仿平衡囊的四足机器人机体结构设计及分析

为提升四足机器人的平衡性和抗干扰能力,根据平衡囊运动原理引入动量轮机构,设计了一种基于平衡囊原理的四足机器人机体结构。对平衡囊调整姿态平衡的运动过程进行描述,采用欧拉角来说明四足机器人机体坐标系与世界坐标系的指向关系,以D-H法建立四足机器人腿部结构运动学模型;从拉格朗日方程出发,推导机体的姿态动力学模型和四足机器人系统动力学模型;利用Adams软件对仿平衡囊的四足机器人进行仿真分析,结果表明,动量轮能够明显提升四足机器人的运动平衡能力,同时有效降低腿部各关节输出力矩,从而验证该设计的合理性。

玛湖砾岩油藏体积压裂开发后烃气混相驱提高采收率实验

在新疆玛湖致密砾岩油藏采用烃气驱大幅提高采收率技术,面临水平井体积压裂规模开发后,小井距下水力压裂缝网易形成气窜通道,影响气驱波及体积的问题。为研究压裂后水平井井网对烃气驱开发效果的影响,提出了玛湖致密砾岩油藏人工裂缝+基质注烃气驱油模式,基于该模式设计实验模型,利用拼接比例的不同造缝与未造缝全直径岩心模型进行气驱实验,明确压裂缝与基质关系。结果表明:通过烃气驱岩心采收率可达38.26%;全直径岩心造缝比例越高,采收率越低;小规模的压裂可以使采油速度更加平稳,同时可以获得更高的采收率;烃气驱结束后通过吞吐的方式可进一步提高采出程度7.1%。该项实验可以为烃气驱现场试验水平井压裂规模、合理井距及注气速度提供了具有现实指导意义的研究基础。

基于PSO-ELM的水平井自喷期“多段式”产量预测方法——以玛湖油田百口泉组致密砾岩油藏为例

准确预测油气井动态产量对油田高效开发意义重大,是单井累产油预测以及部署政策优化的关键。玛瑚油田百口泉组致密砾岩油藏水平井自喷期产量呈“多段式”特征,在实际生产过程中,油气井产量受储层物性、压裂工艺参数等多种因素综合影响,传统产量预测方法及数值模拟法考虑影响因素有限,预测方法适用性差。在产量特征认识基础之上,利用主成分分析法(principal component analysis,PCA)优选油层厚度、地层压力、总砂量、渗透率、压裂簇数及含油饱和度6个主控因素,采用粒子群优化-极限学习机(particle swarm optimization-extreme learning machine,PSO-ELM)的输入权值与隐含层偏置,建立了玛湖油田水平井产量预测模型。预测结果表明,PSO-ELM对比传统预测模型具有计算速度快、泛化能力强、预测精度高的优点,利用该方法预测了5口水平井的单井产量,平均误差在2.14%~5.28%,与实际产量吻合良好。

气孔杏仁状玄武岩有利储层划分方案初探——以新疆乌尔禾地区哈拉阿拉特组第一岩性段为例

气孔杏仁状玄武岩是准噶尔盆地西北缘乌尔禾地区新确立的主要储层之一,已发现的火山岩型油气藏至少有一半产于哈拉阿拉特组火山岩中。该组第一岩性段气孔杏仁状玄武岩极为发育,占该段总厚度的78%以上,是研究火山岩储层的理想层位。杏仁体成分几乎全为易被水溶解的次生方解石,多呈圆状—次圆状,多数连通呈网状、树枝状和不规则状。经统计确认,井中水介质溶解杏仁体后,其孔隙度增加3.6~4.5倍,因而成为理想的储层岩类。设定气孔单位面积占比、连通性占比、杏仁体水解增孔占比这3个单项评价指标在同一件样品中均达优级时为优级储层,至少2项指标达优级时为良级储层。因此,保守估计110件样品中超过50%的样品可达良级及以上,总体显示出良好储集潜力。上述划分方案可以为建立气孔杏仁状玄武岩的储集性能综合评价方案提供参考。

水泵机组能效检测的不确定度研究

对水泵机组能效检测结果作符合性声明时,通常缺乏测量不确定度的相关分析,使得判定结果的置信度较低。为了实现水泵机组能效检测结果精确评价的目标,以某型热水供热侧循环水泵为研究对象,开展能效检测工作,基于检测结果进行测量不确定度评定,通过研究电机运行效率、水泵机组运行效率以及水泵机组吨•百米耗电量的数学模型及不确定度传播率,引入设备不确定度来源,最终计算出能效检测结果的扩展不确定度,有效解决了水泵机组能效检测中涉及的多维度测量不确定度量化分析问题。采用的分析方法、分析过程及结论可作为同类型能效检测符合性声明的一般性参考。

低剂量七氟醚调节海马神经元凋亡、减轻心肺转流术后认知功能障碍的机制研究

目的探究低剂量七氟醚调节海马神经元凋亡、减轻心肺转流术(CPB)后认知功能障碍(POCD)的作用机制。方法用老年SD雄性大鼠构建CPB诱导POCD模型,并通过使用原代海马神经元(PHN)诱导体外缺氧/复氧(H/R)模型,再以低剂量七氟醚干预,通过流式细胞术、CCK-8、台盼蓝染色、Western blot等方法检测海马神经元增殖与凋亡和相关蛋白表达情况。结果CPB损害了大鼠认知功能并诱导海马神经元凋亡,可通过低剂量七氟醚预处理减轻海马神经元凋亡。CPB诱导POCD大鼠海马组织中PI3K/AKT信号通路被抑制,低剂量七氟醚可逆转该信号通路的抑制作用。PI3K/AKT抑制剂(LY294002)可逆转低剂量七氟醚对CPB诱导POCD大鼠的保护作用。体外结果显示,H/R处理可诱导PHN细胞凋亡并抑制其细胞活力,而低剂量七氟醚提高了PHN细胞活力,且LY294002逆转了低剂量七氟醚对H/R诱导PHN细胞凋亡的改善作用。结论低剂量七氟醚通过激活PI3K/AKT信号通路抑制海马神经元凋亡,从而减轻CPB诱导的POCD。

砾石对砂砾岩力学特性影响的数值模拟

基于物理实验,对砂砾岩中砾石与基质的力学参数进行定量表征,结合数模实验,研究了砾石粒径和力学参数对砾岩整体力学特性的影响规律。结果表明:砂砾岩内部介质力学非均质性极强,砾与砾之间的力学性质差异可超过砾与基质间的力学性质差异,强刚度差异导致砾石与基质的胶结处易形成强应力集中;随着粒径增大,砂砾岩的强度和变形参数呈对数增加,但非均质性增强,强度稳定所需的实验尺寸也增加;砂砾岩的力学参数与对应的砾石力学参数呈对数增长关系,但砾石强度对砂砾岩强度的影响存在一个阈值;砂砾岩力学参数评价需要结合砂砾岩多介质力学信息,在多源信息融合基础上,建立考虑砾石强度、粒径等砾石特征参数的岩石力学测井评价体系,这对推进中国砂砾岩油气资源高效开发具有重要的意义。

基于有限元的不同布局方式对真空吸附装置的影响

以某钢板自动换工序真空吸附系统为研究对象,分析了真空吸附装置的工作原理和真空吸盘的受力特性,并以此确立了4种可行的真空吸盘布局方式;利用ANSYS软件建立了钢板自动换工序的真空吸附装置的有限元模型,并对不同布局方式下真空吸附装置的吸盘偏移和应力特性进行了仿真分析。结果表明,在Z轴方向上位移约束为20 mm的情况下,由单一直径为40 mm吸盘构成的布局方式的吸盘中心最大位移值为20.108 mm,最小应力值为2.656 1 MPa,远优于多个吸盘组合的布局方式。

非球形火星沙尘粒子的光谱散射特性研究

针对复杂的火星大气环境,基于T-matrix理论,对三种非球形火星沙尘粒子的散射特性进行了研究,计算了服从对数正态分布的非球形火星沙尘粒子的散射特性,分别在有沙尘暴和无沙尘暴两种条件下,分析非球形火星沙尘粒子的传输衰减和透射率随粒子数浓度、波长以及高度的变化趋势,并与球形粒子进行对比.结果表明:非球形与球形粒子的消光效率因子和散射效率因子存在较大差异,两者之间的最大差值分别为1.7868和1.7619,而切比雪夫粒子的散射特性与球形粒子最接近;当入射波长为0.55μm时,火星上沙尘粒子群整体的散射主要集中在前向40°以内,且非球形与球形粒子在前向60°以内散射强度基本相等,大于60°时非球形的散射强度比球形粒子高;非球形火星沙尘粒子的传输衰减和透射率(随波长、粒子数浓度和高度)的变化趋势与球形的基本一致,且其尺寸的比值越接近于1,传输衰减和透射率越接近于球形粒子的值.

极限位姿工况下四自由度机械手力学特性

针对四自由度机械手工作时手臂易发生弯曲、疲劳断裂等问题,构建了机械手的有限元模型,对极限位姿状态下的水平最大伸展位姿与垂直最大伸展位姿的机械手进行仿真实验,验证了其可靠性,并对机械手进行相应的物理样机实验。结果表明:在两种极限位姿工况下,机械手的最大应力均位于小臂的连杆上端,最大位移则位于机械手前臂的前端,其中最大应力为19.131 MPa,最大位移为0.278 mm。同时通过对有限元计算分析结果与实验结果的对比分析,仿真结果与实验结果数据基本一致,验证了机械手有限元分析的正确性。

河北省妊娠流产奶牛及腹泻犊牛牛病毒性腹泻流行病学调查

为了解河北省及周边地区奶牛场牛病毒性腹泻流行情况,从河北、天津、北京共8个地区奶牛场采集妊娠流产奶牛血清样品164份、腹泻犊牛粪样79份,采用ELISA法检测血清样品牛病毒性腹泻病毒(BVDV)抗体,PCR方法检测粪样BVDV抗原E2基因。结果表明,不同奶牛场妊娠流产奶牛均可感染BVDV,血清抗体最低阳性检出率为4.0%,最高阳性检出率为100%,平均检出率为46.95%。腹泻犊牛粪样BVDV抗原E 2基因最低阳性检出率为10%,最高阳性检出率为100%,平均检出率为40.5%。说明河北省及周边地区妊娠流产奶牛与腹泻犊牛群中均存在BVDV感染。

基于离散裂缝模型的页岩油储层压裂渗吸数值模拟

对于含黏土矿物较高的页岩油储层,地层水的矿化度可高达4.786×10^(3) mol·m^(-3),压裂过程中与注入的低矿化度压裂液形成的渗透压作用显著.为探究渗透压对渗吸的影响作用,建立了综合考虑渗透压和毛管力渗吸作用的油水两相二维离散裂缝网络模型,开展了页岩油储层压裂液泵注和关井阶段渗透压、毛管力、关井时间、盐浓度、膜效率、分支缝面积占比等对渗吸的影响规律研究.结果表明:①滤失主要由压力差、毛管力和渗透压3种机制驱动,其中压力差是滤失的关键控制机制;②关井时间对压裂液的渗吸作用影响较大,关井50 d时,前15 d渗吸量可达到总渗吸量的80%,且关井压力扩散会波及到两侧压裂段;③与压力扩散相比,渗透压达到平衡的时间较长,对于地层水矿化度为4.786×10^(3) mol·m^(-3)的情况,裂缝附近的矿化度达到600 mol·m^(-3)左右所需关井时间为50 d;④由于压力差是渗吸主要驱动力,页岩膜效率对渗透压力扩散影响微弱,页岩膜效率30%与5%相比渗吸量仅增加4%;⑤对于密切割压裂,关井后,含水饱和度受小间距水力裂缝控制,分支缝对渗吸含水饱和度的影响有限.

酿酒酵母培养物对热应激下泌乳奶牛生产性能、血清生化指标和抗氧化指标的影响

试验旨在研究酿酒酵母培养物对热应激下泌乳奶牛生产性能、血清生化指标和抗氧化指标的影响。在牛场原有分群基础上选择平均单产相似的两群奶牛,一群为对照组(90头),奶牛饲喂基础日粮,另一群为试验组(76头),奶牛饲喂基础日粮+50 g/(头·d)酿酒酵母。试验期30 d。结果显示:试验28~30 d,试验组奶牛的产奶量显著高于对照组和试验1~3 d的产奶量(P<0.05)。试验14~16 d试验组牛乳的体细胞数(SCC)极显著低于1~3 d对照组(P<0.01);试验28~30 d,两组牛乳的SCC均极显著低于试验1~3 d(P<0.01)。与对照组相比,试验组奶牛总蛋白(TP)、三碘甲状腺原氨酸(T3)和四碘甲状腺原氨酸(T4)含量极显著升高(P<0.01),尿素氮(BUN)含量极显著降低(P<0.01)。与对照组相比,试验组奶牛血清总超氧化物歧化酶(T-SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性极显著升高(P<0.01),试验组奶牛血清丙二醛(MDA)含量极显著降低(P<0.01)。研究表明,酿酒酵母培养物可在一定程度上提高热应激下奶牛采食和产奶量,增强抗氧化能力,缓解奶牛热应激。

不同磁场构型下Richtmyer-Meshkov不稳定性的数值研究及动态模态分解

基于磁流体动力学,本文通过数值模拟对不同磁场构型下轻质气柱界面Richtmyer-Meshkov不稳定性的演化过程进行了研究.结果显示:磁场对波系演化影响甚微,但能抑制界面不稳定性发展,且横向磁场抑制效果更好.无磁场时,界面形成涡串, SF6射流穿过下游界面;有磁场时,界面光滑无涡串.其中,横向磁场下界面更光滑, SF6射流不再穿过界面.此外,由于Richtmyer-Meshkov不稳定性的作用,磁力线在气柱界面发生扭曲,且上游界面处磁力线扭曲程度更大,产生强洛伦兹力,使涡量分层明显;下游界面处,纵向磁场产生的洛伦兹力较横向磁场更小,涡层之间相互干扰.最后,本文将动态模态分解用于界面不稳定性研究,发现:磁场作用下界面仍存在小涡,且纵向磁场下扰动更多.第一模态的稳定涡结构能反映主要流场信息,第二到第四模态下的小涡频率依次增加,且无磁场、纵向和横向磁场的同一模态下,小涡频率依次减小.因而磁场能抑制小涡频率,且横向磁场抑制效果更好.

氧化石墨烯/多壁碳纳米管负载金铂核壳纳米粒子构建一种三维新型抗坏血酸电化学传感器

该文采用涂覆的方式构建了一种用于灵敏检测抗坏血酸(AA)的电化学传感器。先将多壁碳纳米管(MWCNTs)和氧化石墨烯(GO)混合悬浮液修饰在玻碳电极(GCE)表面,修饰的GO可有效防止MWCNTs聚集,再将具有良好电催化性能的金铂核壳纳米粒子(Au@Pt NPs)修饰在GO/MWCNTs电极上,层层组装构建形成GO/MWCNTs/Au@Pt NPs/GCE三维新型抗坏血酸电化学传感器。该修饰电极在磷酸缓冲溶液中对AA显示了较宽的线性范围和极低的检出限,氧化峰电流与AA浓度在0.005～0.5μmol/L和0.5～1 000μmol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数均为0.999,检出限(S/N=3)为4×10^(-9) mol/L,稀释人体血清样品的加标浓度为0.01、0.1、10μmol/L,回收率为90.9%～108%,相对标准偏差(RSD,n=3)为1.2%～2.8%。该修饰电极对AA具有良好的选择性,可有效排除多巴胺、尿酸、葡萄糖等生物小分子的干扰。方法简单、高效、灵敏,可用于临床实际检测。

TAK1通过调控p38 MAPK信号通路影响肾小管上皮细胞纤维化

目的:探讨转化生长因子β激活激酶1(TAK1)对肾小管上皮细胞纤维化的影响及机制。方法:以肾小管上皮细胞HK-2作为研究对象,用转化生长因子β1(TGF-β1)诱导肾小管上皮细胞纤维化,以real-time PCR和Western blot检测细胞中TAK1表达的变化。用TAK1 shRNA慢病毒感染肾小管上皮细胞,以real-time PCR和Western blot检测其对TGF-β1刺激下肾小管上皮细胞中TAK1表达的影响以检测干扰效果。ELISA法检测细胞分泌的I型胶原和Ⅲ型胶原水平,Western blot法检测细胞中α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、结缔组织生长因子(CTGF)和磷酸化的p38 MAPK(p-p38 MAPKThr 180/Tyr 182)的蛋白水平。用p38 MAPK激活剂处理已敲减TAK1表达的肾小管上皮细胞,检测其对细胞分泌I型胶原和Ⅲ型胶原的影响及对细胞中α-SMA、CTGF和p-p38 MAPKThr 180/Tyr 182蛋白水平的影响。结果:TGF-β1可以明显上调肾小管上皮细胞中TAK1的表达水平。TAK1 shRNA可明显下调TGF-β1刺激下的肾小管上皮细胞中TAK1的表达水平。TGF-β1处理后的肾小管上皮细胞分泌I型胶原和Ⅲ型胶原增多,细胞中α-SMA、CTGF和p-p38 MAPKThr 180/Tyr 182蛋白水平升高。敲减TAK1表达可以明显抑制TGF-β1诱导的肾小管上皮细胞分泌I型胶原和Ⅲ型胶原,减少细胞中α-SMA、CTGF和p-p38 MAPKThr 180/Tyr 182的蛋白水平(P<0.05)。p38 MAPK激活剂处理可以逆转敲减TAK1表达对肾小管上皮细胞分泌Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原及α-SMA、CTGF和p-p38 MAPKThr 180/Tyr 182蛋白水平的抑制作用。结论:敲减TAK1表达能够通过抑制p38 MAPK信号通路而降低TGF-β1诱导的肾小管上皮细胞纤维化水平。

透明质酸-明胶-纳米羟基磷灰石仿生骨支架的制备及成骨活性研究

采用冷冻干燥与化学接枝法制备了一种新型透明质酸(HA)-明胶(G)-纳米羟基磷灰石(nHAP)多孔复合支架,通过材料的物理表征和细胞培养实验考察了复合支架的生物相容性及成骨诱导能力。其中,利用扫描电镜(SEM)观察复合支架的表观形貌及支架上成骨前体细胞(MC3T3-E1)的生长状态,采用衰减全反射-傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)检测支架成分,同时,对复合支架的物理参数进行表征,利用碱性磷酸酶(ALP)显色法检测复合支架的成骨诱导能力。结果显示,复合支架具备与骨组织相似的物理性能,MC3T3-E1细胞在支架上具有良好的黏附、增殖能力;扫描电镜图片显示,细胞在支架表面及孔隙内部长势良好,大多数细胞能贯穿整个支架生长并伸出伪足使支架与细胞相互连接形成网状结构;成骨诱导培养基和复合支架协同作用,明显提高了MC3T3-E1细胞的骨分化能力。因此,HA-G-nHAP复合支架可作为骨组织工程支架材料,并应用于组织再生和功能重建。

吉木萨尔页岩油藏人工裂缝渗透率变化规律

为研究吉木萨尔页岩储层人工裂缝渗透率在油藏生产过程中的变化规律,基于新疆吉木萨尔页岩油藏储层条件,开展不同闭合压力、不同岩性、不同铺砂浓度对裂缝渗透率影响实验。结果表明:随着油藏开发程度不断加深,人工裂缝渗透率逐渐降低,主要分为两个阶段,且不同铺砂浓度存在差异。第一阶段:高铺砂浓度下闭合压力小于20 MPa,低铺砂浓度下闭合压力小于15 MPa,支撑剂嵌入和破碎共同导致渗透率急剧降低,降低幅度分别为60.16%、82.21%。第二阶段:高铺砂浓度下闭合压力20~35 MPa,低铺砂浓度下闭合压力15~35 MPa,仅发生支撑剂破碎使得渗透率下降相对较慢。同时,由于泥岩强度较粉砂岩强度更大,支撑剂嵌入深度较低,使得在同等条件下,泥岩储层比砂岩储层的人工裂缝渗透率更大。

犬干扰素α1和胸腺肽α1融合蛋白在毕赤酵母GS115中的表达

为探索犬干扰素和胸腺肽融合蛋白的抗病毒活性,根据已知的基因序列,合成了犬干扰素(IFNα1)和胸腺肽(THYα1)的基因片段,通过一个连接肽将IFNα1和THYα1片段连接起来。将该基因克隆于pPIC9K载体中,构建重组质粒pPIC9K-IFNα1-THYα1,转化到感受态细胞毕赤酵母GS115受体菌中,30℃培养18h至菌体OD600nm值约为4时用甲醇诱导培养5d,使最终浓度维持1%,经SDS-PAGE和Western-blot鉴定证实,获得高纯度的重组蛋白。以MDCK/VSV抗病毒检测系统对目的蛋白进行体外活性检测,结果显示该蛋白具有抗病毒活性。

楚雄盆地上三叠统舍资组泥页岩储层特征分析——以滇禄地3井为例

海陆过渡相泥页岩是页岩气勘探开发的重要领域,以楚雄盆地滇禄地3井上三叠统舍资组泥页岩为研究对象,结合泥页岩的有机地化特征,运用扫描电子显微镜、全岩X-射线衍射分析、孔隙度与渗透率测量实验、现场解析实验、核磁共振等技术对滇禄地3井岩心样品进行分析测试,进而分析泥页岩储层特征。结果表明:滇禄地3井上三叠统舍资组泥页岩干酪根类型均为Ⅱ_(2)型,舍资组下段泥页岩有机碳(total organic carbon,TOC)含量相对较高,主要集中在0.4%~2.25%,有机质成熟度主要处于过成熟阶段,矿物主要由脆性矿物、碳酸盐矿物、黏土矿物组成,其中脆性矿物含量相对较高,平均为40.87%,有利于页岩气的压裂,孔隙度在0.6%~1.6%,平均为1.01%,渗透率在0.0009652×10^(-3)~0.0335421×10^(-3)μm^(2),平均为0.007027×10^(-3)μm^(2),表现出低孔、低渗特征;储集空间类型以黏土矿物层间缝、颗粒粒缘缝为主,孔隙以微孔、小孔为主,含少量中孔,孔隙之间连通性较差,含气量在0.06~1.00 m^(3)/t,平均值为0.564 m^(3)/t。与中国已取得突破的海陆过渡相页岩气勘探区进行页岩气地质条件对比可见:楚雄盆地上三叠统舍资组泥页岩具有良好的页岩气勘探潜力。