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关键词： 复杂环境   虚拟装配   路径规划   粒子群优化   人工势场法  

摘要： 为解决虚拟装配路径规划中存在的异形障碍物绕行困难以及算法易陷入局部最优等问题,提出一套面向复杂环境的路径规划算法。首先,结合几何建模与包围盒描述设计场景构建方法,实现复杂环境和障碍物建模的自动化过程;将虚拟装配的复杂环境分为两类,针对障碍密集的环境提出基于回退机制的局部路径规划算法(Backtracking-Improved Particle Swarm Optimization,BT-IPSO);针对含死区的狭小空间的典型环境,提出融合人工势场法的全局路径规划算法(Artificial Potential Field-Improved Particle Swarm Optimization,APF-IPSO)。最后构建典型复杂装配场景,并与经典IPSO算法及参考路径进行对比测试,同时在具有实际装配任务背景的虚拟仿真环境中进行验证。实验结果表明,两种方法在测试场景的路径寻优精度分别提升了8.1%和14.9%,同时,适应度与方差等评价指标均取得更好的实验结果。

关键词： 轴承钢   宽幅连铸   凝固组织   碳化物   偏析  

摘要： 针对高碳铬轴承钢宽幅连铸易出现缺陷的问题,采用优化的电磁搅拌和二冷参数制备了宽度1150 mm、厚度230 mm的连铸坯,并表征了其低倍形貌、微观组织、成分分布、内部缺陷,为连铸工艺优化提供依据。结果表明,铸坯从外到内差异明显,偏析和缺陷较多的“锭芯”约占铸锭厚度的1/3。铸坯原始奥氏体晶粒尺寸在200~500μm,其内部为细小片层状珠光体结构,柱状晶不明显,晶界处析出了连续的碳化物。铸坯芯部形成了较多的偏析碳化物,晶界Cr含量高,出现凝固疏松,但范围不超过10 mm。铸坯厚度范围内成分变化不大。因此,通过合理匹配的拉速和冷却条件,结合电磁搅拌,可避免产生后续热加工无法消除的严重缺陷。

关键词： 白癜风   火针   氧化应激   Hippo信号通路   PPAR信号通路  

摘要： 目的:基于转录组测序探讨火针干预氢醌诱导的白癜风的可能作用机制。方法:将18只C57BL/6小鼠随机分为空白组、模型组、火针组,每组6只。模型组和火针组采用氢醌脱色法制备白癜风小鼠模型。造模成功后,火针组于白色皮损处火针干预,每周1次,共干预4周。观察干预前后小鼠皮肤毛发脱色情况及皮肤毛发脱色评分,HE染色观察小鼠皮肤形态及黑素颗粒情况。各组随机取 3 只小鼠的局部白斑处皮肤组织采用RNA-seq技术筛选小鼠皮肤组织中差异表达的基因,进行生物信息学分析。并采用荧光定量PCR法检测部分差异基因的mRNA表达。结果:与空白组比较,模型组小鼠表皮层和真皮层增厚,皮肤毛发脱色评分升高(P<0.05),表皮皮肤含黑素细胞毛囊数、基底层黑素细胞数、含黑素颗粒表皮细胞数减少(P<0.05);与模型组比较,火针组皮肤毛发脱色评分降低(P<0.05),表皮皮肤含黑素细胞毛囊数、基底层黑素细胞数、含黑素颗粒表皮细胞数增加(P<0.05)。与空白组比较,模型组共筛选出1291个差异表达基因(包括985 个上调、306个下调),基因本体(GO)功能富集分析主要在角质化、角化包膜,基因组百科全书(KEGG)代谢通路分析主要富集在病毒蛋白与细胞因子和细胞因子受体的相互作用;与模型组比较,火针组共筛选出306个差异表达基因,GO功能富集分析主要在角化包膜、皮肤屏障的建立,KEGG代谢通路分析主要富集在细胞因子和细胞因子受体的相互作用。通过维基通路(WikiPathways)富集分析,火针通过氧化应激和氧化还原途径显著。通过基因集富集分析(GSEA)显示,河马(Hippo)信号通路、过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)信号通路被显著激活。与空白组比较,模型组小鼠皮肤组织超氧化物歧化酶3(SOD3)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)、醌氧化还原酶1(NQO1)、单胺氧化酶(MAO)、白细胞介素18(IL18)、白细胞介素1家族成员8(IL1F8)、白细胞介素1家族成员9(IL1F9)、C-C基序趋化因子配体8(CCL8)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶4(MST1)、MOB激酶激活因子1A(MOB1A)mRNA表达升高(P<0.05),谷胱甘肽S-转移酶α3(GSTA3)、谷胱甘肽S-转移酶α4(GSTA4)、γ-谷氨酰环转移酶(GGCT)、Wnt家族成员3A(WNT3A)、酪氨酸酶相关蛋白1(TYRP1)、过氧化氢酶(CAT)、叉头框蛋白P3(FOXP3)mRNA表达降低(P<0.05);与模型组比较,火针组小鼠皮肤组织SOD3、PPARγ、NQO1、MAO、IL18、IL1F8、IL1F9、CCL8、MST1、MOB1A mRNA表达降低(P<0.05),GSTA3、GSTA4、GGCT、WNT3A、TYRP1、CAT、FOXP3 mRNA表达升高(P<0.05)。结论: 火针干预能够改善氢醌诱导的白癜风小鼠皮肤脱色症状,其作用机制可能涉及调节Hippo信号通路和PPAR信号通路,从而减轻氧化应激、减少炎症反应,并调控免疫系统,最终促进黑素细胞恢复,减少白斑面积。

关键词： 客观分类   异常降水   大气环流   东亚-太平洋遥相关型  

摘要： 基于1979-2022年CN01逐日降水再分析资料及ERA5全球大气再分析资料,分别使用自编码器(Autoencoder)方法识别了贵州地区暖季异常降水,自组织映射(Self-organizing Map, SOM)对识别结果进行客观分类,并通过统计、诊断等方法讨论了相关环流异常及水汽输送特征。结果表明:(1)贵州异常降水空间分布可客观分为北部型、全省强降水型、南部型及东部型共4类。时间统计发现,异常降水在年际尺度上主要集中于6月中旬至7月下旬,且4类降水型均表现出强烈的年际变率特征。从年代际变化来看,20世纪90年代及2010年以后是异常降水的高发时期。(2)4类异常降水型均受高纬阻塞形势及东亚-太平洋遥相关型的共同影响。在此背景下,西太平洋副热带高压异常西伸,南亚高压增强。西太平洋异常反气旋西北侧的偏南气流为贵州地区提供了持续的水汽输送与汇聚条件;同时,强盛的南亚高压通过加强高层辐散,诱导贵州上空对流层中低层产生强烈的动力辐合,从而为降水的发生提供了优越的水汽及动力条件。(3)4类异常降水型对应的环流配置存在差异,在500 hPa高度场上,阿拉伯半岛东伸脊与印度半岛北部负变高中心的相对位置差异,导致下游西风槽位置偏移,叠加西太平洋副热带高压位置差异,共同驱动了贵州雨带分布差异化。除了大尺度背景外,中尺度环流配置分析表明西南涡生成位置及频数在不同降水型中亦有不同。其中,北部型异常降水受西南涡影响最为显著,超过50%降水日伴有西南涡活动,且西南涡位置明显偏北。

关键词： Cu-Fe-P合金   形变热处理   固溶处理   时效   显微组织   力学性能  

摘要： C19210合金是一种Cu-Fe-P系合金,主要应用于电子工业领域。为提高C19210合金的综合性能(强度和电导率),对其进行形变热处理,研究形变热处理对合金力学性能、电导率以及显微组织的影响规律。结果表明,C19210合金经900℃×120 min固溶处理后,采用一次冷轧(80%变形)+450℃×240 min时效,再经二次冷轧(50%变形)+450℃×60 min时效工艺处理,综合性能达到最佳,其维氏硬度为134HV,抗拉强度为445 MPa,电导率为88.4%IACS,伸长率为16.3%。显微组织分析发现,经过形变热处理,合金可获得细小再结晶组织和大量弥散分布的细小析出相,析出强化与细晶强化两者共同作用,使合金具有良好的电导率和强度。本研究为Cu-Fe-P系合金的性能优化与工程应用提供了理论依据和工艺指导。

关键词： Al-8Si-1Cu合金   Sr   连续流变挤压   显微组织   力学性能  

摘要： 本文利用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)及万能试验机对比研究了铸态Al-8Si-1Cu(wt.%)、铸态Al-8Si-1Cu-0.08Sr(wt.%)和连续流变挤压(CRE)Al-8Si-1Cu-0.08Sr(wt.%)合金的显微组织和力学性能。研究结果显示铸态Al-Si-Cu合金的显微组织主要由α-Al和共晶Si和少量的Al2Cu组成。微量Sr添加,使共晶Si形貌和尺寸均发生显著变化,其形貌由原始的针状转变为纤维状和球形颗粒状,平均直径由2.51 μm减小至1.71 μm,其变质机理符合杂质限制孪晶凹槽机制;在Sr变质基础上,CRE加工进一步细化了合金组织并使得共晶Si破碎为弥散细小的球形颗粒相。同时,CRE Al-8Si-1Cu-0.08Sr合金的平均晶粒尺寸显著降低至6.15 μm,其细化机理源自于高冷却速率下合金较大的过冷度和强剪切力破碎枝晶形成新的形核位点,两者协同细化了合金的晶粒。拉伸测试结果表明,CRE Al-8Si-1Cu-0.08Sr合金表现出最优的强度与塑性匹配,其极限抗拉强度和延伸率分别为265.66 MPa和18.13%,该合金优异的力学性能主要与晶粒细化和第二相强化有关。

关键词： 7075铝合金   电弧焊   焊接裂纹   微观组织   稀土钪  

摘要： 针对7075超高强铝合金电弧焊普遍存在的焊接开裂和接头软化等瓶颈问题,使用自主研发的7系Al-Zn-Mg-Cu-Sc合金焊丝,对3 mm厚7075铝合金进行电弧焊接.采用工业计算机断层扫描、X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜与能谱仪结合显微硬度、室温拉伸,系统地研究了稀土Sc对电弧焊接头的裂纹抑制和组织性能影响规律.结果表明,焊接时初生的Al3(Sc,Zr)相作为α-Al相的异质形核核心,促进细小等轴晶的形成,细化共晶组织,提高了接头的抗裂性.经过焊后热处理,焊缝区析出的纳米级次生Al3(Sc,Zr)相和大量弥散分布的η/η'相提供了显著的沉淀强化,提高焊缝区的平均显微硬度191 HV ± 6 HV高于母材181 HV ± 6 HV. 接头的平均抗拉强度达到545 MPa ± 4 MPa,为母材的99%,实现了7075超高强铝合金的近等强连接,消除了接头软化.

关键词： 搅拌摩擦沉积增材   Mg-Gd-Y-Zr合金   热循环   微观组织   力学性能  

摘要： 针对多层和多道次镁合金搅拌摩擦沉积增材(Additive Friction Stir Deposition,AFSD)的研究较为匮乏,本研究采用AFSD成功制备出多层和多道次Mg-Gd-Y-Zr合金沉积样件,并研究了沉积样件的整体组织特征和力学性能。研究结果表明,沉积样件显微组织由层内区域和层间区域构成,层内区域平均晶粒尺寸均约为3 μm,层间区域平均晶粒尺寸约为1.6 μm,层内区域和层间区域均包含晶内纳米β相、呈链状分布的纳米β相以及晶界β相。由于沉积样件中部受热循环影响比底部更大,导致中部β相数量比底部更多。沉积样件沿LD表现出优异的综合力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为262.3 ± 1.5 MPa、323.0 ± 1.0 MPa和12.0% ± 1.2%。拉伸过程中裂纹沿着层间区域及道次间重叠区扩展,导致沉积样件沿BD和TD的抗拉强度和塑性均低于LD。

关键词： 合作猪   抗寒   脾脏   免疫反应   组织形态   基因表达  

摘要： 旨在探究合作猪在响应寒冷环境时脾脏组织形态以及相关基因表达的变化情况。本研究选取36头75日龄的甘肃迭部自由放牧的健康合作猪随机均分为冷刺激组(-15℃±2℃)和常温对照组,每组18头,于冷刺激12 h、24 h、48 h、5 d、10 d和15 d分别屠宰冷刺激组和常温组各3头,比较其在不同时间冷刺激下脾脏组织形态和炎性因子的表达水平,并对冷刺激24 h、5 d、15 d三个时间点的脾脏组织进行转录组测序。冷刺激对合作猪脾脏组织形态无不良影响,但影响脾脏组织中炎性因子相关基因的表达,其中冷刺激24 h的差异最为显著。与常温组相比,不同时间冷刺激的合作猪脾脏组织基因表达类型和水平存在差异,其中冷刺激24 h、5 d、15 d共鉴定到156个共表达基因,主要富集于自然杀伤细胞介导的细胞毒素、IL-17信号通路、细胞粘附分子、病毒蛋白与细胞因子及细胞因子受体的相互作用、甲状腺激素合成等免疫与代谢信号通路;构建了由54个免疫相关差异表达基因组成的互作网络,包括IFNG、PRTN3、ELANE等核心基因,可能是合作猪脾脏组织响应寒冷刺激的关键候选基因。冷刺激对合作猪脾脏组织的形态结构未产生明显变化,但会显著影响脾脏中炎性因子水平和基因的转录表达,且随着冷刺激时间延长,机体的免疫炎性反应越明显。本研究结果可为合作猪抗寒机制的研究提供参考。

关键词： 飞机总装   工序重要度   资源受限型项目调度   资源不可用时间窗   两阶段调度  

摘要： 为解决稀缺资源存在不可用时间窗的飞机总装项目调度问题,以最小化总装完工时间为目标,建立具有资源不可用时间窗的飞机总装资源受限项目调度模型。提出基于混合遗传算法-改进变邻域搜索算法的两阶段调度策略。在阶段一,提出基于复杂网络的工序重要度评估方法,将装配系统转化为稀疏有向网络,通过拓扑结构和节点信息熵评估工序重要度。阶段二中,设计混合遗传算法-改进变邻域搜索算法,构建基于工序重要度的染色体生成策略与遗传操作算子,提出并行调度解码机制,采用改进变邻域搜索算法周期性增加扰动。数值实验表明,对于小规模问题,该策略可以求得精确解;对于大规模问题,相比于启发式方法、改进遗传算法,在算法精度上具有明显提升。