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关键词： 协作机器人   参数辨识   Stribeck摩擦   优化算法  

摘要： 精确的动力学模型对于协作机器人的控制和安全在人机交互任务中至关重要，其研究核心为动力学模型参数辨识。动力学模型中的摩擦项建模不精确会导致机器人控制稳定性和运动精度较差，针对此问题提出一种改进Stribeck摩擦模型，其添加加速度项和速度项以更好地拟合动力学模型中的非线性。首先，利用拉格朗日法建立带关节摩擦力项的机器人动力学模型，并将其分为线性和非线性部分；通过六自由协作机器人平台，以三阶傅里叶级数信号作为关节轨迹输入，并对采集的数据处理并滤波，建立参数辨识的实验数据集；最后利用该数据集辨识动力学模型参数，即利用基于迭代加权的约束最小二乘法辨识线性部分；利用基于密度的带有噪声的空间聚类法(DBSCAN)和灰狼-布谷鸟混合优化算法(GWO-CS)辨识非线性部分。实验结果表明，改进Stribeck摩擦模型能准确拟合关节摩擦的非线性项，相比传统库仑-粘滞摩擦模型和标准Stribeck模型，关节力矩的均方根误差(RMSE)大幅降低，有效地提高协作臂动力学模型的参数辨识精度。

关键词： 加热卷烟   烟叶丝   甘油   水分吸脱附   性能   薄层动力学   参数   水分动力学  

摘要： 【目的】考察甘油对加热卷烟叶丝的水分吸脱附性能及薄层动力学参数的影响,为加热卷烟制丝工艺设计提供参考。【方法】采用动态水分吸附脱附仪(MAD800型),运用阿伦尼乌斯方程和薄层动力学模型,计算并考察在不同甘油比例(0~12%)下加热卷烟叶丝的平衡含水率、水分迁移速率、动力学模型及相关参数的变化规律。【结果】叶丝吸湿、解湿平衡含水率及平衡时间均与甘油含量呈正相关。叶丝吸湿和解湿速率均经历快速下降(上升)、缓慢下降(上升)以及降至(升至)0的3个阶段,且吸湿过程存在一定的滞后性。甘油含量越高,吸湿速率极值点越显著,速率极值点后的吸湿、解湿速率数值越大,速率曲线越平缓。在7种常用薄层动力学模型中,Midilli指数模型可以较好地描述加热卷烟叶丝吸湿和解湿过程,R2均高于0.997 5。叶丝解湿过程的水分活化能高于吸湿过程,且随着甘油含量增加,解湿过程的水分活化能逐步升高,吸湿过程的水分活化能则呈先减小后波动变化的趋势。【结论】甘油的添加是调控加热卷烟叶丝水分吸脱附性能和动力学特征的有效方法。

关键词： 脑结构影像特征   血流动力学参数   急性脑梗死   预后   预测模型  

摘要： 目的 探讨脑结构影像特征联合血流动力学参数在构建急性脑梗死(ACI)患者预后预测模型中的预测价值。方法 选取252例ACI患者,根据患者预后分为预后良好组(n=172)和预后不良组(n=80)。基于脑结构影像特征、血流动力学参数经单、多因素二元logistic回归分析获取独立危险因素,构建预测模型,并采用受试者工作特征(ROC)曲线的曲线下面积(AUC)、校准曲线和决策曲线分析(DCA)评价预测价值。结果 患者梗死灶数目、梗死程度、血管狭窄数目、血管狭窄程度、血流速度(V)、壁面切应力(WSS)、血小板与淋巴细胞比值(PLR)、中性粒细胞与淋巴细胞比值(NLR)均是ACI患者预后不良的独立危险因素(P<0.05)。脑结构影像特征、血流动力学参数及联合模型的AUC分别为0.859、0.897、0.961,联合模型诊断效能更高。预后预测模型的AUC为0.982,区分度良好;校准曲线平均绝对误差为0.017,拟合度良好;DCA阈值概率为0.02~1.00时净获益较高。结论 基于脑结构影像特征联合血流动力学参数构建ACI患者预后预测模型,其预测效果良好,预后预测价值较高。

关键词： 运动后恢复   静态拉伸   本体感觉神经肌肉促进疗法   肌肉僵硬度   肌肉张力   肌肉黏弹性  

摘要： 目的:选择正确的恢复技术对于减少运动后的损伤至关重要。肌肉力学性能(muscle mechanical properties,MMP)包括肌肉僵硬度、张力和黏弹性,是肌肉变形能力的重要指标。目前,还没有研究从MMP的角度研究运动后恢复技术对肌肉恢复的影响,本研究通过比较静态拉伸(static stretching,SS)和本体感觉神经肌肉促进疗法(proprioceptive neuromuscular facilitation,PNF)对运动后肌肉MMP的影响,为健康人选择合适的运动后恢复技术提供指导。方法:将49例健康志愿者随机分为3组。一组采用SS作为运动后恢复技术,另一组采用PNF,第三组设为对照组(CON),运动后安静地保持仰卧姿势10min。运动后,各组接受对应的运动后恢复技术。使用手持式肌张力计测量4块肌肉(股内侧肌、股直肌、股二头肌和半腱肌)的肌肉僵硬度、肌肉张力和肌肉黏弹性。结果:CON组测试者肌肉僵硬度和肌肉张力增加,肌肉黏弹性降低。SS和PNF有助于减少受试者运动后肌肉僵硬和肌肉张力,同时提高肌肉的黏弹性。但是,相对于SS,PNF会增加受试者大腿肌肉损伤的风险。结论:运动后拉伸对运动后恢复至关重要。与PNF相比,SS更适合作为健康人运动后恢复技术。

关键词： double-double层合板   水平集   厚度渐变   动力学优化  

摘要： Double-double(D-D)复合材料层合结构因其良好的均质化特性,为变厚度层合结构轻量化设计提供了有效途径.为实现复合材料层合板动力学性能优化,提出一种基于参数化水平集的D-D层合板厚度渐变动力学优化方法.该方法采用紧支撑径向基函数构建水平集函数,通过其等值线隐式描述层合板铺层边界;利用D-D层合板的均质化特性构建等效动力学模型,将离散的铺层数量松弛为连续设计变量,进而实现高效的动力学优化.此外,在优化中引入了对变厚度层合结构锥形过渡区域的锥度约束,通过约束水平集函数的梯度范数控制层合结构锥度,实现层合板厚度分布平缓渐变.结果表明:该优化方法在研究层合板动力学优化设计时,表现出良好的稳健性,能够直接以指定激励频段内的动态响应为目标实现结构优化设计,针对不同的激励频段自适应优化厚度分布,得到的优化设计具有光滑清晰的铺层边界和平缓渐变的厚度分布,显著抑制层合结构在目标频段内动力学响应,并且有效改善变厚度层合板设计中的应力集中问题.

关键词： 无创血流动力学参数   中青年高血压   颈动脉病变   血压变异性指标  

摘要： [目的]探讨无创血流动力学参数在中年与青年高血压患者中的变化及其与颈动脉病变的关系。[方法]纳入2021年10月—2024年4月收治的689例高血压患者为研究对象，根据收缩压（SBP）、舒张压（DBP）水平将患者划分为高血压1级（SBP:140～159 mmHg; DBP:90～99 mmHg）、高血压2级（SBP:160～179 mmHg; DBP:100～109 mmHg）和高血压3级（SBP:≥180 mmHg; DBP:≥110 mmHg）。根据Crouse积分评估颈动脉病变程度：无病变[0分：内膜中膜厚度（IMT）<1 mm]、IMT增厚（1分：IMT 1～1.2 mm）、斑块形成（2分：IMT 1.2～1.5 mm）、轻微狭窄（3分：IMT 1.5～2.0 mm）、显著狭窄（4分：IMT>2.0 mm）。根据IMT值将患者分为颈动脉病变组（IMT≥1 mm,即Crouse积分≥1分）和无病变组（IMT<1 mm,即Crouse积分<1分）。多因素Logistic回归模型分析高血压患者颈动脉病变的危险因素。相乘模型与相加模型分析年龄与无创血流动力学参数对颈动脉病变的交互作用。限制性立方样条模型分析无创血流动力学参数与高血压患者颈动脉病变的水平-反应关系。[结果]中青年高血压患者从高血压1级到3级，冠状动脉重度狭窄（Gensini评分≥50分）占比、Crouse积分≥2分占比、胸液水平（TFC）、每搏变异率（SVV）、外周血管阻力（SVR）、外周血管阻力指数（SVRI）、加速度指数（ACI）、平均动脉压（MAP）、24 h平均收缩压（24h-mSBP）、24 h平均舒张压（24h-mDBP）、24 h收缩压变异性（24hSBPV）和24 h舒张压变异性（24hDBPV）逐渐升高（P<0.05）。且与无病变组比较，颈动脉病变组年龄以及上述指标均升高（P<0.05）。中年、高血压分级3级、TFC>32 kΩ-1、SVR>1 534 dyne·s/cm5、ACI>91、24h-mSBP>167 mmHg、24hSBPV>12.9 mmHg是影响颈动脉病变的独立危险因素（P<0.05）。年龄与TFC、SVR、ACI对颈动脉病变具有相乘交互作用（OR>1）和相加交互作用（RERI>0,AP>0,SI>1）。TFC、SVR和ACI水平与青年(Pnon-linearity=0.002、0.016、0.028)和中年(Pnon-linearity=0.003、0.007、0.015)高血压患者颈动脉病变均呈非线性水平-反应关系。[结论]中青年高血压患者TFC、SVR和ACI水平均随血压分级的升高而升高，且各指标升高均是颈动脉病变的独立危险因素。

关键词： 泥石流   堆积距离   动力学参数   固相体积分数   颗粒粒径  

摘要： 传统预测泥石流堆积距离的方法主要通过静力学分析建立经验公式，此方法难以解释具有相同体积和初始高程的泥石流堆积距离不同的现象，忽略了动力学参数对堆积距离的影响。为此，开展水槽实验，在固定的初始高程和水槽坡度的情况下，通过控制变量法研究固相体积分数、颗粒粒径以及体积对泥石流动力学参数（流速、流深）的影响，进而分析流速、流深对堆积距离的影响，最后结合机器学习方法，建立基于流速和流深的泥石流堆积距离预测模型。结果表明：（1）流速与固相体积分数及颗粒粒径(D50)均呈负相关关系，相关系数分别为-0.68和-0.23。泥石流体积对其流速的影响程度有限。（2）流深与体积、固相体积分数及颗粒粒径(D50)均呈正相关关系，相关系数分别为0.51、0.61和0.31。（3）固相体积分数的提高促使碰撞力与摩擦力向黏性力转化，颗粒粒径(D50)增大可提升泥石流内部的碰撞力，形成离散应力，从而抑制流速，增大流深。研究结果明确了流速与流深共同影响泥石流堆积距离，但流速的影响程度更显著，有助于更准确计算泥石流堆积距离。

关键词： 掺合料组合   复合体系   水化动力学   动力学参数  

摘要： 大体积混凝土水化热引发的温度应力裂缝是特高压变电站工程的关键技术瓶颈。以典型特高压输变电站大体积混凝土为研究对象，通过水化热实验，系统探究粉煤灰、矿渣与抑制剂组合对水泥复合体系水化热的影响机制，并提出协同调控方案。结果表明：矿渣粉、粉煤灰及抑制剂的掺入可显著延长水泥水化加速起始期，降低水化放热量。其中，酒石酸-粉煤灰组合效果最显著，水化温峰降幅达97.4%，远超传统材料[30%，50%]的控温水平；抑制剂-矿物掺合料-通水冷却协同调控体系，可将温度梯度稳定降至8.5℃/m以下，也优于现有传统温控指标。其研究成果为大体积混凝土低水化热配方设计提供了核心参数，对解决特高压变电站施工的温度调控及其诱发的温度裂缝问题具有重要指导意义。

关键词： 分力冲量   微元法   复杂运动   洛伦兹力   解题应用  

摘要： 微元法是处理变力问题的核心方法,本文基于该方法,将洛伦兹力分解为正交分力,把复杂运动拆为微小片段,建立分力冲量与分位移的直接关系,提供简洁解题范式,助力学生理解本质、落实核心素养.

关键词： 航空锂电池   热失控   温度   喷射冲击   冲击力   冲量  

摘要： 在电池包或电池舱等密闭空间内,航空锂电池热失控产生的喷射冲击对结构的破坏效应危害极大。采用冲击高温、冲击力和冲量为评估参数,自主搭建喷射冲击实验平台,通过实测数据量化研究电池包体或电池舱体结构在实际使用场景下的受损程度,并分析电池荷电状态、电池与结构间冲击距离、舱体厚度对电池热失控喷射冲击危害的影响。实验表明:100%荷电状态(SOC)电池发生热失控时,1.0 mm和1.2 mm厚度实验板受冲击后发生不同程度的穿孔,最大穿孔面积可达136.488 mm^(2);1.5 mm厚度实验舱体均未发生穿孔,实现有效包容。随着冲击距离从1 cm增加至3 cm,实验板背板峰值温度显著降低,单位距离平均降低率为47.5℃/cm;而最大冲击力随之增加,平均单位距离增长率为142.95 N/cm。综上,为控制板材厚度以满足轻量化设计,可综合分析热失控喷射温度和冲击力危害,合理选择电池与壳体或舱体上壁板间隙距离以实现电池包体或舱体对热失控高温喷射冲击的包容。