摘要：调谐黏滞质量阻尼器(Tuned Viscous Mass Damper,TVMD)是一种有效的被动惯容减震装置,本文针对地震作用下建筑结构TVMD阻尼比增效效应与优化设计展开研究。将TVMD对结构自身阻尼耗能功率的控制效果归纳为TVMD等效附加阻尼比,并基于随机振动理论推导了等效附加阻尼比的理论表达式。为了使TVMD更具实际应用价值,TVMD理论上应取得比同阻尼系数的黏滞阻尼器(VD)更大的等效附加阻尼比,这一现象定义为TVMD阻尼比增效效应,并定义了阻尼比增效系数来量化评估阻尼比增效效应。将等效附加阻尼比和阻尼比增效系数均作为优化目标,提出了TVMD最优设计参数理论解。参数分析结果表明,本文解具有良好的稳定性和适用性,为了更高效地发挥阻尼比增效效应,推荐TVMD质量比不超过0.3或阻尼比不超过0.1。以某七层标准钢框架结构作为工程算例展示了TVMD设计流程,并验证了本文解的有效性和优越性。算例分析结果表明,使用本文解设计TVMD能显著放大其阻尼元件变形,表现出了理想的阻尼比增效效应。与传统解相比,本文解还具有另一个明显优势,即保证TVMD的减震效果优于同阻尼系数的VD,不存在减震效率问题。

摘要：高速铁路大跨度斜拉桥应用无砟轨道可提高线路平顺性和稳定性,消除线路的潜在限速点,统一轨道类型,减少轨道线路运维成本,是我国高速铁路的重要技术创新。依托世界首座无砟轨道大跨度斜拉桥-昌吉赣客专赣州赣江特大桥,建立大跨度斜拉桥-无砟轨道体系精细化有限元分析模型,探明了大跨度斜拉桥-无砟轨道一体化体系的变形特征,设计并制作了大跨度斜拉桥上无砟轨道变形适应性的等效比例室内试验模型,开展了大跨度斜拉桥上无砟轨道变形适应性理论与试验研究,对比分析了大跨度桥上无砟轨道的不同长度、隔离层类型及布置方式的影响,研究了在各类变形条件下大跨度斜拉桥上无砟轨道的变形跟随性和协调性。研究结果表明:大跨度斜拉桥梁端转角和主梁整体挠曲变形仍可依据现行规范中的中小桥梁相关限值进行控制;应合理控制斜拉桥主梁节间的局部变形,避免桥上无砟轨道层间出现脱空离缝;提出了大跨度斜拉桥上单元式无砟轨道设置橡胶隔离层的技术方案,论证了橡胶隔离层的应用效果,建立了桥上无砟轨道橡胶隔离层的“缓冲作用”理念和轨道层间“隔而不离”的设计目标,显著提高了桥上无砟轨道的变形适应性;本文研究成果可为高速铁路大跨度斜拉桥上无砟轨道的推广应用提供技术支持。

摘要：高速铁路大跨度斜拉桥结构变形受其复杂服役环境影响显著,而无砟轨道对工后变形的调整能力有限,因此大跨度斜拉桥的复杂变形条件将直接影响其上无砟轨道结构的适应性。以沪渝蓉高铁长江北支公铁两用大跨度斜拉桥应用无砟轨道为工程背景,建立无砟轨道-大跨度斜拉桥一体化精细空间有限元模型,分析铁路、公路以及温度等多种荷载联合作用下大跨度斜拉桥-无砟轨道体系平顺性、无缝线路稳定性和无砟轨道层间变形协调性,从而对大跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥-无砟轨道体系变形适应性开展深入研究。结果表明:在运营荷载及温度荷载最不利组合作用下,大跨度斜拉桥主梁线形平顺,变形平缓,桥梁整体刚度较好,桥上无砟轨道几何形位可以满足静态验收标准;大跨度斜拉桥上无缝线路的强度和稳定性满足要求,扣件工作性能良好,钢轨伸缩调节器的设置可有效释放梁端钢轨的纵向应力;无砟轨道层间设置橡胶隔离层且不跨主梁桁架节间的布置方式可提高大跨度斜拉桥上无砟轨道的变形协调性能,使得桥上无砟轨道层间始终处于受压状态,达到“隔而不离”的桥上轨道层间理想服役状态;大跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥-无砟轨道体系变形适应性良好。本文研究成果可为公铁两用大跨度钢桁梁斜拉桥上无砟轨道的应用提供技术参考。

摘要：目的建立一种基于DeepLabCut(DLC)算法用于评价老年小鼠运动功能的步态分析系统。方法基于深度学习技术中的DLC算法,采用跑台装置和全封闭设计,构建系统软硬件;应用本系统评价不同运动模式下衰老所致小鼠的步态差异;通过相关性分析探究体质量与体长对步态指标的影响。结果本系统实现特定步速下小鼠三维立体步态(侧面和腹平面)的同步分析,自动量化47项步态指标。应用本系统发现,步行时(15 cm·s^(-1)),相比2月龄、8月龄和15月龄小鼠体转角标准偏差下降,前肢摆动时长、膝关节(Knee)角度标准偏差、左后爪和右后爪向外角度平均值增加;15月龄小鼠还出现步频降低,步幅、双支撑总时长、Knee伸展和收缩距离增加。小跑时(20 cm·s^(-1)),15月龄小鼠无法稳定行走,相比2月龄,8月龄小鼠左后爪向外角度平均值和双支撑总时长增加。相关性分析发现,步频、步幅、前肢摆动时长、后爪向外角度平均值、双支撑总时长、Knee角度标准偏差、Knee伸展和收缩距离等指标均未受到体质量和体长变化的影响。结论基于DLC算法的小鼠步态分析系统实现了对老年小鼠步态更加敏感、准确、全面的评价,区分出老年小鼠为维持步态稳定性所表现的步态特征,并筛选出更能反映老年小鼠步态变化的行为指标。为今后更有效评估抗衰老、抗运动协调功能下降药物的药效与副作用提供方法学基础。

摘要：相比于传统土工织物,新型土工织物是一种因编织了亲水尼龙织物而在非饱和环境下具有较高排水效率的新型材料,其排水效率受铺设方式、降雨、温度、相对湿度等因素影响。目前关于铺设方式、降雨对其排水效率的影响已有一定研究,但有关蒸发、蒸腾作用对排水效率的影响还缺乏系统研究。鉴于此,基于已开展的砂土自由排水和新型土工织物水平铺设(排水端延伸至空气中)下的排水试验,首先通过在砂土中设置一层不同铺设方式下的新型土工织物(排水端未延伸至空气中,无蒸发),开展排水对比试验;随后,在砂土中设置一层新型土工织物,开展排水端延伸至空气中(蒸发),排水端穿过植草土壤(蒸腾)下的排水对比试验,探究新型土工织物在蒸发、蒸腾作用下砂土湿润锋、砂土含水率(体积、质量)的变化规律。结果表明:在砂土中铺设一层新型土工织物后,虽增加了排水路径,但新型土工织物排水端未延伸至空气中,不能进行蒸发作用,加之铺设的新型土工织物上无湿度差,不能产生吸力差,水分迁移仅受重力影响,其排水效率接近砂土自由排水,反之,水分迁移将受重力和吸力双重作用,更多的水分被排出;新型土工织物蒸发作用下的排水效率是无蒸发作用下的1.25倍,蒸发作用对排水效率的影响大于铺设方式;蒸发作用相当于天然“水泵”,新型土工织物相当于排水“管道”,若排水时间足够长,新型土工织物能持续降低砂土中水分;为发挥新型土工织物最佳排水效率,须将新型土工织物排水端延伸至空气中进行蒸发作用;用于排水的材料若在非饱和环境下排水效率低,不仅不能排水,反而阻滞水分迁移,抬升地下水位,产生不利的影响;植物蒸腾和土壤蒸发作用能提高新型土工织物排水效率,但影响小于蒸发作用。研究成果可为新型土工织物的排水设计、施工提供参考。

摘要：针对磁悬浮轴承受到未知干扰而使转子偏离理想位置导致控制性能下降的问题,建立了存在未知干扰的磁悬浮轴承模型,基于模型设计了等价输入干扰系统,利用积分滑模观测器对系统状态量进行观测并结合等价输入干扰估计器协同实现对未知干扰的实时精准估计,通过控制端对等价输入干扰估计值进行前馈补偿,设计转子位置环的滑模控制器,通过复合控制提高系统的鲁棒性。与其他方法的仿真对比结果表明,所提方法能够提高轴承系统的抗扰性能,实现对转子位置的高精度控制。

摘要：针对柑橘果径、着色率和内部糖度3项关键品质指标,基于双锥滚子式果杯传输线设计了一套柑橘综合品质无损检测分级系统,该系统主要包括喂料部分、机器视觉检测模块、近红外光谱检测模块和分级执行部分.机器视觉检测模块采用单相机拍摄不断翻滚的柑橘视频来获取大量不同姿态的柑橘图像,并进行轮廓提取,以单个柑橘所有帧图像的最小外接圆直径的平均值计算果径,以每一帧图像得到的其二维黄色占比的平均值作为全表面着色率.在近红外光谱检测模块中设计了透射式光路,采集柑橘透射率光谱,并按在线检测时柑橘出现的两种高频姿态建立了混合姿态糖度检测模型,对比不同预处理方法下的建模结果,选取应用效果较优的多元散射校正(MSC)后建立的偏最小二乘法(PLS)模型.在线试验结果表明:果径检测的最大绝对误差为-1.42 mm,着色率检测的最大绝对误差为0.048,糖度检测结果的相关系数为0.817,均方根误差为0.658%.内外品质的联合检测分级按判别树决策方法确定了3种品质的联合分级方式,在分选速度为5个/s时,综合分级的平均准确率可达到91.16%,该检测分级系统整体结构简单,对于类球形水果具有较强的适用性,在产业化应用上有很大的潜力.

摘要：【目的】探讨轮毂电机输出转矩的幅值和响应速度饱和的问题。【方法】以分布式电动驱动汽车为研究对象,结合二阶嵌套饱和函数对滑模控制进行抗饱和设计,并基于轮毂电机的峰值转矩及其在台架试验中的实际响应设计抗饱和滑模控制器的上下限参数。【结果】抗饱和滑模控制器能严格限制直接横摆力矩的幅值和变化速率,能极大地提高极限工况下车辆的横向稳定性。【结论】本文提出的方法有效解决了极限工况下轮毂电机易陷入饱和的问题,避免了因车轮滑移导致车辆失稳。

摘要：近单频光纤激光在相干合成、光通信、激光测量及光谱分析等领域具有独特的优势。目前,采用环形腔光纤激光器实现近单频输出被科研工作者们广泛关注。环形腔光纤激光器中主要使用可调谐光纤光栅滤波器、可调谐带通滤波器、可调谐法布里-珀罗(F-P)滤波器以及可饱和吸收体等实现更好的近单频输出,输出激光的光谱受到滤波器带宽以及环形腔数量的影响。因此,基于光纤光栅选频,使用Optisystem软件进行仿真,通过改变环形腔数量和光纤光栅的3 dB带宽,得到了边模抑制比为88.20 dBm的近单频激光输出。

摘要：对于高致病性H5N1禽流感病毒,构建检测该病毒的高灵敏生物传感器,并与智能包装相结合用于实时监测,这对禽流感的防控具有重要意义。基于杂交链式反应(HCR)信号放大策略,以AgNCs作为荧光信号基团,构建了一种无标记“turn on”型荧光生物传感器用于检测代表H5N1病毒的H5N1基因序列。该传感器以H5N1 DNA作为触发剂引发HCR过程,使AgNCs产生强的荧光信号变化。研究表明,当H5N1 DNA浓度在0.2~800.0 nmol/L内,该传感器具有良好的响应信号,且在0.2~200.0 nmol/L之间的荧光强度与H5N1 DNA浓度呈线性相关,线性方程为y=10.982C+567.435(R^(2)=0.99273),检测限为176 pmol/L。核酸传感体系具有通用性,通过简单调整目标序列,可实现对不同目标物的特异性灵敏检测。该研究有望为高灵敏分析禽流感病毒标志物的通用传感平台设计提供思路。