- 宋岩;熊健;张弘楠;权震震;覃小红;
利用两种质量分数的聚丙烯腈(PAN)溶液,在相同纺丝时间下制备不同粗细纤维的复合纳米纤维膜。设计了不同PAN质量分数溶液的复合纺丝时间比,以实现对复合纳米纤维膜结构的精细调控。结果表明:当复合纺丝总时间为120s时,PAN溶液最佳的质量分数组合为8%和12%,最佳的复合纺丝时间比为2∶1,相比PAN质量分数为12%时制备的纳米纤维膜,在保证滤效的前提下,该三维复合纳米纤维膜使滤阻下降了32.4%,品质因子(QF)提高了20.7%,适当延长纺丝时间,复合纳米纤维膜的滤效高达99.71%,滤阻为133.28Pa。这种PAN质量分数的差异使得复合纳米纤维膜的表面形貌发生变化,粗、细两种纤维有效搭建了纳米纤维膜的三维立体结构,在实现高效低阻的过滤目标上具有一定优势。
2020年04期 v.46;No.248 511-520页 [查看摘要][在线阅读][下载 6192K] - 戴迪;张威;张俊杰;孙宝忠;
采用试验和有限元分析方法,研究孔径尺寸和螺栓排列方式对三维角联锁碳纤维/环氧树脂机织复合材料螺栓连接结构的拉伸力学性能和失效损伤演变影响。研究结果表明:三维角联锁机织复合材料螺栓连接结构的拉伸载荷峰值与有效面积成正相关;孔径尺寸和螺栓排列方式对试件拉伸失效强度无明显影响,拉伸失效应变与螺栓数呈负相关;拉伸失效模式以剪切-挤压组合破坏为主,不受孔径尺寸和螺栓排列方式影响;有限元分析结果与试验结果具有较好一致性,因此采用有限元方法可预测三维角联锁机织复合材料螺栓连接结构的拉伸力学响应及其失效模式。
2020年04期 v.46;No.248 521-528页 [查看摘要][在线阅读][下载 5849K] - 宋本燕;陈硕;左涵;郭一凡;游正伟;
采用3D打印的方法制备了由聚癸二酸甘油酯(PGS)和碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)组成的具有多级孔隙结构的柔性纳米摩擦发电机(triboelectric nanogenerator,TENG)。结合TENG对压力变化的响应性以及PGS复合材料良好的弹性,设计了一种能够实现实时监测的可穿戴柔性足弓压力传感器。利用扫描电子显微镜和电子万能试验机分别对3D打印纳米摩擦发电机(3DP-TENGs)的微观结构和力学性能进行表征,并通过高功率数字源表获得3DP-TENGs足弓压力传感器对压力的感应性能和灵敏度参数。结果表明:3DP-TENGs具有多级孔隙结构;在最大压缩应变为30%时,循环压缩50次后3DP-TENGs的弹性滞后可忽略不计,表明其具有良好的弹性与抗疲劳性;设计的足弓压力传感器对压力的感应较为灵敏,能够准确区分出不同条件下的足底压力。
2020年04期 v.46;No.248 529-534页 [查看摘要][在线阅读][下载 2168K]
- 周文明;周建;潘如如;
针对传统人工检测机织物疵点时准确率低的问题,提出一种采用遗传算法优化Gabor滤波器的方法用于机织物疵点检测。该方法分为两个阶段:在学习阶段,采用遗传算法对构造的Gabor滤波器参数(f0,B,λ)进行优化,得到一组优化参数;在检测阶段,应用该组优化参数构造的Gabor滤波器对待检测的织物图像进行滤波处理获得特征图像。将特征图像进行融合,并对融合后图像进行阈值分割,检测出该图像是否存在疵点。为验证该方法的有效性,对采集的60幅含有断经、粗纬和跳纱等几类常见疵点图像进行检测,并与其他算法检测效果进行对比。结果表明,该方法疵点检测准确率达到96.67%,且能更准确快速地检测出织物疵点,证实了该方法的有效性。
2020年04期 v.46;No.248 535-541页 [查看摘要][在线阅读][下载 1739K] - 何孟永;潘如如;张宁;高卫东;
为解决色纺花式纱面料人工分类准确率低的问题,提出一种基于局部二值模式(local binary pattern,LBP)、小波分析和支持向量机(support vector machine,SVM)的色纺花式纱面料自动分类方法。采集色纺花式纱面料图像组成原始图像库;通过对图像数据进行翻转、对比度增强及添加噪声等操作增广图像数据;对增广后的图像数据进行预处理,通过直方图均衡化增加图像背景与前景的对比度,利用LBP等价模式提取图像的局部特征,获得59维特征参数;利用Haar小波对图像进行4层分解,提取每层分解后的低频分量,以及高频分量的水平、垂直、斜线分量,求其标准差后得到16维特征参数。最后将提取到两种特征串联组合为75维特征参数后,输入SVM分类器进行训练和分类。选取增广后的图像数据集进行试验,结果显示,LBP、小波分析与SVM分类器相结合方法的平均分类准确率达到97.0%。
2020年04期 v.46;No.248 542-548页 [查看摘要][在线阅读][下载 3161K] - 高新;潘如如;高卫东;
为解决混色棉纤维颜色预测效果较差的问题,选用Stearns-Noechel配色模型进行预测,并提出二波段法对模型做进一步优化。通过Datacolor 650型分光光度测色仪测得混色样本的实际光谱反射率,用模型预测得到混色样本的预测光谱反射率,对比两者发现,在波长前半段配色模型的预测效果较好,后半段预测效果较差。因此,通过二波段法对纤维样本的实测光谱反射率进行改进,将整个波段分为两段,在不同波段分别确定各自的待定参数。通过试验发现,改进后的模型对混色棉纤维预测精度有较大提高。
2020年04期 v.46;No.248 549-554页 [查看摘要][在线阅读][下载 738K] - 张勇;王婷婷;张凯;胡吉永;杨旭东;
以纱线为载体,基于法向模螺旋偶极子型天线结构,通过实际试验和HFSS仿真模拟设计了一种超高频射频识别(ultra-high frequency radio frequency identification,UHF RFID)标签纱。基于UHF RFID标签纱的主要参数如单臂轴长、螺距和螺旋直径,探究标签纱的天线结构对读取距离的影响。结果表明:与直线偶极子型标签纱相比,在不同螺距下,采用法向模螺旋偶极子型天线结构可使标签纱最佳单臂轴长缩短10%～50%;在最佳单臂轴长下,法向模螺旋偶极子型标签纱读取距离比直线偶极子型标签纱提高约5倍;法向模螺旋偶极子型标签纱的读取性能主要受单臂轴长的影响,在最远读取距离条件下,缩短螺距、增加螺旋直径有利于减小单臂轴长,实现标签纱的小型化。
2020年04期 v.46;No.248 555-560+567页 [查看摘要][在线阅读][下载 2704K] - 李璐瑶;倪军;张昭华;陈仕丽;赵珍玥;
为研究热环境中衣下通风与人体生理及心理感觉之间的关系,采用网孔面料与聚氯乙烯(PVC)管道制作了一款通风背心,并应用鼓风机实现定量通风。在人工气候室内(温度为(30±1)℃,相对湿度为(50±2)%,6位女性受试者以4km/h的速度在跑步机上慢跑30min,测试受试者在有通风(9L/s)与无通风两种试验条件下的生理响应。结果表明:衣下通风使受试者的汗液蒸发率从(76.67±1.59)%增加到(91.00±3.52)%,并显著降低了皮肤温度(P<0.05)。虽然未发现受试者心率的显著性差异,但通风条件下其耗氧量与生理应激指数在运动25min后显著低于无通风条件下的数值。整个试验过程中,通风使得受试者的主观热感与湿感均有显著降低。试验证实了衣下环境通风为9L/s时,对缓解人体热应激有益。
2020年04期 v.46;No.248 561-567页 [查看摘要][在线阅读][下载 1417K] - 修毅;王银辉;张颖;
基于服装定制对数字化人体模型在精度和个性化表现上的需求,在前期研究的基础上提出一种适用于人体复杂特征的人体造型变形算法。对人体曲面复杂特征中的胸围围线进行处理,并求取该围线的凸包作为人体特征尺寸参数;考虑胸高点对女体胸部造型的影响,在胸部正面引入两个变形轴,分别用于描述人体厚度变化和女体乳房的尺寸变化;基于胸高点和人体模型其他分界点,将胸围围线分成3段简单曲线,并确定每一段的变形中心、变形轴和变形算法;将3个变形后的简单曲线合成一个新胸围围线,求出胸围围线凸包长度,执行该胸围围线变形算法直至输入胸围尺寸与胸围围线凸包长度相等为止。该数字化人体模型适合于离线和在线两种方式下应用,在互联网+大规模服装定制中具有广阔的应用前景。
2020年04期 v.46;No.248 568-573页 [查看摘要][在线阅读][下载 863K]
- 丁艳玲;刘静;刘小云;谭正;庄启昕;
采用原子转移自由基聚合(atom transfer radical polymerization,ATRP)、单电子转移活性自由基聚合(single electron transfer living radical polymerization,SET-LRP)以及点击反应制备了一种ABC型星型含氟聚合物,即聚乙二醇-arm-聚甲基丙烯酸八氟戊酯-arm-聚丙烯酸叔丁酯(PEGarm-POFPMA-arm-PtBA),研究了调节疏水段比例对聚合物自组装形貌的影响。结果表明:在含氟比例较低时,随着PtBA嵌段长度增大,聚合物胶束从凸点球转变为凹球,再过渡到线型胶束,最终转变为塌陷的囊泡;疏水段含氟POFPMA与PtBA的协同作用对胶束形貌的变化起主要作用。当含氟嵌段占比较高时,倾向于形成球形胶束;当PtBA占主导时,胶束形貌将发生更丰富的变化,如形成线型胶束或囊泡。
2020年04期 v.46;No.248 574-583页 [查看摘要][在线阅读][下载 5265K] - 刘雪芬;卜一帆;吉亚丽;
低共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES)是一种新兴的绿色溶剂,具有可回收利用的优点。利用氯化胆碱与苯磺酸形成的低共熔溶剂作为酸解体系成功制备了甲壳素纳米晶须(chitin nanowhiskers,CNWs),结合酸解时间、反应配比的研究获得了最佳的工艺条件,并通过扫描电子显微镜、红外光谱、Zeta电位以及光学显微镜对CNWs的结构形貌进行了表征。结果表明:当甲壳素与DES的质量配比为1∶20、反应时间为2h时,可获得形态均匀、长径比为30～40的CNWs,产率达到61.0%;以制备的CNWs为皮克林乳化剂,可获得稳定的水包油型(O/W)皮克林乳液。
2020年04期 v.46;No.248 584-588页 [查看摘要][在线阅读][下载 2627K] - 段维旺;王茂春;崔茂生;汤晨;赵莹;李凯;周宇荀;肖君华;
为进一步挖掘小鼠高脂响应基因并阐明其分子机制,采用生物信息学方法分析正常和高脂诱导小鼠肝脏的基因表达谱芯片,鉴定出82个与小鼠高脂响应相关的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。对DEGs进行基因本体(gene ontology,GO)分析,结果显示这些DEGs主要参与了胆固醇运输、类固醇生物合成和脂质稳态等生物学过程。京都百科全书基因和基因组(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)分析结果表明,DEGs主要和系统性红斑狼疮、类固醇激素生物合成、胆固醇代谢等通路有关。对DEGs构建蛋白-蛋白相互作用(proteinprotein interaction,PPI)网络,通过cytoHubba计算得到Pcsk9、Lpl、Cd68、Saa3、Lgals3、Cxcl9、Orm2、Abcg5、H2-Ab1、Lyz2、Anxa5、Anxa2等12个关键基因(hub genes),其中,Pcsk9、Lpl、Abcg5为已报道的血脂代谢相关基因,其余9个为新发现的小鼠高脂响应基因。研究结果将有助于阐明小鼠高脂响应基因的机制,为血脂代谢相关分子机制研究提供理论基础。
2020年04期 v.46;No.248 589-594页 [查看摘要][在线阅读][下载 2755K]
- 周江南;李培波;孙志军;刘月刚;季诚昌;
为研究网版印刷丝网材料的本构关系,对丝网材料进行单调拉伸试验。采用基于韦氏(Weibull)分布理论的平行长丝纱模型对所得拉力-应变曲线进行拟合,得到丝网材料经向和纬向的形状参数和尺度参数。对网版试件进行静态加载试验,通过机器视觉技术获取相应丝网张力下的丝网应变,验证丝网本构方程的准确性。结果表明:建立的本构关系模型可以很好地描述丝网张力与应变的本构关系;丝网经、纬向的本构方程的预测偏差最小分别为2.44%和2.35%。
2020年04期 v.46;No.248 595-600+607页 [查看摘要][在线阅读][下载 1529K] - 王龙龙;戴惠良;丁富营;李义强;梁庆;
针对簇绒机电子横移系统中由机械与电气特性差异导致的系统性能优化困难问题,基于电子横移系统工作原理给出横动系统等效模型,并建立机械传动物理模型、伺服电机控制模型和信号控制系统,推导得出横动系统状态方程,再通过传递函数框图的输入输出关系,建立电子横移系统的整体动力学模型。利用Simulink软件对模型进行验证,并搭建基于双通道的噪声与振动测试系统,借助加速传感器对横移系统进行实际采点,以滑杆轴处Chan1采集信号作为输入信号进行仿真。结果表明:横移系统动力学模型的阶跃响应可快速趋于稳定,并且仿真值与实测值的相对误差基本保持在11.9%以内,因此,所建立的动力学模型基本正确且稳定性较好。由系统频域伯德图可知,横移系统的谐振频率约为363rad/s。
2020年04期 v.46;No.248 601-607页 [查看摘要][在线阅读][下载 2434K] - 李静;曹鲁光;吴子豪;陈振中;
为提升纯电动汽车的动力性能和经济性能,基于北汽新能源某款车的基本技术参数和性能要求对动力系统的驱动电机、动力电池以及传动系数进行优化。鉴于汽车的质量性能会受到汽车零部件的加工制造误差或服役期间零件的磨损、老化、精度下降等不确定性因素的影响,基于可靠性优化设计理论,在满足车辆安全条件下寻求汽车动力系统参数最优解,并运用AVL仿真软件对动力系统参数进行优化设计与仿真验证。结果表明,汽车的动力性能和经济性能都有大幅度的提高。
2020年04期 v.46;No.248 608-615页 [查看摘要][在线阅读][下载 4828K]
- 沈恒;余婉璇;贾洪伟;亢燕铭;
利用C语言构造一个数值方案用于模拟电除尘通道内电流体动力学流动。根据已有试验的测量结果,对用于模拟通道内电流体动力学流动的5种湍流模型在不同条件下模拟得到的数值结果进行分析和讨论。结果表明,本文给出的数值模型可准确预测电风与主流相干作用导致的电流体动力学湍流流动。对于流场的模拟,与κ-ω类湍流模型相比,κ-ε类模型更适合模拟电除尘器内的电流体动力学流动。κ-ε类湍流模型得到的数值结果准确度与电风效应强度的相关性较弱。对于湍动的预测,当电风作用较强时,RNGκ-ε模型精度最高,电风作用较弱时,Realizableκ-ε模型更合适。
2020年04期 v.46;No.248 616-622页 [查看摘要][在线阅读][下载 8477K] - 李鸿儒;刁永发;詹乐;孙静;
制备了一种Na/K基复合吸收剂,通过对吸附剂进行氮吸附试验来探究其内部孔结构。在小型流化床反应器中,以水蒸气为流态化气体,考察水蒸气温度(100、150、200和250℃)和反应气氛(一定比例的水蒸气和N2)升温速率(5、10、15、20℃/min)对吸收剂再生特性的影响规律,并通过热分析动力学确定再生反应特性参数。结果表明:该复合吸收剂具有较好的孔隙结构;提高水蒸气温度和反应气氛升温速率可减少再生反应所需时间、增大再生反应转化率;当水蒸气温度为250℃时,有最大峰值体积分数(26.5%),有最短再生反应时间(16min);当升温速率20℃/min时,有最大峰值反应速率(221.4mL/min),有最大平均反应速率(62.6mL/min);在水蒸气氛围下,4种升温速率的吸收剂再生反应活化能较为接近,为88.0～97.4kJ/mol,表明升温速率并非影响再生反应活化能的主要因素。
2020年04期 v.46;No.248 623-627+635页 [查看摘要][在线阅读][下载 1224K] - 焦恺彬;黄跃武;
建立了由碱性燃料电池(alkaline fuel cell,AFC)、热电发电器、热电制冷器和一组板翅式热交换器组成的混合系统模型。考虑系统的电化学和热力学不可逆性损失,导出了混合系统的等效输出功率和效率的表达式,确定了燃料电池电流密度的优化区间,讨论了工作压力、工作温度、热电元件数量、热电元件传热系数、板翅式热交换器传热系数对混合系统的等效输出功率和效率的影响。结果表明,混合系统的最大输出功率密度及对应的效率,相比单独的碱性燃料电池分别提高了7.56%和6.40%,相比无板翅式热交换器时分别提高了7.55%和8.04%。所得结果可为碱性燃料电池-温差热电制冷混合系统的优化设计提供理论依据。
2020年04期 v.46;No.248 628-635页 [查看摘要][在线阅读][下载 5805K] - 邹莹;赵敬德;邹钺;
纯电动汽车内采用个性化采暖(座椅加热、腿部加热、脚部加热)装置进行局部加热,实测了人体局部和整体的热舒适情况以及各部位的加热功率。结果表明:个性化采暖装置在车外温度为0～8℃时能显著提高驾乘者局部和整体的热舒适情况,尤其是脚部和手等肢末部位;在加入新风系统的情况下,与传统空调采暖的能耗相比,个性化采暖装置的节能最高可达总能耗的81.4%。
2020年04期 v.46;No.248 636-642页 [查看摘要][在线阅读][下载 3456K] - 赵娟娟;杨波;王宇晖;韩耀宗;
为探究土壤中芘、铜及其复合污染对玉米幼苗的生理胁迫,通过盆栽试验,研究玉米幼苗在单一芘、铜及其复合处理土壤中的生长状况、叶片叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性和组织中铜的浓度变化。结果表明,单一芘、铜处理后,随其处理浓度的增大,玉米幼苗湿重、株高、叶绿素含量均降低,叶片MDA含量增加,而叶片POD活性先增加后降低。根据试验结果及Abott公式可判断,复合芘、铜处理对玉米幼苗的胁迫存在拮抗作用。单一铜和复合芘、铜胁迫下,铜在玉米组织中根部浓度大于叶、茎,且其含量随外部处理浓度的增加而升高。
2020年04期 v.46;No.248 643-649页 [查看摘要][在线阅读][下载 1280K] - 田东东;王会;刁永发;周颖;
基于复合相变堆积床结合夜间通风蓄冷系统的运行原理,建立相变单元理论模型,针对北京地区的气象特点,数值计算了不同相变温度的复合相变堆积床融化率随时间变化的情形,对比了纯相变堆积床和复合相变堆积床的异同。结果表明,添加铜金属泡沫能够显著地促进相变材料的凝固过程,从而显著地增加蓄冷量,提前完成蓄冷过程,减少风机的能耗,可达到耗能少、蓄能多的双效果。
2020年04期 v.46;No.248 650-655+662页 [查看摘要][在线阅读][下载 2759K]
- 王文杰;代廷婷;陈颖;陈雪明;
针对服装产品的时尚性要求较高的特点及服装消费者对产品价格较为敏感的现象,研究考虑服装时尚指数和策略消费者时,服装零售商的产品定价问题。将服装销售分为时尚流行和时尚衰退两个阶段,并基于博弈论分析服装时尚指数对消费者策略程度和购买行为的影响。结果表明:服装产品时尚指数越高,消费者等待的意愿越弱,倾向于趁早购买;服装产品时尚指数越低,消费者策略性程度越强,倾向于在降价阶段购买。零售商可通过提高时尚流行阶段的定价、降低时尚衰退阶段的定价来获得更高的利润。
2020年04期 v.46;No.248 656-662页 [查看摘要][在线阅读][下载 1738K] - 沈国;陈惠兰;
基于中科院SCIE(Scientific Citation Index Expanded)期刊分区,对东华大学2014—2018年1区论文进行统计研究,分析各学科1区论文产出及期刊分布,探讨中科院期刊大类划分、分区方法和分区变化对学科评价的影响。研究发现:东华大学1区论文主要集中在工程技术,发文量最多的期刊是ACS Applied Materials&Interfaces;中科院SCIE期刊分区对学科大类的划分太宽泛,造成了学科评价的局限性;中科院期刊分区方法使得1区期刊数量太少,一些优秀期刊被挤出1区,不便于准确评判期刊影响力;期刊的分区变化对学科评价会产生直接影响。中科院SCIE期刊分区需结合多个指标的综合评价,使其对学科的评价更加合理。
2020年04期 v.46;No.248 663-667+674页 [查看摘要][在线阅读][下载 159K] - 曹原;张丹;
为提升高校离退休人员管理的时效性、准确性与信息化水平,针对养老制度不断改革导致的数据量日趋增大、离退休人员信息交换困难等问题,开发了离退休人员管理信息系统。该系统以Python脚本语言为架构基础,通过PyQt库实现系统界面的构建,以Access数据库为主存储数据库,并通过ODBC(open database connectivity)实现Access数据库与主程序的互联。东华大学的实际应用结果表明,该系统能够稳定、良好地实现各项既定功能,极大地完善了以往管理方式,简化了信息使用步骤,增强了数据分析计算能力,提高了离退休人员管理的整体水平。
2020年04期 v.46;No.248 668-674页 [查看摘要][在线阅读][下载 4956K]