基于GLM模型的印度洋延绳钓渔业大青鲨钩捕死亡率分析

大青鲨(Prionace glauca)是金枪鱼延绳钓渔业的主要兼捕鲨鱼种类。根据2012—2019年中国金枪鱼延绳钓观察员在印度洋记录的1272次作业的778尾大青鲨数据,运用广义线性模型(generalized linear model, GLM)分析大青鲨的钩捕死亡率(即钩捕上船时死亡个体的比率)和潜在的影响因素。结果表明：大青鲨的总体钩捕死亡率为13.4%,雄性的钩捕死亡率高于雌性;潜在影响因素中,钓钩类型、钓钩大小、个体长度、捕获深度和捕获纬度对钩获时的存活状态具有显著影响,其中钓钩类型和捕获纬度的影响最大;钩型与纬度的交互项、性别与个体长度的交互项对死亡率也有显著影响。使用鹰嘴钩时,纬度越北,死亡率越小;其他3种钩型,纬度越北,死亡率越高。雌性大青鲨的个体越大,死亡率减小;但雄性大青鲨的死亡率与个体大小无明显规律。本研究可为降低大青鲨的钩捕死亡率,促进该海域的资源可持续利用提供科学参考。     

中西太平洋金枪鱼延绳钓钓钩深度分布及其影响因素研究

为掌握中西太平洋金枪鱼延绳钓作业中钓钩深度分布及其影响因素,根据2021年8月-10月随“淞航”号调查船在中西太平洋海域调查时采集的作业参数、钓钩深度和环境数据等信息,利用支持向量回归机模型(SVR)和广义加性模型(GAM)分析不同作业参数和环境因素下钓钩深度的分布情况,探讨各因素对钓钩深度的影响。结果表明：(1)钓钩深度的计算值中1号钓钩最小,为130.03±3.32 m;8号钓钩最大,为363.25±36.52 m。实测值中1号钓钩最小,为130.81±17.94 m;7号钓钩最大,为329.91±54.37 m。(2)1号钓钩的SVR模型整体拟合度最小(R2=0.38);6号钓钩的整体拟合度最大(R2=0.77)。SVR模型训练值的均方差中6号钓钩最小,为0.138;8号钓钩最大,为0.309。测试值的均方差中4号钓钩最小,为0.086;5号钓钩最大,为0.282。(3)GAM分析显示64 m、192 m水层流速和投绳速度与各钓钩深度相关性最高,其次分别为128 m、256 m、320 m水层流速和船速。382 m水层流速和风速与各钓钩深度均无显著相关性。(4)SVR和GAM的钓钩深度预测值与实测值平均差异分别为1.75%和6.38%。SVR预测值与实测值随钓钩位置变化趋势一致,吻合性较好。研究结果将有助于在金枪鱼延绳钓作业中改善钓具性能,提高捕捞效率。     

库克群岛海域海洋环境因子对黄鳍金枪鱼渔获率的影响

为了提高延绳钓渔业中黄鳍金枪鱼(Thunnus albacrares)的渔获率并减少其他非目标种类的兼捕率,根据2013年9月8日至12月31日在库克群岛海域(9°S~19°S,157°W~168°W)延绳钓渔业调查数据,包括钓钩深度、温度、叶绿素a浓度、三维海流、作业参数、渔获统计等数据,利用DPS软件采用多元线性逐步回归的方法建立钓钩拟合深度计算模型,采用统计和谱系聚类的方法分析黄鳍金枪鱼渔获率与海洋环境因子的关系。结果表明:库克群岛海域黄鳍金枪鱼渔获率较高的水层、温度、叶绿素a浓度以及东西方向、南北方向、垂直方向、水平方向的海流流速分别为120~160 m、21~22℃、0.32~0.36μg/L和0.40~0.44μg/L、-0.20~-0.10 m/s和0~0.20 m/s、-0.10~0.20 m/s、-0.10~0.06 m/s和0.02~0.06 m/s、0.20~0.30m/s。建议在该海域作业并以黄鳍金枪鱼为目标鱼种时,在渔获率较高的水层、温度、叶绿素a浓度和海流范围内可增加钓钩投放数量。     

中部大西洋剑鱼栖息深度分布特征

根据2007-2008年和2010-2011年我国金枪鱼延绳钓渔业科学观察员收集的钩位信息,运用悬链线理论,估算了大西洋中部剑鱼(Xiphias gladius)的钓获深度分布。剑鱼的钓获深度范围为124.6～280.5 m,平均深度215.2 m,标准差46.5 m。剑鱼的渔获比例随钓钩的深度增加而明显变化,在深度220～250 m时渔获比例最高,而后随深度增加而明显减少。在较浅深度,雄性剑鱼的比例较高,但随着钓钩深度的增加,雌性剑鱼的比例增加,随后趋于平稳。钓获的剑鱼平均长度(下颌尾叉长)随钓钩深度增加而增大,在较浅处(120～180 m),平均长度分布最小;在较深处(270～300 m),平均长度分布最大。渔获的性比和个体组成变化对资源数量变动具有重要影响,对掌握剑鱼的栖息生态和资源可持续利用研究具有参考价值。研究亮点:不同钩位的渔获率差异是延绳钓渔业中的重要研究课题,特别对于兼捕种类。对于大洋性剑鱼,这方面的信息还很缺乏。利用海上实测数据,分析大西洋剑鱼的深度分布及其性比和渔获长度差异,为研究栖息生态和降低兼捕提供重要依据。     

小湾河水库混凝土面板堆石坝应力应变计算分析

采用有限元分析法,选取秦安小湾河混凝土面板堆石坝坝体典型剖面,利用ANSYS软件建立模型和划分网格,模拟工程实际分期、分级施加荷载,在竣工期和蓄水期2种工况下进行二维有限元应力应变计算,分析了不同工况下坝体最大垂直位移和上下游最大水平位移,坝体最大大、小主应力,面板顺坡向应力及周边缝剪切、拉伸位移的情况.结果表明:垂直位移的变化不如水平位移的变化明显,坝体的应力水平均不高,周边缝的拉伸位移和剪切位移都较小,面板变形协调,坝体位移及应力应变满足安全要求.依据工程实例,此方法计算精度满足要求,方法简便、成果直观.     

主捕长鳍金枪鱼延绳钓钓具的最适浸泡时间

根据2012年9月21日-11月15日库克群岛海域金枪鱼延绳钓海上调查数据,建立了钓钩深度计算模型,分两种起绳方式建立了作业中每一根支绳的浸泡时间计算模型。将钓钩深度以40 m为一层,共分为6个水层(40~80 m、80~120 m、120~160 m、160~200 m、200~240 m和240~280 m),统计每个水层和整个水体内的钓钩数量和长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)的渔获尾数。计算每个水层和整个水体内的钓具浸泡时间,并以1 h为间隔分别统计每个区间的支绳数量及渔获尾数,计算其渔获率。结果表明:(1)二次曲线可拟合浸泡时间与长鳍金枪鱼渔获率的关系,其渔获率随浸泡时间的增加呈现先增后减的趋势;(2)长鳍金枪鱼在40~280 m整个水体、6个水层中渔获率最高的浸泡时间为11.0~11.4 h。建议:(1)主捕长鳍金枪鱼时,尽可能把支绳的浸泡时间设定在10.0~12.0 h左右,以提高捕捞效率;(2)对于漂流延绳钓,整个水体的最佳浸泡时间可代表各个水层的最佳浸泡时间;(3)目标鱼种不同,钓具的最佳浸泡时间也不同;(4)浸泡时间可作为延绳钓钓具有效捕捞努力量。研究结果可用于提高长鳍金枪鱼捕捞效率,为渔业生产和CPUE的标准化提供参考。     

基于热-结构耦合的含水疏松砂岩隧洞冻结施工数值分析

【目的】针对含水疏松砂岩冻结法施工问题,对冻结帷幕进行应力应变分析,为同类岩土的施工和设计提供依据,也为冻结法施工多场耦合数值模拟奠定基础。【方法】以甘肃引洮一期工程7#隧洞为例,在综合考虑隧洞掘进对温度场、位移场和应力场影响的基础上,依托热学理论及有限元分析软件ANSYS,对隧洞进行热-结构耦合三维数值模拟分析。【结果】通过对隧洞进行热-结构耦合三维数值模拟分析,得到隧洞冻结与开挖过程中冻结帷幕厚度为3.3m,温度场平均温度为-13.3℃,冻土帷幕最大沉降量为2.46mm,满足设计要求;同时通过对最危险断面的应力与应力强度进行对比,得到Y方向应力和切应力安全系数分别为5.57和7.95,大于规范中供设计时的最大参考值2.0。【结论】对于含水疏松砂岩冻结法施工,温度和结构具有相关性,热-结构耦合分析相比结构分析和热应力分析精确度更高。     

应用ANSYS Workbench对大断面集成材压机机架的优化设计

利用ANSYS Workbench有限元分析软件对大断面集成材压机机架的单个框架进行了静力学分析,以其质量与强度指标为目标,采用ANSYS Gold Driven Optimization模块进行优化设计,旨在研究框架工作过程中的应力、应变分布状态,降低框架生产成本。研究结果表明:优化前,框架存在局部应力集中现象,但最大应力为156.2 MPa,明显小于框架的许用应力196 MPa,强度富余,有进一步优化的空间;水平和垂直方向的最大位移值分别为0.31、0.08mm,刚度可靠。优化后,框架的最大等效应力与最大位移分别为179.8 MPa与0.44 mm,保证框架强度与刚度的前提下,框架的质量降低了26.3%,可显著降低生产成本。     

东太平洋金枪鱼延绳钓兼捕鲨鱼种类及其渔获量分析

2003年7月-11月份期间,对东太平洋公海海域(03°S~17°S,96°W~146°W)的超低温金枪鱼延绳钓兼捕鲨鱼进行调查。发现共兼捕到9种鲨鱼,分别是尖吻鲭鲨、长鳍鲭鲨、鳄鲨、人眼长尾鲨、路氏双鲨、长鳍真鲨、镰状真鲨、大青鲨和黑异鳞鲨,隶属于3目6科。共钓获鲨鱼24 711 kg,其中大青鲨是优势种类,占鲨鱼渔获尾数的50.4%,占鲨鱼渔获总重量的76.5%,平均个体重量达到64.9 kg。调查获得9种大洋性鲨鱼的渔获率,其中以大青鲨的最高,达到0.964尾数/千钩,鳄鲨次之为0.497尾数/千钩,其它鲨鱼的CPUE均在0.200尾数/千钩以下,此外估计了东太平洋海域金枪鱼延绳钓兼捕鲨鱼总渔获量,约在4.0~5.9万吨。     

南太平洋长鳍金枪鱼管理策略及中国的对策

南太平洋长鳍金枪鱼是我国金枪鱼延绳钓的主要捕捞种类,也是中西部太平洋海域重要的温带金枪鱼物种。2019年中西部太平洋海域南太平洋长鳍金枪鱼总渔获量为85 050 t,其中96%的渔获量由延绳钓渔船捕捞,我国延绳钓船队捕捞量占了三分之一,为该海域南太平洋长鳍金枪鱼捕捞第一大国。中西部太平洋渔业委员会(WCPFC)于2005年首次通过了南太平洋长鳍金枪鱼管理措施,旨在限制公约区20°S以南的捕捞努力量。通过分析南太平洋长鳍金枪鱼管理路线图和新修订的南太平洋长鳍金枪鱼养护管理措施,建议废除南太平洋长鳍金枪鱼管理措施中关于我国在20°S以南作业船数为70艘的限制,拓展作业海域,积极与太平洋岛国开展长期租赁安排入渔机制。探讨了南太平洋岛国提出的基于专属经济区的渔业管理制度对中国南太平洋长鳍金枪鱼渔业的影响,为中国南太平洋长鳍金枪鱼渔业今后的调整方向及应对策略提供科学参考。     

基于ANSYS Workbench的自走式农机底盘的优化设计

针对丘陵山区地块面积小、农机底盘作业转向难的问题,设计了转向灵活、转弯半径小的摆转转向底盘。底盘由转向装置、浮动装置、液压系统、发动机,前桥、后桥、控制系统、PTO输出等组成,采用水冷系统以及CVT无级变速的汽油发动机与液压系统结合,实现底盘的动力匹配;通过ANSYS Workbench构建摆转转向底盘前桥、后桥、整体机构的力学模型,分析各机构不同状态下的变形参数的变化趋势,并对底盘机构易于损坏的部位进行优化。结果表明：前桥转向机构附近的配件对前桥的变形影响较大,采用5 mm厚度方钢的前桥结构变形量为0.85 mm,优化后的前桥所安装的配件采用模块化分配,使用10 mm以上方钢加工制作,保证前桥变形量稳定控制在0.3~1.0 mm;优化后的底盘后桥最大等效应力为14 MPa,变形量为0.25 mm,分别较优化前降低了33.33%和28.57%,机架的结构稳定性得到改善。通过压力测试仪器对实物平台的测试,底盘在行驶过程中的压力变化曲线平稳,启动和停止阶段所受的压力在可控制的范围内;底盘的行驶直线度、偏驶率均低于1%,且不受底盘载重的影响。     

轮距可调式喷雾机底盘驱动桥静强度分析及试验研究

为保证高地隙喷雾机底盘的可靠性,针对开发的高地隙喷雾机底盘及其轮距可调特性,建立了底盘驱动桥的三维模型,基于ANSYS软件对其静态结构强度进行了有限元分析研究,并对分析结果进行了试验验证。静强度分析结果与试验测量结果基本吻合。同时,结果表明,横管截面尺寸和壁厚对驱动桥的静强度有显著影响,采用截面尺寸为180 mm×130 mm、横管壁厚为15 mm的驱动桥完全能满足高地隙喷雾机底盘结构的强度要求,其产生的最大总变形对底盘性能的影响也可忽略。 采用该驱动桥时,底盘单侧轮距调出量从0 mm增加到400 mm,驱动桥产生的最大等效应力从159.7 MPa增大至285.17 MPa,驱动桥产生的最大总变形从1.04 mm增大至2.52 mm。该结果为保证轮距调节范围内高地隙底盘驱动桥强度的可靠性和满足变形范围要求提供了理论依据和数据支撑。     

自走式谷物联合收割机后桥的有限元分析

利用ABAQUS有限元分析软件对自走式谷物联合收割机的后桥进行了静力分析,获得了后桥的应力分布结果,2个套管底面靠近内侧处应力最大,最大应力为130.5 MPa.通过结构优化,将后桥设计为空心,其强度仍然满足要求.     

金枪鱼延绳钓船混合动力推进系统研究与分析

渔业节能减排和保护环境对促进国家海洋经济发展将起到重要作用。与传统的船舶动力系统相比,混合动力推进系统的电力推进具有调速范围广、驱动力大、易于正反转、体积小、布局灵活、安装方便、便于维修、振动和噪音小等优点。金枪鱼延绳钓船在作业时间内,主机处于低转速低负荷运行状态,燃油消耗率升高,出现积炭,导致增压器背压增加,可能引起喘振;主机受最低稳定转速限制,易造成航速忽快忽慢,不利于生产作业。根据金枪鱼延绳钓船作业方式和特点,提出分段驱动并联结构机电混合动力推进系统应用于金枪鱼延绳钓船,形成机电混合推进系统,降低了金枪鱼延绳钓船在航行及作业工况下对主机的依赖性,提高船舶推进系统冗余度,提高船舶放钓、收钓作业工况下的操纵灵活性,大幅度提高船舶操纵性和综合推进效率。通过经济适用性和环境保护性指标体系分析,与常规金枪鱼延绳钓船相比较,在放钓、巡钓和收钓作业等相同工况下,综合耗油量降低20%,系统可靠性,安全性和综合推进效率有一定提高。     

基于动力学仿真的后桥壳改进设计计算

某越野车后桥改型后进行台架试验,其桥壳发生了断裂.为了解决此问题,应用ADAMS仿真软件,建立了后悬架动力学模型.然后采用后轮道路载荷谱作为输入载荷,再进行仿真分析,得到了最大峰值载荷时各连接点处的载荷.采用有限元方法对该车后桥壳结构强度、刚度进行计算分析,发现了桥壳断裂的原因,并对其进行了改进设计.改进设计后的后桥壳经台架试验再无断裂现象.     

仿生深耕挖掘犁刀的建模与仿真分析

根据仿生学原理,对长根茎类中药材收获机械的关键部件挖掘犁刀进行了创新设计,同时建立了深耕挖掘犁刀的三维实体模型,运用有限元分析软件ANSYS对其进行了仿真分析,确定了深耕挖掘犁刀在挖掘时的应变分布图.结果表明,深耕挖掘犁刀产生的最大整体变形量为9.6204 mm,发生在深耕挖掘犁刀的刀头;最大主弹性应变强度为2.5057e-2,最大弹性应变强度为3.6463e-2,最大等效弹性应变强度为2.4418e-2,发生在深耕挖掘犁刀螺母1上.     

基于自适应遗传优化递归神经网络的木工送料平台补偿控制研究

  目的  针对结构较为复杂的并联式多轴联动的新型木工带锯送料平台加工精度较低,控制参数无法优化,有多种不确定因素影响精度等问题。结合遗传算法寻优速度快和递归神经网络具有抑制不确定性因素的优点,设计一种将递归神经网络和自适应遗传算法结合的全局优化的控制策略。  方法  分析送料平台结构和误差产生来源,从而建立了相应的误差源模型;结合自适应遗传算法优化RNN网络参数进而对PID参数进行优化,通过Matlab和Adams联合仿真的方法对该补偿控制策略进行验证,并与传统PID、遗传算法优化PID参数和RNN网络优化PID参数3种补偿控制算法进行对比;分析不同算法下控制参数、送料平台位移与角度变化曲线,并搭建了实际电路和控制器进行实验。  结果  分析仿真结果可知:该控制策略与其他3种控制策略相比,超调量最小,响应最快,大约在0.6 s达到稳定,且其在外部干扰下,更快达到稳定,大约0.3 s达到稳定。经过该控制策略补偿后,Y方向的偏移误差从补偿前6 mm降低至小于3 mm,X方向的偏移误差从6 mm降低到2 mm,倾斜角误差从5.5°减小至3°,平台轨迹曲线大部分曲线段与目标曲线完全重合;传统PID控制时,Y方向的偏移误差为6 mm,X方向的偏移误差6 mm,倾斜角误差5.5°,平台轨迹曲线与目标曲线偏差较大;遗传算法优化PID参数控制时,Y方向的偏移误差从补偿前6 mm降低至小于4.8 mm,X方向的偏移误差从6 mm降低到5 mm,倾斜角误差从5.5°减小至4.5°,平台轨迹曲线部分曲线段与目标曲线重合;RNN网络优化PID参数控制时,Y方向的偏移误差从补偿前6 mm降低至小于4.5 mm,X方向的偏移误差从6 mm降低到4.8 mm,倾斜角误差从5.5°减小至4°,平台轨迹曲线部分曲线段与目标曲线重合。  结论  该方法与其他3种方法相比,响应速度快,超调量小,具有很好的抗干扰性能和较强的鲁棒性,且可有效补偿误差,提高其运动精度,满足驱动要求。      

油用牡丹茎秆切割本构方程及其参数测定

  目的  油用牡丹是我国特有的木本油料树种，属于多年生小灌木，其果实采收可以采用茎秆切割的方式，而灌木茎秆切割机理研究一直是林业生产中的难点问题之一。研究灌木茎秆在不同应变率下的动态力学性能并建立其本构模型对茎秆切割有着重要意义。  方法  通过准静态拉伸试验和动态拉伸试验，研究茎秆塑性变形特点，并提出以Johnson-Cook模型作为本构模型，根据模型参数的物理意义，试验拟合得到模型参数。采用ANSYS/LS-DYNA软件模拟分析了油用牡丹茎秆切割过程，并对仿真结果与试验结果进行了相关性分析。  结果  准静态拉伸试验结果表明茎秆断裂过程存在明显的应变硬化现象；动态拉伸试验结果说明茎秆断裂存在显著的应变率效应，拉伸强度随应变率增加而增加；基于试验结果拟合得到了Johnson-Cook模型作为茎秆本构方程时的材料参数值；应用这些参数的模型在茎秆切割仿真中，切割力与切割能量与试验结果对比均无显著性差异，验证了本构方程及参数测定的准确性。  结论  基于Johnson-Cook模型建立了油用牡丹茎秆切割本构方程并验证了其可靠性，为油用牡丹茎秆切割性能的数值模拟研究及采摘机割刀设计提供了依据。