节点拓扑变量非耦合映射的ICM方法

文章提出了节点拓扑变量一种非耦合映射的ICM方法,对于结构拓扑优化问题予以建模和求解:首先将基结构划分为由较小单元组成的网格,取节点独立、连续的拓扑变量,建立了一种双线性形函数插值的变量非耦合映射,替代了单元独立连续拓扑变量,使单元的“有”或“无”连续化近似,实现了节点拓扑变量过滤识别与物理量的单元内插值,推导建立了节点拓扑设计变量的优化模型,采用基于变量可分离的二阶对偶规划算法求解,并且改进了最优拓扑构型的圆整技术.接着以常见的位移约束下结构重量(或体积)极小拓扑优化问题为例,演示了上述建模及求解过程.最后分别给出了单载荷工况和多载荷工况下的位移约束拓扑优化的算例,数值计算结果验证了本方法的有效性.研究有如下优点:克服了以往基于单元拓扑变量研究的缺陷,即最优结构边界为锯齿形,得到的最优结构的拓扑边界光滑清晰;给出了节点拓扑变量和单元拓扑函数场定义,提炼出构造该场必须遵循的5点准则,克服了节点拓扑ICM方法有关研究中存在的不足;得到节点设计变量不再是耦合关系,可以方便地求出结构物理量的二阶导数,从而利用变量可分离对偶优化算法进行高效的寻优;研究成果不仅丰富了ICM方法的内涵,推动了其发展,而且对变密度的节点拓扑方法也有参考的裨益.

不耦合装药系数对岩体爆破损伤的影响

在爆破工程中,选择合适的装药结构能够有效提高炸药利用率,从而改善爆破效果。基于RHT(Riedel-Hiermaier-Thomamodel)动态响应力学关系,采用ANSYS/LS-DYNA软件研究了偏心不耦合装药条件下不耦合系数K对岩体爆破荷载的影响,以及爆破过程中岩体的损伤情况。通过建立单孔偏心不耦合爆破模型,分析了不耦合系数K为1.0、1.5、2.0、2.5、3.0和3.5条件下的有效应力、振动速度、爆破地震波能量和损伤状况。同时,研究了不同不耦合系数K条件下爆心距(l)与损伤度(D)、质点振动速度(PPV)与爆心距(l),以及振动速度(vpp)与损伤度(D)之间的关系。结果表明:随着不耦合系数K的增大,耦合侧与不耦合侧有效应力和峰值振动速度、地震波峰值能量略微减小;粉碎区和裂隙区范围逐渐减小,且粉碎区损伤半径较裂隙区减小速率更大。岩体损伤程度和质点振动速度(vpp)均随着爆心距的增大而逐渐减小。质点振动速度越大损伤程度也越大,当vpp=50.4 cm/s时,岩体中的损伤变量达到损伤破坏阈值(D=0.19);当vpp>140.6 cm/s时,损伤度D>0.80。

径向不耦合装药爆破下页岩的动态应变分布及损伤分形特征

为研究径向不耦合装药结构对炸药能量的传递和爆破效果的影响,提高炸药能量利用率,增强岩体破碎效果,通过将直径为50 mm,高度为100 mm的标准页岩试件钻孔后装填二硝基重氮酚,控制45 mg的小药量,同时设置1、1.5、2、2.5四种径向不耦合装药系数,进行爆破模型实验。通过超动态应变测试系统、互补集合经验模态分解方法处理试件轴向各测点应变波形,分析试件不同段应变规律,并基于计盒维数理论,计算比较应变变化以及各测点处截面的损伤分形维数,对比试件不同区段裂纹开展情况,结合应变曲线对四种径向不耦合系数爆炸能量传播规律进行分析。结果表明:通过对比应变曲线,总体上拉应变峰值大于压应变峰值,试件受到较大且反复的拉、压应力后,最终发生破坏。实验表明径向不耦合系数为1.5时显著提高炸药能量利用,能延长爆生气体作用时间。不耦合装药结构试件截面的损伤分形维数从上至下呈n型变化,当系数为1.5时试件各段损伤分布最均匀,裂隙区能充分扩展,爆破效果最好。

某成品乳化炸药不耦合装药爆破振动规律分析

为降低某露天铁矿爆破振动对周边环境的影响,开展现场试验,对比分析110和170mm成品乳化炸药不耦合装药结构下的爆破振动规律,优选炮孔直径与成品乳化炸药搭配方案。结果表明:空气不耦合装药结构可在一定作用范围内对爆炸冲击波作用区能量进行调整,削弱冲击波峰值应力,进而降低地震波作用区应力峰值及影响时间;随着爆心距逐渐增大,各测点的振动速度皆表现为近区振动速度衰减显著、远区衰减趋缓的走势。110mm成品乳化炸药不耦合装药方案下的爆破振动速度更低,平均降幅达到25.86%。

低氧/冷暴露对肥胖大鼠模型白色脂肪棕色化的影响

目的探究低氧/冷暴露对肥胖大鼠模型白色脂肪棕色化的影响。方法通过高脂喂食构建肥胖大鼠模型并随机分为对照组、低氧组、低温组、低温低氧组,每组10只,观察各组大鼠体质量、体脂的变化,利用HE染色观察大鼠脂肪组织细胞形态变化并比较脂肪细胞面积,利用免疫荧光法、实时荧光定量PCR法及Western blot检测各组大鼠脂肪组织中过氧化物酶体增殖剂激活受体γ2(PPAR-γ2)、PR结构域结合因子16(PRDM16)和解偶联蛋白1(UCP-1)基因的表达及UCP-1蛋白的表达。结果与对照组相比,低氧组、低温组、低温低氧组大鼠体质量、体脂均降低,且低温低氧组大鼠体质量、体脂低于低氧组、低温组(P<0.05)。与对照组相比,低氧组、低温组、低温低氧组大鼠脂肪细胞面积减小,且低温低氧组大鼠脂肪细胞面积低于低氧组、低温组(P<0.05)。与对照组相比,低氧组、低温组、低温低氧组大鼠肩胛棕色脂肪组织PPAR-γ2、PRDM16、UCP-1基因表达均升高(F=378.495、102.061、322.443,P<0.05),肾周白色脂肪组织PPAR-γ2基因表达均降低(F=4.555,P<0.05),PRDM16、UCP-1基因表达均升高(F=24.387、163.660,P<0.05)。与对照组相比,低氧组、低温组、低温低氧组大鼠肩胛棕色脂肪组织与肾周白色脂肪组织UCP-1蛋白表达均升高(P<0.05);与低温低氧组相比,低氧组、低温组大鼠肩胛棕色脂肪组织与肾周白色脂肪组织UCP-1蛋白表达均更低(P<0.05)。结论低氧/冷暴露可通过调控脂肪内PPAR-γ2、PRDM16通路使UCP-1高表达,诱导白色脂肪棕色化并影响大鼠体质量。

不耦合装药时孔壁压力的理论分析和求算

炮孔装药结构分为耦合装药和不耦合装药,后者因不耦合介质不同由可分多种不耦合装药形式,较常用的是空气不耦合装药和水不耦合装药。水不耦合装药,爆轰波冲击压缩水介质激起水中冲击波,由水将爆炸压力传递给岩石,孔壁冲击压力降低;而空气不耦合装药,爆轰产物则膨胀充满炮孔后再作用于孔壁,孔壁压力最小。且随着装药不耦合系数值增大,孔壁压力降低,空气不耦合装药时孔壁压力下降速率更快。

绵羊UCP1基因碱基突变与其蛋白结构和功能

【目的】检测两个绵羊群体中解偶联蛋白1(uncoupling protein 1,UCP1)基因的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP),预测和分析碱基改变对蛋白结构和功能的影响。【方法】利用PCR-SSCP结合测序的方法检测UCP1基因编码区的SNPs,用生物信息学方法分析UCP1蛋白的理化性质和结构。【结果】UCP1基因编码区存在4个SNPs,其中c.214G>A(Val72Met)和c.273C>T位于外显子2,c.624C>T和c.757G>A(Ala253Thr)位于外显子5。进一步分析导致氨基酸改变的c.214G>A和c.757 G>A突变发现,此两个突变只对UCP1蛋白的理化性质和转录因子结合位点有细微改变,未引起UCP1蛋白空间构象的变化,对蛋白表达的影响不大。【结论】基于对人类中两个与肥胖相关的外显子突变型蛋白结构的比较说明,UCP1蛋白结构的改变可能影响其功能。

不耦合装药爆破对孔壁岩石损伤破坏的声波分析

通过测试爆破前后的声波速度变化情况,研究了5种不耦合装药结构爆破对孔壁岩石的损伤情况,并得出了一些有益的规律,可为边坡开挖、隧道掘进和石材切割爆破等提供参考。

高层建筑结构扭转振动效应控制研究

《高层建筑混凝土结构技术规程》限制高层建筑结构扭转不规则性的规定存在问题,控制扭转振动的措施需进一步讨论。规程为避免严重扭转不规则结构的出现,除对位移比进行限制外,还限制了扭转为主第一周期与平动为主的第一周期的比值,即高层结构设计应满足平扭耦联周期比的要求。通过改变结构的偏心率、扭转刚度和侧向刚度等因素,并分析耦联周期比和非耦联周期比的差别,发现规程在某些情况下并不能保证对扭转振动效应的控制效果。因此用耦联周期比限制结构扭转不规则性的措施不尽合理,设计中可采用平动变形能和扭转变形能的比值代替耦联周期比作为控制扭转振动的指标。

无耦合空间移动并联机构型综合

为解决利用一般型综合方法得到的并联机构具有强运动学耦合性的问题,基于驱动力螺旋理论提出了一种无耦合空间移动并联机构型综合的系统方法。首先建立了无耦合移动并联机构运动输入输出关系的数学模型;然后根据机构速度雅可比矩阵为对角阵的条件推导出分支运动链驱动力螺旋和主动运动螺旋的形式;再根据互易积原理建立了分支运动链非主动运动螺旋的确定方法,给出了分支运动链型综合准则和步骤;最后将所综合的3条分支运动链按照指定的配置方式将动平台和静平台连接起来即可得到具有预期运动特性的机构。本文共综合出60种具有对称结构的无耦合空间移动并联机构,其中非过约束机构有47种,含有惰性副的有29种。所得到的部分机构的雅可比矩阵为单位阵,且其条件数恒等于1。这些机构具有较好的运动和力学传递性能,进一步丰富和完善了并联机构的型综合理论。

堆石料现场侧限压缩试验解耦K-G模型参数分析方法及在面板坝中的应用

本文利用解耦K-G模型能适应不同应力路径的特点,提出一种堆石料现场侧限压缩试验(=132cm)解耦K-G模型参数的分析方法。该方法能求得解耦K-G模型的4个主要参数,突破了侧限压缩试验只能用于求取压缩模量Ea一个参数的局限。从而解决了用室内三轴试验(=30cm)参数存在的“缩尺效应”等影响,并对三板溪面板堆石坝进行了三维有限元分析。

采用不同化学反应源项处理方法的胞格爆轰数值研究

采用一种改进的化学非平衡流解耦方法对Euler反应流方程进行解耦处理,对流项采用五阶WENO格式进行离散,化学反应源项分别采用梯形公式和α-QSS拟稳态逼近两种方法处理,时间步进采用二阶精度的Runge-Kutta方法,对H2/O2/Ar预混气的胞格爆轰进行了二维数值模拟。两种处理方法都得到了合理的三波点结构,计算结果接近,但α-QSS拟稳态逼近处理方法的化学反应较完全,爆轰波传播速度较高;揭示了爆轰波结构的发展变化过程,横波与横波、横波与壁面碰撞引起的二次起爆对爆轰波的稳定发展至关重要;分析了数值胞格结构,胞格长宽比与参考文献基本一致,验证了本计算方法的有效性。

解偶联蛋白3基因多态性与中国人2型糖尿病的相关性研究

目的 探讨解偶联蛋白 3( U CP3)基因二核苷酸 ( CA) n串联重复序列多态标记与中国汉族人 2型糖尿病的关系。方法 用 PCR-变性聚丙烯酰胺凝胶电泳及银染方法 ,检测 2 0 8例南京地区汉族人 ( 2型糖尿病 10 6例 ,正常对照 10 2例 )U CP3基因的 ( CA) n串联重复序列多态标记 ,比较各组间的等位基因频率和基因型频率。结果 2型糖尿病组和正常对照组U CP3基因等位基因频率的分布存在显著性差异 ( χ2 =2 6 .12 ,P<0 .0 0 5 ) ;2型糖尿病组 UCP36、7、8等位基因频率显著高于正常对照组 ( RR=4.49,P<0 .0 0 5 ;RR=7.14,P<0 .0 0 5 ;RR=14.2 3,P<0 .0 5 ) ;中国南京地区汉族人群与高加索人群 UCP3基因等位基因频率的分布亦有显著性差异 (χ2 =37.43,P<0 .0 0 5 )。结论 U CP3基因 ( CA) n串联重复序列多态标记与中国汉族人

爆破块度分布与控制的模拟试验研究

岩石爆破块度除了受岩石和炸药性质影响外,还受到装药结构、爆破参数和爆破技术等的影响。在实际的爆破工程中,为了不同的爆破目的,需要采取不同的爆破方法和参数。采用砼和天然岩石试样,通过改变不偶合系数、炸药单耗、爆破参数和填塞条件等参数进行模拟爆破实验,对爆破后的块度进行筛分统计分析,以优化爆破参数和实现对爆破块度的控制和预测。

三阶机器人模型的自适应鲁棒跟踪

对伺服系统的三阶机器人模型提出了一种自适应鲁棒跟踪控制方案，该方案采用输入输出线性化和滑动模态变结构技术，引入自适应鲁棒控制可在有界干扰的界不确定的情况下使系统保持期望的跟踪精度。该方案用于两自由度的机器人仿真实验，结果表明，对具有未知负载的机器人能一致跟踪给定的期望轨迹。

多层双向偏心框架结构弹塑性阶段扭平频率比分析

为了探讨多层双向偏心结构在弹塑性阶段平扭耦联变化规律,建立了带有双向抗侧力构件的多层双向偏心结构空间简化剪切模型.利用MATLAB编程和非线性静力分析方法探讨了3层双向均匀偏心框架结构在整个加载过程中的结构频率变化规律.结合由非线性静力分析得到的结构等效层恢复力模型,展开了多层双向偏心结构前3阶频率随扭平频率比和偏心率从弹性阶段到弹塑性阶段整个过程中的参数分析.分析结果表明:弹塑性阶段平扭耦联参数变化规律明显不同于弹性阶段;结构弹塑性发展的不同程度对频率随参数的变化规律有明显影响;结构弹塑性的发展削弱了扭平频率比和偏心率对频率的影响.

线粒体学与生物医学新前沿

近来大量研究证明 ,线粒体除了合成ATP能量之外还有多种极为重要新的细胞功能 ,包括生成活性氧 ,调节氧化还原电势和信号转导 ,调控基因表达和细胞凋亡等 ,并在生物的生长、发育、衰老、疾病、死亡以及生物进化等多方面都有重要意义 。

两方向具有循环双周期性的控制方程的解耦

证明了应用Ｕ变换方法可使在两个方向上具有循环双周期特性的系统控制方程组解耦，导出了解耦方程的基本形式，所得结果可广泛应用于循环双周期系统的静力与动力分析．

循环双周期系统控制方程的解耦

证明了Ｕ变换方法可使具有循环双周期特性的运动方程组（代数或微分方程组）解耦，给出了解耦方程的基本形式，所得结果可广泛应用于循环双周期系统的静力与动力分析．

热分析与热力耦合分析的轮胎模具温度场分布

以63.5#硫化机使用的1188型号的轮胎模具为例,模具的型腔由硫化12R22.5规格轮胎的花纹块与上、下侧板组合而成,以此模具结构为模型,利用ANSYS有限元分析软件,对模具结构进行了热分析、热力耦合分析与结构应力分析,热分析过程中只考虑硫化机的加热源对模具温度场分布的影响,热力耦合分析考虑了热源与受力同时作用下,模具型腔温度和应力的分布情况。以热分析与热力耦合分析的结果为依据,从模具平均温度、花纹块温度、花纹块上、下端温差等方面对2种方法的效果进行了对比,给出结构应力分析的模具型腔应力分布曲线与热力耦合分析的模具型腔应力分布曲线。