• 2017年第38卷第2期文章目次
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    • >国家青年/地区科学基金项目专栏
    • 基于竞争失效的数控系统PCB性能退化可靠性建模技术

      2017, 38(2):101-107. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx02001

      摘要 (2512) HTML (0) PDF 1.66 M (5176) 评论 (0) 收藏

      摘要:为全面、客观、准确地评估数控系统PCB在外部环境应力和内部线路结构作用下的可靠性水平,验证其是否满足数控系统可靠性设计的要求及其在实际工作环境中能否支持系统可靠的工作,以数控系统PCB为研究对象,从可靠性分析与评估中的核心和关键问题出发,在综述PCB失效机理和退化失效分析的基础上,提出了一种基于多失效机理竞争的数控系统PCB可靠性统计模型的构建思路,结合不同失效机理下的数控系统PCB可靠性分析模型,分析失效机理间的相关性,并通过试验数据量化各失效机理在竞争失效模型中的权重,最终建立数控系统PCB竞争失效可靠性模型,为准确地分析和预测数控系统PCB的可靠性提供了方法和途径。

    • 基于变胞原理的坚果剥壳机械手接触建模与构型研究探析

      2017, 38(2):108-115. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx02004

      摘要 (2945) HTML (0) PDF 1.57 M (5768) 评论 (0) 收藏

      摘要:坚果是中国重要的经济林树种,壳仁分离是坚果精深加工的关键环节,目前普遍存在剥壳率低、损失率高、果仁完整性差等问题。建立准确的果壳与剥壳机械接触模型是破壳力分析的基础。树坚果果壳表面粗糙、外形不规则,接触区域不能抽象为规则的几何形状,如何建立面接触约束模型是实现无损伤壳仁分离的关键问题。以研究坚果壳仁分离机械手的破壳机理、结构设计为目标,提出一种变胞多指机械手,分析了坚果脱壳技术、剥壳机械手接触建模的研究现状,介绍了变胞机构的起源和应用研究概况,并阐述了坚果剥壳机械手的研究内容与发展前景。

    • 混流装配线平衡问题与规划方法研究

      2017, 38(2):116-122. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx02003

      摘要 (2955) HTML (0) PDF 1.23 M (4112) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对客户需求变化、产品设计不断升级演进、装配技术与设备更新等迫使装配线再次调整与演进平衡的问题,综述了现有装配平衡/演进平衡的主要内容及研究进展。首先从混流装配线平衡、混流装配线再平衡两方面总结了混流装配线研究进展与平衡规划方法;其次,对混流装配线平衡问题的分类和通用解决方法进行了归纳与总结;最后,在以上研究分析的基础上提出了产品演进驱动下装配线平衡的进一步研究方向。

    • >数学
    • 复数域上具有主生成元的四维结合代数的分类

      2017, 38(2):123-130. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx02002

      摘要 (2175) HTML (0) PDF 756.38 K (4375) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了给出复数域 C上的具有主生成元的四维结合代数在同构意义下的分类,利用环论的相关知识以及主生成元所满足的方程的根的分布:有1个四重根、有4个不同的根、有1个三重根和1个单根、有2个不同的二重根、有1个二重根和2个不同的单根的情况,把主生成元所满足的以上每一类方程经过平移,拉伸变成较为简单的形式, 采用线性代数与商代数的相关知识以及用maple软件进行了大量运算得出以上每类方程所表示的同构型与方程的参数选取无关,最后通过比较每类方程所代表的同构型,给出了完整的分类结果,加深了对结合代数结构的理解,对相关的研究具有一定的参考价值。

    • 一类弹性梁方程正解的存在性

      2017, 38(2):131-136. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx02005

      摘要 (2370) HTML (0) PDF 583.71 K (3504) 评论 (0) 收藏

      摘要:弹性梁是弹力力学和工程物理中一种比较常见的数学模型,为了将此模型更准确地应用于工程领域中,在对一端固定,一端滑动支撑的弹性梁方程研究的基础上,研究了此类弹性梁方程的多解性。通过将此类边值问题转化为积分方程后,进而等价于算子的不动点问题,结合其Green函数的性质与Guo-Krasnoselskii锥拉伸与压缩不动点定理,讨论了此类弹性梁方程正解的存在性问题。在非线性项满足适当条件下建立参数的取值范围,获得了此类边值问题至少有1个正解,2个正解的存在性结果与正解的不存在性结果。结论上获得了关于此类问题至少有1个正解,2个正解及没有正解的存在的特征值区间。研究结果有助于弹性梁的稳定性分析,丰富了材料力学的相关理论。

    • 一类交叉耦合抛物型方程组解的渐近性态

      2017, 38(2):137-142. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx02006

      摘要 (2304) HTML (0) PDF 613.28 K (3388) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更好地描述3种混合物质燃烧的热传导过程,即3种化学反应中反应物的反应情况,研究了一类具有3个变量交叉耦合且带有非局部源及非局部边界流抛物型方程组解的整体存在和有限时刻爆破问题,打破常用的第一特征值的构造上下解的方法,采用常微分方程方法构造了该方程组的上下解,引用比较定理,证明得到了由幂函数局部源和指数函数非局部源交叉耦合的退化抛物型方程组解的整体存在及解在有限时刻爆破的充分条件,为热传导和化学反应问题提供了理论支持。

    • 铺砌中椭圆上D-点数的研究

      2017, 38(2):143-150. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx02007

      摘要 (2695) HTML (0) PDF 928.46 K (4393) 评论 (0) 收藏

      摘要:阿基米德平面铺砌是指用一种或多种正多边形铺砌全平面,且要求铺砌的每个顶点的顶点特征相同。阿基米德平面铺砌共有11种,针对其中的 铺砌,即每个铺砌顶点连接边长相同的一个正方形,两个正八边形,研究 铺砌上的椭圆所包含铺砌顶点数的特性,通过对椭圆内半弦上顶点列的分析,采用数的几何及数论中同余的方法给出顶点数的取值算法,并获得顶点数与椭圆短半轴长平方的比值的极限公式,证明极限值与对应铺砌的中心多边形的面积有关。所得算法及极限公式对其他阿基米德铺砌中相关问题的研究有借鉴作用。

    • >物理
    • 无序杂质、磁场对“三明治”式二维系统电导的影响

      2017, 38(2):151-157. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx02008

      摘要 (2248) HTML (0) PDF 759.92 K (4356) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究二维电子系统中电子输运的问题及在磁场作用下二维无序杂质系统电导的物理性质,通过运用格林函数以及散射矩阵理论的方法,在格点模型的基础上,对“三明治”式二维电子系统电导的量子化现象进行了分析。导线与散射体的接触减小了系统的电导,削减了电导量子台阶现象,使得系统的电导随着导线与介质间耦合的变小而降低;当系统受到外磁场作用时,系统电导的变化随着磁场的变化表现出周期性震荡行为,这种震荡变化的剧烈程度与电子的能量有关;受杂质散射的影响,系统电导随无序杂质浓度的增大而减小,在某些特殊掺杂的浓度下,对于一些特殊的电子能量,系统的电导可以达到理想情况下的阶梯值。研究成果对于“三明治”式二维电子系统电导的进一步研究具有借鉴意义。

    • >化学与化工
    • HPLC测定奥贝胆酸片含量

      2017, 38(2):158-162. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx02009

      摘要 (3554) HTML (0) PDF 685.74 K (5804) 评论 (0) 收藏

      摘要:为建立HPLC-UV测定奥贝胆酸片含量的方法,采用高效液相色谱法及紫外检测器,色谱柱为Agilent HC-C18(250 mm × 4.6 mm,5 μm),流动相为乙腈(含0.02% (体积分数) 甲酸)-水(含0.02% (体积分数) 甲酸),二者体积比为60∶40,以1.0 mL/min的流速进行洗脱,检测波长为195 nm,柱温为30 ℃,进样量为100 μL。结果表明:奥贝胆酸质量浓度在0.200 26~1.001 30 mg/mL范围内与峰面积呈良好的线性关系,相关系数r=0.999 9;中间精密度、稳定性、重复性试验的RSD值不超过1.0%;平均回收率为99.64%,RSD值为0.58%(n=9)。该方法简便、专属性好、精密度高、耐用性良好,可用于奥贝胆酸片含量的测定。

    • 金属离子竞争结合钙调素的电化学行为研究

      2017, 38(2):163-168. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx02010

      摘要 (2133) HTML (0) PDF 746.55 K (4570) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨金属离子与Ca2+对钙调素(CaM)的竞争结合作用,在pH值为6.5含2 mmol/L sub>]3-/4-的0.15 mol/L的NaCl溶液中,用交流阻抗法研究了金属离子如Ca2+,Cd2+,Al3+,Fe3+结合及竞争结合钙调素的电化学行为。结果表明:金属离子与CaM的结合能力可以通过溶液中[Fe(CN)63-/4-在钙调素自组装膜修饰金电极上的电化学反应电阻的变化来判断,Ca2+,Cd2+和Al3+都能与CaM结合,Fe3+不能与CaM结合,且Ca2+与CaM结合能力要比Al3+强;Ca2+在CaM上的结合位点与Cd2+相同,与Al3+不同。交流阻抗法为研究金属离子与CaM的竞争结合行为提供了一个新方法。

    • >机械、电子与信息科学
    • 有向网络下的CoDA社区发现算法评估

      2017, 38(2):169-175. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx02011

      摘要 (3125) HTML (0) PDF 907.67 K (4705) 评论 (0) 收藏

      摘要:CoDA算法是一种基于概率模型的能识别二分结构的社区发现算法。为了验证该算法的社区划分效果,采用信息检索领域的F-measure标准,对有向网络下重叠社区和非重叠社区的CoDA社区发现算法进行评估。F-measure标准中F1-measure值的大小能反映CoDA算法社区划分效果的优劣。实验所用的数据集由LFR Benchmark工具生成,数据集中节点数最小为100,最大为20 000,每增加100节点对CoDA算法社区划分效果评估一次。分析实验结果可以得出,当节点数小于1 600时,CoDA算法的划分效果较好。当节点数大于1 600时,随着节点个数增多,CoDA算法社区划分效果逐渐变差。由此说明,基于概率模型的CoDA算法适用于小规模社交网络社区的划分。

    • 基于超螺旋二阶滑模的PMSM-DTC系统研究

      2017, 38(2):176-182. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx02012

      摘要 (3402) HTML (0) PDF 830.22 K (4767) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统永磁同步电机直接转矩控制系统(PMSM-DTC)易受参数变化影响及转矩脉动大的问题,提出在系统中采用空间电压矢量调制技术(SVPWM)代替传统的正弦脉宽调制(SPWM),引入控制率为超螺旋算法的二阶滑模变结构,以定子磁链和转矩作为被控对象设计控制器代替传统系统中的PI控制器。仿真结果表明,该策略不仅有效消除了一阶滑模存在的抖振问题,明显减小了系统中定子磁链和转矩脉动,且具有较强的速度跟踪能力,对负载扰动和参数变化等不确定性具有很强的鲁棒性,因此可以很好地应用在电机控制方面。

    • 基于Kinect的原地太极拳辅助训练系统

      2017, 38(2):183-189. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx02013

      摘要 (3210) HTML (0) PDF 1.12 M (5015) 评论 (0) 收藏

      摘要:为促进太极拳教学训练的科学化、规范化,提出并设计了基于Kinect运动捕捉技术和角度、速度特征提取的太极拳辅助训练系统,应用动态时间规划算法(DTW)采样对应帧,替代传统等间隔采样关键帧的方法。系统由学习模块、动作采集模块和动作评分模块组成。学习模块配有标准动作教学视频,能够满足学员学习要求;动作采集模块采用微软开发的Kinect设备,针对原地太极拳动作中人体骨架的20个关节的空间坐标进行数据采集,然后经过滤波降噪及遮挡点数据处理后进行骨架数据保存;评分模块以8个关键关节点的16个角度特征和20个关节点的瞬时速度特征为基础构建测试序列,通过与标准序列进行实时对比计算,根据预设的评分规则实现评分功能,并为学员提供直观可靠的训练建议,从而提高学员的学习效率。通过增加传感器数量,进一步设计和优化数据融合及滤波算法,配合微软推出的Kinect2.0版本,该系统也可推广应用于医疗康复训练、体育训练动作分析及评估、虚拟现实人机交互等多个领域。

    • 一种新型欠驱动型并联机器人的运动学分析与仿真

      2017, 38(2):190-195. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx02014

      摘要 (2685) HTML (0) PDF 789.83 K (5025) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统并联机器人具有自由度数量与驱动电机数量相等的问题,效率低下。为解决这些问题,提出了一种基于传统并联机器人的新型欠驱动型并联机器人。分析了欠驱动型并联机器人的结构特点与工作原理,应用空间解析几何与向量代数法,推导了机器人的运动学正解与反解。建立了运动学模型,应用MATLAB验证了运动学正解与反解的正确性,确立了最优工作空间。仿真结果表明,驱动电机数量为3时实现了机器人3或4自由度切换的功能,提高了机器人的抓取效率,具有工作空间大、运行速度快、定位精度高、制造成本低等特点,具有广泛的工业应用前景。

    • >食品与生物科学
    • Ⅱ型胶原蛋白的结构、功能及其最新研究进展

      2017, 38(2):202-208. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx02016

      摘要 (3903) HTML (0) PDF 1.08 M (4862) 评论 (0) 收藏

      摘要:Ⅱ型胶原蛋白是动物体内透明软骨的主要成分,具有良好的生物相容性、可降解性、可促进细胞生长和再分化等生物学特性,可作为人体组织工程材料,也可应用于食品、日化、包装等领域。利用基因工程技术生产重组Ⅱ型胶原蛋白是该领域的研究热点。综述了Ⅱ型胶原蛋白的结构、功能及应用,阐述了基因工程技术生产重组Ⅱ型胶原蛋白的最新研究进展,对未来羟化胶原蛋白在大肠杆菌中的大规模生产进行了展望,以期为Ⅱ型胶原蛋白的进一步开发和同行研究提供指导和帮助。

    • >材料科学
    • 工艺参数对7075半固态铸-锻组织均匀性的影响

      2017, 38(2):196-201. DOI: 10.7535/hbkd.2017yx02015

      摘要 (2983) HTML (0) PDF 1.13 M (4388) 评论 (0) 收藏

      摘要:在半固态模锻过程中,经常会出现液相偏析现象,使零件中出现“弱点”或“弱区”,这些“弱点”或“弱区”通常又是潜在的裂纹源和服役条件下失效的起因。为了分析研究半固态模锻液相偏析的影响因素,采用手工搅拌法制备半固态7075合金,利用压力机及杯形实验模具,进行7075半固态铸-锻成形,研究了合金温度、压头预热温度、保持时间等工艺参数对7075半固态铸-锻组织均匀性的影响。结果表明:在一套模具内实现铸造和锻造是可行的;在压头预热温度为400 ℃, 保持时间为2 s,成形比压为50 MPa的条件下,随着合金温度的增加,杯形件的液相偏析度增加,组织越不均匀,当合金温度为628 ℃时,杯形件的液相偏析度为14.02%;随着压头预热温度的增加,杯形件的液相偏析度减小,组织越均匀;在合金温度为621 ℃,成形比压为50 MPa,压头预热温度为400 ℃时,随着保持时间的增加,杯形件的液相偏析度减小,组织越均匀,当保持时间为4 s时,杯形件的液相偏析度为2.99%。该结果可为铝合金半固态铸-锻成形工艺的制定和相关研究提供理论参考。

主编:李铁军

创刊:1980

国际标准刊号:ISSN 1008-1542

国内统一刊号:CN 13-1225/TS

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