摘要：基于李群分析了2T1R并联机构动平台运动的几何条件,得到满足动平台运动要求的李群结构。通过线性组合得到多种满足光滑位移子流形的支链构型。建立了并联解耦机构的设计准则。以此为据,得到了2T1R并联解耦机构的KP(kinematic pair)旋量系。从满足三维及四维光滑位移子流形的支链构型中确定出满足解耦条件的支链集。综合出9种基于基本副的2T1R并联解耦机构,绘制了构型简图。应用旋量理论对机构的输出特性进行了验证。研究表明:以李群作为型综合的基础,采用旋量理论进行解耦优化,对于并联解耦机构的型综合具有普适性。

摘要：立柱结构是某设备升降系统的重要组成部分和承力部件。由于现有结构质量过大,给装配、运输带来很大不便。文中应用多项式响应面代理模型和遗传算法结合的优化方法对立柱进行优化,选取对立柱结构力学性能影响的较大参数为设计因素,利用正交试验设计获取样本点集构建出相应的等效应力代理模型和合位移代理模型。以质量最轻为优化目标,以代理模型小于允许值为约束条件,应用遗传算法对立柱结构进行优化。优化结果表明:优化后模型满足强度刚度设计要求,其质量减轻27.4%,优化运算时间有大幅度减少,具有一定的工程应用价值。

摘要：目的基于生物信息学方法筛选肾透明细胞癌关键基因,识别可能的微RNA(miRNA)-mRNA作用轴,探讨相关基因在肾透明细胞癌组织和细胞中的表达。方法选取基因表达综合(GEO)数据库基因表达谱GSE40435、GSE71302数据集,肾透明细胞癌TCGA-KIRC数据集来自癌症基因组图谱(TCGA)数据库。采用R软件筛选差异表达的mRNA和miRNA,并对mRNA进行功能富集分析。采用STRING数据库和Cytoscape软件进行蛋白质互作分析。采用Oncomir数据库筛选预后相关的差异表达miRNA。采用TargetScan和miRDB靶基因预测工具筛选miRNA可能调控的靶基因。收集2021年6月至12月山西医科大学第一医院收治的34例肾透明细胞癌患者的组织样本及临床资料,并选择正常肾细胞株293T和肾透明细胞癌细胞株786O。采用实时荧光定量聚合酶链反应检测基因的相对表达量;蛋白质印迹法、免疫组织化学染色法检测目的蛋白的表达水平;双荧光素酶报告基因实验验证基因间的靶向关系。结果差异分析筛选得到1351个差异表达mRNA和50个差异表达miRNA。功能富集分析提示肾透明细胞癌中脂肪酸代谢、异生物质代谢等途径被抑制,细胞凋亡、免疫应答途径被激活。蛋白质互作分析提示肾透明细胞癌中信号转导、蛋白泛素化等途径起到关键作用。筛选结果显示miRNA-224-5p(miR-224-5p)与肾透明细胞癌进展关系最紧密,且在肿瘤组织中高表达,其预后相关靶基因为NEDD4L。肾透明细胞癌组织与癌旁组织的NEDD4L mRNA相对表达量分别为0.138±0.103、1.000±0.026(t=46.23,P<0.05);miR-224-5p相对表达量分别为1.000±0.043、0.129±0.108(t=45.28,P<0.05)。不同分级及分期肾透明细胞癌组织NEDD4L mRNA、miR-224-5p的表达差异均有统计学意义(均P<0.05)。NEDD4L蛋白在肾透明细胞癌中表达降低。293T与786O细胞中NEDD4L基因相对表达量分别为1.000±0.125、0.210±0.044(t=17.52,P<0.05);miR-224-5p基因相对表达量分别为0.209±0.049、1.000±0.234(t=10.609,P<0.05)。转染后的293T细胞样本中,miRNA模拟物组与阴性对照组的NEDD4L mRNA相对表达量分别为0.236±0.062、1.000±0.024,差异有统计学意义(t=43.56,P<0.05)。NEDD4L蛋白在miRNA模拟物组中表达降低。双荧光素酶报告基因实验提示NEDD4L是miR-224-5p的直接靶基因。结论在肾透明细胞癌中,miR-224-5p靶向调节NEDD4L表达,这一机制可能与肾透明细胞癌的发生、发展有关。

摘要：针对微机电系统(MEMS)仿生矢量水听器工作频带窄,灵敏度低,且存在左、右舷模糊问题,设计了高灵敏宽频带复合式MEMS水听器。矢量部分选择4个不同纤毛长度的仿生矢量水听器组成阵列,各结构间采用并联方式,工作频带拓宽到4 800Hz,并分割出4个不同的频率段,在拓宽了频响带宽的同时保证了灵敏度。标量部分采用低频电容水声传感器进行优化设计,空腔注满硅油、振膜开设声学孔,提高振膜承压性的同时保证了良好的动态性能。后续对标量和矢量信息进行声能流联合算法处理,解决了左右舷模糊的难题。该文主要介绍了复合式MEMS水听器的工作原理,结合ANSYS workbench进行了仿真验证。选用玻璃片及绝缘衬底上的硅(SOI)片键合的单片集成复合结构工艺设计,在玻璃上定义空腔及下电极,在SOI片上定义十字梁和振膜,整体结构一致性好,定位精度高。

摘要：为获得减振效果更加优异的驱动轮过渡阻尼减振结构设计参数,运用ANSYS参数化语言对两种驱动轮过渡阻尼减振结构进行建模。通过模态分析,计算前3阶模态驱动轮过渡阻尼减振结构的阻尼层耗能占总耗能的比率,并应用模态应变能法求取前3阶模态损耗因子,确定了该减振结构中阻尼层与过渡层相对最佳位置。在满足过渡层和阻尼层许用应力应变的条件下,建立了以结构前3阶多模态为优化目标,以基层、约束层、过渡层、阻尼层厚度,过渡层、阻尼层材料剪切模量和材料损耗因子为设计变量,利用了ANSYS 1阶优化对驱动轮过渡阻尼减振结构进行了优化设计。优化结果表明:优化后驱动轮过渡阻尼减振结构的基层、阻尼层厚度较优化前都略有增加,过渡层厚度则减少了0.00489 m,占驱动轮过渡阻尼减振结构优化前过渡层厚度的48.9%;优化后减振结构中的阻尼层与过渡层的弹性模量相差约2个数量级,且阻尼层与基层(约束层)的弹性模量相差约5个数量级;阻尼层材料损耗因子则需大于过渡层材料损耗因子。本文理论和方法可为驱动轮过渡阻尼减振结构应用在工程机械上提供一定的参考,同时对于ANSYS优化在各种车辆结构设计中的运用具有一定的借鉴价值。

摘要：建立合理的刚柔耦合系统动力学模型是实现碰撞冲击动态响应分析的基础。利用假设模态法描述了悬臂梁的振动位移响应,在此基础上基于广义坐标建立了系统的运动链。同时考虑悬臂梁的横向振动与纵向振动响应,在计入柔性杆横向弯曲变形引起轴向拉伸变形的2阶耦合量的条件下,分别基于Kane方法和Lagrange方法推导了刚柔耦合悬臂梁系统动力学方程,通过数值仿真揭示了系统广义坐标或速度的时变规律。仿真结果表明:两种方法下具有相同意义广义坐标的时变规律完全吻合。采用3D高速摄像机用于捕获悬臂梁的运动以验证构建模型的有效性。试验测试结果表明:试验测试值与仿真模拟值的误差值均小于5%,试验结果与模拟结果相符,说明动力学模型与计算方法均有效可行。研究结果可为接触面碰撞冲击理论计算及试验验证提供参考。

摘要：利用高铬铸铁焊条对碳钢板表面进行堆焊,经过对称组坯后分别采用15%,25%,30%的压下率在四辊轧机上进行多道次包覆热轧。采用扫描电镜和能谱点扫描、线扫描等方法对复合材料的结合界面和高铬铸铁层情况进行微观组织观察,并研究热轧对复合板力学性能的影响。实验结果表明,复合板经过热轧后板形良好,高铬铸铁与低碳钢实现热塑性变形;原堆焊结合界面处的裂纹和空隙缺陷被消除且出现了无碳化物区域和组织共生现象,剪切强度提高;热轧使得使堆焊高铬铸铁层的共晶碳化物链网状被打碎,碳化物弥散分布。

摘要：针对直流调速系统,设计了一种模糊自整定的分数阶内模控制器。首先将分数阶理论与内模控制(internal model control,IM C)相结合设计分数阶内模控制器,其参数可根据系统的相角裕度和穿越频率进行解析整定;然后在分析了相角裕度和穿越频率对系统性能影响的基础上,设计出模糊控制器,实现了系统根据转速偏差和偏差变化对控制器参数的在线自整定,克服了系统性能对相角裕度和穿越频率选择的依赖。仿真和试验结果表明模糊自整定分数阶内模控制器可使系统具有良好的动态响应、干扰抑制特性以及克服参数摄动的鲁棒性。

摘要：加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)可通过聚类鉴定共表达的基因模块来研究生物学数据与相应性状之间的关系。甘薯[Ipomoea batatas(L.)Lam.]是世界上营养丰富的块根作物之一,紫薯是甘薯的一种特殊品种,因含有大量的花青素而具有较高的营养价值。因此,培育花青素含量高的优质紫薯一直以来都是甘薯育种家所追求的目标。利用传统的育种方法已经培育了一些紫薯品种,但其周期长、工作量大、见效慢,所以急需通过分子设计育种手段来培育高产优质的紫薯新品种。花青素合成相关关键基因的挖掘对紫薯的分子育种具有重要意义。为了挖掘甘薯花青素合成相关基因,以紫薯品种‘徐紫薯3号’和白薯品种‘徐薯18号’的块根为材料进行了转录组测序(RNA-seq),并结合公共数据库中已公布的甘薯基因组信息以及43份紫薯和45份非紫薯块根的RNA-seq数据,通过分析在不同样本间表达量差异大的前50%的基因中选择了26760个基因进行WGCNA分析。结果表明,利用WGCNA鉴定出28个共表达模块,其中4个为紫薯特异性模块(Grey60模块和Black模块与紫薯显著正相关,Brown模块和Blue模块与紫薯显著负相关)。利用GO功能富集分析发现紫薯特异性模块Grey60可以显著富集到类黄酮和花青素代谢过程。通过计算模块内基因的连通性,分析挖掘到Grey60模块中有47个核心基因,其中包括已报道的8个花青素合成相关基因MYB113、CHS、3个CHI、F3H、GST和LDOX。利用qRTPCR验证了其中7个核心基因的表达模式。通过构建核心基因的互作网络发现:MYB不仅与已知的花青素合成相关基因bHLH、CHI、GST、F3’H、CHS等存在互作,同时也与DUF914、ABCC4等转运蛋白基因互作;WRKY3与多个核心基因存在互作,如LDOX、GST、CHS等。为高花青素含量紫薯新品种的培育和紫薯花青素生物合成机制的解析提供了理论基础和新思路。

摘要：针对滚动轴承保持架故障振动信号存在的不稳定性、无冲击特性和故障特征难以获取等问题,提出了一种基于EMD-SDP特征融合的CNN轴承保持架故障诊断方法。采用了SDP信息融合方法对保持架故障振动信号的EMD固有模态分量进行了特征信息融合,展示了不同保持架故障振动信号的时频特性;分析了滚动轴承保持架不同故障状态下的SDP特征图像差异;之后,结合CNN模型进行了SDP图像识别,设计出了一种基于EMD与SDP特征融合的CNN轴承保持架故障诊断方法模型;最后,通过旋转机械故障试验台,对轴承保持架故障进行了模拟实验。研究结果表明:该方法能够实现99%以上的故障识别率,进一步验证了通过深度学习算法自适应提取SDP信息融合图像特征的方法,可有效应用于轴承保持架故障诊断中。