摘要：针对复杂背景下烟雾火焰目标与背景混淆,导致烟雾火焰检测精度低等问题,提出一种面向复杂背景下烟雾火焰检测的YOLOv8s改进模型。特征通道之间具有高度相似性,为了有效利用跨不同通道间的冗余,提高模型对烟雾火焰目标和背景的区分,设计了C2fFR(C2f with partial rep conv)轻量级特征提取模块。设计了MCFM(multi-scale context fusion module)多尺度上下文融合模块,来捕捉并利用上下文信息,增强特征的表示。使用Inner-SIoU损失函数,解决边界框不匹配的问题,提高模型对高IoU样本的回归能力。实验结果表明,改进后的YOLOv8s烟雾火焰检测模型相比于基线模型YOLOv8s,mAP@50提升了4.6个百分点,mAP@50:95提升了2.3个百分点,模型参数量降低了18.9%,计算量降低了8.1%,FPS为93帧/s,与其他主流检测算法相比也具有较好的检测性能。

摘要：针对软管固定器的内螺纹脱模、销轴孔成型困难的问题,设计了一模二腔的三板式冷流道注塑模具。首先,基于CAE模流分析确定了软管固定器的最佳进胶位置;其次,依据软管固定器的结构及现有注塑生产条件设计了模具浇注系统和冷却系统,并基于CAE从充填区域及回路冷却液温度两个关键指标评估了其合理性。分析结果表明,所设计的系统在注塑过程中能够保证塑件的完整填充且能够有效地进行热量散发。随后,通过计算,采用外挂油缸驱动齿条、齿轮及中心轴运动实现了软管固定器内螺纹的成型与平稳脱模;创新性的在滑块中设计T型槽,通过压紧块在T型槽中的运动,实现了软管固定器销轴孔的抽芯,极大地简化了模具结构;最后,依据模具设计标准,在UG建模软件中完成了软管固定器注塑模具其它结构的设计。经实际注塑验证,该模具结构合理,工作过程稳定可靠,制品质量满足要求,软管固定器注塑模具的开发可为具有相似结构产品的注塑模具设计提供参考和借鉴。

摘要：在“双减”背景下,如何有效设计中学生物校本作业成了一个重要议题。本文提出了一系列策略,包括基于学生差异性设计作业内容、基于学科融合性设计作业形式、基于多元评价性设计作业评价体系、基于学科问题解决度设计作业类型、基于生物实验探究性设计作业活动等。这些策略旨在提升作业的科学性、创造性和实践性,进而激发学生的学习兴趣,强化学生对知识的理解,提升实践能力,并有效地解决实际问题。本文还强调了教师在作业设计中应关注学生的实际情况,结合学科特点,创新作业形式,以减轻学生学习负担和提升教学质量。

摘要：针对固定翼无人机轨迹规划问题,提出一种基于精确凸松弛的实时轨迹规划方法。该方法包含路径规划和速度优化2个步骤。第1步,设计无人机在多障碍环境下的飞行路径。综合考虑无人机动力学和控制约束条件,提出基于Dubins路径的避障路径规划方法来生成适应固定翼无人机飞行性能限制的避障路径。第2步,计算无人机沿避障路径飞行的速度和控制。提出利用非线性保留和精确凸松弛将强非线性的速度优化问题转化为单个凸优化问题,并理论证明了方法的有效性。因为不需要迭代求解凸优化问题,速度优化算法没有收敛性问题,具有良好的实时性。仿真结果表明:新方法在多障碍环境和未知障碍环境中均能够可靠快速地完成避障轨迹规划,相比于非线性优化和序列凸优化,计算效率明显提升,计算时间仅为数十毫秒。

摘要：目的对使用电脑办公的久坐工作者腰背部疲劳状态的监测方法进行研究,并对久坐疲劳监测提出疲劳监测分类模型和产品设计应用。方法基于“以人为本”的设计理念,运用实验法展开人机实验,实验中采集使用电脑办公的久坐工作者的座面臀部体压信号和主观疲劳的Borg值,进而对所采集的主、客观数据进行深入分析,并对工作者的疲劳进行评估。结果在使用电脑办公的工作者中,坐压压力数据的总和(RS)与主观疲劳度呈现负相关,坐压压力中心运动速度(TPV)、直线运动距离(SLD)与主观疲劳度呈现正相关,以上压力中心运动轨迹特征值(RS、TPV、SLD)均与主观疲劳的Borg值现出显著的相关性(P<0.01)。结论验证了主观疲劳感知与压力中心运动轨迹特征值之间存在显著的相关性,特别是臀部压力数据的总和与压力中心运动速度。本文提出了一种基于臀部体压特征的可识别久坐疲劳状态的模型,进而提出将主观评价标准和体压特征融入久坐疲劳监测的设计应用。

摘要：在内装式永磁同步电机弱磁调速系统的2种工况中,针对传统PI控制方法存在转速超调大、负载扰动等问题,研究设计了一种基于滑模控制的弱磁调速控制策略。在额定转速以内时,通过对传统指数趋近律滑模控制的抖振原因进行分析,设计了基于新型指数趋近律的转速滑模控制器,并通过Lyapunov函数分析了新型趋近律的稳定性。在弱磁扩速工况下,针对PMSM直轴和交轴强耦合,非线性的特点,在变交轴电压单电流调节器法的基础上,设计了一种以二阶超螺旋算法为基础的转速环控制器。在Matlab/Simulink上对调速系统进行仿真建模,仿真结果显示,相比传统指数趋近律滑模控制和PI控制,所提出的调速控制策略能够有效提升PMSM调速系统的响应速度,减少超调,增强系统抗负载扰动能力。

摘要：飞机模块化设计可以增加飞机的任务类型,降低成本。在机翼模块化结构设计初期,由于翼尖变形量不明确导致无法衡量不同展长机翼的结构刚度特征对系统目标函数(结构质量最小)的贡献差异。针对上述问题,在灵敏度协调优化方法的基础上,系统级中引入各子系统级的权重系数模拟实际设计工作中不同子系统对系统目标函数的贡献存在差别的现象,并给出不同展长机翼结构(不同子系统级)的权重系数的计算方法,形成含子系统级权重的灵敏度协调优化方法;通过模块化桁架和模块化机翼结构优化算例的求解,对模块化机翼初步结构设计方法进行验证。结果表明:含子系统级权重的灵敏度协调优化方法能够获得既满足强度要求又具有一定刚度的模块化机翼初步结构。

摘要：吊耳是钢箱梁的重要组成部分,在钢箱梁架设、横移过程中起承载作用。文章以新疆精斯格布拉克特大桥最大跨度为65m的钢箱梁吊耳为研究对象,对吊耳结构及安装位置进行了设计,利用理论计算和仿真分析相结合的方法对吊耳的受力情况进行分析,得出吊装过程中吊耳的受力情况及钢箱梁的变形规律,为钢箱梁吊装施工提供参考。

摘要：背景:全膝关节置换是治疗膝关节晚期病症的有效手段,但假体衬垫容易因内部应力变化而产生磨损失效,寿命有限且术后患者的活动能力降低。如何对假体进行改进设计来满足患者更多的需求是假体研究的重要方向。目的:基于半月板的形态设计一种非对称型假体,并与对称设计的后稳定型假体进行比较,分析2种假体的应力分布情况和衬垫的接触面积变化,以探究非对称型假体设计是否存在优势。方法:通过有限元方法对1例膝骨关节炎患者进行模拟截骨和假体装配,建立基于非对称型假体及对称设计的后稳定型假体的全膝关节置换术后膝关节模型。在0°,10°,20°,30°的屈膝条件下,探究股骨假体、胫骨假体以及衬垫上的Mises应力,并通过对比衬垫内外侧的接触面积,分析全膝关节置换后膝关节生物力学变化和运动行为的改变。结果与结论:(1)在0°-30°的屈膝过程中,2种假体衬垫上的Mises应力峰值均表现出先减小后增大的趋势,且内侧始终大于外侧。(2)非对称型设计的假体与后稳定型假体相比,应力峰值更低;在屈膝30°时,非对称型假体衬垫内外侧的Mises应力峰值分别为15.81 MPa和11.95 MPa,后稳定型衬垫为16.70 MPa和13.76 MPa,两者内侧差值约为5.33%,而外侧则相差13.15%;对比股骨假体和胫骨假体上的Mises应力峰值,非对称型假体在屈膝过程中始终低于后稳定型假体。(3)在0°站立位时,后稳定型假体衬垫的内侧接触面积为17.96 mm^(2)、外侧为34.10 mm^(2);而非对称型假体衬垫的内外侧接触面积分别为105.47 mm^(2)和107.80 mm^(2),具有更大的接触面积且两侧差距更小。(4)结果表明,非对称型假体的生物力学表现更好,且能够对维持膝关节稳定性、提升关节活动度有所帮助。这种设计能够在一定程度上还原膝关节以内侧髁为轴进行外旋的运动机制,是一种更为有效的膝关节假体选择方案。

摘要：为了提高损伤程度识别精度,提出变转速工况下齿轮裂缝损伤程度识别方法。建立齿轮动力学模型获取齿轮在变转速工况下的动态响应,采用能量法求出齿轮裂缝损伤状态下的时变啮合刚度,以便对不同损伤程度展开响应分析;根据分析结果计算出表征齿轮裂缝损伤程度的故障频带幅值和啮合频率幅值特征,根据关联性和一致性评价准则对其展开评估,验证其对于齿轮裂缝损伤程度识别的重要性;引入集成学习策略改进SVM,将故障频带幅值与时变啮合刚度作为模型的输入,集成模型将综合多个基础模型的输出结果,得到最终的齿轮裂缝损伤程度分类识别结果。仿真实验结果表明,所提方法能够有效提高齿轮裂缝损伤程度识别精度。