端面铣削工件表面粗糙度数学模型与实验验证

目的针对多种表面粗糙度影响因素的耦合作用使轮廓形成机理不清,导致表面粗糙度数学模型存在表面质量智能管控工业应用预测精度不足的技术难题,建立端面铣削工件表面粗糙度数学模型。方法首先,基于加工运动学机理和刀具几何学分析端面铣削工件表面轮廓形成机理,建立考虑刀具跳动的工件表面轮廓模型以及轮廓高度偏差关于铣削力的补偿函数,并通过卷积神经网络(Convolution Neural Network,CNN)进行解析。其次,建立端面铣削表面粗糙度数学模型。最后,进行可转位面铣刀端面铣削ZG32MnMo的实验验证,分别采集轮廓数据与铣削力信号,建立以铣削力为输入、轮廓高度偏差数据为输出的铣削数据集,训练卷积神经网络解析轮廓高度补偿值并验证理论模型的准确性,对比分析考虑刀具跳动的表面粗糙度数学模型与CNN优化考虑刀具跳动的表面粗糙度数学模型的精度。结果CNN优化考虑刀具跳动的表面粗糙度数学模型对加工重叠区与非重叠区内沿刀具进给方向的轮廓算术平均偏差Ra的预测误差分别为18.71%和14.14%,与考虑刀具跳动的表面粗糙度数学模型相比,精度分别提高了10.61%和32.83%,CNN优化考虑刀具跳动的表面粗糙度数学模型对轮廓单元的平均宽度R_(sm)和支承长度率R_(mr(c))的预测结果与实验值吻合。结论考虑刀具跳动以及动态铣削力耦合作用边界条件的表面粗糙度数学模型能够有效预测端面铣削表面粗糙度,可为在质量管控工程中的应用提供理论指导与技术支撑。

外圆磨削非线性动力学模型与实验验证

磨削颤振是磨削过程中砂轮与工件之间产生的强烈振动,它的存在降低了被加工工件的表面质量,加速了砂轮磨损,因此研究磨削系统的稳定性是解决颤振现象发生的关键。首先依据外圆磨削动力学宏观结构建立非线性动力学微观模型,并推导出非线性动力学方程,利用Faddeev算法,对非线性动力学方程进行线性化处理计算出系统特征值,并进行稳定性预测,得出影响磨削稳定性的因素;然后以进给速度和砂轮长度为例使用Matlab绘制出各因素不同取值时的稳定区域图,并研究各参数在状态变化转折点所对应的时域响应图和特征值位置图,发现进给速度从10 mm/min提高到12 mm/min时磨削过程从不稳定转变为稳定状态,砂轮长度从12 mm增大到14 mm时磨削过程从稳定转变为不稳定状态;对稳定图、时域响应图和特征值位置图三者进行对比,发现得到的结论一致,证明模型的正确性。

基于CNN与SVDD融合的螺栓图像检测方法研究

在传统紧固件质量检测行业中,工人负责对产品合格与否进行质量评估,然而人工检测效率低下、易疲劳、误检率高成为制约紧固件行业智能化的关键问题,针对此问题,该文提出一种卷积神经网络(CNN)与支持向量数据描述法(SVDD)融合的螺栓异常检测模型。首先,图像获取装置通过在全方位设置多个摄像头捕捉螺栓的全表面图像信息,图像输入卷积神经网络逐层提取螺栓图像特征,获取螺栓的中高层特征;然后,SVDD作为异常检测分类器进行螺栓缺陷的识别,针对在线获取螺栓缺陷样本的不足导致的样本不平衡问题,提出采用卷积自编码器建立预训练过程,将学习到的权重迁移到深度SVDD模型上作为初始权重。实验结果表明,相比于其他螺栓检测算法,所提融合模型在自主构造的螺栓侧面图像集、头部图像集和底部图像螺栓集上均可取得较优的识别结果,而且所提算法的时间和空间复杂度控制在一定范围内,具有较好的应用价值和市场推广前景。

基于工程需求的多维度知识融通研究生教学模式探究——以生物力学与医学工程课程为例

新工科建设要求必须改革现有的工程教育人才培养模式,使未来的工程人才能够具备多知识融通和解决工程需求的能力,以推进我国高等工程教育改革。以培养研究生综合能力及解决工程需求为驱动力,在研究生工程课程教学中构建多维度知识融通教学模式及知识交叉的拓扑结构关系,打通跨学科课程的知识屏障,提升学生运用综合知识解决复杂问题的能力与工程实践思维能力。结合生物力学与医学工程课程为具体案例,阐述所构建的新教学模式的具体应用,可作为一类教学模型应用于其他交叉学科专业课程,为研究生教学提供新思路。

多模块高温气冷堆核岛厂房隔震结构振动台试验

为研究多模块高温气冷堆核岛厂房基底隔震结构的抗震性能,设计缩尺比为1/20的核岛厂房振动台试验模型,分别进行抗震、摩擦摆支座隔震、橡胶支座隔震三种工况下的振动台试验,对比分析不同工况下核岛厂房隔震结构的动力响应规律,包括结构动力特性、加速度和位移响应、楼层反应谱等。试验结果表明:采用隔震措施后,结构自振周期明显延长,隔震效果显著;三向地震动输入时,隔震上部结构的加速度放大系数在四层以上会突然增大,这是由于结构中部T形墙高度仅至四五层之间,结构在此处被削弱;结构整体刚度较大,抗震结构和隔震后上部结构的相对位移均较小,基本处于平动;隔震措施能明显减小核岛厂房结构在其自振频率处的水平向加速度反应谱峰值,而在隔震频率处隔震模型加速度反应谱值有所增加;在三向地震动输入下,隔震模型的竖向楼层加速度谱较抗震结构的竖向加速度谱有明显放大。

新工科背景下应力加载系统功能提升思路的探讨

大型仪器设备的功能提升对于教育部重点实验室平台的有效运行至关重要。新工科建设背景下,厘清应力加载系统功能开发及提升的建设思路,具有重要意义。文章结合目前应力加载系统使用功能与应用的现状与问题,从细胞居中培养、细胞动静态培养、细胞共培养等三个方面探讨应力加载系统的升级增配、扩展与完善的途径,致力于提升应力加载系统的科研教学服务以及社会服务价值,为大型仪器设备的功能提升方面提供借鉴和参考,为新工科卓越人才培养提供重要保障。

不粘轮乳化沥青黏层不粘轮效果试验方法研究进展

不粘轮乳化沥青黏层作为一种高性能黏层用于沥青路面新建与养护工程,提升了黏层施工质量和沥青路面耐久性。不粘轮效果试验是不粘轮乳化沥青黏层关键评价方法。为了提升现有不粘轮效果试验方法的准确性、适用性,汇总分析了常见的不粘轮效果试验方法(指压法、黏聚力仪法、负荷轮法、车辙仪法、滚轮法、DSR法)的优缺点。另外,从加载方式、加载压力、加载时间(次数)、试验过程温度控制、黏层表面接触材质等试验参数考虑,提出针对不粘轮效果试验方法的研究建议,为今后研究和制定不粘轮效果试验标准方法提供参考。

3类非预包装食品中反式脂肪酸含量的测定

目的:对常见的3类非预包装食品(奶茶、油炸食品、奶油蛋糕)中6种反式脂肪酸进行测定,比较其反式脂肪酸含量的高低。方法:参照《食品安全国家标准食品中反式脂肪酸的测定》(GB 5009.257—2016),采用气相色谱法对样品中的6种反式脂肪酸含量进行测定。采用非参数检验对实验结果进行统计分析。结果:3类非预包装食品的反式脂肪酸含量差异具有统计学意义(P<0.05)。奶茶中反式脂肪酸平均含量为(0.05±0.02)g/100 g;油炸食品中反式脂肪酸平均含量为(0.41±0.21)g/100 g;奶油蛋糕中反式脂肪酸平均含量为(1.58±0.32)g/100 g。油炸土豆与油炸鸡肉反式脂肪酸含量差异无统计学意义(P>0.05)。结论:3类非预包装食品中奶油蛋糕的6种反式脂肪酸含量最高,奶茶的6种反式脂肪酸含量最低;油炸鸡肉与油炸土豆的6种反式脂肪酸含量与其物料种类无关。

“半翻转课堂+半自主设计”教学模式在细胞生物学实验教学中的应用

文章将半翻转课堂和半自主设计两种教学模式相结合,在细胞生物学实验课程中实施了"半翻转课堂+半自主设计"教学模式。该模式注重"个体化教育"和"差异化教育",突出学生的主体地位及教师的主导作用,为实验教学改革提供了新思路。

灰化温度和热解气氛对污泥灰热力学特性的影响

通过对污泥灰样微观形貌、化学组成、矿物质转化、热力学特性以及加热过程中潜在的物理化学变化进行分析和探讨,获得了灰化温度以及热解气氛等对污泥灰样理化特性及热力学特性的影响规律。实验结果表明,污泥灰样呈典型的多孔特性,在热处理过程中易发生变形、烧结和熔融。灰样的主要化学成分为SiO_2、Al_2O_3、P_2O_5、CaO、Fe_2O_3和MgO,并以石英、硬石膏、白磷钙石、磷酸钙、磷酸铁钙、硅线石以及钙长石等矿物质形式存在。污泥灰样中的含磷矿物质及其转化过程对污泥灰矿物质演变和热力学特性影响显著,过量的磷酸盐离子会优先结合硬石膏中原本与硫酸根离子结合的钙离子,形成高熔点的白磷钙石和易分解的硫酸铝,从而导致硬石膏的分解并以SO_2或SO_3的形式释放S元素。同步热分析实验表明,污泥灰样A在空气气氛条件下经历了4个热力过程,分别为外在水分蒸发,白云母脱羟基和结晶水析出,白云石、方解石和白云母分解以及矿物质熔融和硬石膏分解,而污泥灰样B则表现为3个热力过程,分别为外在水分蒸发,以晶体转化、非晶体或无定形物质形成为主的微质量损失过程以及硬石膏分解和气相产物释放。灰样在氮气气氛中的热力学特性与空气气氛中相似,但总质量损失低于空气气氛中的总质量损失。

单檐庑殿古建筑模拟地震振动台试验研究

庑殿建筑作为最高等级的古建筑形式,多用于宫殿、坛庙、重要门楼等,为研究该类建筑的抗震性能,进行了1个1/2缩尺单檐庑殿顶古建筑模型模拟地震振动台试验,获得了不同输入地震动不同水准下单檐庑殿建筑的动力响应和破坏现象,总结了柱顶石、围护墙与木构架间的相互作用、榫卯结构的变形规律等。研究表明:柱底与柱顶石间相对滑移削弱了上部结构的地震响应,减震效果良好;输入地震动强度较大时,小额枋、额枋垫板榫头轻微拔出,大额枋榫头连接牢固,木构架的整体性良好;庑殿顶与木构架间通过斗拱连接,有一定的变形能力,在保证结构整体稳定性的同时,增强了结构的耗能能力,提高了该类建筑的整体抗震性能。

钢管混凝土框架-整体装配式填充墙抗震性能

为消除填充墙对框架的不利影响,充分发挥钢管混凝土框架变形能力强、延性好的优势,采用在钢管混凝土框架柱与填充墙间预留缝隙,填充墙与型钢梁间柔性连接的构造措施。为验证该种连接的可靠性,研究钢管混凝土柱框架-整体装配式填充墙的抗震性能及相互作用机理,进行了1个足尺单榀两跨两层框架填充墙模型的低周反复荷载试验。基于试验,分析了填充墙的损伤演化过程、钢管混凝土柱框架和连接件的变形及结构整体的抗震性能。研究表明:钢管混凝土柱框架-整体装配式填充墙滞回曲线饱满,耗能能力强;加载点极限移位角达1/41时,整体结构仍具有稳定的承载力,延性较好;装配式填充墙板-框架间的柔性连接,削弱了框架传递给填充墙板的荷载,延缓和减轻了整体装配式填充墙板损伤;填充墙板与装配式钢框架整体连接可靠,发挥了框架变形能力强、延性好的优势;整体结构后期承载能力稳定,具有良好的抗震性能和安全储备。

新工科背景下医工融合实验室安全保障体系建设研究

实验室安全保障体系的建设对于实验室安全运行至关重要。新工科建设背景下,厘清医工融合实验室安全保障体系建设思路,具有重要意义。结合医工融合实验室安全保障工作的现状与问题,从实验室安全保障管理责任体系、实验室安全教育及安全文化建设、实验室安全保障管理及监督体制、大型仪器设备运行管理制度等四个方面,探讨了医工融合实验室安全保障体系建设的思路,以期为高校实验室建设和人才培养方式提供借鉴。

“双一流”建设背景下综合类高校生物医学工程专业本科人才培养模式的探索与思考

在“双一流”建设背景下,文章以重庆大学生物医学工程专业为例,围绕本科生人才培养方案、研究生招生及培养过程中发现的问题进行分析,提出了构建“四位一体,相互促进”的生物医学工程专业本科人才培养建议,以期从根本上提高生物医学工程专业本科生的专业能力和综合素养,为综合类高校生物医学工程专业“双一流”人才培养提供新思路。

新工科背景下教育部重点实验室建设对策探究

作为复合型创新人才培养的重要平台,教育部重点实验室是新工科建设的重要保障。新工科的建设也需要新型的实验室作为支撑,新工科必将对实验室建设产生深远影响。结合生物流变科学与技术教育部重点实验室发展现状,从提升实验室的研究水平与贡献、提升研究团队建设、改革教育教学模式、加强国际合作与交流4个方面,探讨新工科背景下实验室应对人才培养创新变革的关键策略,以期为教育部重点实验室开展新工科建设提供借鉴和参考,从而为具有新工科高素质复合型的卓越人才培养提供坚实的支撑和保障。

八元瓜环与黄岑苷的主客体相互作用及对黄岑苷性质的影响

利用紫外吸收光谱和核磁共振波谱(NMR)等方法考察了八元瓜环(Q[8])与黄岑苷(BAL)之间的相互作用.结果表明,Q[8]与BAL形成了摩尔比为1∶1的包结配合物,包结稳定常数K=2. 8×104L/mol.相溶解度法研究结果表明,当Q[8]浓度为100μmol/L时,可使BAL在水中的溶解度增加4. 5倍.采用2,2-联氮基-双-(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)方法考察了Q[8]对BAL抗氧化活性的影响,BAL-Q[8]包合物与游离BAL均对ABTS自由基具有清除能力,IC50值分别为5. 48和5. 07μmol/L.在人工肠液中BAL和BAL-Q[8]包合物较稳定;而在人工胃液中BAL在6 h后迅速降解,BAL-Q[8]包合物则基本未降解,Q[8]显著提高了BAL在人工胃液中的稳定性.体外累积释放度研究结果表明,在人工胃液中Q[8]的介入提高了BAL的累积释放量,其数值提高了2倍;在人工肠液中BAL-Q[8]包合物的累积释放速度明显慢于BAL的累计释放速度,说明Q[8]包合BAL后对BAL有一定的缓释作用.

工业机器人绝对定位精度测量的研究

以新松SR04C工业机器人为对象,提出了一种利用激光位移传感器和标准样板结合的方法对工业机器人末端位置进行定位,检测系统主要由激光位移传感器和标准样板组成。利用API软件对实验结果进行验证,结果表明:经过标定后的工业机器人绝对定位精度有了明显的改善。

教育部重点实验室开放内涵机制探讨

结合生物流变科学与技术教育部重点实验室开放现状,探讨了实验室开放的必要性,阐述了实验室在国际化科研团队建设、科技合作、协同育人、访问学者基金项目设立、举办国内外学术会议、科研仪器设备共享及科学传播等方面的开放内涵机制与成效,分析了实验室开放面临的机遇和挑战,对教育部重点实验室提升国内外影响力和竞争力,促进教育部重点实验室的高水平发展具有借鉴意义。

一种融合MeanShift聚类分析和卷积神经网络的Vibe++背景分割方法

针对传统Vibe+算法存在噪点和拖影分割错误率较高的问题,提出了一种改进的Vibe+运动目标分割算法(Vibe++)。首先,通过对视频帧采用传统Vibe+算法处理获取二值图像,基于区域生长算法对结果图中各连通域标记,依据边界面积块差异获取面积筛选阈值,将低于阈值的连通区域视为噪点并删除;然后,引入5种不同核函数优化传统MeanShift聚类算法,并与卷积神经网络(CNN)进行顺序组合;最后,采用组合模型对已消除噪点图像中的拖影区、非拖影区和拖影边缘区分类,计算拖影区中每个像素点的坐标,定位拖影区并快速删除,获取分割结果。所提算法用于公开数据集的实验结果表明,其可取得98%以上的分割准确率,具有较好的应用效果和较高的实用价值。

基于机器视觉的外径千分尺示值检定装置设计

外径千分尺的示值检定依然停留在实验室检定阶段,效率较低,结果易受人为因素的影响。为解决这些问题,设计了基于机器视觉的外径千分尺示值检定装置。设计固定结构约束外径千分尺的自由度,保证在检定过程中外径千分尺的稳定性;建立千分尺刻线模板,利用图像法精准地完成千分尺的定位;并设计旋转夹具实现了对千分尺的微分筒的自动装夹,带动千分尺移动;设计视觉系统完成了千分尺示值面的采集和刻度的读取。该装置的应用可以降低人工误差,提高千分尺示值的检定效率和检定结果的公信力。