400 km/h高速铁路轮轨噪声与二次结构噪声预测及分析

为评估400 km/h高速铁路列车通过桥梁时产生的轮轨噪声与二次结构噪声,基于统计能量分析法、有限元-边界元法,建立轮轨噪声和二次结构噪声数值预测模型。在此基础上,从轮轨粗糙度、车速和扣件刚度3个方面,分析轮轨粗糙度变化、车速变化以及扣件刚度变化对高速铁路高架段轮轨噪声和二次结构噪声的影响。研究结果表明:(1)在仅改变轮轨粗糙度情况下,综合噪声的变化趋势一致,随着轮轨粗糙度的增大,综合噪声也呈现增大趋势,并且轮轨粗糙度每增加1 dB,声压级增加1 dB(A);(2)在仅改变车速情况下,综合噪声的变化趋势一致,随着车速的增大,综合噪声也呈现增大趋势,但是噪声增大的速率变缓;(3)在仅改变扣件刚度情况下,扣件刚度变化对综合噪声的影响,主要集中在50~800 Hz频段,在其他频段范围内,综合噪声几乎不受扣件刚度变化的影响。在50~200 Hz频段,随着扣件刚度的增大,综合噪声也相应增大;而在200~800 Hz频段,随着扣件刚度的增大综合噪声数值减小。

基于二维相关红外光谱对pH值影响大豆分离蛋白二级结构含量的快速分析

为满足不同种类食品对大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)不同功能性的需求,本研究利用红外光谱快速采集70组不同pH值处理后SPI的数据,探讨pH值变化对SPI结构含量的影响。使用均值中心化、多元散射校正、标准正态变量变换和归一化算法对红外光谱数据进行预处理,基于二维相关红外光谱提取特征波段,再利用偏最小二乘(partial least square,PLS)法和算术优化算法-随机森林(arithmetic optimization algorithm-random forests,AOA-RF)建立不同pH值条件下SPI结构及含量的预测模型。结果表明,经均值中心化和多元散射校正结合处理后,α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲模型的相对标准偏差分别为1.29%、1.60%、1.37%、7.28%,两者结合对光谱数据的预处理效果最佳。预测α-螺旋和β-折叠含量最优模型为AOA-RF(特征波段),校正集决定系数为0.9350和0.9266,预测集决定系数为0.8568和0.8701;预测β-转角和无规卷曲含量最优模型为PLS(特征波段),校正集决定系数为0.9154和0.8817,预测集决定系数为0.8913和0.7843。本研究结果可为工业生产过程中产品质量快速检测和工艺条件控制提供理论支撑。

氢氧化钠分子结构原位漫反射一维及二维漫反射中红外光谱研究

通过原位一维漫反射中红外(MIR)光谱开展了氢氧化钠分子结构研究。实验发现,氢氧化钠分子结构主要红外吸收模式包括OH基团伸缩振动模式(νOH-NaOH-_(一维))和OH基团面内摇摆振动模式(ρOH-NaOH-_(一维))。进一步开展了氢氧化钠分子结构的原位二维漫反射MIR光谱研究。采用原位漫反射一维及二维漫反射MIR光谱开展氢氧化钠结构研究,对氯碱工业具有重要意义。

K型井架悬挂机械手二层台结构设计与测试

钻机井架上的二层台增加悬挂式机械手可以提高钻采效率,但会导致二层台整体受力增大,而传统井架二层台结构设计时未考虑增加悬挂式机械手,需要改进其结构,提高二层台承载能力以满足加装二层台机械手后的井架整体承载要求。在现有二层台结构基础上,对普通井架二层台改进结构设计,优化力学结构,强化二层台承载性能,用Ansys软件对该设计模型进行了数值计算和结构分析。利用STS-WiFi无线结构测试系统对优化结构后的二层台进行现场应变测试,通过砝码施加阶梯载荷并实时监测二层台关键测试点的应力变化。整理分析测试数据并将现场测试结果与理论计算结果比较,研究表明现场测试结果与理论计算结果相吻合,该增加悬挂式机械手的二层台结构设计满足强度要求,可用于钻采作业。

二维点阵超结构材料的弯曲变形及其连续统模型

由梁或杆等结构单元组成的二维点阵超结构材料广泛应用于不同的技术领域,其重要的特点是通过单胞结构的设计可以显示许多传统材料不具备的独特力学行为.本文简要综述此类材料弯曲变形研究的近期进展,着重聚焦于非常规的弯曲模式和主导机制以及相应的连续统理论模型,并对所面临的主要问题和挑战作了展望.

高邮凹陷花庄地区阜二段页岩储层孔喉结构特征研究

高邮凹陷深凹-内坡带花庄地区阜二段(E_(1)f_(2))是苏北盆地页岩油勘探的有利地区和层段,为进一步明确花庄地区E_(1)f_(2)页岩储层特征,以有利区内系统取心井HY1井为依托,通过岩心观察,运用薄片鉴定、氩离子剖光-扫描电镜、高压压汞、氮气吸附以及核磁共振等多种方法联合精细表征页岩孔隙结构,分析了HY1井E_(1)f_(2)取心页岩段页岩的孔隙度、孔隙类型及连通性、孔喉特征、全尺度孔径大小等。研究表明,花庄地区E_(1)f_(2)发育3类10种孔隙类型,以无机孔为主;其中纹层状长英质灰云质混积页岩和灰云页岩孔隙度相对较大,碳酸盐岩粒间(内)孔和颗粒边缘孔更为发育,孔隙多为H2-H3型和H3型,连通性较好,喉道相对略大,孔隙结构呈三峰特征,中-大孔占比较高,孔径主体分布大于100 nm,储层条件最为有利,其发育层段可作为高邮凹陷花庄地区阜二段页岩油勘探“甜点”层之一。

二维码技术在飞机结构强度试验应变信息管理中的应用

针对飞机结构强度试验中应变信息记录,开发了基于二维码技术试验应变信息管理系统,以提高试验部署效率和信息记录准确性和便捷性。该系统将二维码技术与试验信息管理相结合,实现了对试验信息的快熟识别、信息采集和存储管理。介绍该系统的设计原理和应用效果。

二氢杨梅素结构修饰及生物活性研究进展

二氢杨梅素是一种二氢黄酮醇,具有抗菌、抗炎、抗肿瘤以及保肝护肝等多种生物活性。由于其结构中的6个羟基导致其脂溶性差及生物利用度低,因此对其进行结构修饰以期提高生物利用度和生物活性。本文综述了二氢杨梅素的化学法结构修饰及其生物活性等研究工作,化学修饰方法涉及醚化反应、酯化反应和金属配合物等方法,合成的衍生物具有抗病毒、抗菌、抗氧化、神经保护以及抑制肿瘤细胞增殖等活性,并且提出二氢杨梅素结构修饰过程中存在的挑战及发展方向,为更好地开发二氢杨梅素衍生物提供技术服务。

进化论系列讲座(三十四) 进化论进入分子生物学时代——(二)DNA双螺旋结构揭秘

“四核苷酸假说”之否定早在20世纪初,德国生物化学家科赛尔(Ludwig Karl Martin Leonhard Albrecht Kossel,1853-1927)和他的两个学生研究发现了核酸的基本化学结构,认定其为许多核苷酸组成的大分子,核苷酸则由碱基、核糖和磷酸构成。根据所含核糖的不同(核糖或脱氧核糖),核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。

萘二膦酸锰配位聚合物:合成、晶体结构和磁性质

从1,4-萘二膦酸配体出发,采用水热法合成了一例萘二膦酸锰配位聚合物:[Mn(1,4-ndpaH_(2))(4,4-bpy)(H_(2)O)_(2)]·3H_(2)O(1,4-ndpaH 4=1,4-萘二膦酸,4,4′-bpy=4,4′-联吡啶),通过单晶X-射线衍射、元素分析、红外光谱、粉末X-射线衍射及热重分析表征了聚合物的结构和热稳定性。单晶结构分析表明,目标聚合物中金属MnⅡ离子呈六配位畸变的八面体几何构型,相邻的金属Mn^(Ⅱ)离子通过辅助配体4,4′-bpy连接成一维链,这些一维链再进一步通过萘膦酸配体连接成二维层状结构,结晶水分子填充在层间空隙内,通过氢键和范德华作用力固定于骨架结构中。目标聚合物的磁学性质研究表明,MnⅡ离子之间存在反铁磁相互作用。

二维多孔结构剪切变形及破坏特性研究

基于理论建模、有限元仿真和实验测试研究了二维多孔结构剪切变形及破坏特性,分析几何参数改变对整体抗剪性能的影响。通过有限元仿真获取剪切变形规律,采用框架剪切夹具进行剪切实验,与有限元仿真结果进行对比分析。结果表明:剪切变形破坏主要为靠近结点处单元胞壁的拉伸破坏与剪切破坏,损伤从结构边缘向内部渐进扩展。单元胞尺寸、壁厚对结构的剪切性能有明显影响,厚度与排列角度对剪切性能影响较小;在正六边形、内凹型和半凹型多孔结构中,正六边形的二维多孔结构的抗剪性能最好。

基于2,5-二溴对苯二羧酸配体的镧系金属有机骨架的合成、结构及性质

采用溶剂热法,以2,5-二溴对苯二甲酸(H_(2)L)为配体,分别与六水合硝酸钕、六水合硝酸钆反应合成了_(2)种镧系金属有机骨架(MOFs):{[Nd_(2)(L)_(3)(DMF)_(2)(H_(2)O)_(2)]·_(2)DMF}n(1)和{[Gd_(2)(L)_(3)(DMF)_(2)(H_(2)O)_(2)]·2DMF}n(_(2))。通过单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、红外光谱、元素分析、荧光光谱、热重分析等测试方法对其进行了结构表征与性质研究。结果表明,2个配合物均是以稀土离子为金属节点,与配体相互连接,形成无限延伸的三维网状结构。

保温时间对二次炭化型煤微结构的影响与力学-渗流特性强化研究

物理模拟试验是煤矿瓦斯灾害发生机制与防控的一种有效方法。目前开展煤矿瓦斯灾害物理模拟试验所用型煤材料其力学强度、渗透率与原煤差异性较大,如何改善型煤(BC)的抗压强度、渗透率是型煤成型过程中面临的关键问题。基于此,采用热压成型方法制作了若干不同保温时间下二次炭化型煤,并采用SEM、NMR、XRD、FTIR、MTS-815岩石力学试验系统和含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流试验装置对不同保温时间下二次炭化型煤进行测试分析,分析了不同保温时间对其表面形貌、T2谱形态、孔隙度、微晶结构、基本结构单元芳香烃、烷基侧链和各种官能团演化规律,厘清了不同保温时间下二次炭化型煤的力学及渗流特性,并确定最优的保温时间。结果表明:随着保温时间的增加,二次炭化型煤表面粗糙度、孔径逐渐变大,且增至6.7 h后,BC表面有裂隙出现,保温时间越长,裂隙越明显;BC累计孔隙度及中孔孔隙度逐渐增大,而微孔孔隙度逐渐减少;芳香层间距(d_(002))呈先减后增,而微晶直径(L_(a))和微晶高度(L_(c))均先增后减;脂肪链的长度减少,芳香环的缩合程度(A_(ar)/A_(al))呈先增大后减小;单轴抗压强度呈先增大后减小,渗透率呈先减小后增加。在保温时间为5.3 h为最佳保温时间,此时热压BC的单轴抗压强度和弹性模量都最大、泊松比和渗透率最小,其力学强度、渗透率和密度依次为9.85 MPa,1.49×10^(-15)m^(2)和1.127 g/cm^(3)。该研究为提高煤矿瓦斯灾害发生机制与防控基础试验中的真实还原性,有效预防控制煤矿瓦斯灾害事故具有重要的现实指导意义。

5,5−二甲基乙内酰脲体系无氰镀镉层的结构及耐蚀性

[目的]研究5,5−二甲基乙内酰脲(DMH)体系无氰镀镉层的结构及性能,为拓宽其应用提供实验数据。[方法]选用碱性DMH体系电镀镉,采用扫描电镜和X射线衍射仪分析Cd镀层的微观结构,通过电化学测试、中性盐雾试验及长期浸泡试验研究Cd镀层的耐蚀性及其腐蚀行为演变规律。[结果]DMH体系Cd镀层外观呈亮白色,晶粒呈六棱柱形,尺寸虽略大于氰化物Cd镀层,但更致密,并且在(002)晶面呈高择优取向,其织构系数达到了99.834%。DMH体系Cd镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流密度约为氰化物Cd镀层的40%,可以经受876 h中性盐雾腐蚀。经六价铬钝化的Cd镀层在2384 h的中性盐雾试验后仍未出现红锈。长期浸泡腐蚀过程中,镉镀试样的腐蚀控制步骤及腐蚀速率会随腐蚀产物的生成和破坏而变化。[结论]碱性DMH体系Cd镀层的耐蚀性可与氰化物Cd镀层相媲美,有望用于航空结构钢部件的防护。

星载二维转台U型架结构轻量化与优化设计

星载二维转台是空间相机等光电设备的主要承载机构,U型架是转台的关键支撑部件。为了对星载二维转台U型架进行结构优化与轻量化设计,研制高承载比和轻量化的星载二维转台,本文设计了一种用于星载二维转台的碳纤维复合材料U型架。首先,利用碳纤维复合材料代替钛合金材料,结合考虑工艺性,设计了一种变截面管状结构U型架。接着,按照基于铺层工艺的有限元建模方法对碳纤维U型架进行有限元建模与仿真分析。然后,试制U型架样机并通过模态试验验证有限元模型的准确性。最后,提出一种理论分析法、遗传算法、有限元法相结合的三级优化方法对碳纤维U型架铺层角度、铺层厚度与铺层顺序进行优化设计。结果表明:模态试验与仿真得到的U型架振型完全一致,频率相差在5%以内。初始设计的碳纤维U型架比钛合金U型架质量减少了45.7%,通过对复合材料铺层的优化设计,使U型架质量进一步减少了13.8%,固有频率提升了10.14%。本文所采用的复合材料建模与优化方法正确,设计的碳纤维U型架满足星载二维转台轻量化设计需求。

天然橡胶中蛋白质的酰胺Ⅲ带二级结构及其热变性

采用中红外(MIR)光谱对天然橡胶中蛋白质酰胺Ⅲ带的二级结构及其热变性进行了研究。变温去卷积MIR光谱结果表明,酰胺Ⅲ带二级结构在293~393 K的温度范围内升温时,无规则卷曲、β-折叠、α-螺旋及β-转角二级结构的红外吸收峰强度降低。二维MIR光谱结果表明,酰胺Ⅲ带二级结构对热的敏感程度存在较大差异,其中无规则卷曲二级结构最先改变。热扰动因素下,无规则卷曲二级结构改变是整个酰胺Ⅲ带二级结构改变的关键步骤。

基于多核LSSVM的谷物蛋白质二级结构预测与优化

蛋白质的二级结构对其空间结构和功能有着极其重要的影响,利用机器学习方法进行谷物蛋白质二级结构预测是生物和食品领域的重要研究内容。作者在现有蛋白质数据库中选取玉米、小麦、大豆的谷物蛋白质,使用多特征融合方式对蛋白质序列进行特征提取,提出将多核学习与最小二乘支持向量机(LSSVM)相结合,以多个核函数的线性加权组合代替传统单一核函数,利用核权重调整融合效果,构建多核LSSVM模型预测谷物蛋白质二级结构。使用粒子群优化算法(PSO)对模型超参数进行优化,寻找最佳超参数组合提升模型预测性能。研究结果表明,多核LSSVM模型能够改善单一核函数高维映射的局限性,融合各核函数优势,通过PSO算法获取最佳超参数组合。该模型结合多特征提取方式显著提高了谷物蛋白质二级结构预测的Q_(3)准确率。

二水磷石膏-电石渣-镍铁渣三元胶凝体系的性能与微观结构

以二水磷石膏-电石渣-镍铁渣三元胶凝体系制备全固废胶凝材料,研究电石渣与二水磷石膏掺量对三元胶凝体系性能的影响,并采用XRD、扫描电镜分析了体系的水化产物、微观形貌和元素组成。结果表明:二水磷石膏和电石渣均会降低三元胶凝体系的流动度;受二水磷石膏中磷、氟等缓凝成分的影响,三元胶凝体系的凝结时间被大大延长,3 d抗压强度也随之下降,但二水磷石膏的掺入有利于后期强度的增长;电石渣的掺入缩短了三元胶凝体系的凝结时间,但降低了体系的抗压强度;三元胶凝体系的水化产物主要为C-A-S-H凝胶与钙矾石;三元胶凝体系表现出较高的膨胀率,但在2 d后体积变化趋于稳定;界面过渡区中氢氧化钙的富集与膨胀裂缝造成了高电石渣掺量情况下集料与凝胶间的黏结力下降,使抗压强度下降。

正畸二次矫治行为动机影响因素的结构方程模型初探

目的:探究二次矫治行为动机因素对再治疗作用大小和相互关系。方法:有正畸治疗史的大学生填写调查问卷,经样本成分分析、单因素分析、信效度分析、因子分析,获得二次矫治动机的潜在因素,构建结构方程模型(SEM)探索性分析各因素对二次矫治动机作用大小和影响关系。结果:559名有正畸治疗史的受访者中217人有二次矫治意向(男性32.26%,女性67.74%)。结构方程模型标准化路径系数提示牙齿排列情况和牙列咬合状态对口腔功能因素的影响强度分别是0.27和0.26,影响程度较弱。牙齿排列情况对外貌因素的影响强度是0.54,影响程度一般。外貌因素、牙排列情况、口腔功能、牙列咬合状态对二次矫治需求的影响强度分别是0.84、0.68、0.73、0.66,各影响程度较强。结论:女性大学生二次矫治需求高于男性。前牙美学微笑曲线、和谐美观的面部软组织和完美的侧貌轮廓是二次矫治患者共同的心理追求。牙排列因素是二次矫治需求的基础因素。首次矫治未达预期是二次矫治需求重要的心理因素。

利用最小二乘法的网壳结构点云节点中心坐标提取

为解决网壳结构节点坐标测量困难、处理效率低等问题,本文提出基于网壳结构扫描点云的节点中心坐标提取方法:应用三维激光扫描技术采集网壳结构点云数据并预处理;然后基于设计模型,对初始点云模型进行网壳节点局部点云分割和节点多平面拟合,判定拟合平面的属性特征并修正侧面的法向量方向;最后利用空间约束关系及最小二乘算法求取网壳结构节点的精确中心坐标。以三亚国际免税城项目为例开展应用,结果表明所提方法求取的网壳结构节点中心坐标与全站仪实测结果偏差均值为2.89 mm,效率相比传统方法提高近4倍,较大提升了网壳结构节点中心坐标的提取精度和效率,为后续网壳结构施工偏差复核、幕墙板材的深化设计与加工等工程化应用提供了准确的数据支撑。