基于TD3-PER的氢燃料电池混合动力汽车能量管理策略研究

为优化氢燃料电池混合动力汽车的燃料经济性及辅助动力电池性能,提出了一种基于优先经验采样的双延迟深度确定性策略梯度(TD3-PER)能量管理策略。采用双延迟深度确定性策略梯度(TD3)算法,在防止训练过优估计的同时实现了更精准的连续控制;同时结合优先经验采样(PER)算法,在获得更好优化性能的基础上加速了策略的训练。仿真结果表明:相较于深度确定性策略梯度(DDPG)算法,所提出的TD3-PER能量管理策略的百公里氢耗量降低了7.56%,平均功率波动降低了6.49%。

数字孪生制造单元多维多尺度建模与边—云协同配置

为了解决离散型智能车间多维、多尺度、高保真建模及其软硬件配置与协同问题,以离散型智能车间的基本实现单元——数字孪生制造单元为对象,从数据—知识混合驱动的角度,探明新一代信息技术赋能下数字孪生制造单元的构成要素与关键特征,提出数字孪生制造单元的多维多尺度智能空间模型及其高保真建模方法。进一步从边—云协同的角度构建软硬件集成的数字孪生制造单元配置模型,建立了基于智能合约的数字孪生制造单元边—云协同运行与智能化管控机制。采用Java Web技术开发了数字孪生制造单元原型系统,并以航空发动机整体叶轮加工过程为案例,验证了所提模型与方法的正确性和有效性。

基于数字孪生的智能制造单元仿真实验系统

为丰富智能制造专业课程的实验教学内容,依据数字孪生思想,提出了一种多维模型融合的数字孪生系统模型集成方法,用于智能制造相关知识的实验教学,并以机器人上下料工作站为案例,搭建了基于数字孪生的智能制造单元实验系统。在数字孪生系统框架的基础上,对智能制造单元进行多维模型融合分析,对智能制造单元数字孪生体进行建模与分析,可以准确监控智能制造单元的实时状态,验证了基于数字孪生的智能制造单元实验系统的可行性和有效性。同时也为智能制造单元认知实验、生产过程管控实验等提供基础。

面向多视图的数字孪生制造单元数据集成与服务方法

传统车间在数据集成与服务方面存在智能化程度低、存储介质和生产介质单一的问题,为了解决这些问题,以数字孪生制造单元为研究对象,提出了面向多视图的数据集成与服务方法。首先,基于开放性生产控制和统一架构信息模型,构建了模型与数据实体之间的映射关系,并通过自组织的数据存储方法实现了制造单元的数据集成。其次,设计了面向多视图应用的表述性状态转移数据服务方法。最后,以数字孪生制造单元中具体的生产应用为案例,验证了所提方法具有更少的数据服务耗时和网络请求次数,可以有效提升数据集成的实时性。

基于数字孪生的航天器结构件产线重构与自适应调度方法

针对航天器结构件机加工产线配置和计划调度难度大,产线整体占用率高、利用率低,产能提升受限等问题,提出一种基于数字孪生的航天器结构件产线重构与自适应调度方法。以“基于数字孪生的可视化监控+产线快速重构+实时感知自适应调度”运行机制为基础,对上述方法的3个关键实现技术,即基于数字孪生的三维可视化监控、基于任务和车间运行状态数据驱动的生产线快速重构、基于重构产线与实时感知数据的自适应调度进行详细阐述。设计开发基于数字孪生的产线快速重构与自适应调度系统,验证方法有效性。

孪药ST-11对氧糖剥夺/再灌注致PC12细胞损伤的保护作用及机制

目的研究川芎嗪-灯盏乙素苷元孪药ST-11对氧糖剥夺/再灌注(OGD/R)致大鼠肾上腺髓质嗜铬细胞瘤PC12细胞损伤的保护作用及机制。方法将细胞分为空白组、模型组、尼莫地平组(阳性对照,5μmol/L)、ST-11不同浓度组(5、10、20μmol/L)。预先给药干预24 h后,除空白组外的其余各组细胞均以含10 mmol/L Na_(2)S_(2)O_(4)的无糖DMEM培养基缺糖缺氧培养4 h,待复糖复氧培养4 h后,检测各组细胞的存活率,细胞上清液中乳酸脱氢酶(LDH)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)的含量,细胞凋亡率,细胞活性氧(ROS)和线粒体膜电位(MMP)水平,以及B细胞淋巴瘤2相关X蛋白(Bax)、B细胞淋巴瘤2(Bcl-2)及胱天蛋白酶3(caspase-3)蛋白的表达情况。结果与空白组比较,模型组的细胞存活率,上清液中CAT、GSH和SOD含量,细胞MMP水平,细胞Bcl-2蛋白的相对表达量和Bcl-2/Bax比值均显著降低(P<0.05),而上清液中LDH、MDA含量,细胞ROS水平,细胞凋亡率,细胞Bax、caspase-3蛋白的相对表达量均显著升高(P<0.05)。与模型组比较,ST-11各浓度组上述指标(5μmol/L ST-11组caspase-3蛋白除外)均显著逆转(P<0.05)。结论ST-11对OGD/R致PC12细胞损伤具有一定的保护作用,且作用可能与减少细胞氧化应激、抑制细胞凋亡有关。

基于Matlab/Simulink燃料电池系统数字孪生模型开发

文章主要用了Matlab/Simulink软件对PEM燃料电池系统进行数字孪生模型开发,并且采用半机理半经验的模型搭建方法,将PEM燃料电池系统中的重要辅助子系统:电堆、空气供给系统与冷却系统等模型的搭建过程详尽的讲解。

单箱双室简支箱梁的剪力滞效应研究

研究目的:多室箱梁在竖向弯曲变形时,对应于初等梁理论纵向应力计算模式,存在多种横向剪力滞效应模式。本文在分析单箱双室箱梁剪力滞效应的基本模式和力学机理的基础上,结合铁路单箱双室简支箱梁算例,研究在跨中集中力和满跨均布荷载下,不同剪力滞效应模式的分布规律。以对剪力滞效应影响较为突出的高跨比为变量,研究高跨比变化对各剪力滞模式的影响规律。研究结论:通过对双室箱梁的剪力滞效应分析,得出:(1)以双室箱梁为代表的多室箱梁,对应于同一纵向对称荷载,存在着多种剪力滞效应模式,且不同模式的剪力滞效应差异较大;(2)在单箱双室箱梁的多种剪力滞效应模式中,集中力仅作用于中腹板时,截面的剪力滞效应最为突出,同时剪力滞效应对高跨比的改变最为敏感;(3)考虑到多室箱梁剪力滞效应的多模式性,在进行多室箱梁设计时,应充分考虑不同荷载作用模式对剪力滞效应的影响;(4)本文研究方法和结论可为多室箱梁桥的设计和力学分析提供理论借鉴。

单箱双室简支箱梁剪切变形及剪力滞双重效应分析

基于各个翼板选取不同的最大剪切转角差为剪力滞广义位移,应用能量变分原理分别推导出了考虑和不考虑剪切变形时单箱双室截面控制微分方程组,结合边界条件给出了箱梁纵向应力和竖向挠度的初参数解,从力学、数学角度上证实了剪切变形和剪力滞效应是两个相对独立的力学行为,进一步阐述了二者对箱梁的影响,即剪切变形对箱梁截面纵向应力无影响,但是对竖向挠度有很大的影响.数值算例表明,利用该文解和数值解分析跨中截面剪力滞系数横向分布规律,二者吻合程度良好,其横向分布规律与单室箱梁类似,唯独不同之处是边腹板处的剪力滞效应比中腹板处的剪力滞效应略微大一些;挠度计算表明,剪切效应使得该箱梁在集中和均布荷载作用下跨中挠度分别增大4.6%和2.7%.

剪力滞效应对箱形梁挠度影响的研究

从剪力滞翘曲应力的轴向平衡条件出发,选取双室箱梁的合理翘曲位移函数,引入相应于剪力滞翘曲变形的惯性矩和惯性积等几何特性,用能量变分法建立薄壁箱梁剪力滞效应分析的控制微分方程。通过求解控制微分方程,导出集中荷载和均布荷载作用下简支箱梁和悬臂箱梁的挠度公式及有限梁段单元刚度矩阵,模型试验和ANSYS壳单元计算结果证实了其正确性。结合简支、悬臂和连续箱梁数值算例,具体分析剪力滞效应对箱梁挠度的提高程度。结果表明,无论在集中荷载还是均布荷载作用下,剪力滞效应对简支箱梁的挠度均有显著提高。在集中荷载作用下,剪力滞效应对连续箱梁挠度的提高可达14%;对于跨宽比约为4.0～6.0的简支箱梁,可将按初等梁计算的跨中挠度乘以提高系数1.05～1.11;计算悬臂箱梁的挠度时,一般可以忽略剪力滞效应的影响。

单箱双室波形钢腹板PC箱梁剪力滞效应分析

研究目的:由于不同的刚度分布,波形钢腹板预应力混凝土箱梁截面剪力滞效应与普通预应力混凝土箱梁截面存在较大差异,为研究单箱双室波形钢腹板预应力混凝土箱梁的剪力滞效应,借助有限元分析软件ANSYS建立单箱双室波形钢腹板预应力混凝土箱梁空间模型,分析两种典型荷载工况下典型截面的应力分布,得到典型截面的剪力滞系数,并与普通预应力混凝土箱形梁作比较,分析讨论7种几何参数变化条件下箱梁剪力滞系数的变化情况。研究结论:(1)采用波形钢腹板略增大了各断面的最大剪力滞系数;(2)对于顶板而言,中腹板的剪力滞系数大于边腹板,底板反之;(3)剪力滞系数的主要影响参数是宽跨比、承托长度、顶板厚度,横隔板数量对剪力滞系数的影响甚小;(4)该研究成果对波形钢腹板预应力混凝土箱梁设计及计算分析具有参考借鉴价值。

单箱双室箱梁的剪力滞效应分析

针对单箱双室箱梁,考虑各翼板间剪力滞翘曲的差异,并结合全截面轴力自平衡条件,定义了箱梁各翼板的剪滞翘曲位移函数.利用最小势能原理,建立了双室箱梁考虑剪力滞效应的控制微分方程.对一典型的单箱双室简支箱梁,利用空间板壳数值方法和本文解析解方法,研究了满跨均布载荷和跨中集中力作用下截面的剪力滞分布规律.结果表明,本文提出的剪力滞翘曲位移模式能够反映双室箱梁各翼板间剪力滞翘曲的差异,本文解析解与有限元数值解吻合良好.双室箱梁中腹板部位顶、底板处的剪力滞效应与边腹板部位有一定差异,对算例结构,中腹板部位的顶、底板应力小于边腹板部位的应力.

箱形梁剪滞效应分析的一维有限元法及其应用

为了分析变截面箱梁及特殊支承连续箱梁等复杂结构的剪滞效应,在引入剪滞广义力矩及翘曲几何特性的基础上,提出一种改进的梁段有限元法。选取控制微分方程的齐次解作为单元位移函数,以各积分常数为中间转换变量,推导箱梁剪滞效应分析的梁段单元刚度矩阵和等效节点力向量的具体表达式,并导出用单元节点力直接计算应力的一般公式。用FORTRAN语言编制箱梁剪滞效应分析的一维有限元电算程序BGAS,对三个有机玻璃箱梁模型进行计算并与实测值比较。结果表明,所提出的梁段单元用于分析复杂箱梁的剪滞效应是可靠的;在竖向荷载作用下,各种箱梁的剪滞力矩与弯矩具有相似的分布规律,而且数值大小也基本接近。

斜交支承连续箱梁剪力滞效应的梁段有限元分析

选取二次抛物线作为剪力滞翘曲位移函数,用能量变分法导出双室箱梁剪力滞控制微分方程。通过分别建立单元两端支点处和梁轴处位移之间的变换关系,考虑弯曲、约束扭转及剪力滞变形之间的耦合关系,提出一种适用于斜交支承连续箱梁剪力滞效应分析的梁段单元。对一斜交支承3跨连续双室箱梁模型的计算值与ANSYS壳单元计算值和实测值均吻合良好,证明该单元是可靠的。详细分析斜交支承角度变化对斜交支承3跨连续箱梁剪力滞效应及内力分布的影响,结果表明:与常规支承箱梁相比,斜交支承箱梁的剪力滞效应更为显著;控制截面的弯矩和剪滞力矩均随着斜交支承角度增大而减小,但双力矩却随斜交支承角度增大而增大;荷载横向作用位置对双力矩的分布有显著影响;剪力滞和约束扭转引起的翘曲应力在总应力中占较大比例,设计中必须认真对待。

单箱双室简支箱梁剪切变形剪力滞效应分析

基于各个翼板选取不同的最大剪切转角差为剪力滞广义位移,考虑剪力滞和剪切变形双重效应,应用能量变分原理推导出双室箱梁受竖向对称荷载时的截面控制微分方程组,采用降阶法并结合边界条件导出相应的闭合解,从力学和数学角度解释剪切变形对箱梁截面纵向应力无影响。以典型的单箱双室简支箱梁为例,利用数值方法和本文解析解方法,研究满跨均布力和跨中集中力荷载作用下,跨中截面剪力滞横向分布规律和高跨比对剪力滞效应的影响规律,研究结果表明:顶(底)板与腹板交汇处表现为正剪力滞效应,单室顶(底)板中心表现为负剪力滞效应;集中力、均布力下跨中截面测点剪力滞系数随高跨比的变化分别呈线性、曲线分布,顶(底)板与腹板交汇处测点剪力滞系数随高跨比的增大而增大,单室顶(底)板中心测点剪力滞系数随高跨比的增大而减小。

单箱双室箱梁剪力滞效应的差分解

从满足剪力滞翘曲应力的轴向平衡条件出发,选取三次抛物线翘曲位移模式,考虑了悬臂板宽度及上下翼板至形心轴不同距离的影响,从而更合理反映箱形梁剪力滞翘曲应力.导出了剪力滞翘曲惯性矩、惯性积和面积等几何特性计算公式.根据最小势能原理,建立了薄壁箱梁挠曲剪力滞的控制微分方程.采用有限差分法推导出变截面悬臂箱梁剪力滞效应计算式和边界条件.运用Ansys有限元软件中的Shell63单元进行建模,分析单箱双室三跨连续箱梁剪力滞效应的分布规律.对比分析了翘曲位移模式及轴力平衡条件对剪力滞效应的影响.结果表明:二、三次抛物线均不是最合理的位移模式;连续箱梁的剪力滞效应受翘曲位移模式的影响很小;轴力平衡条件对应力分布的影响亦很小.

单箱双室组合箱形梁桥静力学特性的研究

为了准确分析单箱双室波纹钢腹板组合箱梁的竖向弯曲力学性能,考虑了组合箱梁的剪力滞、剪切变形、腹板褶皱效应以及剪滞翘曲应力自平衡等因素,设置了3个剪滞纵向翘曲位移差函数,进而基于能量变分法建立了组合箱梁的弹性控制微分方程和自然边界条件。研究表明,褶皱效应对组合箱梁力学性能具有一定影响,且集中荷载下组合箱梁的褶皱效应更为突出;简支边界条件下,组合箱梁剪力滞效应明显,特别是集中荷载组合箱梁的剪力滞效应趋强;本文方法具有一定的理论和工程实用价值,且对该类结构设计具有重要的指导作用。

豇豆螺旋茎段维管组织观察及其成因分析

豇豆(Vigna unguiculata Linn.)的茎缠绕支持物形成右手螺旋,其茎段经水浸泡去表皮后可见维管纤维沿茎轴方向呈左手螺旋状排列。用徒手切片法观察螺旋型和直线型茎段各节间中部的横切面,发现二者木质部导管分子均由内至外呈对称的扇形排列;螺旋型茎段各节间扇形的角度均显著小于直线型茎段对应节间的扇形角度(p<0.05);除第1节间外,螺旋型茎段各节间扇形纵横比均显著大于直线型茎段对应节间的扇形纵横比(p<0.05)。分析表明,茎的两种螺旋之间存在扭力平衡;螺旋型与直线型茎段横切面导管分子扇形排列的差异可能是茎段扭转过程中受挤压所致。此外,茎段扭转并不是细胞横向不对称扩张的结果,而可能是由各侧细胞不均衡的纵向生长所造成。

双螺杆挤压膨化破碎啤酒酵母细胞壁的研究

利用自行研制的双螺杆挤压膨化设备对啤酒酵母进行了挤压膨化破壁研究。通过单因素和正交优化试验,结果表明,在供料速度为4Hz、螺杆频率为35Hz、膨化温度130℃～140℃、加水量为10mL/min的情况下进行挤压膨化破壁,破壁率可达79.21%。所得的挤压样品与原料相比,可溶性蛋白含量增加了132%,酶解后可溶性蛋白质含量增加了156%,谷胱甘肽含量降低了14%,容重降低了55%。不仅大幅度提高了吸收利用率,还实现了对酵母的各种功效成分的提取。

荷载横向变位下的单箱双室剪力滞效应研究

荷载横向对称变位时,箱梁顶板、底板纵向位移存在差异,因此顶板、底板采用不同的剪力滞广义位移,同时在计算外力势能时应考虑荷载横向位置的影响,选取余弦函数为剪力滞翘曲位移函数,利用能量变分原理推导出荷载横向变位下的箱梁截面控制微分方程,结合边界条件给出均布荷载下箱梁顶板、底板的纵向应力解。选择一典型的单箱双室简支箱梁,分析跨中截面顶板、底板的剪力滞横向分布规律,高跨比对跨中截面关键点剪力滞系数的影响规律,研究表明:荷载由边腹板对称向单室顶板中心移动时,顶板与腹板交汇处剪力滞系数将由正剪力滞变为无剪力滞,再由无剪力滞变为负剪力滞,但是对底板的剪力滞效应的影响几乎很小,底板与腹板交汇处剪力滞系数基本保持正剪力滞;荷载不同的横向变位下,高跨比对剪力滞效应的影响各不相同,因此在多箱室设计中应充分考虑荷载变位的影响。此外本文计算结果与有限元数值解吻合良好,能够正确的反映剪力滞规律。