中医药调控胃干细胞对胃癌前疾病作用的研究进展

胃干细胞是存在于胃组织中的成体干细胞,具有自我更新和定向分化潜能。最新研究表明,胃干细胞的增殖和分化影响胃癌前疾病的发病、病理改变及预后。近年来,中医药对胃干细胞调控作用的研究取得了进展,文献报道显示,胃干细胞功能特征与中医理论存在一定的相关性,中医药能通过影响胃干细胞标志物表达、调控胃干细胞相关信号通路的异常以及对癌变胃干细胞增殖的影响而发挥对胃溃疡、慢性萎缩性胃炎(Chronic Atrophic Gastritis,CAG)等胃癌前疾病的生物学作用。就近10年上述内容的相关研究进展进行综述。

基于微生物组和宿主转录组整合分析香砂六君子汤对ETEC诱导断奶腹泻仔猪回肠损伤的调控机制

本研究旨在探讨香砂六君子汤对产肠毒素大肠杆菌(entexotoxigenic Escherichia coli,ETEC)诱导的断奶仔猪腹泻的干预作用及其机制。将24头21日龄断奶仔猪随机分为空白组(CON)、模型组(MOD)和香砂六君子汤组(XS),连续14 d给XS组灌服香砂六君子汤(1 mL·kg^(-1),1 g·mL^(-1)),其余组灌服等量无菌水,第15天给MOD组、XS组仔猪按1 mL·kg^(-1)连续3 d灌服1011 CFU·mL^(-1) ETEC菌液,XS组继续灌服香砂六君子汤。分别记录各组仔猪腹泻评分,HE法检测回肠组织病理学变化,实时荧光定量PCR检测回肠组织IL-1β、IL-6、IL-8 mRNA水平,转录组学分析回肠组织RNA差异表达情况,微生物宏基因组学分析回肠菌群变化情况,Western blot检测回肠组织p-p38/p38、p-ERK/ERK、p-JNK/JNK蛋白水平。结果表明,灌服ETEC后,MOD组腹泻评分极显著高于CON组(P<0.01),回肠组织结构破坏,V/C值极显著下降(P<0.01),且IL-1β、IL-6和IL-8 mRNA表达量极显著升高(P<0.01),肠道菌群门水平上变形菌门极显著上调(P<0.01),厚壁菌门极显著下调(P<0.01),属水平上乳酸菌属下调,志贺菌属上调,回肠组织p-p38/p38和p-JNK/JNK比值显著或极显著升高(P<0.05或P<0.01)。与MOD组相比,XS组腹泻评分极显著下降(P<0.01),回肠组织结构完整,V/C值极显著升高(P<0.01),回肠组织IL-1β、IL-6和IL-8 mRNA表达量显著或极显著降低(P<0.05或P<0.01),肠道菌群门水平上变形菌门极显著下调(P<0.01),厚壁菌门极显著上调(P<0.01),属水平上乳酸菌属上调,志贺菌属下调,回肠组织p-p38/p38和p-ERK/ERK比值极显著降低(P<0.01)。肠道组织基因转录组学筛选出与炎症免疫相关的差异显著的10个基因,分别为TNFAIP8L2、TRIM67、CXCL2、EGF、NOX1、CCL28、FABP2、FABP6、IL1RAP和CEBPB。微生物组学筛选出各组可能的标志物种分别为CON组的Lactobacillaceae,MOD组的Shigella,XS组的Deinococcus和Eubacterium。综上所述,香砂六君子汤可有效缓解ETEC诱导的断奶仔猪腹泻,提高肠道菌群中有益菌的丰度,逆转ETEC诱发的菌群结构的改变,并可通过抑制MAPK信号通路的激活,从而缓解ETEC诱导的肠道炎性损伤。

合水油田含聚合物采出水处理技术的研究与应用

长庆合水油田采出水废水中含有大量的聚合物、水凝胶,采出水水体发黑、黏度大、乳化稳定性强、难破乳,难以用常规污水处理方法进行处理。在对水质成份进行详细分析后,认为水体发黑的原因是其中的二价铁离子与硫化物形成了黑色的硫化铁胶体固形物。用“氧化→解聚→絮凝”新工艺对合水油田采出水进行处理,效果十分显著。首先对含聚水中聚合物氧化解聚,破坏其结构稳定性,然后用适量的过碳酸钠(SPC)使硫化铁胶体脱色,随后再进行絮凝沉淀,使用200~350ppm的SPC和2~5ppm的阳离子聚丙烯酰胺和聚合硫酸铁组合的复合絮凝剂,可以使含聚采出水的悬浮物下降到30mg·L^(-1)以下,pH约为7.0,且有效降低了水体的色度和浊度,其中浊度降低率达到98.02%,铁离子去除率为96.46%。较好地解决了含聚废水水体发黑、不易沉降、难处理等问题,有效改善了采出水水质,达到回注要求。

基于实际工程的地埋管地源热泵回填材料导热性能差异分析

为研究实际工程应用中回填材料导热性能差异,以郑州市浅层地热能示范工程为研究对象,通过现场热响应试验、地温监测、数值模拟对中细砂、中细砂+水泥、中细砂+膨润土、原浆四种常见回填材料导热性能进行分析.研究结果表明:原浆的平均导热率最低为1.83 W/(m·℃),中细砂的平均导热率最大为2.17 W/(m·℃);同时中细砂排热和取热下单位深度换热量也为最大,分别为48.52 W/m和47.38 W/m.夏季制冷时中细砂+水泥材料温度仅升高0.0002℃,远低于中细砂材料温度升高;而冬季供暖时,四种材料的温度下降值相近,最小为4.2842℃.基于数值模拟结果,中细砂放热和吸热工况下热影响半径最小,为分别5.5 m和6 m;同时,岩土体温度增温速度由大到小为中细砂、原浆、中细砂+膨润土、中细砂+水泥.因此,中细砂导热性能最好,可作为研究区域地埋管地源热泵回填材料的首选.研究成果为场地条件相似地区地埋管地源热泵回填材料选择提供依据,并对推进郑州地区能源绿色低碳发展具有一定参考意义.

基于脉冲数据重构的高速铁路关键零部件检测算法

对运行中的高速铁路(简称“高铁”)关键零部件进行快速准确定位是高铁故障诊断的基础之一。然而,利用普通工业相机对运行中的高铁进行数据采集会存在运动模糊或关键零部件丢失问题,而利用超高速脉冲相机采集的数据进行目标检测模型训练又会存在数据难以标注以及模型难以训练等问题。对此,文章提出一种基于脉冲数据重构的高铁关键零部件检测方法。其首先基于脉冲触发原理,利用脉冲间隔还原不同位置的光强,并通过计算全局光强调整局部光强,且对调整后的结果进行滤波与局部增强处理,重构出高清分辨率灰度图像;在此基础上,对重构后的灰度图像进行数据清洗与标注,并利用标注后的数据进行高铁关键零部件检测模型训练;最后,基于TensorRT对训练后的模型进行加速。试验结果表明,经过加速后的高铁关键零部件目标检测模型能够实现98.7%的平均精确度以及平均3.5 ms的单帧推理速度,为算法的工程化应用奠定基础。

铀浓缩工厂吹洗滑阀泵自动化提升方法研究

针对铀浓缩工厂供取料吹洗工艺系统中阀式油封机械泵(以下简称滑阀泵)在操作程序、使用便捷性以及劳动强度等方面的不足,改造优化滑阀泵的操作和破空方式,实现了滑阀泵的一键式操作和自动破空,提高了操作便捷性、控制自动化程度及工作效率,降低了人员劳动强度、人工成本及设备运行维护成本。优化操控方式有助于吹洗工艺系统的工业自动化升级,对于铀浓缩工厂供取料厂房的智能化提升具有积极意义,为我国的铀浓缩工厂提供了滑阀泵自动化提升思路,为后续新工程建设和工厂智能化提升提供了系统设计的新思路和新理念。

四川盆地复兴地区侏罗系凉高山组致密砂岩储层特征及其主控因素

四川盆地复兴地区侏罗系凉高山组致密砂岩储层近期表现出良好的勘探潜力,以X井和Z井为代表,均获得测试工业油气流。为了进一步明确复兴地区侏罗系凉高山组致密砂岩储层发育特征及控制因素,以该套砂岩为研究对象,通过岩心观察、普通薄片鉴定、扫描电镜观察及综合多种分析测试结果,从岩石学特征、沉积相、物性特征和成岩作用类型等多个方面对研究区目的层进行了精细刻画。研究结果表明,凉高山组致密砂岩储层总体表现为低孔低渗储层,储集空间以原生残余粒间孔发育为主,孔隙半径为10~50μm,喉道宽度为2~10μm。根据成岩作用对储层物性的影响,将压实作用、部分胶结作用归为破坏性成岩作用,溶蚀作用、构造作用和绿泥石的膜状胶结作用归为建设性成岩作用。本次研究明确了三角洲前缘水下分流河道微相最利于凉高山组砂岩储层的发育,而长石的溶蚀作用、构造成因的微裂缝和以绿泥石为胶结物的胶结作用对凉高山组致密砂岩储层的物性具有改善作用,沉积-成岩综合作用是四川盆地复兴地区凉高山组致密砂岩优质储层发育的重要条件。

炎症性肠病初诊患儿营养状况及影响因素分析

目的探讨初诊炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)患儿的营养状况及其影响因素。方法对2015年1月—2021年12月于湖南省儿童医院就诊且首次诊断为IBD患儿的临床资料进行回顾性分析。将患儿首次症状出现到IBD确诊的时间位于该研究所有IBD患儿这个时间的上四分位数(P76~P100)者定义为“延迟诊断”。采用多因素logistic回归分析探讨消瘦和生长迟缓的危险因素。结果共纳入125例初诊IBD患儿,以克罗恩病为主(91.2%)。消瘦和生长迟缓率分别为42.4%(53例)和7.2%(9例);贫血患儿比例为77.6%(97例)。31例(24.8%)为延迟诊断,其首次症状出现到IBD确诊时间为366~7211 d。多因素logistic回归分析显示,延迟诊断是消瘦和生长迟缓的危险因素(分别OR=2.73、4.42,均P<0.05);年龄与消瘦呈正性关联(OR=1.30,P<0.05)。结论IBD初诊患儿营养状况较差,贫血、消瘦及生长迟缓率较高。延迟诊断与IBD患儿营养不良有关。

一种减小双电机转矩差的主从结构模型预测直接转矩控制优化控制策略

以典型的主传动双电机刚性连接系统为对象,以双电机同轴连接的数学模型和预测控制方式为出发点,针对双电机主从控制下的转矩动、稳态均衡问题,提出1种双电机主从结构模型预测直接转矩控制(model predictive torque control,MPDTC)优化控制策略。该策略在二步预测MPDTC传统代价函数的基础上,引入误差反馈闭环预测,并结合主从转矩统一化和主从电机转矩差限制项设定,分别对启动、稳态和动态阶段进行深度优化配置,形成模型预测新型融合代价函数,最终达到分阶段抑制的转矩误差效果。仿真与实验验证结果表明:所提出的主从控制策略能进一步抑制稳态转矩脉动并减小负载突变及系统参数摄动下的动态转矩差,实现两电机间的转矩均衡和系统动态性能的整体提升。

和血柔肝方对肝纤维化大鼠基质金属蛋白酶及其抑制物表达影响的实验研究

目的:观察和血柔肝方(HXRGF)对肝纤维化(LF)大鼠基质金属蛋白酶(MMPs)及其特异性抑制物(TIMPs)的影响,评估HXRGF对LF的疗效。方法:将80只SPF级雄性SD大鼠随机分为正常对照组(CL,n=10)和肝纤维化模型组(FL,n=70),在大鼠颈背部皮下以60%CCl 4溶液(CCl 4∶Olive oil=3∶2,3 ml/kg体重,每周2次)连续注射12周进行造模。造模成功后,原FL组大鼠被随机分为模型组、秋水仙碱组、HXRGF低剂量组、HXRGF中剂量组和HXRGF高剂量组,每组10只,分别给予相应的受试药液灌胃4周(1次/d)。比较各组大鼠的体质量、肝功能、病理Metavir评分和肝组织中MMP2、MMP13、TIMP1、TIMP2、TGFβ及Lect2的mRNA和蛋白表达量的差异。结果:①与对照组相比,模型组大鼠的肝脏形态、HE染色、免疫组化和羟脯氨酸测定结果提示肝纤维化模型复制成功,其体质量下降、肝功能恶化、病理Metavir评分升高,MMP2、MMP13、TIMP1、TIMP2、TGFβ和Lect2 mRNA水平和蛋白表达量升高(P<0.05)。②与模型组比较,HXRGF高剂量组大鼠ALT、AST水平降低(P<0.05);HXRGF高剂量组、中剂量组病理Metavir评分降低(P<0.01);HXRGF各剂量组MMP-2、TIMP1/2、TGFβ和Lect2 mRNA水平和蛋白表达量降低(P<0.05),HXRGF各剂量组MMP-13 mRNA水平和蛋白表达量升高(P<0.05)。结论:HXRGF可以显著改善CCl 4诱导的大鼠肝脏的炎症及纤维化程度,其机制可能是通过调控MMPs及其抑制物TIMPs的表达,降低Lect2调节血管生成,减少TGFβ的表达,从而减轻肝纤维化。

基于SSA-BP算法的刀具破损状态在机识别技术

刀具的破损状态对机床的加工精度和加工表面质量有着重要的影响,若破损后未及时停机更换新刀,则会造成工件报废、机床损坏等严重后果。本文针对主轴电流信号,采用一种改进后的麻雀搜索优化BP神经网络算法(SSA-BP),对BP神经网络的权值和阈值进行优化,并对刀具破损状态进行识别。与传统BP神经网络和基于遗传算法优化的BP神经网络(GA-BP)相比,改进后的SSA-BP算法分类精度更高,耗费时间更短,神经网络稳定性更好,更适用于刀具破损状态的判断。

复配-等离子体协同制备低阶煤捕收剂

浮选药剂是实现低阶煤高效浮选的关键。以传统药剂为基础进行化学改性制备低阶煤高效捕收剂是近期的研究热点。等离子体处理具有反应时间短、环境友好、效率高的优点,工业化前景广阔,但在处理单一成分捕收剂存在着药剂消耗较高的问题。基于此,提出以常规浮选药剂为基础,采用复配-等离子联合的方法制备出了低阶煤新型捕收剂。以我国典型动力煤为研究对象,采用浮选试验、GC-MS、XPS、FTIR、量子化学计算研究了新型浮选药剂的浮选效果、化学结构及与煤泥的作用机理。结果表明:以十二烷与仲辛醇80∶20质量比复配,采用等离子体处理10 min制备的新型捕收剂时,在用量2.5 kg/t的条件下获得了精煤产率、可燃体回收率分别为55.32%、64.81%的良好指标,较处理前精煤产率提升了15%,药剂用量降低了50%以上。常规复配浮选药剂在等离子作用下发生直接氧化、产生烷烃自由基、交联等一系列复杂化学反应,生成由药剂原始成分,十二醇、酮,长链含氧基团有机物组成的复杂混合物。长链含氧有机物与煤泥表面吸附能在54 kJ/mol以上,能有效覆盖于低阶煤亲水位点,显著改善了药剂的捕收性能。吸附药剂后,煤泥表面C—C/C—H含量相较原煤提高了7.41%,O元素质量分数降低了2.61%,疏水性大幅提高。

鞘氨醇激酶1(Sphk1)抑制剂在肝纤维化大鼠模型中的作用机制

目的探讨鞘氨醇激酶1(SphK1)抑制剂在不同肝纤维化大鼠模型中的治疗作用。方法170只SD大鼠随机分为4组:正常组(30只)、HFE组(给予高脂乳剂,45只)、CCl_(4)组(CCl_(4)诱导,45只)、CCl_(4)+HFE组(HFE联合CCl_(4),50只),经病理及实验室检查证实造模成功后,分别给予SphK1抑制剂PF-543,同组别以生理盐水作为对照,分别在第1、7、14天取肝组织进行Masson染色,比较肝纤维化面积占比、透射电镜下观察自噬小体形成情况、Real-time PCR检测肝纤维化及自噬相关标志物mRNA表达水平。计量资料多组间比较采用单因素方差分析,进一步两两比较采用LSD检验。相关性分析采用Spearman相关分析。结果与正常组(0.57±0.13)相比,CCl_(4)组(6.93±5.81)和HFE+CCl_(4)组(10.89±2.67)肝纤维化面积占比均升高(P值均<0.01)。PF-543干预第7天可显著降低CCl_(4)组及HFE+CCl_(4)组纤维化病变面积(P值均<0.01)。与正常组相比,HFE组、CCl_(4)组和HFE+CCl_(4)组的SphK1表达水平均明显降低(P值均<0.01),HFE+CCl_(4)组的α平滑肌肌动蛋白、转化生长因子-β、α1-Ⅰ型胶原mRNA表达水平均明显升高(P值均<0.01),干预后各指标水平无明显变化(P值均>0.05)。Atg5、Atg12、Becn1的表达水平与肝纤维化病变面积均呈负相关(r分别为-0.715、-0.640、-0.632,P值均<0.01);SphK1的表达水平与Atg5、Atg12、Becn1、Map1lc3a的mRNA表达均呈正相关(r分别为0.603、0.561、0.510、0.498,P值均<0.01)。电镜示:CCl_(4)组肝组织轻微水肿,细胞器丰富,轻度肿胀,以粗面内质网扩张为主。该视野可见9个自噬溶酶体结构。在PF-543干预第7天后,未见典型自噬结构。HFE+CCl_(4)组肝组织轻度水肿,结构不清晰,粗面内质网数量丰富,明显扩张,表面附着核糖体颗粒较少。该视野可见6个自噬溶酶体结构。在PF-543干预第7天后,该视野未见典型自噬结构。结论PF-543对自噬有显著抑制作用,并同时伴有纤维化面积的减少。提示靶向SphK1,可影响到肝脏的自噬水平,并进而缓解两种肝纤维化模型的纤维化状态。

联邦学习的隐私保护与安全防御研究综述

联邦学习作为人工智能领域的新兴技术,它兼顾处理“数据孤岛”和隐私保护问题,将分散的数据方联合起来训练全局模型同时保持每一方的数据留在本地.联邦学习在很大程度上给需要将数据融合处理的数据敏感型应用带来了希望,但它仍然存在一些潜在的隐私泄露隐患和数据安全问题.为了进一步探究基于联邦学习的隐私保护和安全防御技术研究现状,本文对联邦学习的隐私和安全问题在现有最前沿的研究成果上进行了更清晰的分类,并对威胁隐私和安全的手段进行了威胁强度的划分.本文首先介绍了涉及联邦学习隐私和安全问题的威胁根源,并从多个方面罗列了其在联邦学习中的破坏手段及威胁性.其次,本文总结了关于联邦学习隐私和安全问题所面临的挑战.对于隐私保护而言,本文同时分析了包括单个恶意参与方或中央服务器的攻击和多方恶意合谋泄露隐私的场景,并探讨了相应的最先进保护技术.对于安全问题而言,本文着重分析了影响全局模型性能的多种恶意攻击手段,并系统性地阐述了先进的安全防御方案,以帮助规避构建安全的大规模分布式联邦学习计算环境中潜在的风险.同时与其他联邦学习相关综述论文相比,本文还介绍了联邦学习的多方恶意合谋问题,对比分析了现有的联邦安全聚合算法及安全开源框架,致力于为研究人员提供该领域更清晰的视野.最后,本文讨论了联邦学习技术面临的挑战和未来研究方向,以期望进一步推进联邦学习在人工智能场景下的安全应用.

湘江流域岳麓山周边地区地表水体水化学特征及灌溉适宜性

[目的]对湘江流域岳麓山地区地表水体进行水化学特征分析及灌溉适宜性评价,为该地区的生态环境保护及水资源综合管理的科学决策提供理论支持。[方法]以岳麓山周边地区为研究区,从2020年12月至2021年11月采集降水、山涧溪水和湘江河水水样,利用Piper图、Gibbs图、端元图等方法,分析各水体水化学特征以及影响因素。[结果]降水主要阴阳离子为Ca^(2+),K^(+),SO^(2-)_(4)和NO^(-)_(3),无明显水化学类型;山涧溪水主要阴阳离子为Ca^(2+)和NO^(-)_(3),主要水化学类型为Cl-Ca·Mg型和Cl-Ca型;湘江河水主要阴阳离子为Ca^(2+)和HCO^(-)_(3),主要水化学类型为HCO_(3)-Ca型。山涧溪水主要受大气降水输入和碳酸盐岩风化控制;湘江河水受碳酸盐岩风化作用影响较大。[结论]Na^(+)离子含量,SAR和RSC指标以及其绘制USSL图和Wilcox图分析结果较好,山涧溪水和湘江河水适合用于灌,不易引起盐害或碱害。

适用于大电网动态仿真的电化学储能电站多场景仿真建模及应用

新型电力系统中储能装机规模的大幅提升,为电化学储能电站参与电网多样化调控功能提供了基础。针对储能电站缺乏一套完善可靠的适用于大电网的仿真模型问题,开展了储能电站机电暂态及中长期动态仿真的建模研究及程序开发,覆盖了正常工况、故障穿越工况、频率支撑以及参与自动发电控制系统(automatic generation control,AGC)二次调频等储能参与大电网调控的典型应用场景。提出了故障穿越期间的功率控制策略模型以及储能参与AGC二次调频模型,并基于实际工程录波曲线及某省级电网案例完成了仿真模型的正确性对比及功能性验证。仿真结果表明,所构建的仿真模型可以适用于大电网多场景的动态仿真,并具有较高的准确性。

海分枝杆菌调控巨噬细胞糖酵解重编程的研究

目的:通过检测海分枝杆菌感染巨噬细胞后糖酵解相关基因的表达和代谢产物乳酸的变化情况探究海分枝杆菌对巨噬细胞糖酵解的调控。方法:利用实时荧光定量PCR检测不同感染条件下海分枝杆菌感染巨噬细胞后糖酵解代谢相关基因(SLC2A1、HK2、LDHA)的表达,同时检测糖酵解代谢最终产物乳酸的浓度。使用流式细胞仪和(或)共聚焦显微镜检测不同感染条件下巨噬细胞内葡萄糖摄取情况以及细胞内海分枝杆菌的荧光强度。结果:海分枝杆菌感染增加了巨噬细胞对葡萄糖的摄取,并以感染时间和感染复数依赖的方式促进巨噬细胞糖酵解代谢相关基因(SLC2A1、HK2、LDHA)的表达和乳酸的产生。与热灭活的海分枝杆菌相比,活的海分枝杆菌抑制糖酵解相关基因(SLC2A1、HK2、LDHA)的表达和乳酸的产生。此外,使用2-脱氧葡萄糖抑制糖酵解代谢酶HK2的活性促进了细胞内海分枝杆菌的存活。结论:糖酵解重编程是巨噬细胞对海分枝杆菌感染的免疫防御机制之一,而海分枝杆菌可通过调控巨噬细胞糖酵解促进自身在胞内的存活。因此,通过调控巨噬细胞的糖酵解可能是控制海分枝杆菌感染的潜在干预措施。

基于瞬发γ中子活化分析技术的日遗化武鉴别方法研究

日本战败后遗弃在我国境内的数百万枚化学弹亟待销毁处理,而对弹型的准确鉴别是处置和销毁的前提。基于瞬发γ射线中子活化分析(PGNAA)技术,对现有手段难以区分的黄弹、青白弹以及燃烧弹开展鉴别研究,利用Geant4软件分别计算了采用^(252)Cf源、D-D和D-T中子发生器作中子源,聚乙烯或铅材质作反射体的情况下,上述3种弹型的中子诱发特征γ谱,并进行了实验验证。谱分析结果表明,对于燃烧弹中的特征元素P和S,主要检测特征γ射线能量分别为1266 keV和2230 keV,Cl元素的882/1763 keV特征峰与1951/1959 keV特征峰的计数之比可作为鉴别黄弹和青白弹的重要依据。从中子源的选型、反射体的选择、特征元素库的建立以及判别方法等方面,为基于PGNAA技术鉴别日遗化武提供了重要的参考依据。

难处理金精矿加压氧化预处理

研究了某含硫21.2%、含金40.3 g/t难处理金精矿的加压氧化预处理工艺。通过单因素试验研究加压氧化过程中磨矿细度、反应压力、反应温度、反应时间、搅拌转速及矿浆浓度等对氰化效果的影响,得到易于氰化的加压氧化渣。再通过氰化提金过程中矿浆浓度、氰化钠用量、pH、浸出时间等对金浸出率的影响研究,获得最佳加压氧化预处理条件为:磨矿细度-0.045 mm占95%、反应压力1.6 MPa、矿浆浓度20%、反应温度160℃、反应时间240 min、搅拌转速350 r/min。在此条件下,金氰化平均浸出率达到97.3%。

蔗蔸田超深旋耕作业刀具受力分析

针对目前蔗兜田超深旋耕刀具作业阻力大、功耗高等问题,首先借鉴新植蔗根土系统建模方法,采用FEM-SPH耦合方法,建立宿根蔗茎秆-蔗兜-土壤系统动力学仿真模型;然后利用模型并结合超深旋刀具-土壤系统的建模方法,建立蔗兜田超深旋刀具作业动力学仿真模型,并进行田间验证;最后,利用模型开展蔗兜田超深旋耕作业仿真,分析超深旋耕作业过程刀具的受力,揭示蔗兜田超深旋耕刀具作业时作业阻力大的原因,并提出刀具结构优化思路。结果表明:建立的宿根蔗茎秆-蔗兜-土壤系统和蔗兜田超深旋耕刀具作业仿真模型精度较高;刀具切割土壤力远远大于切割蔗蔸力,切割过程中刀具的合力、水平方向力、垂直方向力和前进方向力呈周期性变化,其最大值分别为12222.9、10365.5、2781.8、8573.5N。刀具阻力大的主要原因是由于刀片、螺旋叶片与土壤接触面积较大、刀片分布不合理及螺旋叶片底部厚钝,因此,可通过优化刀片结构和分布以及螺旋叶片结构来减小刀片受力。