Solidworks应用于《机械设计课程设计》课程教学

在《机械设计课程设计》课程教学中引入计算机辅助设计软件Solidworks作为辅助教学手段,通过该软件特有的运动仿真功能,建立闭式齿轮传动、锥齿轮传动、开式齿轮传动、链轮绞盘机构的虚拟模型,装配各传动机构,检查、优化设计方案,实现了传动装置的运动仿真,完成了该锚机系缆装置的模拟设计,锻炼了学生的软件使用技能,增强了学生对理论知识的深入理解和应用,激发了学生对机械课程深入学习的兴趣,提高了学生的机械设计水平,同时有助于培养学生工程实践和综合应用能力,达到了预期的教学效果。

基于改进YOLOv5s的道路裂缝检测算法

为了解决道路巡检系统光学传感器采集的裂缝图像中颜色特征不明显且尺寸不规则造成检测精度不高、泛化能力不足的问题,提出改进YOLOv5s的裂缝检测算法。将结合深度可分离卷积(Depthwise Separable Convolution, DSC)的全局注意力(Global Attention Mechanism, GAM)引入主干特征提取网络,在降低注意力复杂度的同时获得丰富的跨维度特征,增强了裂缝的识别能力;采用空间金字塔软池化网络(Spatial Pyramid Softpool, SPSF),通过Softpool池化保留多维语义以减少信息弥散,提高了边界框回归的准确性;在颈部特征增强网络,运用空洞深度可分离卷积(Atrous DSC)进行下采样,通过扩大感受野加强深层和浅层信息的聚合能力,提高裂缝识别的泛化性。经过在自制道路裂缝数据集上的实验,相较于YOLOv5s,改进算法的mAP提高2.2%,有效提升了道路裂缝检测的准确性和对不同背景下裂缝识别的泛化能力。

复杂管道浓差腐蚀机制深入分析

在关于管道的流动加速腐蚀研究中,浓差腐蚀这一机制一直被忽视,这是因为这种腐蚀的出现需要一定的条件,即流体中的氧的分布存在较大的差异。为了揭示这种机制的腐蚀过程,本文以复杂形状管道为例,采用数值模拟技术建立了关于浓差腐蚀的数学模型。将管道壁面附近的流体粘性底层作为研究对象,对其进行离散化处理,然后根据基尔霍夫第二定律建立了关于极化后的腐蚀电流的离散方程组,并对其进行求解,得到了浓差腐蚀条件下,离子导电层的电流分布。结果表明:浓差腐蚀会引起腐蚀电流的极大的改变,使管路各部位的腐蚀情况有所改变,如果不考虑浓差腐蚀,对管路的腐蚀情况会产生错误判断。

芒柄花素通过miR-1229/ZDHHC9分子轴对胶质瘤细胞增殖、活力及凋亡的影响

目的:探讨芒柄花素对胶质瘤细胞增殖和凋亡的影响及其分子作用机制。方法:构建皮下移植瘤小鼠模型,灌胃给予5.72、14.31、22.9、31.49 mg/kg剂量的芒柄花素,观察肿瘤重量、体积变化;免疫组织化学法检测肿瘤组织增殖细胞核抗原(PCNA)表达。用不同浓度(20、50、80、110μmol/L)的芒柄花素处理TJ905细胞,并将TJ905细胞分为空白对照组、110μmol/L芒柄花素组、110μmol/L芒柄花素+miR-1229组、110μmol/L芒柄花素+miR-1229+ZDHHC9组、miR-NC组、miR-1229 mimic组。用Edu实验、CCK-8实验检测细胞增殖能力,TUNEL实验检测细胞凋亡,实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)实验检测miR-1229、ZDHHC9 mRNA表达水平,在线网站及双荧光素酶报告基因法验证miR-1229与ZDHHC9靶向结合。结果:与空白对照组比较,不同剂量的芒柄花素处理组肿瘤体积、重量及PCNA蛋白表达均显著降低(均P<0.05)。与对照组比较,不同浓度(20、50、80、110μmol/L)的芒柄花素处理后,细胞增殖率显著降低,凋亡率显著升高(均P<0.05);与110μmol/L芒柄花素组比较,110μmol/L芒柄花素+miR-1229组细胞增殖率、细胞活力均显著降低,凋亡率显著增加(均P<0.05);与110μmol/L芒柄花素+miR-1229组比较,110μmol/L芒柄花素+miR-1229+ZDHHC9组细胞增殖率、细胞活力均显著增加,凋亡率显著下降(均P<0.05);双荧光素酶报告基因实验验证miR-1229与ZDHHC9靶向结合。结论:芒柄花素可能通过miR-1229/ZDHHC9分子轴抑制胶质瘤细胞增殖,并诱导其凋亡。

煤矿综掘工作面长压短抽除尘性能与尘源移动路径关系

长压短抽通风除尘是净化煤矿综掘工作面掘进区域高质量浓度粉尘的有效方法之一,特别是压抽配合产生的局部流场有利于对呼吸性粉尘的除降,而产尘源位置的动态变化对该方式除尘性能的影响不甚明晰。通过考虑产尘源位置沿横、纵2种方向的运动路径及往复次数,基于长压短抽试验平台设计了4种尘源移动路径,结合对长压短抽通风系统参数的调控,测试分析尘源在不同运动工况下对空间粉尘质量浓度、粉尘粒径质量浓度和粒径分布的影响。结果表明:在相同的通风参数下,横向路径对司机和行人呼吸带位置造成的粉尘质量浓度均低于纵向;而在横向路径中,当压风筒位于靠近抽风筒一侧且压风口位于司机前方约1 m区域时,司机与行人呼吸带位置的PM1、PM2.5和PM10粉尘粒径质量浓度最低,通风除尘效果最好。空间粉尘扩散表现为:粒径小于2.5µm的颗粒极易跟随抽风流场被抽尘口收集净化,而粒径大于10µm的颗粒则会从产尘源和抽尘区域逃逸到司机及其后方区域,并以自然沉降为主。基于前期试验所得最优尘源移动路径与通风参数,在陕北某煤矿2304综掘工作面开展现场试验。结果表明:横向路径下司机位置和行人呼吸带位置的总粉尘质量浓度分别降低至85.6 mg/m^(3)和21.9 mg/m^(3),降尘率最高达到76.9%;呼吸性粉尘质量浓度分别降低至15.3 mg/m^(3)和10.5 mg/m^(3),降尘率最高达到85.2%,除尘性能明显提升。

基于注意力时间卷积网络的加密流量分类

针对目前大多数加密流量分类方法忽略了流量的时序特性和所用模型的效率等问题,提出了一种基于注意力时间卷积网络(attention temporal convolutional network,ATCN)的高效分类方法。该方法首先将流量的内容信息与时序信息共同嵌入模型,增强加密流量的表征;然后利用时间卷积网络并行捕获有效特征以增加训练速度;最后引入注意力机制建立动态特征汇聚,实现模型参数的优化。实验结果表明,该方法在设定的两项分类任务上的性能都优于基准模型,其准确率分别为99.4%和99.8%,且模型参数量最多可降低至基准模型的15%,充分证明了本文方法的先进性。最后,本文在ATCN上引入了一种基于迁移学习的微调方式,为流量分类中零日流量的处理提供了一种新颖的思路。

基于支持向量机与特征降维的直流断路器机械故障诊断技术研究

直流断路器机械故障诊断算法是直流断路器机械状态在线监测系统的核心部分。文中进行了直流断路器机械故障模拟实验,采集不同故障下的线圈电流及振动信号,对其进行特征提取后,将电流特征、振动短时能量特征、小波包频带能量特征排列组合,利用支持向量机构建故障诊断模型。文中使用主成分分析法及Relief⁃F算法对不同特征组合降维,进一步分析特征组合降维后的诊断效果,并通过K⁃Fold交叉验证算法评估单一特征和特征组合训练输出的诊断模型选取分类性能最优的诊断模型。

计及硅橡胶应力松弛的电缆接头界面压力演变仿真研究

高压电缆中间接头的电气性能与其硅橡胶-交联聚乙烯界面压力的大小密切相关。为探究实际电缆接头界面压力的演变规律,开展了考虑老化过程中硅橡胶应力松弛现象的220 kV电缆中间接头界面压力仿真研究。首先综合电缆接头处物理场特点建立有限元模型,确定了电缆中间接头硅橡胶-交联聚乙烯界面的初始压力分布情况;其次通过力学理论计算的解析解以及预置压力传感器的实测结果对有限元分析结果进行验证;之后结合硅橡胶的热机械老化实验结果,提出一种将老化过程中硅橡胶应力松弛转化为过盈量变化的方法,得到了考虑老化过程中应力松弛与弹性模量变化的多参量有限元分析方法,并成功应用于电缆中间接头绝缘硅橡胶-交联聚乙烯界面压力的分析。分析认为,硅橡胶的老化同时导致应力松弛和弹性模量增大。综合考虑弹性模量和应力松弛的仿真结果表明:对中间接头硅橡胶在100℃、125℃、150℃下分别经过2040 h、1680 h、1200 h热机械老化后,界面压力从0.156 MPa分别下降到0.129 MPa、0.125 MPa、0.107 MPa。这说明应力松弛对于界面压力的影响更显著,界面压力随着老化时间的增加而下降,同时温度升高会显著加快中间接头界面压力的衰减过程。该文研究结果可为提升电缆中间接头设计与运行可靠性提供理论依据。

一种变自由度单回路机构的变拓扑结构设计及拓扑分析

特殊单回路机构通过一些特殊位置后会发生自由度变化,从而使其拓扑学、运动学/动力学性能发生变化,并适用于不同的应用背景。研究设计了一种由8个转动副(R)组成的单回路并联机构,它有3种运动模式,分别为2自由度、4自由度以及3自由度驱动,对应3个机构;然后,分析计算了3种运动模式下机构的方位特征集、自由度、耦合度3个主要拓扑特性,并分析了3种机构变拓扑结构的稳定性及可转变性;同时,对运动模式1、模式3下机构的位置正反解进行了分析。为基于这种变自由度单回路机构单元的可重构并联机构的研究提供了基础。

长时热暴露对镍铁基高温合金GH2070P组织和性能的影响

对650℃参数锅炉用关键候选材料GH2070P镍铁基高温合金管在675℃进行1000、3000 h和5000 h的高温热暴露试验,对合金热暴露后的力学性能和微观组织演变情况进行分析。分析发现,GH2070P合金管在675℃高温热暴露1000 h后,晶内析出γ′相析出物,晶界析出M23C6型碳化物,合金室温拉伸强度、屈服强度和硬度明显增高,冲击韧性下降;随着热暴露时间继续增加至5000 h,γ′相尺寸发生粗化,γ′相的粗化符合LSW粗化理论,M23C6型碳化物尺寸略有增加,但仍断续分布在晶界处,未形成网状结构,合金室温拉伸强度、屈服强度和硬度稳定保持在较高的水平,冲击韧性下降速度减缓。

退火温度对激光熔化沉积TC31高温钛合金组织与性能的影响

为改善激光熔化沉积TC31高温钛合金力学性能,本文通过光学显微镜、SEM、TEM和力学性能测试的方法研究了退火温度对合金中组织演化行为的影响,及其与合金室温和650℃高温力学性能的关系。结果表明:组织中初生α相含量随着退火温度升高而降低,其溶解主要发生在950℃以上,980℃退火后含量仅为29%。当退火温度超过930℃时,初生α相片层宽度明显增加。随着退火温度升高,α/β界面处析出的(Ti,Zr)6Si3相尺寸增加,且进入α相片层内部。合金在800~1000℃退火时,合金室温拉伸屈服强度随退火温度升高趋于降低。受相界面析出的硅化物聚合长大及α相片层尺寸增加等因素影响,合金高温屈服强度随退火温度升高先降低后增加。合金经过1000℃退火后,呈现良好的高温性能,其650℃下抗拉强度达657 MPa、屈服强度约为466 MPa、延伸率27%。

基于多维语义特征与层次注意力机制的讽刺识别

讽刺是一种复杂的语言表达方式,在日常交流中发挥着重要作用。随着人工智能和社交网络的快速发展,讽刺识别已成为自然语言处理领域的热点研究课题之一。现有的讽刺识别研究往往从单一维度对讽刺文本特征进行表示,忽视了讽刺文本特征的细微差异及其重要程度。本文将讽刺识别视为文本分类任务,在特征提取阶段,将讽刺文本根据其不一致性特征、情感特征、句法结构特征和风格特征进行多维语义特征表示。在特征融合阶段,针对不同维度特征对整体特征贡献和关联程度不同,采用层次注意力机制调整不同讽刺语言学特征对模型整体性能的影响。实验结果表明,所提出的模型能够从多个维度提取讽刺文本的潜在语义特征,其在公开数据集IAC、Tweets和Reddit上的实验性能均有明显提升。

构建产学研协同创新机制的政策演进、总体布局与实施路径研究——以安徽省为例

产学研协同创新是产学研深度融合的必要前提,也是实施创新驱动发展战略的客观要求。如何构建科学有效的产学研协同创新机制对于提升区域科技创新水平具有重要意义。从安徽省产学研协同创新政策演进出发,分析了产学研协同创新的内涵和机制构建的理论基础,围绕环境分析系统阐述了安徽构建产学研协同创新机制的目标设计和任务布局,并据此提出切实可行的实施路径。

强化特征图的无参考低光照图像增强

针对低光照图像质量不佳、夹杂噪声导致对比度和亮度不足、细节不清晰,且成对的低光照图像数据集获取成本过高的问题,在生物视觉马赫带效应的启发下,提出一种强化特征图的无参考低光照图像增强方法。使用强化滤波块(EFB)对图像和特征图进行特征强化,抑制噪声的同时强化特征细节,提高网络对特征的学习能力。将跳跃连接与空间注意力模块(ESA)结合,通过融合强化的浅层特征与深层特征来提取全局上下文信息和局部区域特征,有效保留了图像的色彩信息,避免细节丢失,提高网络的泛化能力。使用像素估计曲线调整低光照图像像素的动态范围,对其进行亮度增强。实验结果表明,经该算法处理后的图像在PSNR、SSIM、LPIPS和NIQE等指标上分别达到了17.709 dB、0.657、0.239和3.486,该方法相较于现有的主流算法能够更好地达到图像增强目的,有效地提升图像亮度和细节信息,同时保持图像的自然属性。

双模式可重构并联机构的构型及其在酒盒产线中的应用

目的为实现酒盒生产线上酒盒胶线点胶和酒盒底座清废环节的自动化,提出一种双模式可重构并联机构。方法基于螺旋理论分析该机构在2种模式下的自由度,利用闭环矢量法和D-H法求得对应模式下的位置逆解,采用数值法求解机构工作空间、灵巧度和转动能力指标,给出该机构的应用实例。结果该机构在2-URU/RRC模式下具有3T自由度,2-URU/URC模式下具有3T1R自由度,工作空间连续且无空洞,获得2-URU/RRC模式下灵巧度指标分布规律和2-URU/URC模式下动平台转动能力。结论该机构在2-URU/RRC模式下可满足胶线点胶作业需求,在2-URU/URC模式下可满足底座清废作业需求,提高了酒盒生产线自动化程度。

软岩大巷围岩裂隙演化机制与控制研究

本文以南岭煤业52采区进风大巷为研究对象,剖析了软岩大巷变形破坏特点及裂隙演化机制,以期有效解决软岩大巷面临的剧烈变形、失稳等工程难题。首先,根据软弱岩体应力-应变关系,及其与围岩强度变化之间的相互作用关系,构建了能够描述圆形巷道破坏分区现象的力学模型,明晰了软岩大巷围岩弹塑性变形分区破坏特征,揭示了深井软岩大巷围岩的变形破坏机理。其次,基于UDEC-Trigon方法,构建了符合工程尺度的离散元数值计算模型,并提出了针对该模型的参数校正方法。通过模拟研究,探讨了软岩大巷围岩的裂隙扩展特征、应力分布规律、巷道变形规律。最后,提出了深浅部注浆与高强高预紧力锚杆索支护的软岩大巷控制技术及相应参数,并在南岭煤业52采区进风大巷成功应用。应用结果表明:锚杆索+注浆联合控制技术有效控制了52采区进风大巷的变形量,提高了巷道稳定性。本文研究成果为软岩大巷围岩变形稳定控制提供了理论依据和技术支撑。

超支化聚酰胺-胺类阻垢剂制备及性能研究

采用乙二胺(EDA)、二乙烯三胺(DETA)、和三乙烯四胺(TETA)为反应中心核,甲醇为溶剂,丙烯酸甲酯(MA)为原料,通过迈克尔加成和酰胺化反应,合成3种不同类型的超支化聚酰胺-胺[PAMAM(EDA/DETA/TETA)],后用羟基亚乙基二膦酸(HEDP)分别对其进行改性,制备出3种端膦酸基超支化聚酰胺-胺类型的阻垢剂[PAMAM(EDA/DETA/TETA)-H2PO_(3)],并对其阻垢性能和阻垢机理进行研究。结果表明:超支化聚酰胺-胺的阻垢率未达到标准,而改性后的端膦酸基超支化聚酰胺-胺具有优异的阻垢性能,其中在高矿度下加药浓度为500 mg·L^(-1),PAMAM(EDA)-H2PO_(3)对CaSO_(4)、CaCO_(3)垢的阻垢率分别达到98.5%和90.1%,而且还发现此类型的阻垢剂具有耐高温、pH值应用范围广、持续时间长等优点。再结合分散性能测试和垢样分析,发现其阻垢机理主要与支化分子结构、聚合物的高分散性和引入的官能团有关。

油菜“宽垄间距-垄作垄收”机械化生产试验研究

为研究“普通平作”模式与“宽垄间距-垄作垄收”模式对油菜主要农艺性状及产量性状的影响,为探究油菜机械化生产的最佳种植模式提供技术参考,以重庆市农业科学院水稻研究所提供的庆油3号为材料,测定“普通平作”与“宽垄间距-垄作垄收”两种种植模式下油菜机械化生产的主要农艺性状及产量性状,并比较两种种植模式的经济效益。结果表明:“普通平作”模式虽然单位面积有效株数多于“宽垄间距-垄作垄收”模式,但“宽垄间距-垄作垄收”模式种植的油菜产量性状更优,损失量和损失率更低,经济效益更高,更适合机械化收获。两种种植模式的主要农艺性状差别不大,但单位面积产量与经济效益存在明显差异,选择适宜的农机农艺融合模式进行机械化生产可获得高产高效。

基于计算机视觉和视频插帧的结构振动测试与模态识别

结构振动测试和模态参数识别是基于结构动态特性进行结构健康监测(SHM)的基本方法。为克服传统接触式测试的不便,引入了非接触式计算机视觉方法,其中以智能手机为数据采集装置的方法受到越来越多的关注。然而智能手机相机往往因为性能受限无法满足需求,从而导致测量结果精度下降。为此,提出一种改进的视频插帧算法EQVI-T与改进的边缘检测算法,通过提高原始视频的帧率和提出的特征点追踪方法共同提升计算精度。为验证这一方法的有效性,将其应用于试验室模型的位移响应监测和模态参数识别,并进行了定量和定性评估。结果表明,所提方法在提高测量精度和准确性方面具有显著优势,展示了其在结构振动测试中的潜在应用价值。

梳夹式红花采收装置集花机构优化与整机性能试验

针对研制的梳夹式红花采收装置存在采摘后的花丝掉落严重,导致花丝采集效率低的问题,提出一种新型的气吹-气吸组合式集花机构。该机构利用正压气流吹动粘附花丝脱离采摘头,同时结合梳夹装置前端安装的采摘头护罩,利用负压气流收集采摘后的花丝并防止花丝掉落。通过分析花丝在正压气流中受力情况,优化了集花机构的关键结构及工作参数。为验证整机性能,以含水率≥44.5%的新疆裕民红花为对象,对集花机构优化后的梳夹式红花采收装置进行了田间试验。试验结果表明:优化后的红花采收装置花丝采净率提升至81.74%,花丝掉落率降低至2.31%,相较于优化前采净率提高了4.47%,掉落率降低了0.31%,减少了花丝损失,整机性能得到提升,可为红花机械化高效低损采收提供参考。