国家青年/地区科学基金项目专栏

  • 基于变密度法的电解加工机床结构优化设计

    孙伦业;陈浩;王晖;付志波;

    为了提高复杂型面/型腔零件电解加工的精度和质量,开展了可实现直线和旋转复合进给运动的卧式电解加工机床的优化设计工作。使用UG软件对卧式机床进行三维建模,并将简化后的机床模型导入ANSYS Workbench软件中进行静力学分析,依据变形分布云图和应力分布云图分析机床结构刚度;对运动台结构进行模态分析,确定前6阶固有频率和振型,并采用变密度拓扑优化方法进行优化设计;最后,在考虑结构工艺性的基础上进行了结构再设计,实现了机床的轻量化设计目标。所研制出的电解加工机床具有足够的刚度和稳定性,可以满足实际加工的要求。研究结果对电解加工机床的设计应用具有一定的参考价值。

    2019年05期 v.40;No.150 371-378页 [查看摘要][在线阅读][下载 4226K]
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化学与化工

  • 硫酸特布他林合成工艺的优化和改进

    赵学斌;谷岚;李晓梦;董莎莎;姚军;

    为了提高硫酸特布他林的反应收率和产品质量,对其合成方法进行了优化研究。以3,5-二苄氧基苯乙酮为起始原料,依次经过溴代反应、烷基化反应、羰基还原、催化加氢脱苄得到硫酸特布他林,对反应的条件和参数进行了优化和改进。结果表明:溴代反应中,采用四丁基三溴化铵来代替液溴和溴化铜作为溴代试剂,以四氢呋喃和甲醇为溶剂,n(3,5-二苄氧基苯乙酮)∶n(四丁基三溴化铵)=1∶1.3时,反应时间减少至6 h,收率达到99.1%;缩合反应中,用苄基叔丁胺代替叔丁胺,n(3,5-二苄氧基-α-溴代苯乙酮)∶n(苄基叔丁胺)=1∶3,反应收率达到69.9%;催化加氢脱苄基反应中,以甲醇为溶剂、Raney Ni用量为15%、压力为1.0 MPa、温度为40℃时,收率达到90.2%。在此优化条件下,反应总收率为62.4%,产品纯度达到99.90%(HPLC法),单杂均小于0.1%,目标化合物结构经过~1H-NMR和~(13)C-NMR得以确证。改进后的合成工艺反应条件温和,操作简单,产品收率高,更加适合工业化生产。

    2019年05期 v.40;No.150 379-384页 [查看摘要][在线阅读][下载 315K]
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机械、电子与信息科学

  • 永磁三自由度电机的运动学分析与动力学联合仿真

    李争;刘令旗;

    为了解决三维空间中多自由度电机传动精度较低、运动控制较差等问题,在刚性体机械系统下,基于复杂机械系统强耦合、非线性的特点,设计了一种可联动控制的三自由度电机。采用电机自转运动控制策略,分析了电机自转运行时的应力分布和形变程度,建立了混合驱动式电机的动力学模型,施加3个轴向转矩作为驱动力,规划了电机基于混合驱动式的三自由度运动,搭建并设计了机控一体化电机的动力学联合仿真接口。结果表明:通过激活有效阶模态,对刚柔耦合系统下的电机结构进行优化,可得到较小的偏心位移;多自由度电机的智能控制方案可自由设计被控对象的参数变化,降低了扰动的灵敏性,使控制系统具有较好的鲁棒性。结合三自由度电机的动力学数学模型来搭建基于滑模控制系统的联合仿真平台,可实现电机3个轴向角速度的轨迹跟踪,且在整个动力学联合仿真时段内均可实现跟踪效果,为后续实物样机的制造和测试提供了理论依据。

    2019年05期 v.40;No.150 385-396页 [查看摘要][在线阅读][下载 2029K]
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  • 基于卷积神经网络的无人机识别方法仿真研究

    甄然;于佳兴;赵国花;吴学礼;

    为了提高卷积神经网络(CNN)的泛化性和鲁棒性,改善无人机航行时识别目标图像的精度,提出了一种CNN与概率神经网络(PNN)相结合的混合模型。利用CNN提取多层图像表示,使用PNN提取特征对图像进行分类以替代CNN内部的BP神经网络,采用均方差和降梯度法训练模型,通过将预处理的图像传输到CNN-PNN模型,对图像纹理和轮廓进行分类识别,并将此模型的仿真结果与卷积神经网络模型、卷积神经网络-支持向量机模型的结果进行对比。仿真结果表明,与其他两种模型相比,CNN-PNN模型具有更好的精准度,识别率高达96.30%。因此,CNN-PNN模型能够快速有效地识别图像,准确度和实时性较高,在图像识别等方面具有很好的应用前景。

    2019年05期 v.40;No.150 397-403页 [查看摘要][在线阅读][下载 1406K]
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  • 基于Web访问路径的应用层DDoS攻击防御检测模型

    任皓;许向阳;马金龙;张志浩;

    为了提高防御应用层分布式拒绝服务攻击的有效性、时效性和准确性,对应用层DDoS攻击的演化、模式,以及攻击者的攻击路径和攻击行为进行深入研究。提出一种基于Web访问路径的防御检测模型,根据访问路径轨迹、攻击行为特点和网站链接规则,建立请求路径、请求分布、路径循环、行为时隙和路径长度5种异常检测模型。通过计算合法用户访问网站时的正常值以及具有攻击行为用户的实时异常值偏离程度,可判定是否遭到应用层DDoS攻击。防御模块依据用户非法值大小选取最佳防御策略,抵御应用层DDoS攻击,实现网站数据安全与计算机安全。实验采用真实日志数据进行训练,向实验网站发动5种不同类型的应用层DDoS攻击。结果表明,防御检测模型能在短时间内准确辨别具有攻击行为的用户,并联合防御模块抵抗针对Web服务器的DDoS攻击,能够实现实时检测、实时防御,有效降低误报率。所提出的检测模型可以对路径长度进行监控,提升了异常判定的准确性和可靠性,有效提高了Web网站防御DDoS攻击的能力。

    2019年05期 v.40;No.150 404-413页 [查看摘要][在线阅读][下载 568K]
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  • 动态步长BI-RRT的无人机航迹规划算法

    武晓晶;许磊;甄然;吴学礼;

    为解决传统RRT算法收敛速度慢、生成的航径距离过长等问题,提出动态步长BI-RRT算法。首先,采用引向目标的采样策略对空间进行探索以得到采样点,利用动态步长策略确定该采样点的增长步长以确定新节点;之后,通过树枝裁剪策略对新节点进行调整,当探索到目标节点时,算法返回初始航迹,对于初始航迹,应用贪心算法对航迹点进行筛选,以减少无人机(UAV)的无效节点与总航迹长度;最后,利用B样条进行平滑处理,得到一条可行航迹。搭建了二维和三维环境下的仿真地图模型,验证了该算法在保证无人机避障的基础上获得一条有效航迹。动态步长BI-RRT算法在无人机航迹规划方面不仅有实时性强、航迹光滑的优点,而且与分段优化RRT算法相比,在优化航迹节点个数的前提下,提高了收敛速度且降低了航迹距离。

    2019年05期 v.40;No.150 414-422页 [查看摘要][在线阅读][下载 1641K]
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  • 用于三维重建的改进特征匹配策略

    吴越;李胜旺;白宇;

    为了能够更加快速地获取特征点以及提高特征匹配结果的稳定性,提出了一种改进的匹配策略。首先,对图像进行下采样,通过低分辨率的图像进行匹配,快速筛选掉匹配失败的匹配对,然后对匹配成功的匹配对对应的原始图像进行匹配,以达到加速的目的。其次,为有效提高三维点云的精度,对SIFT的匹配结果和SURF的匹配结果进行融合,将融合后的结果应用到三维重建技术中。最后,通过使用自采数据集和公开数据集对算法进行测试,并对实验数据进行分析。结果显示,改进的特征匹配策略使三维重建的运行速度提高了40%,并大幅增加了三维点的个数。所提出的方法不仅可以减少特征匹配过程的运算量,还可以提高三维重建的稳定性,在三维重建研究工作中具有一定的参考价值。

    2019年05期 v.40;No.150 423-430页 [查看摘要][在线阅读][下载 2322K]
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编读往来

  • 河北科技大学科技期刊加入“OSID开放科学计划”

    <正>《河北科技大学学报》《河北工业科技》已经通过国家新闻出版署出版融合发展(武汉)重点实验室评估,正式加入"OSID开放科学计划"。OSID(Open Science Identity)开放科学计划,是由国家新闻出版署融合发展(武汉)重点实验室发起的面向学术期刊行业的开放科学免费公益项目,旨在推动科研诚信建设,提升期刊创新能力与影响力。OSID

    2019年05期 v.40;No.150 396页 [查看摘要][在线阅读][下载 45K]
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编审园地

  • 向本期载文的审稿专家致谢

    本刊编辑部;

    <正>本期《河北科技大学学报》共发表论文11篇。这些论文的发表是与有关专家的认真审读、细查资料、推敲分析、中肯评价分不开的。对此,本编辑部特向这些专家表示敬意,对他们的辛勤劳动表示感谢。本期载文的审稿专家名单如下(按姓名的汉语拼音顺序排列):

    2019年05期 v.40;No.150 422页 [查看摘要][在线阅读][下载 37K]
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材料科学

  • 铝-铜合金回填式搅拌摩擦点焊接头连接机理与断裂模式分析

    张亮;梁明明;王军;

    为了提高飞机蒙皮连接强度,采用回填式搅拌摩擦点焊(RFSSW)技术对飞机蒙皮材料2524-T3进行了焊接试验。采用体式显微镜和金相显微镜对接头组织进行观察,通过拉剪试验和拉脱试验对接头进行力学性能测试,对断口进行扫描分析。结果表明:接头成形良好,无明显缺陷,RFSSW接头在热机耦合作用下,焊点形成4个不同显微组织区域;RFSSW接头力学性能普遍高于铆接,焊接接头剪切性能达到7.233 kN,较铆接提高113.4%,焊接接头拉脱性能达到3.172 kN,较铆接提高6.16%;接头断裂呈现为焊核剥离断裂和塞型断裂两种模式,当接头下扎深度较浅,焊点内部搅拌不足时产生焊核剥离断裂,随着套筒下扎深度的增加,塞型断裂由上板塞型断裂转变为下板塞型断裂,拉剪和拉脱焊核剥离断裂均为韧性断裂,塞型断裂均为混合型断裂。通过对回填式搅拌摩擦点焊接头力学性能的分析,为搅拌摩擦点焊代替铆接在航空结构件上的应用提供理论和技术基础。

    2019年05期 v.40;No.150 431-437页 [查看摘要][在线阅读][下载 3057K]
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  • 基于FDM技术的多料口粒料3D打印供料及挤料系统设计

    马世博;闫华军;李硕超;梁帅;周兴邦;

    FDM 3D打印机多采用由颗粒状热塑性材料加工而成的丝状热塑性材料,材料成本较高,且由于材料本身丝状的几何形状难以实现均匀混合,使得FDM彩色混色3D打印技术具有一定的局限性,难以实现多色混色打印。针对以上问题,根据传统挤出技术并结合熔融沉积(FDM)技术特点,研制了粒料式FDM 3D打印设备供料及挤出系统,原材料直接选用颗粒状塑料,并设计了多个进料口、储料仓和排气螺杆,进料采用穴播轮控制方式。设计结果可以实现不同颜色、不同塑料进料量的合理配比,使颗粒塑料实现充分熔化、加压、均化、排气、再均化、挤出过程,实现均质材质的粒料3D打印过程及多色混色打印过程。所提出的设计可以使用粒料直接进行3D打印,既降低了制料成本、缩短了制料周期,又实现了废料的有效利用,可为3D打印技术的发展提供参考。

    2019年05期 v.40;No.150 438-445页 [查看摘要][在线阅读][下载 1025K]
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食品与生物科学

  • 食品中叶酸分析方法及稳定性研究进展

    康文怀;叶晓利;李慧;李巧玲;秦玲;

    通过优化样品前处理体系,建立精确的叶酸分析检测方法,对促进叶酸的多方面、深层次研究具有迫切的现实意义。介绍了叶酸的分子结构及其主要存在形式,以及常见食品中叶酸的含量。阐述了化学法和酶解法等样品前处理方法,分析表明在测定富含淀粉、蛋白质的豆类、谷物等食品中的叶酸时,更适合采用与淀粉酶、蛋白酶等联合使用的酶解法。综述了微生物法、荧光分析法、液相色谱法等常见叶酸检测方法,指出高效液相色谱-质谱联用法可快速测定不同形式的叶酸,且具有高效、精确等特点。探讨了影响叶酸稳定性的因素,以及提高叶酸摄入量和稳定性的措施,认为可通过在主粮作物中添加叶酸、蛋白质胶囊包裹叶酸、促进叶酸与蛋白质结合等方式来提高叶酸的摄入量及其稳定性。

    2019年05期 v.40;No.150 446-453页 [查看摘要][在线阅读][下载 317K]
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  • 微生物源抗菌肽表达系统研究进展及改造策略

    徐珂;张丽萍;张园园;刘俊果;

    针对抗菌肽的生物活性、重组表达系统以及分子改造设计进行了回顾总结,提出了抗菌肽研究及技术开发领域目前存在的问题,包括抗菌活性较弱、生物合成效率不高、选择性差等。同时提出分子改造是提高抗菌活性和选择性的有效策略,而优化重组表达系统是提高生物合成效率的关键途径。认为针对抗菌肽的研究和开发,一方面会深化人类对于抗菌肽的结构与抗菌性、选择性、毒性关系的认识,深化对重组表达系统关键步骤及调控机理的认识,具有显著的科学意义;另一方面,由于抗菌肽独特的抗菌机制,不易产生耐药性,对抗菌肽的研发将会大大推动其在药品、食品、化妆品、饲料等领域的应用。

    2019年05期 v.40;No.150 454-460页 [查看摘要][在线阅读][下载 448K]
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  • 《河北科技大学学报》《河北工业科技》荣获“中国高校优秀科技期刊”

    <正>在中国高校科技期刊研究会组织的2018年度中国高校杰出·百佳·优秀科技期刊评选活动中,《河北科技大学学报》《河北工业科技》双双荣获"中国高校优秀科技期刊"称号。据中国知网发布的《中国学术期刊影响因子年报(自然科学与工程技术·2018版)》,《河北科技大学学报》的复合影响因子为1.209,在429种综合科学技术类期刊中期刊影响力指数

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  • 《河北科技大学学报》投稿须知

    本刊编辑部;

    <正>《河北科技大学学报》为中国科技核心期刊、RCCSE中国核心学术期刊,入选北大"中文核心期刊"第五版。主要刊登【化学与化工】、【机械、电子与信息科学】、【材料科学】、【食品与生物科学】、【纺织科学】、【数学】、【物理】、【土木建筑工程】、【交通物流】等领域的研究论文。设有【国家青年/地区科学基金项目专栏】、【新能源与节能环保专栏】、【数据分析与计算专栏】等特色栏目。现为中国科学引文数据库、《中国学术期刊

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