弹性元件参数优化对扑翼机构转速波动影响研究

以特拉华大学机械系统实验室所研制的样机模型进行建模,该模型传动机构采用曲柄摇杆机构.传动机构在运转的过程中,翅翼会在气动力和惯性力作用下产生周期性波动,导致电机转速波动增大,影响机构的平稳运行,产生振动和噪声.在仿真试验中引入弹簧元件,可有效降低电机转速波动,利用正交试验设计方法对影响电机转速波动的影响因素进行极差分析,得出弹簧的连接点位置是主要因素,弹簧的刚度系数是次要因素,弹簧原长影响最小.搭建了物理实验平台,验证了仿真结果和正交试验设计方法的正确性.     

3D打印裂隙岩体动态力学性能及能量耗散规律初探

地下岩体结构经常遭受到地震、爆炸、冲击振动等产生的动力扰动，利用3D打印技术的优势研究冲击荷载下岩体动态力学性能对实现3D打印技术在工程领域的应用具有重要意义。采用φ50 mm的变截面霍普金森压杆(SHPB)装置，对含预制裂隙的3D打印岩体试样进行动态单轴压缩试验。研究结果表明：试样的动态抗压强度随着预制裂隙倾角的增大呈现出先减小后增大的趋势，当预制裂隙倾角为30°时试样强度最小，当预制裂隙倾角为90°时试样强度最大。与3D打印岩体试样的静态单轴压缩强度对比发现，3D打印砂性材料具有明显的率效应，当应变率为139.65 s^-1时，3D打印岩体试样的动态抗压强度是静态抗压强度的4.34倍。预制裂隙缺陷在一定程度上加剧了试样的能量耗散和破碎过程，并且30°倾角预制裂隙对试样能量耗散和破碎结果的影响程度最大。同时，3D打印岩体试样的能量耗散过程与破碎块度表现出明显的自相关性，所用的3D打印砂性材料的宏观破碎结果与能量耗散之间的关系与天然岩石材料有一定相似性，为今后3D打印材料模拟天然岩体应用于动态力学试验的可行性奠定了基础。     

基于深度学习的秀丽隐杆线虫显微图像分割方法

利用计算机实现自动、准确的秀丽隐杆线虫(C.elegans)的各项形态学参数分析,至关重要的是从显微图像上分割出线虫体态,但由于显微镜下的图像噪声较多,线虫边缘像素与周围环境相似,而且线虫的体态具有鞭毛和其他附着物需要分离,多方面因素导致设计一个鲁棒性的C.elegans分割算法仍然面临着挑战。针对这些问题,提出了一种基于深度学习的线虫分割方法,通过训练掩模区域卷积神经网络(Mask R-CNN)学习线虫形态特征实现自动分割。首先,通过改进多级特征池化将高级语义特征与低级边缘特征融合,结合大幅度软最大损失(LMSL)损失算法改进损失计算;然后,改进非极大值抑制;最后,引入全连接融合分支等方法对分割结果进行进一步优化。实验结果表明,相比原始的Mask R-CNN,该方法平均精确率(AP)提升了4.3个百分点,平均交并比(mIOU)提升了4个百分点。表明所提出的深度学习分割方法能够有效提高分割准确率,在显微图像中更加精确地分割出线虫体。     

低频唤醒技术在人员定位系统中的应用研究

针对目前人员定位系统中标识卡电池使用时间短、维护工作量大的问题,提出采用低频唤醒技术降低电池工作时间,从而延长电池寿命,即设置标识卡在矿工下井时间之外为休眠状态,当矿工下井时使用低频信号接收器唤醒标识卡。测试结果表明,采用低频唤醒技术可以很好地改善标识卡电池的寿命,当信号发射周期为1~3s时,电池使用寿命延长为原来的2.7倍以上,并且标识卡的发射周期越短,改善效果越好。     

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改性剂用量对紫炭黑填充天然橡胶/顺丁橡胶并用胶性能的影响

研究改性剂（间苯二酚/六次亚甲基四胺共混物）用量对紫炭黑填充天然橡胶/顺丁橡胶并用胶性能的影响。结果表明：随着改性剂用量增大，胶料的硬度和定伸应力提高，拉伸强度、撕裂强度先下降后提高，阿克隆磨耗量先增大后减小；当改性剂/紫炭黑用量比为4%时，胶料的物理性能较好。添加改性剂可提高紫炭黑对胶料的补强作用，并在一定程度上改善胶料的热稳定性。     

基于频率最大化目标的六杆四面体网壳截面尺寸优化研究

随着计算机技术的发展,基于有限元优化的拓扑优化算法在工程设计领域得到广泛应用,以提高结构性能和节约材料.在空间结构领域,目前还并未形成系统性的结构优化策略,主要还是依靠工程师的工作经验来进行优化设计.董石麟教授等提出的六杆四面体网壳是一种由相似的四面体模块组成的空间结构,具有重复性和装配性等特点.本文以六杆四面体网壳为分析对象,进行了结构频率最大化的优化设计.根据挑选出的质量参与系数总和超过90%的7阶模态,建立优化函数最大化这7阶模态的频率,以此提高整个结构的动力学性能.优化结果表明,在结构整体减重18.31%的前提下,各阶频率增加了20%到30%,起到了良好的效果.     

陈四楼煤矿“123456双重预防体系”的建设与应用

针对煤矿“双重预防体系”如何落地生根问题，结合陈四楼煤矿在风险分级管控和隐患排查治理方面的实用方法和“双重预防体系”的建设经验，深入研究了“双重预防体系”的相关标准、风险隐患事故之间的关系及其各自的产生和发展机理、安全风险的有关辨识评估方法、事故隐患的排查和治理方法，分析了传统安全管理模式与“双重预防体系”的新型安全管理模式的差别，总结出了“123456双重预防体系”这个囊括了事前安全风险辨识、事中隐患排查治理、事后安全现状评估的创新成果，实现了“事前、事中、事后”的全过程控制，对夯实煤矿安全管理根基、促进矿井平稳有序发展发挥着越来越重要的作用，为煤炭行业“双重预防体系”的落地生根提供了借鉴和参考。