中山大学孙逸仙纪念医院核医学科进行双能X射线吸收法骨密度检查共207例受检者的临床资料,分组后分析组间差异性及导致差异性的相关因素,多元logistic回归方程校正,受试者工作特征曲线预测效能。结果与结论:①入组受检者个体双侧股骨颈骨密度的差异[高于最小有意义变化(LSC)]与左右利手、睡眠朝向偏好等无显著相关关系(P均>0.05);②对于绝经后女性及50岁以上男性,当左侧股骨颈T值为-0.9或-1.0时(且此时骨密度值与T值为-1.1时的骨密度值差值大于LSC)加做右侧检查则可明显提高骨量减少的诊断率(P<0.001),且经多元logistic回归分析校正传统因素后提示其为独立影响因素,OR=0.001,95%CI(0.000-0.326),P=0.03,受试者工作特征曲线预测其改变诊断的效能:曲线下面积=0.765,95%CI(0.536-0.993),P=0.018;③提示对于绝经后女性及50岁以上男性,当其左侧股骨颈T值为-0.9或-1.0时(且此时骨密度值与T值为-1.1时的骨密度值差值大于LSC),行腰椎+双侧股骨近端双能X射线吸收法骨密度检查较单侧检查可显著提高骨量减少的诊断率。

基于边缘智能感知的无人机空间航迹规划方法

随着海量用频设备的涌现,无人机执行任务的电磁环境愈加复杂,对无人机认知环境和自主避障能力提出了更高的要求。鉴于此,提出了一种基于边缘智能感知的无人机空间航迹规划方法。首先,提出了一个基于边缘智能感知的无人机航迹规划框架,通过边缘服务器、传感器终端和无人机的协同通信与计算,提高无人机的环境感知和自主避障能力;其次,提出了一种基于深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)算法优化的人工势场方法,避免无人机航迹规划陷入局部最小值点,同时行能耗;最后,在静态和动态干扰环境中对所提算法进行仿真实验,结果表明,与现有航迹规划方法相比,所提方法可以优化无人机的飞行航迹和传输数据速率,在静态和动态干扰环境中,无人机飞行能耗分别降低5.59%和11.99%,传输速率分别提高7.64%和16.52%,显著提高了无人机的通信稳定性和对复杂电磁环境的适应性。

面向智慧钢铁的设备智能运维系统建设研究

钢铁行业是多工序、长流程的流程工业,因此生产线内的关键设备故障对生产影响巨大,非计划停机将造成企业较大经济损失。本文围绕面向智慧钢铁的设备智能运维系统项目建设进行现状调研及改造的必要性论证,确定以实现“数据判断、知识决策”的设备智能运维系统项目为设计目标。通过对项目总体架构规划、方案设计、主要功能等提出技术要求和落地,支撑设备预测性维护策略实施,实现提高设备状态管理的准确性、有效性,达到“提升设备状态的控制能力及人员作业效率、助力企业数字化转型”的目的,可为同行业提供参考借鉴。

基体偏压对非晶碳膜结构和耐蚀性的影响

薄膜沉积过程中较高基体偏压能增强C膜对金属基体的保护,降低自腐蚀电流密度,提高自腐蚀电位。用磁控溅射法在4种偏压(0,-50,-100,-200 V)下制备Cr/CrN/C非晶碳多层薄膜,研究其结构和耐蚀性。观测了薄膜表面形貌和粗糙度,测量了C层中D峰和G峰的强度比值,使用三电极体系研究了薄膜耐蚀性能并分析了其机理。结果表明:各偏压下薄膜粗糙度在15~23 nm之间,在-100 V偏压下薄膜最光滑平整;各偏压下C层sp^(2)/sp^(3)比值无较大波动,但在-100 V偏压下有最高D峰和G峰的强度比值;随着偏压增大,薄膜自腐蚀电流密度降低,在-100V偏压下沉积的C层具有最高的腐蚀电位,表现出了最佳耐蚀性。

新医科背景下口腔解剖生理学教学改革研究

随着教育信息化的不断推进,口腔解剖生理学课程教学对教师团队提出了新的要求,因此,文章总结了改革的相关经验,从改革重点、授课方式、考核方式及反馈三个方面提出了新医科背景下口腔解剖生理学教学改革路径。文章反映了线上课程与线下课程结合、理论课与实验课结合、3D打印技术运用、PBL和CBL教学等改革方法的优势,并对新医科背景下口腔解剖生理学教学未来的改革方向进行了展望。

自动分钢系统在重轨加工线的研究与应用

针对重轨加工线分钢台架存在的问题,开展自动分钢系统的研究及应用,选用横移小车作为移钢装置,采用格雷母线技术精确定位,实现分钢台架操作自动化,减少轨底横向划伤,确保钢轨质量,提高生产效率。

原子氧对非平衡磁控溅射MoS_(2)-Ti复合薄膜真空摩擦学性能的影响

对采用非平衡磁控溅射方法制备的柱状晶MoS_(2)-Ti复合薄膜开展了原子氧(AO)辐照试验.原子氧的平均动能是5 eV,累计辐照通量6.0×10^(22)atoms/cm^(2).原子氧造成薄膜表面出现"绒毯"状形貌,表层的MoS_(2)和内部的低价钛氧化物分别被氧化成硬质的MoO_(3)和TiO_(2),但原子氧对距表层30 nm以下Mo的化学态没有影响.薄膜的初始真空摩擦系数和磨损率分别由辐照前的大约0.018和4.49×10^(-17)m^(3)/(N·m)升高至0.03和5.5×10^(-17)m^(3)/(N·m),磨损机制也发生了由黏着磨损向磨粒磨损的转变.

黑龙江绥棱县一次超级单体强冰雹成因分析

利用常规天气资料、卫星及其反演云参数、雷达等综合观测资料,对2016年6月3日发生在黑龙江省绥棱县一次超级单体风暴进行不同尺度分析,研究降雹成因及降雹特点,并对人工防雹进行分析。研究表明:此次过程是高空冷涡和地面低压共同作用造成的,冷暖空气交汇、上干下湿不稳定层结配置及地面风速的辐合是这次过程的触发机制;冰雹云团在午后迅速发展,水平尺度迅速增长,云顶快速抬升,云高>9km的云团直径增加到90km,形成明显的卷云砧;分析雷达回波可知,此次超级单体风暴过程出现了中气旋、有界弱回波区及悬垂回波等典型特征,垂直累积液态含水量(VIL)在降雹前出现了跃增,且跃增时间提前10~15min,对于冰雹短时预报具有一定指示意义。作业时机应选择在单体或多单体的初始阶段就提前作业,作业成功率较大,作业部位可在有界弱回波区(BWER)及悬垂回波区域进行多站点联合作业,可取得较好的防雹效果。

冷涡前部飞机人工增雨作业条件数值模拟研究

利用中尺度数值模式WRF-ARW(V3.6)结合实测资料对2015年6月6日大兴安岭林区增雨作业条件进行研究,从不同尺度分析了天气条件、云宏微观条件,完善飞机人工增雨作业指标体系,进而为冷涡背景下的人工增雨作业提供一定的科学依据。研究表明:此次过程受贝加尔湖以东冷涡的影响,6日08时冷涡中心位于蒙古国与中国内蒙古东部交界处,黑龙江省西部处于涡前部偏南气流中,水汽条件良好;08—16时涡旋云系前部分布于黑龙江省西部地区,云系整体向东北方向缓慢移动,云层较厚,云顶温度在-30^-15℃,过冷层厚度为4~5 km,云中过冷水分布较丰沛,含量在0.01~0.5 g/m^(3),大值区主要分布在2 900~4 000 m,具备良好的增雨作业云条件。

农作物秸秆燃烧对PM2.5排放影响因子的研究

农作物秸秆燃烧后会向空气中释放大量颗粒物,不仅对大气环境及生态系统产生影响,也对人们健康造成危害。因此文中以秸秆燃烧后颗粒物排放水平作为研究方向,探究秸秆燃烧情况对PM2.5排放因子的影响水平。首先,针对河南主要两种农作物玉米秸秆和小麦秸秆进行燃烧模拟实验,获取秸秆燃烧后颗粒物排放水平,从而得到颗粒物中PM2.5的排放因子含量及化学组成;然后,利用两种农作物,通过改变燃烧条件、秸秆水分含量等条件获取燃烧后的排放因子数据,并分析不同条件对PM2.5排放因子比例的影响;最后,利用排放因子法根据不同农作物燃烧时产生的排放因子估算该区域PM2.5排放总量水平,并与近5年秸秆燃烧PM2.5排放总量提供数据进行对比。实验证明,通过该实验可较好地反映秸秆燃烧对区域环境产生的影响。

小兴安岭近地层湍流能谱特征

利用小兴安岭南麓五营地区涡动相关系统的观测资料,分析不同大气稳定度条件的湍流速度谱、温度谱、湿度谱、协谱及局地各向同性特征。结果表明:三维速度(u、v、w)谱和垂直速度(w)与水平纵向速度(u)、温度(θ)的协谱(uw、θw)的谱峰均随稳定度的增加而向高频端移动。湍流速度(u、v、w)谱、温度(θ)谱和湿度(q)谱在惯性副区均满足-2/3定律。uw协谱、θw协谱和垂直速度(w)与湿度(q)的协谱(qw)在惯性副区并不完全遵循-4/3定律,尤其是uw协谱的拟合斜率更接近-1。水平方向湍流谱峰波长范围为130~1820 m,垂直范围为49~113 m。温度谱谱峰波长范围为149~260 m,湿度谱谱峰波长范围为198~455 m。uw协谱谱峰波长范围为228~455 m,θw协谱谱峰波长范围为172~260 m,qw协谱谱峰波长范围为172~346 m。v谱在惯性副区基本满足局地各向同性,w谱在惯性副区不满足局地各向同性,可能与森林下垫面对垂直方向湍流大涡的破碎作用有关。

一次东北冷涡过程的宏微观物理特征分析

利用2019年5月20日机载DMT和SPEC粒子测量系统获取的飞机云微物理探测资料,结合高空、地面、卫星云图产品等常规气象数据,分析了东北冷涡在发展成熟期的云宏微观结构特征。结果表明:飞机探测区域为冷性层积混合云,云水充沛。云粒子探头(CDP)和二维云粒子图像探头(CIP)探测到的最大粒子数浓度分别为362.10cm-3、191.08L-1,液态含水量变化范围为0~0.88g/m3;CDP粒子谱呈指数型下降,谱宽较窄;CIP粒子谱呈双峰结构。云粒子图像探测仪CPI表明,层积云上部主要为冰雪晶粒子,以冰晶的核化和凝华增长为主;中上部粒子主要为小冰晶形态,也有冰晶聚合体和枝状冰晶;中下部是过冷水和冰晶粒子的共存区,过冷水较为丰富。

超润滑技术的发展现状

超润滑的概念由日本科学家平野元九教授于1990年提出。2004年,人们在实验室条件下首次观察到纳米尺度下的超润滑现象。此后,国际上关于超润滑的研究变得越来越热,以石墨烯为代表的多种二维材料由于在原子和分子层尺度展现出独特的摩擦学性质,成为超润滑研究领域的主要材料。然而,目前所观察到的可以展现出超润滑性能的材料的尺寸基本都处在纳米-微米尺度(尽管长达厘米级的双壁碳纳米管也表现出超润滑性能,但其为一维材料,在垂直于轴向的两个维度上仍然为纳米级)。主要原因是:(1)微观与宏观尺度下材料摩擦行为的差异很大,涉及同时发生的复杂的物理、化学、机械等相互作用,摩擦学机理、模型不通用;(2)宏观尺寸零部件表面的粗糙度也难以达到目前大多数超润滑现象所需的原子级平整度、光洁度等苛刻条件。因此,目前关于超润滑技术的研究大多基于二维材料,而且大多停留在严格控制条件下的实验室研究阶段。2012年,清华大学的研究人员在真空中发现了热解石墨片的自缩回现象,首次将超润滑从纳米尺度拓展到微米尺度,为近年来超润滑研究的一个重要节点。最近,兰州空间技术物理研究所在超润滑固体薄膜及其制备技术领域取得突破,所制备的新型a-C∶H基薄膜实现了宏观尺寸零部件的长寿命超润滑,并应用于BP-1B试验卫星(2019年7月25日发射),通过了国际上首次超润滑薄膜的空间飞行验证,具有里程碑式的重要意义。本文首先简述了超润滑材料的研究进展,随后梳理并详细介绍了八种具有代表性的超润滑现象及相关机理,具体为引入滚动摩擦、液体超润滑、结构超润滑、压力诱导能垒平坦化、弱层间作用力、接触界面同电荷互斥、控制正压力或接触点调制、量子隧穿效应,然后总结了超润滑技术的研究和应用现状,最后对超润滑技术后续的研究和应用的方向进行了展望。

中国散裂中子源快循环同步加速器束团长度研究

束团长度是中国散裂中子源(CSNS)快循环同步加速器(RCS)束流动力学的关键参数,通过对束团长度的研究,可了解RCS的机器性能并进一步指导机器优化研究。本文对RCS 100 kW时的束团长度进行精确测量,100 kW引出时的束团长度为105 ns。RCS 500 kW时束团长度可能超过无损引出允许值,需压缩束团长度。理论上提高腔压可压缩束团长度,本文模拟研究500 kW时束团长度随腔压曲线的变化规律,模拟结果表明提高加速后半阶段的腔压可压缩束团长度,给出了500 kW时无束流损失引出的腔压曲线。基于100 kW束流条件实验验证了通过提高加速后半阶段腔压来压缩束团长度的有效性和可行性,实验测量结果与模拟结果一致。因此,提高加速后半阶段腔压是500 kW时无损引出束流的有效方法。

真空下载荷对a-C:H超润滑薄膜的摩擦学性能影响研究

高含H量a-C:H薄膜因能在宏观尺度实现超润滑(μ<0.01)而备受关注,具有广阔的应用前景。但高含H量a-C:H薄膜的摩擦学特性对测试条件十分敏感,为此,本文研究了典型工况(载荷)对薄膜摩擦学特性的影响及其摩擦学机制。采用球盘摩擦实验机对a-C:H薄膜在不同载荷下进行摩擦实验;使用表面轮廓仪观测薄膜在不同工况下的磨损形貌,计算磨损率;使用拉曼光谱仪测试摩擦界面处碳相结构信息及H元素的相对含量。结果表明:随着载荷的增加,摩擦界面处sp3键向sp2键转化程度增加,sp2键石墨化程度增加;摩擦界面处H元素的消耗速率增加,消耗的不均匀性同时增加;在超润滑阶段,摩擦因数基本不受载荷影响,薄膜的耐磨性能依赖于超润滑状态带来的超低摩擦因数,不同载荷下薄膜均没有明显磨损;超出超润滑阶段后,薄膜均出现较严重磨损。

基于超星泛雅平台的材料力学在线课程建设与实践

材料力学是工科专业学生从数理基础课程学习过渡到专业课程学习所遇到的第一门涉及较多工程问题的课程,是许多工科专业的基础性支撑课程。首先介绍了山东科技大学材料力学在线课程基于超星泛雅平台的建设构架和建设模块,详细总结了课程概要、学习单元和考评测试三大模块的建设过程,然后介绍了首次开展的材料力学线上线下混合式教学模式,最后对教学反馈和学生学情进行分析与讨论。实践证明,材料力学混合式教学模式能够有效提高课程教学质量,提升学生的学习积极性和自主学习能力。

Permeability and pressure distribution characteristics of the roadway surrounding rock in the damaged zone of an excavation

Research on the permeability and pressure distribution characteristics of the roadway surrounding rock in the excavation damaged zone(EDZ) is beneficial for the development of gas control technology. In this study, analytical solutions of stress and strain of the roadway surrounding rock were obtained, in which the creep deformation and strain softening were considered. Using the MTS815 rock mechanics testing system and a gas permeability testing system, permeability tests were conducted in the complete stress-strain process, and the evolution characteristics of permeability and strain were studied over the whole loading process. Based on the analytical solutions of stress and strain and the governing equation of gas seepage flow, this paper proposes a hydro-mechanical(HM) model, which considers three different zones around the roadway. Then the gas flow process in the roadway surrounding rock in three different zones was simulated according to the engineering geological conditions, thus obtaining the permeability and pressure distribution characteristics of the roadway surrounding rock in three different zones. These results show that the surrounding rock around the roadway can be divided into four regions-the full flow zone(FFZ), flow-shielding zone(FSZ), transitive flow zone(TFZ), and in-situ rock flow zone(IRFZ). These results could provide theoretical guidance for the improvement of gas extraction and gas control technology.

“三生空间”视角下生态敏感区村庄规划策略研究——以崇左市大新县上利村为例

当前,国家大力实施乡村振兴战略,村庄规划作为乡村振兴的重要抓手,对乡村发展的统筹引领作用更为凸显。国家乡村振兴战略规划提出要分类推进乡村振兴,为各地探索编制符合地方实际的村庄规划指明了方向。立足于"三生空间"协调发展的总体目标,分析生态敏感区村庄存在的难题并提出相应的规划策略,是践行实用性村庄规划因地制宜编制理念的必然要求。文章以崇左市大新县上利村村庄规划为例,基于"三生空间"的视角,系统理清村庄"三生空间"及其存在的问题,提出了优化生态空间、强化生产空间、美化生活空间和深化"三生"融合的规划策略,以期为生态敏感区村庄规划的编制提供有益参考。