摘要：基于低成本超声波传感器搭建了一套植物冠层超声回波信号检测系统,建立了基于圆柱面叶片分布模型的量化测试台。在正交中心复合设计试验基础上,建立了超声回波信号均值与冠层密度、探测距离的定量关系,即植物冠层密度量化模型。对已建立的植物冠层密度量化模型进行方差分析,结果表明,植物冠层密度量化模型具有显著性,且失拟性不显著。植物冠层密度量化模型决定系数R2和预测模型决定系数R2分别为0. 988 5和0. 911 4,表明试验值和预测值具有良好的一致性。为了验证已建立的植物冠层量化模型的可靠性,于室内测试台进行了4种植物在3种不同测试距离下的冠层密度验证测试,试验结果表明,实测值与模型测量值的相对误差最小为1. 230%,最大为13. 650%,平均相对误差为6. 120%,植物冠层密度量化模型对室内测试台的冠层密度测量有较好适用性。室外选择3棵不同的桂树,每棵树选择9个测试点进行验证测试,试验结果表明,实测密度与模型测量密度的最小相对误差为3. 959%,最大相对误差为20. 600%; 3棵桂树的实测密度与模型测量密度的平均相对误差分别为11. 244%、12. 246%和9. 628%,植物冠层密度量化模型对户外桂树密度测量有较好的适用性。

摘要：为研究节理倾角与贯通率对类岩材料力学特性的影响,选用预制贯通节理类岩材料作为研究对象,对以节理倾角和贯通率为单一变量的两组砂浆试样进行单轴压缩试验。试验结果表明:节理倾角为0°时,随着节理贯通率的增大,试样的峰值强度、峰值应变以及弹性模量均不断减小;不同贯通率试样破坏时均呈现出整体张拉破坏的特征;节理贯通率相同时,随着节理倾角的增大,试样峰值强度呈现V字形变化趋势;试样峰值应变先减小后增大再减小,弹性模量先增大后减小再增大,二者呈现良好对应关系。通过对比节理贯通率和不同倾角对力学特性的影响,发现节理贯通率在试样强度、变形破坏过程中起主要影响作用。

摘要：为提高芯片尺寸封装(CSP)器件的焊点可靠性,基于田口法,采用Garofalo-Arrhenius稳态本构方程和有限元法,对CSP器件焊点热循环载荷下的应力应变分布进行有限元模拟.考虑焊点材料、焊点高度、芯片厚度、基板厚度四个控制因素,借助田口法,采用正交表L_9(3~4)安排试验,研究发现影响焊点可靠性的主要影响因素为焊点材料和焊点高度.经过田口试验法优化得到的最佳方案组合为焊点材料Sn3.9Ag0.6Cu,焊点高度0.29 mm,芯片厚度0.1 mm,基板厚度0.17 mm.该最优方案和原始设计方案相比,蠕变应变能密度降低65.4%,信噪比提高了9.22 dB.结果表明,CSP器件焊点可靠性得到显著提高.

摘要：为进一步研究摩擦耗能部分自复位连接新型卷边PEC柱-钢梁组合框架边节点的抗震性能,考虑PEC柱布置方式和柱顶竖向力2个设计参数设计制作3个缩尺试件并进行了拟静力下抗震性能试验研究。根据试验测试结果,对试件承载力、节点转动刚度、残余侧移角、滞回耗能和节点受力机理等方面进行了分析。研究结果表明:摩擦耗能部分自复位连接可通过摩擦板摩擦滑移耗散地震能和预拉杆实现自复位功效,且整个加载过程中结构主体构件梁柱处在弹性状态;PEC柱顶竖向力明显提高了其初始抗弯刚度,而其二阶效应加快了连接的耗能发展进程,且PEC柱的布置对初始抗弯刚度、刚度退化和耗能发展进程影响较小;试件SMJ–2加载至试验结束对应层间相对侧移3.182%,其残余侧移角小于0.005 rad,即具有极佳的自复位功效,试件SMJ–3加载至中震层间相对侧移限值1/50和大震层间相对侧移限值1/30,其残余侧移角分别小于0.005和0.01 rad,自复位功效良好,而试件SMJ–1在加载至中震层间侧移限值1/50,其残余侧移角小于0.01 rad,但随后加载产生的残余侧移角由于竖向力二阶效应而增大趋势明显,自复位功效相应减弱。

摘要：Cu^2+是人体正常代谢所必需的微量元素之一,但是过量的Cu^2+会造成代谢紊乱,进而诱发各种疾病。长期以来,铜材料的过度使用和后处理不当导致生活环境中的Cu^2+浓度超标,成为重金属污染物之一,因此生活环境中Cu^2+含量的检测成为人们关注的热点。基于荧光探针的荧光光谱法由于选择性好、灵敏度高等优点被广泛应用于离子检测领域。利用荧光探针分子与待检测离子可发生选择性的弱相互作用,研究者们探索并设计了诸多可用于Cu^2+检测的荧光探针。然而普通的荧光探针由于灵敏度较差或选择性不理想等问题缺乏实际应用价值。设计并合成了一种新的化学型荧光探针分子9,10-二(3’-羟基-4’-亚甲胺氨基硫脲苯基)蒽(b-HTPA)。该探针分子通过与Cu 2+的络合作用,改变自身的电子排布结构,使得其荧光性能发生显著变化,由此对Cu 2+产生灵敏的响应。通过上、下转换荧光光谱来研究b-HTPA对Cu 2+检测的各项性能,并结合拟合计算得出最终结果。选择性研究结果表明,相比其他13种金属阳离子,Cu^2+对b-HTPA荧光猝灭效果最为显著,空白探针分子荧光与加入Cu^2+后的荧光强度比可达150∶1。灵敏性研究结果表明,b-HTPA对Cu^2+的最低检测限为2.78×10^-7 mol·L^-1,远低于中国卫生部《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006),表现出良好的荧光响应灵敏性和理想的最低检测限。响应时间测试结果表明,b-HTPA与Cu^2+在0~2 min时间范围内反应速率最大,并在约10 min后反应完全,说明b-HTPA在对Cu^2+检测中可以短时间产生响应,降低实际应用中的检测时间和周期。还使用八乙基卟啉钯(PdOEP)作为光敏剂,以b-HTPA为湮灭剂,利用上转换荧光光谱对b-HTPA/PdOEP/Cu^2+体系的灵敏性和检测限进行测试研究。结果表明,探针的上转换荧光强度随着Cu^2+浓度的增加而降低,具有良好的响应性,通过拟合计算,得出b-HTPA对Cu^2+的检测限为3.78×10^-6 mol·L^-1,低于《生活饮用水卫生标准》规定的检测下限。设计合成的新型荧光探针分子9,10-二(3-羟基-4-亚甲胺氨基硫脲苯基)蒽对Cu^2+具有高选择性、高灵敏度和理想的检测限,且响应速度快,展现了上转换发光在检测领域具有应用潜力。

摘要：【目的】面向林业病虫害防治,设计开发针对生物农药的专用雾化喷头和喷施技术,为确定专门喷施生物农药的风送转盘式离心雾化机构提供理论支持,为预测不同测试范围、操作技术参数和转盘喷头结构下的雾滴粒径尺寸提供科学依据。【方法】设计制造风送转盘式生物农药喷头,构建雾滴粒径性能测试系统,雾滴在植物中的穿透性测试系统以及生物农药活性测试系统,通过改变离心雾化转盘喷头的结构参数(转盘外径、斜角、齿数)以及操作技术参数(流量、转速、风送机构风速)进行雾滴粒径、生物农药活性试验。【结果】1)转盘齿数和转盘斜角对雾滴粒径的影响不显著,而转盘外径、输药流量、转速和喷雾距离与雾滴粒径相关,雾滴粒径随着输药流量增大、转盘外径减小、转速降低和喷雾距离增加而变大。2)构建以输药流量、转盘外径、转速、喷雾距离等参数为自变量,以转盘喷头雾化后的雾滴体积中径为应变量的回归模型,经检验,回归模型调整R^2为0.917,具有显著统计意义。3)通过放置在目标树木不同冠层的水敏纸分析雾滴覆盖率,转盘喷头与风送机构结合,使雾化后的雾滴借助风力的吹送作用,能够更好地穿过树木冠层,迎着喷施方向前层植物上的雾滴覆盖率明显高于中层和后层,且随着风速升高,各层的雾滴覆盖率显著增大。4)以白僵菌作为喷雾介质,测试孢子萌发率来衡量生物农药喷施后的活性损伤情况。转盘喷头的雾滴粒径与转盘齿数和斜角的相关性极弱,而与转盘外径、输药流量、转速和喷雾距离密切相关,影响生物农药活性的转盘喷头结构参数和操作技术参数因素次序为:风速>转盘外径>转速>输药流量>转盘斜角>转盘齿数。【结论】转盘喷头在风送机构的吹送作用下,可提高喷雾覆盖率,增强防治效果。综合雾化性能和防治性能数据,转盘外径0.1 m、输药流量20 L·h^(-1)、转速314 rad·s^(-1)、风送机构风速5 m·s^(-1)为面向林业病虫害防治生物农药喷施系统的最佳参数设置。

摘要：三极径向–轴向混合磁轴承径向采用三相功率逆变器驱动,具有成本低、体积小、功耗低的优点。但由于逆变器三相电流和为零的条件以及三极磁轴承的自身结构特点,使逆变器驱动对磁轴承的径向承载力产生一些影响。该文首先介绍了三极径向–轴向混合磁轴承的结构与工作原理,建立气隙中磁通的数学模型,然后根据数学模型分析直角坐标轴各方向产生最大悬浮力的条件,并得到了各个方向最大悬浮力公式,采用有限元分析软件ANSOFT进行仿真分析,并进行实验验证,仿真、实验结果与分析结果一致。得出的结论对三极磁轴承的设计、安装和控制具有指导性意义。

摘要：为提高形态表型检测速率,满足形态表型测量的标准化需求,以拟南芥为例,提出一种测量植物三维形态特征的方法,并建立植物时序生长方程和可视化模型,构建了一套经济实用、面向拟南芥生长过程的形态表型测量机器视觉系统。通过光学相机采集拟南芥植株的二维图像序列,利用运动中恢复结构算法生成三维点云;设计一种彩色标板,基于彩色标板的坐标系标准化方法,提取拟南芥植株的点云并标准化坐标系。与传统人工接触式测量值相比,该系统交互测量的拟南芥叶片宽度、长度、主茎长度、叶片面积、叶片间夹角的平均相对误差分别为9.83%、10.10%、1.07%、4.09%和4.37%。利用该系统采集哥伦比亚野生型拟南芥生命周期内的形态表型信息,拟合其数学生长模型,并使用L-studio软件,将时序生长模型可视化表达。结果表明,植物固定、传感器移动的平台结构解决了传统传感器固定、植物移动方式导致的植物抖动从而影响三维重建效果的问题,可快速、准确、可靠地提取植物表型信息。基于彩色标板的点云坐标系标准化方法在每个单位时间都能够对拟南芥植物对象进行参数提取,与传统的人工接触式测量方法相比,效率高、速度快,可满足拟南芥的形态表型分析需要。

摘要：应用多芯片组件(MCM)技术,对超声波电机驱动单元的集成技术进行了初步探索;建立了MCM的三维有限元的热分析模型,并在空气自然对流情况下,对温度分布和散热状况进行了模拟计算;定量分析了空气强迫对流MCM模型温度分布和散热状况的影响。模拟分析结果为基于MCM的超声波电机驱动单元的设计提供了重要的理论依据,对于提高同类产品本身的整体性能和国际竞争力具有重要的理论意义和实用价值。

摘要：为解决传统管道机器人质量大、体积大等问题,以三杆星型张拉整体作为基本单元,设计了一种新型张拉整体管道机器人,其运动步态为纵波法运动步态.为验证新型张拉整体管道机器人的可行性,建立了五单元机器人的动力学仿真模型,研究了不同模型参数和不同工作条件下的机器人运动性能.结果表明:五单元机器人既能够在方形长直管道中按照纵波法步态平稳前进,还能通过增大斜索预应力、静摩擦系数和驱动长度以及减小动摩擦系数和驱动时间提升前进距离,但过度调整可能会引起能量输入过大和稳定性下降;机器人在管道倾斜角度大于20°时无法前进,但在单元损坏、均匀负重或圆管内前进3种不同的工作条件下,机器人均能保持良好的前进性能.