摘要：针对特定功能点阵结构实现结构轻量化设计的问题,利用拓扑优化方法,构建了点阵结构单元构型。首先,从实际载荷工况特征出发,构建了初始设计模型,根据拓扑优化思想,设计出了符合力学性能特性的创新点阵结构单元谱;其次,采用有限元分析方法,获取了点阵结构单元的力学性能,提出了以比刚度为指标的单元性能评价方法,得到了点阵结构的力学性能规律;然后,建立了典型点阵结构单元比例试件,进行了力学实验分析,通过实验数据对比,对点阵结构单元性能规律的准确性进行了验证;最后,将点阵结构性能规律应用于汽车发动机连杆的结构轻量化设计中,通过分析汽车发动机连杆的载荷特征来匹配点阵结构单元谱,填充了相应的点阵结构。研究结果表明:填充后的连杆体积减少了45%,而比刚度提高了90%,验证了点阵结构单元数据库的有效性和实用性。该点阵结构单元数据库能够为复杂零件的结构轻量化设计提供有力的科学依据。

摘要：针对功能需求到结构方案的创新设计问题,提出了一种基于机构和机器组成原理的机构结构化正向设计方法。首先,基于状态变换空间方法,建立了基本机构单元库,设计了机构构型与尺度,求解了机构的多样化运动方案;然后,根据运动副的约束类型和性质,建立了运动副的几何约束构型,利用优化设计方法,设计了运动副结构方案;研究了复合构件的载荷、约束与结构尺度的关系模型,提出了复合构件的概念单元设计方法,设计了执行与传动机构及驱动构件;最后,遵循零件性能(强度、刚度)要求与工艺性准则,建立了机构单元结构及整机结构设计方法,并使用压力机进行了案例验证。研究结果表明:根据设计方法可得到5种一级机构、105种二级机构、735种三级机构及6种移动副方案和15种回转副方案,组合设计出的压力机方案可满足设计要求,验证了该方法的有效性,证明该机构结构化正向设计方法可为解决机构和机器创新设计问题提供新途径,缩短设计周期。

摘要：针对刚性转子动平衡问题,提出了一种基于拉压力传感器的综合实验平衡方法。首先,基于动平衡原理,构建了转子不平衡等效模型,求解了理论不平衡量,确保了实验的严谨性和合理性;然后,进行了结构设计、仪器与设备选择,搭建了转子动平衡实验平台以保障测试数据的稳定性和可重复性;最后,利用该平台,采集了力学性能数据,分析了轴系不平衡量的幅值和相位,采用了添加平衡质量的方式进行了转子动平衡实验,对基于拉压力传感器的综合实验平衡方法的可行性和有效性进行了验证。研究结果表明:平衡前左右两端不平衡质量幅值分别为2.2 kg、-3.8 kg,平衡后左右两端不平衡质量幅值分别为1.2 kg、-1.4 kg,转子系统不平衡量减小1.4 kg,平衡率为87.5%,这说明拉压力传感器和编码器相互配合以消除不平衡量的方法具有可行性。该实验平台使用拉压力传感器和编码器精确测量不平衡质量和相位,为解决旋转机械动平衡问题提供了新思路,有助于提高旋转机械的运行效率,并延长其使用寿命。

摘要：打造开放的气象综合业务实时监控体系,全面提升气象业务的运行质量与效率是气象信息化发展的重要工作。针对气象综合业务监视范围广泛、内容多样以及传输密集等特性,为实现海量监视数据高效、完整及准确的采集、传输与处理,本文设计了一种基于标准化数据分类的可扩展的监视数据内容模型。该模型对种类繁多的监视数据进行抽象与概括,划分了监视数据的类别;描述了每一类别监视数据的通用属性;同时依据核心监视功能的数据需求,在通用属性的基础上进一步设计了典型的监视数据属性域内容。该模型具备通用性、可扩展性特点,在中国气象局“气象综合业务实时监控系统(天镜)”的建设中得到广泛应用,并在2022年发布为气象行业标准,为国省共有核心监控功能的实现以及各省特有监控范围的扩充提供了有效的监视数据支撑。

摘要：基于OBE教育理念对“果蔬保鲜课程设计”教学改革。本文以成果为导向重塑了课程目标和更新教学内容,建立了课程教学目标与专业毕业要求之间的对应关系;以学生为中心,以体现或支撑毕业能力为宗旨,改革教学组织和考核方法,并对课程的建设提出持续改进的措施。课程的改革为提高食品质量与安全专业实践教学水平提供参考,对进一步提高人才培养质量起到了积极推动作用。

摘要：氢气作为一种可持续、无污染的新型绿色能源,在现代工业中受到了广泛关注。但在存储和使用过程中,氢气容易发生泄漏并引发爆炸,因此对其体积分数进行检测非常重要。为此,提出一种基于钯(Pd)修饰六方氮化硼(hBN)薄膜的新型探针式光纤氢气传感器。讨论hBN薄膜的机械和光学特性,指出其作为Fabry-Perot(F-P)干涉仪反射膜在机械、光学、氢气吸附/脱附速度等领域所具有的显著技术优势;研究hBN表面敷Pd的工艺过程;设计以Pd修饰hBN薄膜为反射膜的光纤F-P腔结构并研究其制备工艺。实验结果表明,所设计的传感器在氢气体积分数为0.02%~0.5%时的检测灵敏度为0.58 pm/10^(-6),对体积分数为0.1%的氢气的响应时间为60 s,且具有重复性好等特点。该传感器结构紧凑、耐腐蚀,在电力变压器油中氢气检测等方面具有潜在的技术优势。

摘要：为了解决现有货车称重技术在实时性、可靠性、便捷性、扩展性和精确性等方面的问题,提出一种基于人工智能方法的货车载重实时估计技术框架,包括网联车载传感设备与数据采集模块、网联云平台与数据处理模块和基于车辆动力学的AI估重算法模块,运用车辆动力学原理,借助人工智能理论方法,通过感知车辆行驶时的运动参数特征,实现对车辆载重的实时测算。通过自主设计研发的物联网车载传感设备和云平台,实现对多车行驶运动特征信息的动态采集和集成处理,进一步对车辆加速度特征进行提取,构建基于双向长短时记忆网络(LSTM)的车辆质量估计模型,通过学习车辆运动特征与车重之间的非线性关系,在实时估计的基础上实现对货车质量的精确测量。研究结果表明:在车辆自估重测试中,基于车辆历史数据训练的LSTM模型,在每分钟逐点估计时,80%以上样本点的平均相对误差为3.58%,按照行程估计的误差为3.15%;在车辆间交叉估重测试中,采用其他车辆历史数据所训练的模型进行逐点估计的平均相对误差为5.29%,行程估计的误差为3.42%;相比于现有技术,所提出的技术框架在测算自动化、精准化,设备便捷化、普适化以及面向监管的实时性、覆盖性方面均有显著优势,在物流调度、货物监管、安全运输、能耗监测等方面有广阔的应用前景。

摘要：光纤电场传感器抗电磁干扰能力强、响应速度快,在电力设备运行状态和绝缘状况的监测领域有着广阔的应用前景。现有的光纤电场传感器由多个不同功能的分立光学器件组合而成,光路耦合对准困难、光功率损耗大、灵敏度低。此外,温度交叉敏感问题进一步限制了传感器的实际工程应用。为克服现有技术难题,提出一种以特种功能光纤取代分立光学器件,进而形成全光纤电场传感器的技术思路。传感器中的起偏器、检偏器、波片等功能器件均在光纤上实现,避免了分立元件之间对准、耦合等带来的传感器结构不稳定、性能低等问题。此外,通过双晶体正交级联光路结构的设计,赋予传感器温度自补偿功能,实现对温度交叉敏感的有效抑制。实验结果表明,传感器可同时对50 Hz低频电场和纳秒级脉冲电场进行有效捕获,环境温度变化给测量结果带来的误差仅为0.1%/℃。全光纤电场传感器结构简单、稳定性好、测量频带宽,在电力设备快速暂态过电压的测量方面有着重要的潜在应用价值。

摘要：目前国内许多城市对部分区域实施"禁摩"政策,不同禁行方案的实施对交通系统中出行者方式和路径选择产生差异化影响。为定量描述摩托车禁行方案下的用户多模式出行选择行为,本文考虑私家车、常规公交及摩托车这3种模式的不同网络出行特征,构建基于摩托车禁行方案的多模式网络均衡模型。首先,设计3种模式混行下的复合交通网络,根据其不同的路段通行能力特征,以及公交车内拥挤和线路选择,分别针对禁行区域和非禁行区域,建立用户出行成本函数;然后,基于用户均衡和Logit模式划分,构建相应的数学规划模型。最后,采用基于相继平均的路径配流算法求解模型,并量化分析摩托车禁行方案下的用户出行效率和事故风险。算例结果表明,随着禁行区域的增大,转移至私家车和常规公交的摩托车用户逐渐增加,用户总出行成本逐渐增加,出行效率和总事故风险成本逐渐降低,同时,对关键路段实施禁行方案能在较少降低用户出行效率的基础上有效降低总事故风险成本。

摘要：针对大模数齿轮高阶修形齿廓的滚齿加工,不同的滚刀前角的滚刀刃口曲线不同,对齿轮的齿廓精度影响较大。根据滚齿加工的2自由度的齿面包络原理,计算了滚刀基蜗杆与齿面的滚切接触迹线,通过旋转投影,计算了不同前角的滚刀刃口曲线,对比了刃口曲线的形状和倾角随滚刀前角的变化情况,为滚刀刃口曲线的设计和检测提供了依据,并通过修形齿廓的滚切加工和齿廓检测验证了上述设计方法。