形状记忆合金驱动的连续跳跃柔性机器人

针对在复杂、狭窄的非结构化地形下跳跃机器人存在的着陆稳定性和运动连续性的问题,提出了一种形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)智能材料驱动的柔性跳跃机器人,它具有轻质小型、结构简单及连续运动的优点。利用对称的折纸柔性身体减少着陆振动,保证着陆稳定;利用对称的双SMA弹簧拮抗系统实现弹性元件交替变形和储能释能的功能;建立了柔性机器人跳跃运动的理论模型,研究了关键结构尺寸对能量储存和跳跃性能的影响机制,并研制了一款尺寸为6 cm×4 cm×2.5 cm、质量为3.8 g的原理样机。实验结果表明:柔性机器人依靠SMA驱动能够实现跳跃触发和形态恢复,最大跳跃高度和远度分别为8.67 cm和18 cm,并且可以适应不同工作面。该机器人跳跃性能优越,控制顺序简单,可为非结构化地形下完成侦察探测工作奠定基础。     

增材制造设计(DfAM)下的金刚石晶格结构研究

基于机械零件的增材制造设计,用仿自然式方法设计了一种金刚石晶格结构,对晶胞相对密度和等效弹性模量建立了数学模型,并拟合得到二者关系式,一系列的仿真验证结果显示理论研究所得关系式具有一定的正确性;对金刚石晶格填充结构提出变密度假设,并用仿真和压缩试验的方法进行了验证,结果显示,填充单元密度以受力点为中心渐渐减小的变密度结构拥有更好的抗压性能,同时验证了本文得出的等效弹性模量数学模型具有一定的正确性和适用性.本研究结果可应用于承压机械零件的实体夹层填充,对机械零件进行应力匹配变密度设计,以达到机械结构轻量化的目标.     

平行坐标技术在干式变压器温度场可视化分析中的应用

本文中笔者将平行坐标技术应用于变压器温度场多维可视化分析,以矿用变压器为例,给出了其高、低压绕组纵向温度分布.     

Identification of Novel Fragments Binding to the PDZ1-2 Domain of PSD-95

Inhibition of PSD-95 has emerged as a promising strategy for the treatment of ischemic stroke, as shown with peptide-based compounds that target the PDZ domains of PSD-95. In contrast, developing potent and drug-like small molecules against the PSD-95 PDZ domains has so far been unsuccessful. Here, we explore the druggability of the PSD-95 PDZ1-2 domain and use fragment screening to investigate if this protein is prone to binding small molecules. We screened 2500 fragments by fluorescence polarization (FP) and validated the hits by surface plasmon resonance (SPR), including an inhibition counter-test, and found four promising fragments. Three ligand efficient fragments were shown by ¹H,¹⁵N HSQC NMR to bind in the small hydrophobic P⁰ pockets of PDZ1-2, and one of them underwent structure-activity relationship (SAR) studies. Overall, we demonstrate that fragment screening can successfully be applied to PDZ1-2 of PSD-95 and disclose novel fragments that can serve as starting points for optimization towards small-molecule PDZ domain inhibitors.     

微纳层叠聚丙烯腈凝胶流动特性的数值模拟研究

建立了层叠流道的三维模型和有限元网格模型，根据流变测试数据，采用Polymat对物料的黏度模型参数进行拟合，并利用Polyflow软件对聚丙烯腈（PAN）凝胶在层叠流道内的三维等温流动过程进行了数值模拟分析。研究发现，当入口流量增大时，层叠流道出口速度的不均匀性增加；沿流动方向流道内压力逐渐降低，并在出口处降低至同一最低值；流道进出口压力差与入口流量大小具有正相关性；在流道的中心截面上剪切速率分布均匀，波动较小。     

Matrix Manipulation of Directly-Synthesized PbS Quantum Dot Inks Enabled by Coordination Engineering

The direct-synthesis of conductive PbS quantum dot (QD) ink is facile, scalable, and low-cost, boosting the future commercialization of optoelectronics based on colloidal QDs. However, manipulating the QD matrix structures still is a challenge, which limits the corresponding QD solar cell performance. Here, for the first time a coordination-engineering strategy to finely adjust the matrix thickness around the QDs is presented, in which halogen salts are introduced into the reaction to convert the excessive insulating lead iodide into soluble iodoplumbate species. As a result, the obtained QD film exhibits shrunk insulating shells, leading to higher charge carrier transport and superior surface passivation compared to the control devices. A significantly improved power-conversion efficiency from 10.52% to 12.12% can be achieved after the matrix engineering. Therefore, the work shows high significance in promoting the practical application of directly synthesized PbS QD inks in large-area low-cost optoelectronic devices.     

基于MF-DCCA 的呼吸道疾病与大气污染物相关性分析

针对呼吸道系统疾病与大气 PM2:5、 SO2 浓度序列的相关性特征, 应用多重分形消除趋势波动分析法 (MF-DCCA), 对张家界市永定区呼吸道系统疾病患病人数与大气 PM2:5、 SO2 浓度序列进行了研究。结果发现该地区 呼吸道系统疾病患病人数与大气 PM2:5、 SO2 浓度的相关性具有长期持续特征和多重分形特征。随后对它们相关性 多重分形特征的动力来源进行了分析, 通过随机重排和相位随机处理, 结果表明在不同时间尺度上的长期持续性影响 是其主要动力来源。进一步研究发现该地区呼吸道系统疾病与大气 PM2:5、 SO2 浓度序列的相关性在四个季节均具 有长期持续性的多重分形特征, 且夏季多重分形特征相对强于其他季节。     

基于卓越工程师教育的频率特性分析课堂教学研究

频率特性分析在工程应用中具有重要的作用,在电路分析、模拟电子技术、信号与系统、自动控制理论等相关课程中都涉及到相关章节内容,在不同课程中如何根据工程应用和学生学习阶段把握具体的讲解内容和讲解方式非常重要。本文从频率特性的求解方法和具体物理意义角度开展在不同课程中讲解的方法,从时域和频域角度分别讨论其物理意义和具体的分析方法。通过渐进深化的教学过程和教学方法不断提高学生的知识掌握和应用技能,提高学生的工程意识、工程素质和工程创新能力,强化学生对于频率特性课程知识的综合应用能力。     

高熵形状记忆合金的研究进展

高熵形状记忆合金是在等原子比NiTi合金的基础上,结合高熵合金的概念,逐渐发展起来的一种新型高温形状记忆合金。近年来,已开发出了综合性能优异的(TiZrHf)50(NiCoCu)50系和(TiZrHf)50(NiCuPd)50系高熵形状记忆合金,引起了广泛的关注和研究兴趣。本文从物相组成、微观组织、马氏体相变行为、形状记忆效应和超弹性等角度出发,综述了高熵形状记忆合金的研究进展,并对高熵形状记忆合金未来的研究重点进行了展望。     

电磁脉冲辐射波模拟器双锥-平面线栅天线场分布规律

双锥-平面线栅结构的水平极化辐射波天线对辐射场半宽影响较小且架设方便、易于维护，掌握该型天线场分布规律是确定模拟器场均匀区、开展电磁脉冲效应实验的前提。利用天线理论研究双锥-平面线栅天线的场分布规律，结合数值模拟和实际天线试验对理论分析结果进行验证。结果表明：在天线结构和激励电压确定的条件下，双锥中心正下方辐射电场极化分量仅与测点到源的距离相关，二者呈反比；Oxz平面内以双锥中心为圆心的圆弧上任意一点辐射电场极化分量的幅值相等，并在同一时刻达到峰值；Oxz平面内同一水平线上的测点总辐射场幅值相等，方向沿测点所在圆弧的切线方向；各辐射场分量关于Oxz平面和Oyz平面对称分布；对于实际模拟器，地面反射会使辐射场波形下降沿陡降，导致地面附近辐射场半宽变小；线栅极板会影响附近的场分布，且极板外侧4个角点处的反射相对较强，其他位置辐射场分布与理论分析一致。