金属增材制造工艺、材料及成形机理的研究与应用

作为一种快速、精密、自由制造的关键成形工艺,3D打印在推动工业化和产业发展方面发挥了重要作用。通过介绍金属3D打印技术,主要围绕选择性激光、电化学和电子束增材制造技术等工艺原理和关键技术,深入探讨了增材制造技术制备金属材料零部件的特性及其应用,同时详细阐述了它们的成形机理并探讨了金属3D打印技术所面临的主要问题和挑战。最后,对金属增材制造技术领域未来的发展趋势和研究重点进行了展望。

星载SAR在轨成像高效处理系统硬件实现设计

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)在轨成像技术是灾害检测、军事侦察等高时效遥感应用场景的关键手段,以现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)+数字信号处理器(Digital Signal Processing/Processor,DSP)为处理核心是一种搭建星载SAR在轨成像系统的典型方案,在异构算力、能效比、灵活度等方面综合评价良好。但现有的FPGA+DSP系统在算法支持、大粒度处理、片上并行加速、复杂矩阵转置方面仍研究不足,成像性能仍然有较大提升空间。本文对支持大斜视、高分辨成像的非线性调频变标算法(Nonlinear Chirp Scaling Algorithm,NCS)算法进行分析,根据运算复杂度和类型将算法划分为主流程和辅助路程,以此为依据提出NCS算法在FPGA+DSP系统中的异构映射方案;针对多通道快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)处理后数据存储形式发生变换、难以流水处理的问题,提出基于时频抽取切换的多通道FFT协同处理方法,保证多通道FFT处理高效进行;针对不同粒度、不同并行度场景下转置需求复杂多变的问题,提出基于X-直接存储器访问(X-Direct Memory Access,XDMA)+片上分割转置的通用交叉转置方案。本文采用2片VX690T FPGA和2片FT6678 DSP为核心处理器研制了星载SAR成像板卡,实现了提出的系统设计方案。同时,本文搭建了基于模拟源+地检的验证环境,对条带/扫描/聚束/滑聚/TOPS模式的仿真点阵数据和条带/滑聚模式的实测数据进行处理。点阵数据的二维峰值旁瓣比约为-13.2 dB,二维积分旁瓣比约为-10.1 dB,成像质量良好;以条带模式为例,图像尺寸为32K×16K,基于NCS算法的平均成像时间为7.81 s,成像速度较现有方案大幅提升。

化工园区事故情景耦合演化的复杂网络分析

为进一步研究化工园区事故易因耦合效应引发事故升级等问题,首先,以化工园区储存环节为研究对象,从要素及关系2个角度构建涵盖人因层、物质层、环境层、管理层、组合层及事故层的典型事故情景要素框架体系。然后,基于拓扑理论及相关方法,构建化工园区典型事故情景复杂网络模型,分析复杂网络的统计特征,确定节点的网络贡献度和连接边的脆弱性,探究最大可能的致因路径,并结合事故的演化特征提出断链视角下的应急响应对策。最后,引入案例分析其最大致因路径,并提出相关事故的预防措施。研究结果表明:初期是化工园区事故控制的关键时期,加强员工培训是强化初期处置的重要手段之一,点火源是事故耦合升级的关键因素之一;本文构建的化工园区事故情景演化复杂网络模型具有较好的实用性,案例分析得到的最大致因路径与实际情况基本相符。研究结果可为化工园区的事故防控及演化控制提供一定参考。

宽孔距爆破模型试验及近场动力学计算研究

针对宽孔距爆破破岩技术中炮孔密集系数合理取值的问题,在总结国内外宽孔距爆破破岩机理的基础上,开展了炮孔密集系数为1.7、2.5、3.5、4.5的有机玻璃板室内爆破试验,并基于常规态型近场动力学原理,开发了爆破计算模块,对宽孔距爆破破岩中裂纹扩展过程、介质位移响应规律进行了研究。结果表明:临空面一侧的径向裂纹受到临空面反射拉伸应力波的作用,表现出向临空面拐角分叉的特征,并逐渐向临空面扩展,最后形成主裂纹组成漏斗形状。在最小抵抗线固定不变条件下,随着炮孔密集系数的增加,应力降低区逐渐增大,同排炮孔间的径向贯通裂隙消失,过大的炮孔密集系数也进一步造成前后排孔间贯通裂纹消失,最后导致单孔爆破的情况发生。位移计算结果进一步证实了上述规律,并且当炮孔密集系数较小时,前排炮孔留下的岩埂刚好被后排炮孔爆破破碎,随着炮孔密集系数的增大,后排孔爆破对前排炮孔所留下的岩埂破碎作用效果逐渐降低。建议实际工程中根据岩体力学性质、地质条件以及爆破目的适当调整密集系数来降低炸药单耗与大块率。

BFRP筋回收轮胎钢纤维混凝土黏结性能分析

对玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋在回收轮胎钢纤维(RTSF)混凝土中的黏结性能进行了试验和分析研究.对不同RTSF体积掺量、BFRP筋直径和嵌入长度的试件进行了拉拔试验,研究其对黏结破坏模式、黏结滑移响应和黏结强度的影响,并提出了BFRP筋RTSF混凝土的黏结滑移理论模型.结果表明:BFRP筋RTSF混凝土黏结破坏类型包括拔出破坏、劈裂破坏以及拔出且劈裂破坏;BFRP筋直径对黏结破坏模式无显著影响,而RTSF体积掺量、BFRP筋直径和嵌入长度均对黏结强度有较大影响,且RTSF体积掺量与极限黏结强度呈正相关,BFRP筋直径和嵌入长度对其影响与之相反;当RTSF体积掺量从0增大至1.5%时,其极限黏结强度最大可提高约23.87%.与已有模型相比,所提出的黏结滑移理论模型对BFRP筋RTSF混凝土的黏结滑移曲线具有更高的拟合精度.

基于改进YOLOv4-tiny的果园复杂环境下桃果实实时识别

为实现果园复杂环境下的桃果实实时识别,提出一种基于YOLOv4-tiny的桃果实实时识别方法 YOLOv4-tinyPeach。通过在主干网络中引入卷积注意力模块CBAM,优化其通道维度和空间维度的特征信息;在颈部网络中添加大尺度浅层特征层,提高对小目标识别精度;采用双向特征金字塔网络BiFPN对不同尺度特征信息进行融合。通过训练和比较,YOLOv4-tiny-Peach模型在测试集下的平均精度AP为87.88%,准确率P为91.81%,召回率R为73.84%,F1值为81.85%,相比于改进前,AP提升5.46%,P提升2.29%,R提升4.09%,F1提升3.44%。为检验改进模型在果园复杂环境下的适应性,在不同数目、不同成熟期和遮挡的情况下对果实图像进行识别,并与原模型识别效果进行对比,结果表明改进模型在三种情况下的识别精度均高于原模型,尤其在大视场和未熟期场景下模型改进效果显著。YOLOv4-tiny-Peach模型占用内存为27.4 MB,识别速度为49.76 fps,适用于农业嵌入式设备。为果园复杂环境下的桃果实自动采摘提供实时精准的目标识别指导。

MEMS陀螺工作原理及其性能提升方法

MEMS陀螺是一种应用广泛的新型微惯性传感器,可实现高精度、小体积、抗干扰性强的角速度测量,被广泛应用于航空航天、平台钻井、自动驾驶、可穿戴设备以及手机中。近年来,随着对MEMS陀螺研究的不断深入,许多新型MEMS陀螺的工作原理被提出,由于测量原理的不同,其性能差异往往很大。本文旨在解决对MEMS陀螺的工作模式缺少系统性综述的问题,根据陀螺最终的读出技术,将MEMS陀螺的工作模式分为调幅、全角以及调频模式。在系统介绍其工作原理的基础上,详细讨论了各种工作模式下MEMS陀螺的性能提升方法。最后还介绍了各类MEMS陀螺的发展趋势,并结合各模式特性对MEMS陀螺的发展做出了展望。

数字经济发展与新质生产力的生成逻辑

全球正在经历数字化革命,以数据作为新型生产要素的数字经济变革传统生产方式,使生产力的突破性发展成为可能。本文将新质生产力作为一个整体概念,通过经济运行的资源配置模式和生产方式变革考察其生成逻辑。数字经济发展形成数据牵引,算法规制和算力驱动的资源配置新模式是生成新质生产力的基本逻辑。在传统生产力基础上,数字经济运行的“数据—算法—算力”机制发挥优化资源配置的作用,通过科技驱动的智能化,将传统生产力转变为新质生产力。在生产关系变化中,数字经济发展带来的规则和制度创新,对新质生产力发展起到促进作用。数字化已经成为摆脱传统经济增长模式和生产力发展路径的关键力量,应围绕数字经济构建新质生产力体系。

饲粮中添加不同比例甘蔗梢对肉兔生长性能、血清生化指标和肉品质的影响

本试验旨在研究饲粮中添加不同比例甘蔗梢对肉兔生长性能、血清生化指标和肉品质的影响。试验选择240只断奶新西兰白兔,随机分为4组,每组6个重复,每个重复10只,分别饲喂添加0(A组)、33%(B组)、66%(C组)、100%(D组)甘蔗梢等比例替代苜蓿的试验饲粮。试验期49 d,其中预试期7 d,正试期42 d。结果表明:1)与A组相比,肉兔饲粮中添加不同比例甘蔗梢对肉兔平均日采食量和成活率无显著影响(P>0.05),显著影响平均日增重和料重比(P<0.05);B组的平均日增重和料重比与A组相比差异不显著(P>0.05),但随着甘蔗梢添加比例的增加,平均日增重显著降低(P<0.05),料重比显著升高(P<0.05)。2)与A组相比,肉兔饲粮中添加不同比例甘蔗梢对肉兔血清总蛋白、白蛋白、尿素氮、总胆固醇含量及碱性磷酸酶、谷丙转氨酶活性无显著影响(P>0.05),对葡萄糖和甘油三酯含量有显著影响(P<0.05);随着甘蔗梢添加比例的增加,血清葡萄糖和甘油三酯含量显著升高(P<0.05)。3)与A组相比,肉兔饲粮中添加不同比例甘蔗梢对肉兔屠宰性能有显著影响(P<0.05),对肉兔背肌和腿肌的肌肉化学组成、肉色、pH 45 min、pH 24 h和滴水损失等肉质指标无显著影响(P>0.05);随着甘蔗梢添加比例的增加,肉兔半净膛重、全净膛重显著下降(P<0.05),但是全净膛率无显著变化(P>0.05)。综上所述,在肉兔饲粮中以33%的甘蔗梢等比例替代苜蓿对肉兔的生长性能、血清生化指标、屠宰性能以及肉品质无不良影响。

3种羊源益生菌对瘤胃体外发酵参数和养分降解率的影响

本试验旨在研究3种羊源益生菌[海氏肠球菌(K2)、枯草芽孢杆菌(Ha)和酿酒酵母菌(Ma)]对瘤胃体外发酵参数及养分降解率的影响。采用瘤胃体外发酵方法,设8个组(每组6个重复),其中7个组分别添加K2、Ha、Ma、K2+Ha、Ha+Ma、K2+Ma和K2+Ha+Ma,K2、Ha和Ma添加浓度分别为1×10^(8)、1×10^(7)和1×10^(7)CFU/g,另设不加菌的对照组,测定发酵2~48 h的产气量以及挥发性脂肪酸、微生物蛋白含量等发酵参数和养分降解率。结果表明:发酵48 h时K2+Ma和K2+Ha+Ma组的产气量均达最高,较对照组分别显著增加了9.54%和6.32%(P<0.05),且快速降解部分产气量和慢速降解部分产气量均显著升高(P<0.05)。与对照组比较,K2+Ma组的微生物蛋白、总挥发性脂肪酸和丙酸含量均显著增加(P<0.05)。另外,不同单菌和复配对养分降解率的影响不同,K2+Ma组的干物质、粗蛋白质和总能降解率最高,而K2+Ha+Ma组的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维降解率最高,均显著高于对照组(P<0.05)。综上所述,K2+Ha+Ma和K2+Ma组合体外发酵效果较好,可为饲用益生菌的开发提供借鉴。

不同小体型肉鸭品系生长性能、屠宰性能和肉品质比较

为比较“益扬1号”两个专门化品系(H1♂×H1♀、H2♂×H2♀)及其杂交后代(H1♂×H2♀)生长性能、屠宰性能和肉品质,试验采用1日龄“益扬1号”两个专门化品系及其杂交后代各110只进行地面平养,记录生长性能,7周龄进行屠宰与肉品质测定。结果显示:7周龄时,H1♂×H2♀组体重低于H1♂×H1♀组,高于H2♂×H2♀组(P<0.05)。H1♂×H2♀组除胸深外,各项体尺指标均显著高于H2♂×H2♀组(P<0.05)。H1♂×H2♀组的腿比率、瘦肉率、腿肌率和胸肌率显著高于H1♂×H1♀和H2♂×H2♀组(P<0.05),屠宰率、全净膛率和半净膛率显著低于H1♂×H1♀和H2♂×H2♀组(P<0.05)。H1♂×H2♀组胸肌肉色a*显著高于H1♂×H1♀和H2♂×H2♀组(P<0.05),腿肌肉色b*低于H1♂×H1♀和H2♂×H2♀组(P<0.05)。H1♂×H2♀组剪切力显著低于H1♂×H1♀组(P<0.05),水分含量显著低于H2♂×H2♀组(P<0.05)。H1♂×H2♀组胸肌蛋白质含量和腿肌脂肪含量显著高于H1♂×H1♀和H2♂×H2♀组(P<0.05)。研究表明,H1和H2纯系经过杂交,生长性能和肉品质等指标得到改善。

355 nm激光应用于血栓及其钙化组织消融的实验研究

相较于308 nm准分子激光器,355 nm脉冲固体激光器在峰值功率、成本和方便性等方面更具优势,使用离体新鲜猪血凝块与新鲜鸡胫骨块作为类血栓及其钙化组织,研究355 nm脉冲固体激光的组织消融特性及规律。实验结果显示:组织消融孔洞形貌良好,无颗粒沉积;消融后微粒直径均在10微米量级,处于人体可自然代谢的范围,且25 mJ~200 mJ范围内脉冲能量越小,消融后微粒越小;灌注条件下,热影响区组织温升小于4.5℃,不会对血管壁造成热损伤。故355 nm脉冲固体激光可有效消融血栓及其钙化组织,具有较好应用前景。

犬冠状病毒Ⅱ毒株的分离鉴定及其基因的遗传进化分析

自长春市某宠物医院临床症状为肠胃炎的幼犬腹泻粪便中分离到1株病毒,该分离毒株在CRFK细胞上出现明显的细胞病变,经RT-PCR、序列测定和直接免疫荧光鉴定可知该分离毒株为犬冠状病毒株(Canine coronavirus,CCV),命名为CCV-CC01。利用PCR技术扩增CCV-CC01 S基因序列全长4273 bp,ORF-3序列1071 bp,N基因序列全长1202 bp。对分离毒株与其他冠状病毒毒株进行同源性比对并绘制系统进化树,结果显示该毒株与美国分离的CCV S378株亲缘关系最近,处于同一分支,与SARS-CoV-2亲缘关系较远,该毒株的出现可能与国际贸易相关。该毒株的分离鉴定为犬冠状病毒病的诊断、防治及后续疫苗研发奠定了基础。

不同栽培模式下人参根际土壤代谢物的差异研究

本研究旨在比较仿野生林下栽培人参(PSM)与农田栽培人参(NPSM)根际土壤代谢物的差异,以期为提升林下栽培人参的品质提供科学依据。通过采用气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)检测技术和分子生物学方法,分析了仿野生林下栽培人参和农田栽培人参根际土壤代谢物的差异。结果显示,仿野生林下栽培人参和农田栽培人参根际土壤代谢物具有差异,在检测到的68种差异代谢物中,有17种代谢物表现出显著差异,其中14种上调,3种下调。这些差异代谢物主要包括糖类、脂质类、有机酸类、酯类等物质。其中糖类占总显著差异代谢物的47%,是差异代谢物的主要部分;这些根际土壤差异代谢物直接或间接的影响了林下人参的品质。本研究不仅揭示了林下栽培人参和农田栽培人参根际土壤代谢物的差异,而且为提高林下栽培人参品质、探索克服林下人参栽培连作障碍的新途径以及提升林下人参药用价值和食用价值提供了科学参考。并为中国东北地区林下人参产业发展及乡村振兴战略的实施提供了新思路和方法。

HSYA对人晶状体上皮细胞系SRA01/04生物学特性的影响

目的探讨羟基红花黄色素A(HSYA)对重组人表皮生长因子(rhEGF)诱导的人晶状体上皮细胞系SRA01/04(HLEC-SRA01/04)增殖、迁移及上皮-间质转化(EMT)的影响。方法研究时间为2022年6月至2023年9月。不同浓度HSYA溶液处理rhEGF诱导的HLEC-SRA01/04不同时长,四甲基偶氮唑蓝(MTT)比色法检测各组细胞的增殖状态并计算半数抑制浓度值(IC50)。细胞划痕实验与Transwell小室测定不同浓度组细胞的迁移能力。逆转录荧光定量聚合链式反应法(RT-qPCR)与蛋白印迹法(Western Blot)测定不同浓度组细胞内增殖细胞核抗原(PCNA)及EMT标记物波形蛋白(Vimentin)的mRNA表达水平与蛋白含量。计量资料采用t检验。结果MTT实验结果示:选取20、40、60、80、100μmol/L的HSYA溶液处理5μg/L rhEGF诱导人晶状体上皮细胞24 h后,增殖抑制率分别为(12.1±0.6)%、(19.0±3.8)%、(31.5±2.2)%、(53.7±0.4)%、(70.8±0.3)%,IC50值为(76.520±0.954)μmol/L,48 h增殖抑制率分别为(14.3±3.7)%、(27.4±3.1)%、(42.6±2.7)%、(59.2±2.2)%、(81.0±1.0)%,IC50值为(66.094±2.508)μmol/L,呈明显剂量依赖性。细胞划痕实验结果显示:空白组及0、20、40、70、100μmol/L组的24 h细胞迁移率分别为(46.9±1.8)%、(90.0±1.5)%、(88.4±2.1)%、(43.3±6.6)%、(31.5±16.2)%、(5.82±5.2)%,48 h细胞迁移率分别为(81.1±2.3)%、100%、(95.5±0.1)%、(72.6±3.5)%、(58.5±6.1)%、(37.4±7.1)%。Transwell小室实验结果显示:空白组及0、20、40、70、100μmol/L组的细胞数分别为(171.667±20.407)个、(290.222±24.135)个、(198.667±16.826)个、(161.222±5.981)个、(134.111±6.850)个、(67.444±7.351)个,HSYA对rhEGF诱导人晶状体上皮细胞迁移的抑制呈明显浓度依赖性。RT-qPCR法及Western Blot法结果示:HSYA可明显下调rhEGF诱导的人晶状体上皮细胞内PCNA、Vimentin及mRNA表达水平,呈剂量依赖性。结论HSYA可明显抑制rhEGF诱导的HLEC-SRA01/04增殖、迁移及EMT,可能成为预防后发性白内障的潜在药物。

丹酚酸B抑制HuH-7细胞的Hippo/YAP通路机制研究

目的 探讨丹酚酸B(salvianolic acid B,Sal B)对人肝癌HuH-7细胞是否具有抑制作用,并探讨其是否通过Hippo/YAP信号通路发挥作用。方法 采用TGF-β1 (9 pmol·L^(-1))或MST1/2抑制剂XMU-MP-1 (5、10μmol·L^(-1))刺激HuH-7细胞,用Sal B(50μmol·L^(-1))处理HuH-7细胞。用CCK-8和EdU检测细胞增殖情况,用细胞划痕实验检测细胞迁移情况,用免疫荧光染色法检测YAP和TAZ的表达和分布,用Western blot检测p-MST1、MST1、p-YAP、YAP、p-TAZ、TAZ和CTGF的蛋白表达水平。结果 Sal B抑制了TGF-β1或XMU-MP-1刺激的HuH-7细胞的增殖。同时,Sal B抑制了TGF-β1刺激的HuH-7细胞的迁移。值得注意的是,与XMU-MP-1对HepG2细胞迁移能力的促进作用不同,XMU-MP-1在本实验中不能明显促进HuH-7细胞的迁移。此外,Sal B可上调p-MST1、MST1、p-YAP、p-TAZ的蛋白表达,降低YAP、TAZ、CTGF的表达。结论 Sal B抑制HuH-7细胞的作用可能与激活Hippo/YAP信号通路有关。

一种改进的基于110 GHz在片S参数测试的HEMT器件寄生电阻提取方法

提出了一种改进的高电子迁移率晶体管寄生电阻提取方法,该方法利用了特殊偏置点(V_(gs)>V_(th),V_(ds)=0V)的等效电路模型,推导了寄生电阻的表达式,采用半分析法对寄生电阻进行了优化。1~110 GHz S参数实测结果和仿真的S参数一致,证明该方法是有效的。

水下爆炸冲击下箱型隧道结构破坏试验及数值模拟

针对水下爆炸荷载作用下混凝土隧道结构的动态响应、损伤演化及其破坏问题,本文采取室内模型试验与数值计算相结合的方法,根据东湖水下隧道设计了比尺为40∶1的试件,开展了水下箱型混凝土隧道缩比模型的爆炸试验,通过监测应变信号,比较了不同乳化炸药当量下混凝土隧道试件的动态响应规律,通过测量破坏范围的大小、裂缝扩展的长度,调查了箱型隧道缩比模型试件在水下爆破荷载作用下的破坏形式;采用ANSYS/LSDYNA中S-ALE算法对试验进行了1∶1建模仿真分析,对照试验数据及破坏形态,发现模拟结果与试验结果基本一致,同时对仿真结果进一步分析得到了水下爆炸冲击波的传播完整过程和试件结构的变形规律,通过对测点应变、位移数据的统计分析,揭示了箱型隧道试件在爆炸荷载下的动态响应机理。结果表明:箱型混凝土隧道结构在横向上的应变远大于纵向上应变;隧道破坏位置主要集中在爆源附近区域以及结构转角位置,验证了S-ALE算法能够较为准确的模拟出水下爆炸下结构的动态响应及损伤演化。

基于流固耦合作用的砂岩地浸采铀效果数值模拟分析

为探究低渗砂岩铀矿在不同因素下的产量变化情况,根据储层有效应力与渗流特性的关系,建立有效应力-渗流数值模型。通过日产水量分析流固耦合作用下储层的产量变化规律,并结合变异系数法分析注入压力、初始渗透率和井间距对产量的影响。研究表明:考虑流固耦合作用下的储层产量会更快进入稳定状态,产量更高;应力敏感性系数越大,有效应力减小对地层渗透率影响越明显。注入压力越大,地层有效应力减小区域下降幅度增大,地层渗透率增大区域升高幅度增大,产量逐渐增多;流固耦合作用下,产量随着初始渗透率增大而增多且增长速度较快;流固耦合作用下,随着井间距的增大,注采井间有效应力减小的影响减弱,注采井间渗透率增大趋势也在下降,产量逐渐降低。结合各因素变异系数变化可得,注入压力对产量效果影响更明显。本研究有助于建立完整的砂岩铀矿地浸采铀生产方案。

基于IABAP混合算法的混凝土坝浇筑仓温控措施智能优选

混凝土坝浇筑仓在施工期的温控措施选择不当会导致混凝土出现温度裂缝,将智能优化算法与温控措施结合进行多个温控因素联合分析,可实现大坝温控措施智能调控。提出了一种结合粒子群(PSO)与人工峰群(ABC)的混合优化算法IABAP,避免了单一算法后期收敛速度降低、易陷入局部最优等问题,并将其运用于白鹤滩拱坝典型坝段的参数反演,基于计算温度曲线与实测温度曲线对比结果,进行温控措施联合优选。结果表明,通过IABAP算法温控措施调整后的温度曲线预测结果与施工期采用实际温控措施参数值预测结果相比温升速率和浇筑温度更小,对控制混凝土早期拉应力更有利。研究结果为混合优化算法在大坝温控措施智能优选方面的运用提供了参考。