摘要：为了实现包含多种功能构件的脐带缆截面快速布局,同时保证布局后截面整体性能良好,本文综合考虑紧凑性、平衡性和热源分散性,基于主要目标法建立脐带缆截面多目标优化设计模型。构建对应的物理模型并使用拟物算法结合拟人跳坑策略对脐带缆截面进行布局设计,得到了3种代表性布局方案。通过有限元仿真进行验证了算法的有效性和可行性。结果表明:基于拟物算法优化后的截面布局在紧凑性和平衡性上有显著提升,通过该方法可以得到综合性能较好的截面布局形式,能够避免依赖长期经验进行设计的不确定性,有效提高了脐带缆结构设计效率,为实际工程设计提供有益的参考。

摘要：采用等效静力计算方法对外爆载荷作用下的钢制双层储罐进行安全评价,对其结构设计与罐体防爆设计具有重要意义。因此,以钢制双层液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)储罐为研究对象,考虑外罐、保冷材料以及内罐的厚度和弹性模量,建立了基于质量和刚度等效的单层储罐当量参数计算方法。以此为基础,分别开展了双钢壁储罐和等效单罐在外爆载荷下的数值模拟分析,通过对比等效单罐和双罐的应力与变形数值,建立了钢制双层储罐强度失效和屈曲失效的等效静力计算方法,实现了双钢壁储罐在外爆载荷下的等效静力计算。计算结果表明:在外爆载荷下,等效单罐与双罐的应力和变形分布规律一致;经修正后的等效单罐与双罐的储罐应力、变形分别有90.9%和83.3%的数据相对误差在15%以下,从而验证了建立的等效计算方法的准确性。研究成果对于分析钢制双层储罐在爆炸事故中的后果及减少爆炸造成的损失具有参考意义。

摘要：空气质量数据复杂多变,现有方法难以捕捉长期依赖关系,且对季节趋势和多变量建模不足。针对以上问题,研究基于Autoformer模型进行改进,创新性地融入了特征渐进挖掘和多维深度联系两个分支。首先,特征渐进挖掘分支通过序列分解模块将空气质量数据分解为季节分量和趋势分量,对季节分量设计了一种特征增强模块(Feature Enhancement,FE)以捕获关键特征。其次,对趋势分量设计了门控-膨胀因果卷积模块(Gated Linear Unit Dilated Causal Convolution,GLU-DCC)来获取高级时序特征。最后,构建了多维深度联系分支,该分支通过引入维度-分段嵌入模块(Dimension-Segment-Wise Embedding,DSW)和两阶段注意力机制(Two Stage Attention,TSA)提取了多元空气质量数据中的跨维度相关性。研究对两个站点进行空气质量指数(Air Quality Index,AQI)预测,试验结果显示:与基线模型相比,研究模型的两个数据集的均方误差(M_(SE))分别平均下降了47.6%和57.5%,平均绝对误差(M_(AE))分别平均下降了15.5%和38.5%,具有更优的预测性能。

摘要：背景:人工髁突假体置换作为治疗颞下颌关节疾病的手术方式之一,不仅要恢复形态和功能,还要保证长期稳定的应用。目的:设计个性化Gyroid结构髁突假体并进行有限元分析。方法:通过软件设计不同壁厚(250,350,450,550,650,750μm)的Gyroid结构试件,分别进行有限元模拟压缩实验,检测试件的弹性模量,筛选出与下颌骨松质骨弹性模量相匹配且孔径满足成骨条件的Gyroid结构壁厚区间,对此区间进行细分并利用3D打印技术制作Gyroid结构试件,进行万能试验机力学压缩实验,通过弹性模量与抗压强度筛选符合下颌骨力学性能、孔径更易成骨且强度较小的Gyroid结构壁厚,进行后续实验。设计下颌骨个性化Gyroid结构髁突假体三维模型,分别模拟模型在自然咬合状态下对刃颌位、牙尖交错位的有限元分析。结果与结论:①有限元分析结果显示,随着壁厚的增加,Gyroid结构试件的弹性模量升高,其中壁厚350,450,550,650,750μm Gyroid结构试件的弹性模量与下颌骨松质骨弹性模量相匹配,由于后续实验需细分组别且550,650,750μm壁厚组孔径(800-1000μm)在成骨范围内,故筛选出壁厚550,600,650,700,750μm Gyroid结构试件进行万能试验机力学压缩实验;②力学压缩实验结果显示,随着壁厚的增加,Gyroid结构试件的弹性模量与抗压强度升高,其中壁厚550,600,650μm Gyroid结构试件的弹性模量在下颌骨松质骨弹性模量范围内,最终选取壁厚650μm、孔径900μm进行下颌骨个性化Gyroid结构髁突假体三维模型构建;③下颌骨个性化Gyroid结构髁突假体三维模型有限元分析结果显示,对刃颌位关节盘应力主要集中在前中带下表面,牙尖交错位关节盘应力主要集中在下表面外侧,左右侧关节盘在对刃颌位、牙尖交错位的最大位移和等效应力相近,最大位移分别为0.031,0.030,0.028,0.018 mm,最大等效应力分别为2.87,2.30,2.73,1.71 MPa;④结果表明,壁厚650μm Gyroid结构符合下颌骨力学性能,降低了钛合金强度、减轻了个性化Gyroid结构髁突假体对关节盘的损伤。

摘要：为实现汽车EPS扭矩信号测量,设计了一种柱式电磁EPS扭矩传感器。该传感器基于涡流效应原理,采用外定子内转子结构,通过测量转角得到扭矩信息。为研究接收线圈感应电压与结构参数的关系,对传感器进行互感耦合分析,并利用磁路分析法及COMSOL仿真计算感应电压。为提高感应电压幅值,以励磁线圈品质因数及电感为优化目标进行理论计算,并针对其结构尺寸设计复合因素仿真试验。通过仿真优化转子与平面励磁线圈耦合间隙,进一步提升感应电压幅值。

摘要：背景:目前国内外制作的颞下颌关节假体在置换过程中需要依靠螺钉固定假体中的髁突部分,通过预留固位孔方便术中进行操作,但由于缺少个性化的颌骨设计,可能存在固位板与颌骨不贴合导致螺钉松动、脱位。因此,个性化髁突假体置换在修复颞下颌关节中具有重要的应用价值。目的:设计一种内部为GYROID结构的个性化髁突假体,用于下颌骨髁突的修复重建。方法:在Rhinoceros 7软件中选择GYROID结构,单胞为6 mm,设置壁厚分别为0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8 mm,利用有限元分析GYROID结构的力学性能。3D打印不同壁厚(0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8 mm)的GYROID结构实验试件,通过室温压缩实验检测试件的力学性能。通过有限元分析与室温压缩实验结果筛选符合下颌骨力学性能范围的一个壁厚值,对1名成年男性下颌骨CT数据进行逆向建模,设计内部为GYROID结构的髁突假体,采用有限元分析模拟髁突假体置换后牙尖交错颌位与对刃颌位的运动。结果与结论:(1)有限元分析与室温压缩实验结果显示,随着壁厚的增大,GYROID结构的弹性模量增大,其中壁厚0.5-0.7 mm GYROID结构的弹性模量位于下颌骨的弹性模量(1.5-4.0 GPa)范围内,因此选取壁厚值0.6 mm的6 mm单胞GYROID结构模型进行髁突假体的设计;(2)有限元分析结果显示,下颌骨模型的应力分布呈左右对称,两种咬合时的应力分布大致相同,应力峰值无较大差距,应力集中于髁突假体颈部,置换侧受力较健侧略大;内固定模型整体的最大等效应力为269.34 MPa,螺钉的最大等效应力为20.14 MPa,牙尖交错颌位时假体的等效应力和等效应变值均大于对刃颌位时,牙尖交错颌位时螺钉的等效应力和等效应变值均小于对刃颌位时;(3)结果显示个性化GYROID结构髁突假体的设计与固位效果良好,符合下颌骨力学传导。

摘要：高速公路加速车道长度确定是合流区几何参数设计的核心内容,直接影响着合流区的通行效率和行车安全。为探究加速车道研究现状与发展趋势,合理设置加速车道,利用文献计量学方法从影响因素和长度计算模型两方面对加速车道设计相关研究进行综述和评价。针对不同影响因素,梳理了间隙接受理论模型、车辆汇入理论模型、交通仿真模型、Breakdown概率模型、可靠度理论模型、回归模型等加速车道长度计算模型,概括了加速车道评价指标和设计存在的问题,并展望了未来的研究前景。研究表明:现有的相关规范在大型车行驶特性、驾驶员驾驶特征和异质交通流条件等方面的考虑尚不全面,有待进一步修订和完善。为避免间隙接受理论的缺陷,未来可采用简单、易操作的Breakdown概率模型和可靠度理论模型或可重复性强的交通仿真模型,联合数据驱动方法对加速车道长度进行研究,使之更具普遍适用性,保障长度的可靠性。加速车道长度优化、渐变段设计、客货分离的专用加速车道设计、高速公路主线同侧连续入口最小间距等是未来的研究方向。

摘要：提出了一种基于STM32微控制器的电阻型湿度传感器校准系统,旨在提高传感器的工作性能,特别是要减少因湿滞和温度噪声等带来的误差。主要包括基于PID(比例微分积分)算法与PWM(脉宽调制)控制的饱和盐溶液相对湿度参考标准测试环境,干湿球温度计湿度辅助测试定标系统,以及Buck(降压斩波)开关电源和LDO(低压差线性稳压)电路组成的电源电路、恒温电路、气压检测电路、电机驱动电路和输出显示电路等模块的软硬件设计。最后自制GO/ZnO/PCF(氧化石墨烯/氧化锌/植物纤维素薄膜)电阻型湿度传感器,把该电阻型湿度传感器放置在各相对湿度参考标准测试环境中实时记录传感器输出电阻值并对其进行校准测试,经多轮试验和数据处理,运用二分查找算法获取该传感器对应湿度数据。研究结果表明,所设计的校准系统可以将湿度传感器误差控制在±2%RH内,并在标准湿度测试环境中实现10 s内达到90%的稳定响应。此外,经过误差校准后,传感器恢复至新的稳定状态所需的时间不超过30 s。该校准系统具有低成本、简便操作和便携性等显著优势,具有重要的实用价值。

摘要：作为玉米淀粉加工的副产物,玉米麸皮(CB)含有丰富的总纤维,是膳食纤维的良好来源。目前研究表明,CB作为一种生物质资源,与麦麸、米糠等其他副产物相比,其膳食纤维的含量更高。以玉米麸皮可溶性膳食纤维(SDF)得率为主要指标,结合吸附特性,通过Plackett-Burman设计试验和单因素试验确定最佳的复合酶法改性工艺:纤维素酶与木聚糖酶同步添加,添加比例为1∶1,酶用量为4 mg/mL,料液比为1∶20,在初始pH 4.5、温度45℃的条件下水解12 h。与单酶法改性相比,复合酶法改性处理后SDF得率可达8.01%,持水力、持油力、膨胀力分别为4.09 g/g、2.42 g/g、2.39 mL/g,吸附特性得到改善。该研究结果可为玉米麸皮膳食纤维的产业化开发奠定理论基础。

摘要：为实现拖拉机遥控换挡,基于动力性模糊控制换挡设计了电控液压换挡系统,并在AMEsim中搭建仿真模型。根据发动机的调速特性,以油门开度、当前的车速和挡位为输入参数建立动力性换挡模型,并根据驾驶员意图和拖拉机状态建立二级模糊控制器对动力性换挡策略进行修正。同时,设置工况,在MatLab/Simulink中建立拖拉机传动系统模型,利用AMEsim-Simulink进行联合仿真,得到液压缸活塞杆位移曲线,对可行性进行了验证。对比传统换挡与动力性模糊控制换挡,以离合器冲击度、滑摩功等为控制目标进行仿真分析。结果表明:与传统换挡系统相比所设计的系统控制效果较优,满足拖拉机动力性适应性要求。