基于ECA-ResNet的轴承故障诊断方法

针对传统的轴承故障诊断方法存在强噪声与变负载下关键特征提取不充分的问题,提出了一种基于有效通道注意力机制和残差网络(ECA-ResNet)的轴承故障诊断方法。首先,利用短时傅里叶变换与伪彩色处理方法将轴承振动信号转换为三通道彩色图像,以此作为输入样本集;其次,基于卷积和池化操作对数据进行浅层边缘特征提取与压缩,并在有效通道注意力网络(ECA-Net)中引入残差网络模块,解决网络退化的问题,建立通道之间的联系,自适应提取深层关键特征;最后,引入Dropout抑制模型过拟合,并以Softmax层作为分类器实现故障诊断。用凯斯西储大学与江南大学轴承数据集进行验证,结果表明该方法在强噪声和变负载下的平均准确率分别为97.5%,93.69%,抗噪性、泛化性和通用性较好。

基于磁镜结构的Wang-Pan方法在磁强计在轨标定中的应用

磁通门磁强计(FGM)的磁补偿随时间会发生缓慢变化;因此,提高FGM磁补偿的标定精度对实现高精度磁场测量至关重要.最近,一种基于磁镜结构的标定方法被提出,本文将其称之为Wang-Pan方法Ⅱ.本文分析了Wang-Pan方法Ⅱ在太阳风、地球磁鞘和磁尾电流片区域的适用性.我们发现,磁镜结构或线性磁洞事件个数的增加有助于降低Wang-Pan方法Ⅱ的计算误差;此外,事件的背景磁场强度和磁场耗散程度会显著影响Wang-Pan方法Ⅱ的计算精度.Wang-Pan方法Ⅱ在太阳风和磁尾电流片中的计算误差在±0.2 nT以内的概率高达70%,在磁鞘中计算误差比太阳风及磁尾电流片中的大了约1个数量级.为了提高利用磁镜结构标定磁补偿值的精度,我们研究了线性磁洞事件的多个参数特征对磁补偿计算误差的影响,该研究结果将为Wang-Pan方法Ⅱ的应用提供磁镜结构或线性磁洞事件的筛选参考准则.

甘肃北山红石山地区扫子山组构造变形特征及其动力学背景

甘肃北山地区扫子山组形成于早石炭世,是红石山蛇绿构造混杂岩的重要组成部分,记录并保存了红石山古洋盆形成及演化的地质信息,是讨论红石山地区晚古生代古地理环境及洋盆构造属性的重要窗口。详细的野外地质调查发现,该套地层构造变形强烈,原始层理难以辨识,为研究该套地层的沉积环境增添了难度。基于此,在查明扫子山组物质组成的基础上,通过详细的构造解析,厘定其构造序列,并通过剥离后期构造改造,恢复原始沉积层理。结果表明,扫子山组经历了3期构造变形,第1期为北北西—南南东向逆冲兼左行走滑,可能为洋壳向北俯冲的产物;第2期为北北东—南南西向挤压兼右行走滑脆-韧性变形,可能为碰撞阶段的产物;第3期构造变形以北东—南西向左行走滑为主,为次一级的晚期构造变形。变形样式及变质程度表明,扫子山组以中浅层次构造变形为主,地层未发生明显的倒转和缺失,该套地层物质成分及空间分布具有明显的规律性,显示裂谷型盆地向南趋于成熟的火山-沉积特征。结合红石山-蓬勃山断裂以北发育石炭纪—二叠纪弧岩浆岩,揭示了红石山古洋盆向北俯冲的动力学过程,为进一步研究中亚造山带南缘构造演化过程提供地质依据。

低能耗组装式深冬生产型日光温室环境因子变化及番茄性状分析

【目的】研究低能耗组装式深冬生产型日光温室对室内环境因子以及番茄生长与产量的影响,为该新型温室越冬茬番茄栽培提供数据支持。【方法】选取低能耗组装式深冬生产型日光温室(新型温室)为试验温室,传统砖墙结构日光温室为对照温室,分析试验温室和对照温室的环境差异性对越冬茬番茄生长发育与产量品质的影响。【结果】新型日光温室空气温度相对于砖墙日光温室空气温度,其夜间增温效果提高14.7%,其昼间增温效果降低7.35%;夜间室内表层土壤温度提高30.1%,-50 cm土壤温度提高20.85%;空气相对湿度降低20.85%,日光照辐射量提高12.20%。新型日光温室较之传统砖墙日光温室,其平均株高提高约32%,平均茎粗增加约9.2%。新型日光温室更有利于番茄生长发育。新型日光温室番茄单位面积产量、番茄单果重以及VC含量较之传统砖墙日光温室,分别提高17.28%、12.72%和14.34%,尤其在番茄单位面积产量上,其增益效果明显。【结论】新型日光温室在夜间保温性能方面明显优于传统砖墙结构日光温室,其更大的空间结构降低了室内空气湿度进而提高了温室光照总辐射,间接提高作物光合作用能力。新型日光温室相比于传统墙体日光温室,其番茄整体产量更高。相比于传统砖墙温室,新型日光温室的总体优势大,其竞争力强,实用性、经济效益均佳。

基于时频图与视觉Transformer的滚动轴承智能故障诊断方法

基于循环神经网络的故障诊断方法在计算过程中难以保存间隔时间过长的信息且无法并行计算,在大型数据建模方面存在不足,为提高轴承故障诊断工作的效率及准确性,提出了一种基于短时傅里叶变换时频图与视觉Transformer(ViT)的轴承故障诊断方法:通过短时傅里叶变换将原始振动信号转换为二维时频图像,再将时频图作为特征图输入ViT网络中进行训练,详细分析网络参数对故障诊断性能和计算复杂度的影响,构建最优模型结构,最终实现轴承的故障诊断。采用凯斯西储大学和江南大学轴承数据对模型进行验证,结果表明该模型可以有效结合短时傅里叶变换在处理时变信号方面的优势和ViT网络强大的图像分类能力,具有更高的诊断精度和更好的泛化性、通用性。

基于动力吸振器的微耕机扶手架减振设计

微耕机的扶手架结构较为简单,在田间作业时会造成扶手架的强烈振动,长时间的强烈振动会给操作者身心带来不适甚至严重伤害,针对此问题,对微耕机扶手架进行了减振设计。对于结构相对简单的构件,振动问题大多是由于主振动系统自身结构阻尼的不足导致的。为此,结合微耕机实际情况,将动力吸振器的设计方法应用于微耕机扶手架上,对动力吸振器进行结构设计并试制样件。最后,对动力吸振器样件的减振效果进行试验测试,结果表明:在安装动力吸振器样件后,其手把处的振动强度在空挡和耕作状态下分别降低了13.9%和11.2%。

基于多传感器信号的主轴回转误差在线回归预测方法研究

通过对主轴回转误差形成机理分析,基于多传感器信号构建了主轴回转误差回归预测模型。首先,使用LMD分解方法和皮尔逊相关系数算法对主轴回转误差密切相关的主轴前轴承振动信号、主轴电流信号和前轴承声发射信号进行特征量提取和寻优降维,克服了以往机床主轴回转误差预测中原始信号类型过于单一的问题。其次,针对各监测信号与机床主轴回转误差之间的非线性问题,利用支持向量机模型特有的RBF核函数实现多输入量下的非线性预测、找到数据之间的复杂关系,但模型中宽度系数σ、惩罚因子C和不敏感损失系数ε的有效确定是建立其RBF核函数的难题,为此建立了基于粒子群算法的支持向量机模型对主轴回转误差进行回归预测。再次,为评价该模型的有效性,提出了基于均方误差、平均绝对误差和决定系数的主轴回转误差回归预测模型评价方法。最后,使用i5m4数控加工中心对上述预测模型进行了实验研究,结果表明:该PSO-SVM回归预测模型的均方误差为0.19%,平均绝对误差为4.58%,决定系数为0.9237,相对于优化前模型,该PSO-SVM回归预测模型可准确有效实现主轴回转误差的预测。

药用辅料羟丙基甲基纤维素的细胞毒性研究

目的采用MTT比色法进行羟丙基甲基纤维素(HPMC)体外细胞毒性试验,以评价HPMC作为药用辅料的生物安全性。方法将L929细胞分为空白对照组(只加细胞培养液)、HPMC组(K4M、K100M两种规格,浓度分别为10.0、5.0、1.0、0.5、0.1 mg/ml)。置于培养箱中培养24、48 h,用MTT方法测定490 nm处的吸光度值,计算细胞毒性试验中细胞相对增殖率(RGR)。结果不同规格(K4M、K100M)、不同浓度(10.0、5.0、1.0、0.5、0.1 mg/ml)HPMC的平均细胞RGR>85%,属于无细胞毒性。结论研究结果证实HPMC对L929细胞无细胞毒性,这说明HPMC的细胞毒性达到国家标准对生物材料细胞毒性所限定的要求,为安全的药用辅料。

三转臂式差动椭圆齿轮系分插机构的工作原理与运动分析

针对我国水稻插秧小株距密植的要求,设计一种三转臂式差动椭圆齿轮系分插机构。论述差动式椭圆齿轮系分插机构的工作原理,并通过该分插机构的示意图来阐述其工作原理和工作过程,同时通过建立运动学模型来对该机构进行运动学分析。

X波段GaAs MMIC低噪声放大器设计研究

文章针对雷达和卫星通信等微波系统需求,设计一种X波段GaAs单片微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC)低噪声放大器。该电路为两级放大器级联结构,采用自偏置电路结构,实现单电源3.5 V供电。通过电感峰化和宽带匹配等技术实现X波段的工作频率全覆盖,并实现较低的噪声系数。测试结果表明,在8~12 GHz频率范围内,低噪声放大器功率增益大于23 dB,噪声系数小于1.7 dB,输出1 dB压缩点功率大于13 dBm。

融合注意力机制的MSCNN-BiLSTM滚动轴承故障诊断方法

针对传统故障诊断方法故障特征提取能力不足导致在变载荷和噪声干扰场景下诊断效果不佳的问题,提出了一种融合注意力机制的多尺度卷积神经网络(MSCNN)和双向长短时记忆网络(BiLSTM)结合的滚动轴承故障诊断方法。利用通道注意力机制优化卷积神经网络(CNN)学习机制,构建多尺度特征提取模块自适应提取不同尺度的关键空间特征信息,利用BiLSTM对时间序列的学习能力提取振动信号的时序特征信息,引入自注意力机制关注重要故障特征,最后使用Softmax分类器进行轴承故障诊断。试验结果表明,该模型能充分提取原始振动信号的故障特征,与其他故障诊断模型相比,其诊断精度高,泛化性强,能够在变载荷和噪声干扰的情况下保持较高的诊断准确率。

基于水体交换能力的调水工程对底栖动物群落影响研究

水文条件的改变会引起水生态系统的波动变化,大型调水工程的实施会改变水生生物群落结构。本研究分别调研了南四湖和东平湖在调水工程实施前后一段时间的大型底栖动物群落结构,模拟分析了调水工程引起的湖泊水龄变化特征,从水体交换能力的角度探讨了大型调水工程对湖泊中大型底栖动物群落的影响。结果显示,调水工程运行一段时间后,东平湖中大型底栖动物群落在年尺度上从由小体型的水生昆虫类主导转变为由大体型的软体动物主导,南四湖中软体动物的优势在调水工程实施之后更加凸显。在季节尺度上,软体动物占比通常在调水期(非雨季)减小,而在非调水期(雨季)增大。调水工程的实施改变了湖泊水动力场特征,在年尺度上增强了湖泊水体交换能力,调水入流与入湖径流的叠加使湖泊水体的高流速时间变长,这不利于小体型物种稳定生长,进而导致在年尺度上大体型软体动物的占比逐渐增大。此外,调水工程的实施主要是提升了非雨季湖泊的水体交换能力,但增加调水后的非雨季湖泊水体交换能力仍然小于雨季,这也导致软体动物占比在调水工程实施前后均呈现在雨季减小在非雨季增加的规律。

基质金属蛋白酶13在靶向治疗骨关节炎的研究进展

骨关节炎(osteoarthritis,OA)是一类常见的慢性退行性疾病,可导致关节软骨、滑膜、软骨下骨等多组织损伤。目前,该疾病的发病机制尚未完全阐明。研究发现基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMPs)与该疾病的发病过程相关,特别是MMP13,其在机体内的表达水平与OA关系密切。近年来,针对MMP13在该疾病发生发展中的作用,靶向MMP13治疗OA具有诸多进展,选择性MMP13抑制剂较广谱MMPs抑制剂具有选择性强、毒副作用低、效能高等优点,但需要频繁给药以维持药物在体内的有效浓度;将与MMP13 mRNA具有选择性互补的小干扰RNA注射入关节腔可有效降低体内MMP13蛋白产生并抑制多种炎症因子表达,且单次注射可较长时间维持药物效果;利用CRISPR⁃Cas9基因编辑技术靶向消融MMP13基因以减弱软骨细胞外基质蛋白的降解从而治疗OA的方式在动物体内外模型中均具有较好效果,但该技术在人体内长期应用的安全性也引发人们的思考。靶向MMP13治疗OA是医学界及科研领域的重要研究方向,未来结合更前沿的生物医学技术将为探索治疗OA提供新的策略。

不同气调包装对薄荷贮藏品质的影响及薄荷保鲜呼吸速率模型的建立

为了提高薄荷采后贮藏时间和预测薄荷采后的呼吸速率,通过失重率、相对电导率、色差、感官评分、维生素C含量、总叶绿素含量和菌落总数指标的测定,从包装材料为聚乙烯包装(PE)、邻苯基苯酚复合聚乙烯包装(OPP1.8/PE3.5、OPP1.8/PE4.5、OPP2.3/PE4.5)、高密度聚乙烯包装(HDPE),O_(2)浓度为3%~7%,CO_(2)浓度为5%~15%中筛选薄荷的气调包装条件,并以O_(2)、CO_(2)和包装材料为因素开展响应面优化试验,优化薄荷采后保鲜的最优气体比例及包装材料,在此基础上研究薄荷挥发性化合物和表面真菌多样性。使用密闭空间系统法测量薄荷在最优包装材料内O_(2)和CO_(2)的比例。在此基础上,再采用渗透系统法得到模型方程,并对其进行数值模拟。运用Matlab软件对处于平衡点时的呼吸速率进行计算,利用二次多项式模型对结果进行回归分析。利用高通量测序对最优、最差和对照处理组的薄荷进行测序和分析,比较其优势菌群的占比变化。结果表明:最优气调比例及包装材料为3.5%O_(2)+9.4%CO_(2)和HDPE,该包装方式可将薄荷的保鲜期由7~9 d延长至10~12 d,可抑制薄荷贮藏期间芳樟醇等醇类物质的增加,减少D-香芹酮等酮类物质的挥发,延缓薄荷衰老,基于以上实验结果建立薄荷二次多项式呼吸速率模型,并能够更准确设计薄荷的气调包装条件,较好地抑制薄荷贮藏期间子囊菌门和霉菌门等腐败菌的生长。

Ag-Cu-Sn-Cr真空钎焊金刚石/铜合金接头微观组织与剪切强度

采用Ag-Cu-Sn-Cr活性钎料,将金刚石膜片与铜合金进行了钎焊连接。研究分析了钎焊温度对连接接头微观组织及接头力学性能的影响。结果表明,钎料与金刚石的界面结合良好,钎料中的Cr与金刚石发生反应并在界面处形成Cr_(3)C_(2)碳化物。钎缝中心主要由Cu基固溶体、Ag基固溶体、Cu_(3)Sn金属间化合物和Cr组成。当钎焊温度在780~840℃范围时,随着温度的提高,界面反应层逐渐增厚,钎焊接头剪切强度先升高后降低。在最佳的钎焊温度820℃和保温时间15 min下,接头剪切强度达到最高值147 MPa。通过优化钎焊温度,成功实现了金刚石膜片与铜合金的可靠连接。该方法可为实际工业生产中硬脆材料与金属的连接提供新的思路与技术途径。

呋喹替尼治疗转移性结直肠癌的真实世界观察

目的 探讨呋喹替尼治疗转移性结直肠癌(metastatic colorectal cancer,mCRC)的临床疗效和安全性。方法 收集本院2019年1月至2021年12月接受呋喹替尼三线或后线治疗的48例m CRC患者资料。分析其临床治疗、无进展生存期(progression-free survival,PFS)和不良反应发生情况。结果 48例mCRC患者接受呋喹替尼治疗2~17个周期,完全缓解(complete response,CR) 0例(0.0%),部分缓解(partial response,PR) 3例(6.2%),疾病稳定(stable disease,SD) 32例(66.7%),疾病进展(progressive disease,PD) 13例(27.1%),疾病控制率(disease control rate,DCR)为72.9%,客观缓解率(objective response rate,ORR)为6.2%,中位PFS为4.9个月。呋喹替尼单药治疗和联合治疗患者的中位PFS分别为4.7个月和6.2个月(P=0.445)。48例患者常见不良反应有高血压、手足皮肤反应、甲状腺功能异常、蛋白尿、乏力和肝功能异常。31.3%(15/48)的患者发生3~4级不良反应,主要是高血压和手足皮肤反应。结论 呋喹替尼在mCRC三线或后线治疗中有明确的临床获益,且耐受性良好,总体不良反应可控,与免疫治疗的联合值得进一步探索。

重复经颅磁刺激对首发抑郁症患者执行功能的影响研究

目的通过采集行为学和脑电数据,考察重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS)对首发抑郁症患者的疗效及对执行功能的影响,初步探讨rTMS治疗抑郁症患者潜在的认知神经影响的机制。方法采用随机数字表法将首发抑郁症患者分为试验组(n=26)和对照组(n=25),试验组患者进行8周的rTMS联合药物治疗,对照组患者仅进行单纯药物治疗。于干预前和干预后采用汉密尔顿抑郁量表24(24-item Hamilton depression rating scale,HAMD-24)、汉密尔顿焦虑量表14(14-item Hamilton anxiety rating scale,HAMA-14)以及行为学工具和事件相关电位(event-related potential,ERP)评估患者的抑郁焦虑状态和执行功能的变化。结果两组抑郁症患者治疗后的HAMD-24评分和HAMA-14评分较干预前均显著下降(P均<0.001),且试验组患者HAMD-24评分显著低于对照组(P<0.05)。Go/Nogo任务中,两组抑郁症患者Nogo条件正确应答数较干预前均明显提升(P均<0.05);Stroop任务中,试验组抑郁症患者不一致条件的正确应答数较干预前明显提升,不一致条件反应时较干预前明显变短,且试验组抑郁症患者不一致条件的正确应答数较对照组明显提升、不一致条件反应时明显变短(P均<0.05)。脑电指标中,试验组抑郁症患者干预后较干预前诱发了更大的Nogo N2波幅和P3波幅(P均<0.05);试验组抑郁症患者的N2差异波波幅和P3差异波波幅显著大于对照组(P均<0.05)。结论rTMS可以加强抑郁症患者的认知神经活动水平,提升执行功能,对抑郁症患者抑郁症状的治疗效果更好。

将生态系统服务权衡纳入南四湖流域水环境管理的研究

生态系统服务是维持与影响流域水环境的重要因素,促进生态系统服务之间的积极协同,避免消极权衡,对于流域水环境管理和可持续发展具有重要意义。针对南四湖流域水环境的突出问题,以流域农业经济与水环境可持续发展为目标,量化评估了2005-2020年流域关键生态系统服务(作物供给、畜禽供给、水产供给、产水量、水质净化、土壤保持)的时空特征,并综合运用相关性分析和偏最小二乘回归方法,探讨了生态系统服务间的权衡关系,识别了流域水质净化服务的关键驱动因素,并基于K-means空间聚类方法进行流域生态功能分区。结果表明:①作物供给服务的高值区主要集中在流域西部的平原地区,而产水量和土壤侵蚀的高值区,以及总氮输出的低值区则主要分布在流域东部的山地丘陵地区。②南四湖流域作物供给与水质净化服务为显著的权衡关系。③农作物播种面积、农业机械总动力和化肥施用量是影响流域水质净化服务的关键驱动因素。④流域可划分为3个生态功能分区,即农产品主产区、生态涵养区和水质安全区,各分区对于农业发展和生态保护的侧重各有所不同。针对南四湖流域作物供给服务与水质净化服务间的显著权衡关系,亟需加强利益相关部门的协作,衔接主体功能区划与生态环境分区管控,实施经济与水环境可持续发展的空间规划。通过优化调控各分区种植规模、结构及施肥方式等,可以在提升流域经济效益的同时减少氮输出,协调生态系统服务的权衡关系,为流域水环境综合管理和可持续发展提供决策支持。

甘肃北山大豁落地区牙形刺化石的发现及其对白云山组时代的限定

甘肃北山大豁落地区出露的白云山组是一套板岩、砂岩、砂砾岩、砾岩,局部夹灰岩的一套碎屑岩组合,由于缺乏地层学依据而被划归奥陶纪锡林柯博组(硅质岩为主,夹灰岩、砂岩、砂砾岩组合的一套浅海相沉积)。通过野外路线地质调查和剖面实测,在白云山组灰岩夹层中获得了保存较好的牙形刺化石,分别为大围刺Periodon grandis、原潘德尔刺(未定种)Protopanderodus sp.、镰箭(未定种)Drepanoistodus sp.、刺形刺(未定种)Spinodus sp.、小剑刺(未定种)Scabbardella sp.,将该套岩石组合时代限定为晚奥陶世。综合岩石组合特征、沉积层序与沉积相分析,认为白云山组形成于山前前陆盆地环境,预示着在晚奥陶世北山地区已进入初始造山阶段,为完善北山地层格架提供重要依据。

储气库救援井磨料水射流管外开窗试验研究

针对井筒不完整和存在落鱼的废弃事故老井出现井下封堵困难和气窜问题,如何实现有效封堵已成为老井改造储气库的关键。为此开展了储气库救援井磨料水射流钻杆成孔试验。试验结果表明:随着喷射距离的增大,单位时间内钻杆成孔深度显著减小;随着喷射压力的增大,钻杆成孔所需的时间缩短;钻杆成孔所需的最佳磨料质量分数为6%~8%,磨料粒径分布在40~60目范围内,可实现较好的破坏效果。通过正交试验分析认为,钻杆成孔的极限喷距随着喷射压力的增大而增大,随着喷射距离增大而减小;为缩短作业时间,应调整参数为高喷射压力(>25 MPa)和短喷射距离(<20 cm)。所得结论可为现场作业提供技术借鉴。