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    2020年, 第41卷, 第3期
    刊出日期:2020-03-15
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    信息与控制
    机械工程
    资源与土木工程
    材料与冶金
    生物工程
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    信息与控制
    基于sEMG和LSTM的下肢连续运动估计
    王斐, 魏晓童, 秦皞
    2020, 41 (3):  305-311.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.001
    摘要 ( 838 )   HTML   PDF(694KB) ( 1167 )  
    针对下肢助力外骨骼的连续运动控制问题,提出了一种基于表面肌电信号(sEMG)与长短时记忆(LSTM)网络的连续运动估计方法.通过LSTM对肌电-运动的映射关系进行训练分析,基于奇异值分解特征值矩阵的误差算法获取主元分析(PCA)算法的主成分数量(降维维度),实现了对下肢三个关节在矢状面内的连续运动估计,且提高了连续运动估计的实时性.通过与传统网络支持向量机(SVM)、反向传播(BP)神经网络训练结果的对比分析,证明了LSTM网络在下肢连续运动预测中的优越性.
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    基于联合频分复用的水下多载波调制技术
    付晓梅, 马鹏宇, 韩光耀
    2020, 41 (3):  311-315.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.002
    摘要 ( 633 )   HTML   PDF(662KB) ( 627 )  
    目前水声通信的OFDM调制是一种高效率的多载波调制技术,但严格要求子载波正交,对频偏敏感.水声通信中主要采用多普勒补偿或增加子载波滤波器的方法解决多普勒频移的问题,实现复杂.本文从新的角度,即增大子载波间间隔角度研究减小子载波间干扰(ICI),提出一种联合频分复用(C-FDM)方法,将多个OFDM子载波模块联合形成一个C-FDM子载波模块,并将频率相同的子载波放在相邻位置.在C-FDM和OFDM符号长度相同情况下,C-FDM的子载波间隔更大,不需要增加复杂补偿算法,就能有效提高抗多普勒频移能力.仿真结果表明C-FDM技术在水声信道中有更优良的误码率性能.
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    基于自适应直方图修改的网格可逆信息隐藏
    张启龙, 温涛, 宋晓莹, 孙伟
    2020, 41 (3):  316-321.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.003
    摘要 ( 691 )   HTML   PDF(626KB) ( 687 )  
    可逆信息隐藏是一种特殊的信息隐藏技术, 在医学、军事和法律等领域具有重要的应用价值.本文提出一种基于自适应直方图修改的网格可逆信息隐藏算法. 首先, 利用模型形状的局部相似性, 预测顶点位置以获得预测误差序列, 构造陡峭的预测误差直方图. 然后, 根据直方图的分布特点, 直接使用嵌入区域内两组指定的预测误差来嵌入秘密信息,减少了辅助信息的传输. 最后, 为减少模型失真, 根据载荷大小自适应地选取合适的嵌入区域, 有效避免对预测误差过多移动. 实验结果表明, 本文提出的算法在小容量嵌入时能保持较高的视觉质量, 适用于高保真的网格可逆信息隐藏.
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    基于集成学习的束支传导阻滞识别方法
    徐久强, 张金鹏, 贾玉其, 邵建新
    2020, 41 (3):  321-326.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.004
    摘要 ( 532 )   HTML   PDF(767KB) ( 789 )  
    为提升基于心电图的左、右束支传导阻滞自动化诊断性能,提出了一种以多导联心电图卷积神经网络模型作为基学习器的集成学习诊断方法.首先从临床12导联同步静态心电图中提取出有效诊断导联数据并分割为若干个多导联单心搏数据切片.采用自助采样法抽取多个数据子集,并对每个子集以不同方式进行数据扰动后输入基学习器,得到相应的预测模型.然后以贝叶斯方法作为集成学习的结合策略融合多个模型进行预测.最后采用投票法结合1例心电图中的多个心搏分类结果给出诊断.实验结果表明,该方法具有较高的灵敏度和特异度,具有临床应用价值.
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    基于混沌飞蛾扑火优化的膝盖MRI分割算法
    王海芳, 祁超飞, 张瑶, 朱亚锟
    2020, 41 (3):  326-331.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.005
    摘要 ( 531 )   HTML   PDF(1142KB) ( 586 )  
    由于飞蛾扑火优化(MFO)算法在解决实际优化问题时仍会表现出易陷局部最优、收敛停滞等不足,针对MRI图像较难分割问题,本文提出了一种基于混沌飞蛾扑火(CMFO)的膝盖MRI分割算法.为辅助医生阅片,提高诊断效率和准确率,实验先将膝盖MRI图像选作研究对象,然后将CMFO算法与最大阈值熵相结合应用到医学MRI图像多阈值分割领域.为突出基于CMFO的膝盖MRI分割的优势,引入了SOA,BFOA和MFO算法作对比实验,结果表明:CMFO算法能有效改善MFO的优化性能,而且对膝盖MRI图像分割具有更好的适用性和优越性.
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    基于GAN的医学图像仿真数据集生成算法
    孟琭, 钟健平, 李楠
    2020, 41 (3):  332-336.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.006
    摘要 ( 1141 )   HTML   PDF(885KB) ( 1633 )  
    基于生成对抗网络(generative adversarial networks,GAN),提出了面向肝脏肿瘤CT图像仿真数据集生成深度学习算法.首先,将CT图像数据文件进行格式解析,单独保存为PNG格式的图像文件;然后,将肝脏病变区域统一标注为白色,并结合肝脏CT原图组成配对图片;最后,用生成对抗网络的pix2pix架构仿真生成病变肝脏图像.为将生成图像与目标图像进行定量分析、比较,本文采用了峰值信噪比和结构相似性作为模型的评价指标.实验结果表明,本文算法所生成的肝脏肿瘤CT仿真数据集的平均峰值信噪比为64.72dB,平均结构相似性为0.9973,证明了所生成的仿真图像数据有着非常高的真实度.
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    基于区块链的无线体域网数据云存储完整性研究
    高艳芳, 姚兰, 马衍崧, 李凤云
    2020, 41 (3):  337-342.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.007
    摘要 ( 731 )   HTML   PDF(695KB) ( 797 )  
    针对无线体域网数据云存储的安全问题,设计了基于区块链的访问控制框架,框架通过区块链技术与数字签名相结合控制用户的访问请求;通过区块存储访问请求及其数字签名,利用改进的Raft算法保证节点间的区块链一致.其次,设计了有序数组和Merkle树相结合的方式存储数据,哈希表和Merkle树相结合的方式存储数据的访问请求;再次,提出针对无线体域网数据的完整性验证方案.最后,对区块链的一致性、数据完整性验证方案进行实验.结果表明,提出的框架能使各用户节点协同对访问请求进行控制,并且均能验证数据的完整性.
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    机械工程
    含局部故障的滚动轴承动力学建模及振动分析
    马辉, 李鸿飞, 俞昆, 曾劲
    2020, 41 (3):  343-348.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.008
    摘要 ( 805 )   HTML   PDF(1538KB) ( 1234 )  
    基于ANSYS/LS-DYNA软件建立了健康圆柱滚子轴承的二维显式有限元模型,并从轴承运动学的角度验证了本文所建有限元模型的有效性.在健康圆柱滚子轴承模型中引入利用圆周矩形模拟的内、外滚道局部剥落故障,建立含局部剥落故障的圆柱滚子轴承有限元模型,分析了故障区边缘单元的等效应力和滚子滚过内外圈局部缺陷的过程.将仿真结果与实验测试结果对比分析,证明了本文所建立的含局部剥落故障的圆柱滚子轴承有限元模型的正确性.在此基础上,研究了局部故障区域平滑程度对滚动轴承振动特性的影响,故障区域越平滑,振动响应越小.研究结果可为滚动轴承故障诊断提供一定参考.
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    仿人机械手设计与硬度感知研究
    张颖, 赵长盛, 苑文博, 郝丽娜
    2020, 41 (3):  349-355.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.009
    摘要 ( 711 )   HTML   PDF(1260KB) ( 919 )  
    硬度作为物体的重要物理属性之一,在一定程度上影响了机械手对物体的智能抓取控制.为提高机械手自适应性、集成化和轻量化,本文设计并制作了基于3D打印技术的模块化多自由度仿人机械手.通过微型丝杠电机牵引钢丝绳运动,实现四指弯曲和拇指弯曲与侧摆.本文重点研究了仅基于电流传感器反馈的物体硬度感知策略,无需增加额外的外部传感器,弥补了大多数机械手难以直接区分物体软硬属性的缺陷.通过将该机械手与软体机械臂集成,实现了对不同硬度的软烂水果和新鲜水果的分类挑选.
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    一种无标定视觉伺服系统的快速跟踪策略
    马树军, 金铁铮, 王英蕾, 白昕晖
    2020, 41 (3):  355-360.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.010
    摘要 ( 652 )   HTML   PDF(800KB) ( 675 )  
    为了提高机械臂跟踪动态目标的跟踪效率,本文提出了一种无标定视觉伺服系统的快速跟踪策略.一方面,该策略通过预测机械臂关节角的方法,使得控制器计算行为与机械臂运动行为同时进行;另一方面,该策略使用最新的图像信息计算关节角,提高了系统的实时性.在仿真实验和实物实验中,构建了应用不同跟踪策略的两个无标定视觉伺服系统以跟踪动态目标.最后,通过对比两系统的跟踪时间和跟踪路径,验证了新跟踪策略的快速性、实时性和抗干扰性.
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    金属链式无级变速器动力特性的研究
    张镭, 赵鑫
    2020, 41 (3):  361-366.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.011
    摘要 ( 585 )   HTML   PDF(1041KB) ( 776 )  
    深入研究了金属链式无级变速器传动机理和其锥盘V型结构的轴向加压原理.通过对锥盘夹紧力、推力关系等方面的研究,建立了锥盘动力传动特性的数学模型,仿真出加压机构的理论加载曲线,并进行了相应的动力特性实验,获得推力比相对速比、转矩比变化的规律曲线;同时验证了理论模型与仿真的正确性,并得出速比变化率对汽车的加速具有负的作用,不能完全依靠推力比实现速比的调节,高、低链速下的推力比与速比关系会呈现少许差异等重要结论.研究成果为研制性能可靠的轴向夹紧力控制结构与系统奠定了理论基础.
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    基于信息熵的城轨车辆应变传感器优化布置
    张子璠, 李强, 刘汉文, 丁然
    2020, 41 (3):  367-374.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.012
    摘要 ( 514 )   HTML   PDF(1243KB) ( 765 )  
    针对传统的传感器优化方法在配置数量较多的情况下存在测点聚集的现象,基于信息熵理论分析了优化结果和预测误差间的关系,并提出了一种考虑预测误差的改进优化方法,将归一化模态应变能之和的倒数作为预测误差协方差矩阵的主对角元,非对角元由结合了测点距离和响应水平的指数相关方程表示,以最大化Fisher信息阵行列式值为目标,采用逐步累积法得到最优测点位置.城轨车辆构架有限元计算结果表明,改进的优化方法在三种评价准则的表现上均优于经典方法,并且显著降低了测点聚集效应,证实了改进方法用于转向架构架应变传感器配置的有效性.
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    变厚度熔覆层沉积成形工艺与性能研究
    辛博, 周显新, 巩亚东
    2020, 41 (3):  374-379.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.013
    摘要 ( 506 )   HTML   PDF(1546KB) ( 685 )  
    为减少由等厚度熔覆层成形引起的阶梯效应,提出变扫描速度和不等高搭接方法打印变厚度熔覆层.基于光栅扫描路径,建立了变厚度切片模型,并与等厚度熔覆层成形工艺对比,分析了斜坡长方体的表面质量、硬度以及微观组织分布.实验结果表明:采用变厚度熔覆成形工艺能有效提高成形件的几何精度,并揭示了成形件纵截面上晶粒生长方向的变化规律.在成形件的扫描和搭接方向,最大硬度值均出现在高端附近.
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    增/减材复合加工316L宏观形貌和残余应力试验
    杨玉莹, 巩亚东, 屈硕硕, 蔡明
    2020, 41 (3):  380-386.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.014
    摘要 ( 728 )   HTML   PDF(1948KB) ( 735 )  
    为了研究激光功率P、送粉速率f和扫描速度vf对熔覆层宏观质量的影响,采用正交试验进行激光熔化沉积的单层单道成形试验研究.以熔覆层的形状系数ξ为评价指标,通过极差分析获得P,f和vf对几何形貌影响的主次顺序.结果表明:在一定工艺参数范围内,f对熔覆层ξ的影响最大;最佳工艺参数组合是P,f和vf分别为1kW,0.7g/min和600mm/min.利用X射线衍射法对增/减材复合制造316L不锈钢薄壁圆环表面残余应力的分布进行了试验研究.结果表明:试样表面的顶部和底部是拉应力,中间部分是压应力;铣削加工可以消除一部分残余应力.
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    基于石墨烯强化MQL的GH4169合金铣削表面质量研究
    李明, 于天彪, 张荣闯, 王宛山
    2020, 41 (3):  387-392.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.015
    摘要 ( 545 )   HTML   PDF(1206KB) ( 633 )  
    为了改善GH4169合金铣削加工的表面质量,基于微量润滑(MQL)技术,将石墨烯纳米粒子添加到植物油基切削液中以强化其冷却润滑性能.结合正交试验方案,采用极差分析和方差分析方法,研究了MQL参数(石墨烯质量分数、切削液流量、气体压强)对表面粗糙度的影响规律,并得到了最优的参数组合.研究结果表明,石墨烯质量分数对GH4169合金铣削加工表面粗糙度的影响是最显著的,其次是气体压强,最后是切削液流量;同时,最优的表面粗糙度为0.406μm,最优参数组合为石墨烯质量分数0.1%,切削液流量60mL/h,气体压强0.6MPa;适当的MQL参数可以显著地改善切削区的冷却润滑状态,从而改善表面质量,降低表面粗糙度.
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    端面磨削加工工件表面材料的去除机理
    孙聪, 李清良, 修世超, 刘宏伟
    2020, 41 (3):  393-398.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.016
    摘要 ( 947 )   HTML   PDF(1419KB) ( 878 )  
    就端面磨削加工中材料去除不均匀、平面度不达标现象,提出了一种多磨粒材料去除率的计算方法.首先,在考虑磨粒尺寸、位置的前提下,建立了端面磨削砂轮表面磨粒分布的数学模型.其次,推导了多磨粒在工件表面的动力学轨迹方程,并在此基础上建立了工件表面材料的去除率模型.最后,通过实验验证了所提方法的合理性.结果表明,端面磨削工件表面去除效果呈现一定的不均匀性,往往中心位置区域去除率较低,形成了“中凸”现象,且工件表面轮廓的高度差随着转速比的增加而增大,可在加工过程中适当降低转速比,以提高工件表面轮廓的一致性.
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    基于CFD评估蒸汽喷射泵的抗背压能力
    王晓冬, 孙浩, 宁久鑫, 孙浩林
    2020, 41 (3):  399-402.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.017
    摘要 ( 605 )   HTML   PDF(493KB) ( 665 )  
    通过蒸汽喷射泵喉部出口截面单位体积流体的动能e评估蒸汽喷射泵的抗背压能力.利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法研究喷射泵几何参数——喉部直径d、混合室角度θ和喷嘴出口位置s对蒸汽喷射泵抗背压能力的影响,以及e与蒸汽喷射泵抗背压能力之间的关系.结果表明:随着d或θ的减小,或s的增大,都会导致e增大,此时蒸汽喷射泵抗背压能力增强;当d,θ及s变化时,e可作为评估蒸汽喷射泵抗背压能力的指标.
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    资源与土木工程
    粗榆金矿地下开采覆岩运移规律数值模拟
    关守安, 李皓, 金长宇, 刘冬
    2020, 41 (3):  402-407.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.018
    摘要 ( 563 )   HTML   PDF(2247KB) ( 599 )  
    针对粗榆金矿急倾斜极薄矿体下行充填开采过程中岩移规律开展数值模拟研究.通过现场节理调查确定节理产状与间距,利用Hoek-Brown强度准则确定数值计算参数,借助神经网络获得数值计算边界条件,结合三种不同数值计算方法开展计算分析.研究表明,矿体上盘岩层沉降明显,矿体覆岩沉降变形区域呈筒形陷落;FLAC3D和3DEC计算结果显示,粗榆金矿地表不存在沉降区域;随机介质计算结果显示,二号竖井、新建的选矿厂以及职工宿舍浴池均在岩移带之外;相对于FLAC3D,3DEC计算方法,随机介质方法更适合对急倾斜极薄矿体开采导致的岩层运移进行模拟研究.
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    Cu2+诱导黄铁矿合成α-Fe2O3纳米多面体的生长机理
    周鹏飞, 张威, 赵思凯, 沈岩柏
    2020, 41 (3):  408-412.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.019
    摘要 ( 518 )   HTML   PDF(1705KB) ( 662 )  
    以黄铁矿为原料,通过焙烧、化学浸出、除杂得到Fe3+浸出液,随后采用水热合成法通过加入适量Cu2+溶液成功诱导合成出α-Fe2O3纳米多面体,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱对所获产物的结构和形貌进行表征,并对其成核及晶体生长过程进行探讨.研究结果表明,Cu2+诱导黄铁矿合成的α-Fe2O3纳米多面体具有六方相晶体结构,其粒径在500nm左右.通过对不同水热时间所获产物的形貌进行观察并结合溶液化学计算分析,可以推断α-Fe2O3纳米多面体的形成是沉淀-溶解-再结晶的过程,Cu2+的存在主要起到诱导Fe2O3晶核在生长过程中趋向形成多面体结构的作用.
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    海南某金矿尼尔森重选-浮选试验
    陈桥, 杨洪英, 佟琳琳
    2020, 41 (3):  413-418.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.020
    摘要 ( 903 )   HTML   PDF(740KB) ( 876 )  
    以海南某石英脉型金矿石为原料,进行尼尔森重选-浮选试验研究.通过GRG试验得出金矿中重选可回收金质量分数为80.88%.通过条件试验确定了该矿石尼尔森重选-浮选的最佳条件为:磨矿细度-74μm占80%,相对离心力60g,反冲水压16kPa,矿浆质量分数40%,戊基黄药用量200g/t,浮选时间5 min.原矿石品位9.8g/t,利用尼尔森选矿机一次分选可得品位230g/t,金回收率80.30%的重选精矿.重选尾矿品位2.0g/t,经过一次粗选一次精选三次扫选处理,可得浮选精矿品位57.3g/t,浮选金作业回收率75.66%.经尼尔森重选-浮选流程处理后,尾矿金品位降至0.5g/t,全流程金总回收率95.21%.
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    深锥型浓密机内部流场特性模拟
    王学涛, 崔宝玉, 魏德洲, 宋振国
    2020, 41 (3):  418-423.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.021
    摘要 ( 526 )   HTML   PDF(1172KB) ( 705 )  
    应用雷诺应力湍流模型,在网格质量无关性验证基础上对有效容积为4 L的实验室深锥型浓密机内部单相流场特性进行了数值模拟研究,考察了给料流率对速度、剪切强度、湍流强度等特性分布的影响.研究结果表明:浓密机内部速度场基本沿主轴呈对称式分布,并在轴向和径向方向上分别形成上、下分界循环流和交错流;给料流率每增加1.8L/min,轴向速度大约增加0.02m·s-1;给料井内部流体剪切强度高于其他外部区域,剪切强度与给料流率呈正相关性;给料井内部湍流强度峰值区域位于挡板内环边缘和给料井筒体变径处;1.8L/min的给料流率有助于提高湍动能的耗散;给料流率对配置导流锥的给料井回流率影响较小.
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    砾砂与混凝土管界面剪切力学特性试验
    赵文, 李天亮, 韩健勇, 程诚
    2020, 41 (3):  424-430.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.022
    摘要 ( 649 )   HTML   PDF(1122KB) ( 788 )  
    基于数字图像相关技术,通过自主研制的可视化直剪容器,对砾砂与混凝土管接触面在常法向应力作用下的剪切力学特性进行较系统的试验研究.试验结果表明:砾砂-混凝土管界面初始剪切模量随法向应力的增大而增大;Dr=0.8的砾砂土样与混凝土接触面的摩擦系数较Dr=0.4时增大约17.5%,相对密实度每增大0.2,摩擦角平均增大2°;砾砂-混凝土接触面的剪应力-剪切位移曲线软化程度随法向应力增大逐渐减小,硬化程度逐渐明显;土体剪切位移随着与接触面距离的增加而增大,剪切变形主要发生在剪切错动带内,剪切错动带厚度约为3D50.
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    过滤强化用极性硅盐粉末的鉴别优选
    郑佳文, 赫伟东, 郭颖赫, 柳静献
    2020, 41 (3):  430-437.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.023
    摘要 ( 534 )   HTML   PDF(1276KB) ( 763 )  
    研究了来自新疆、河北、桂林三个产地的不同粒度提纯后极性硅盐粉末样品对空气过滤材料过滤性能影响,采用压电实验、热释电实验对各种极性硅盐粉末样品进行电极性表征鉴别优选.结果表明:桂林粒度0.074mm提纯品位最高的极性硅盐粉末自发极化性能最佳;将3种极性硅盐最高纯度的粉末分别附着滤料表面进行全尘效率实验,桂林粒度0.074mm提纯品位最高极性硅盐粉末对过滤效率提升最显著;采用Rietveld方法对极性硅盐粉末XRD图谱精修得到晶体结构,通过计算固有电偶极矩证明了极性硅盐自发极化产生的静电吸附作用是其提高滤料过滤性能的主要原因.
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    上覆强透水层的双层土质边坡降雨入渗特征
    王述红, 何坚, 王帅, 阮文俊
    2020, 41 (3):  438-444.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.024
    摘要 ( 666 )   HTML   PDF(1776KB) ( 646 )  
    为研究浅层强透水的双层土质边坡降雨渗流特征,建立均质粉土与砂土-粉土的土柱、边坡模型,依据基质吸力与含水率的控制方程,分析了土层渗透性、地下水、坡度对饱和区成形影响.结果表明:砂土-粉土柱产生饱和区,既因土层渗透差导致雨水在砂土底层蓄积,又因粉土表面的渗流速度陡降;砂土-粉土边坡饱和区在土层界面首先产生,在纵向上以界面为中心逐渐往各土层内扩展,同时沿土层界面往坡顶上发展,其延伸长度随着地下水位升高而逐渐增大,但地下水位2m与1m时,坡度越大,延伸长度越小;地下水位与坡度均影响土层界面的初始饱和度.
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    材料与冶金
    应力-应变曲线形式对铝合金板料成形极限的影响
    蔡中义, 李丽, 孙丽荣, 孟凡响
    2020, 41 (3):  445-451.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.025
    摘要 ( 833 )   HTML   PDF(1696KB) ( 1179 )  
    为使板料的成形性分析更符合实际,以Marciniak-Kuczynski(M-K)理论为基础,提出了采用应力-应变测量数据预测铝合金板料成形极限的方法.分别采用应力-应变测量数据、幂指数以及多项式拟合曲线三种应力-应变形式对6016-T4和7075-T6铝合金板料的成形极限进行研究.通过单向拉伸实验得到材料的应力-应变数据,构建了不同形式的曲线模型,计算了相应的极限应变,并绘制了板料成形极限曲线.将理论上预测的FLC与胀形实验结果进行对比,结果表明,采用应力-应变测量数据对板料成形极限的预测最好,而常用的幂指数拟合曲线得到的预测结果与实验存在一定的偏差.
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    生物工程
    T形微流控芯片液滴成形与细胞封装的理论
    胡晟, 廖子薇, 蔡露, 姜潇潇
    2020, 41 (3):  452-456.  DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.026
    摘要 ( 614 )   HTML   PDF(596KB) ( 828 )  
    连续相与离散相的速度取值是影响T形微流控芯片产生液滴的关键因素.细胞在T形微流通道的液滴包裹和细胞封装成为基因测序的研究热点,因此本文结合水平集与流体动力学方法,分析了液滴尺寸与红细胞封装的动态输运问题.在离散相和连续相通道宽度分别为50μm和80μm的T形微流控芯片内部,以水和正十二烷油为目标溶液进行计算仿真.计算结果表明水溶液初始速度0.012m/s,表面张力5mN/m,接触角165°时,毛细数Ca从0.008增大至0.1,会使液滴的尺寸降低,液滴成形频率加快.同时,黏滞力大于两相流表面张力会导致直径5μm红细胞的封装效率变低,使其紧贴通道墙壁作直线运动.
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