同轴反转增压齿轮泵的设计及输出特性仿真分析

作者：孟利民1,2,郭梦成1,杜威威1（1.安徽理工大学 机电工程学院,安徽 淮南 232001;2.浙江大学 流体动力与机电系统国家重点实验室，浙江 杭州 310000)

摘要：齿轮泵通过齿轮啮合旋转实现吸排油过程，传统齿轮泵结构简单，常用于低压系统。文章设计了一种具有同轴反转机构的双排串联齿轮泵，通过两级增压提升输出压力，并研究了齿轮泵的流量脉动性。结果表明，增大转速和齿数，增压齿轮泵脉动幅值呈增大趋势，但流量脉动率呈减小趋势；增加齿宽和模数，增压齿轮泵脉动幅值和流量脉动率均呈增大趋势，能够达到二级增压的效果，在工程领域具有一定的应用价值。

关键词：齿轮泵；同轴反转；增压；输出特性

基金项目：安徽理工大学研究生创新基金资助项目（项目编号：2024cx2053）。

作者介绍：孟利民，教授，博士，研究方向：流体传动与控制。

基于ESO的双通道电液伺服系统模型预测同步控制

作者：何正午，陈建国*（湖北汽车工业学院 汽车智能制造学院，湖北 十堰 442002）

摘要：为了提高电液伺服系统的位置控制精度，克服非线性及动态不确定等问题，提出了一种基于状态扩展观测器（ESO）的电液伺服系统模型预测控制（MPC）策略。首先根据电液伺服系统的数学模型建立状态空间表达式，对系统的状态轨迹进行线性化处理，得到线性系统模型；随后设计ESO对执行器在同步举升过程中的运动状态和复合扰动信号进行在线估计； 基于ESO估计后的结果，考虑压力流量非线性、控制量约束和状态约束的需求，构建目标函数，并求解最优控制序列，将其作用于线性化系统。利用Matlab/Simulink对双通道电液伺服系统举升进行仿真，并将结果与自适应反步控制进行对比。结果表明：正弦信号下模型预测控制对左右两缸的控制精度提升约为93.80%；三角波信号下模型预测控制对左右两缸的控制精度提升约为92.08%。

关键词：电液伺服系统；双通道；扩展状态观测器；模型预测控制

作者介绍：何正午，硕士生。

通信作者：陈建国，教授，博士，研究方向：机电系统智能控制。

摆线齿轮章动传动的分析与建模仿真

作者：史周宽，刘强*，张爱强，王红霞(湖北汽车工业学院 汽车智能制造学院，湖北 十堰 442002)

摘要：文章根据摆线齿轮的参数计算出摆线轮在章动运动过程中的传动比，根据空间齿轮啮合原理，分析得到摆线齿轮在章动传动过程中的啮合方程式，通过坐标变换得到了与摆线章动轮相啮合的太阳轮齿面方程式。借助三维软件建立了章动齿轮副的三维实体模型并导入ADAMS软件进行仿真。通过对比仿真结果与模型理论计算结果，验证了传动比分析的正确性和模型的准确性。

关键词：摆线齿轮；坐标变换；章动传动；齿廓建模；运动仿真

基金项目：湖北省自然科学基金计划资助项目(项目编号：2024AFB469)。

作者介绍：史周宽，硕士生。

通信作者：刘强，副教授，硕士，研究方向：机械工程测试与检测。

H、Cl^-、O^2-在Mg（0001）面吸附的第一性原理研究

作者：李坤，李续飞*（安徽理工大学 机电工程学院，安徽 淮南 232001）

摘要：镁合金具有优异的物理化学性能，在航空航天、电子工业等领域得到了广泛应用。然而，其电极电位较低，极易发生腐蚀，开发高效、环保的镁合金防腐技术成为材料科学与工程领域的重要研究方向。文章基于密度泛函理论的第一性原理，研究氢原子（H）、氯离子（Cl^-）、氧离子（O^2-）在镁（Mg）（0001）面的不同吸附位点（Top位、Bridge位、Hcp位、Fcc位）的吸附能与平衡电位，发现H与Cl^-吸附能按Fcc>Hcp>Bridge>Top的顺序递减。H在低电势下作为催化剂加速表面反应，并影响腐蚀行为；Cl^-促进Mg表面局部阴极反应，显著加速腐蚀过程；O^2-的吸附能较强，促使Mg表面发生氧化反应，并增强Mg的氧化反应，形成MgO层，但过量的O^2-也会加速腐蚀。深入研究H、Cl^-、O^2-在Mg（0001）面的吸附行为，不仅有助于揭示镁合金的腐蚀机理，还对开发高耐蚀镁合金有重要意义。

关键词：密度泛函理论；第一性原理；吸附；腐蚀

基金项目：安徽省高校优秀青年骨干教师国内访问研修项目(项目编号：gxgnfx2022006)； 安徽理工大学引进人才科研启动基金项目(项目编号：2022yjrc35)。

作者介绍：李坤，副教授，博士，研究方向：设备数字化设计及金属表面强化。

通信作者：李续飞，硕士生。

高镍三元锂离子电池的大功率放电常温循环失效机理

作者：高贝贝，许岩，张威，李贺*（天津力神聚元新能源科技有限公司，天津 300384）

摘要：针对高镍三元Li(Ni_0.88Co_0.08Mn_0.04)O₂/石墨体系的锂离子电池75 W大功率放电常温循环容量跳水的失效问题，通过XRD、SEM、ICP等表征手段系统分析了电池循环前后的极片材料状态差异以及结构形貌的变化。结果表明，大功率放电循环后，正极材料过渡金属溶出，并沉积在负极，破坏负极SEI膜，导致正极材料层状结构受到破坏，进一步导致活性Li损失和电池阻抗增加。二次颗粒内部开裂、粉化，导致电解液消耗、内阻增加，是电池循环性能衰减的主要因素。高镍正极材料在制作过程中吸潮严重，并发生反应产生较多的碱性杂质，进一步与电解液发生分解反应，导致正极材料颗粒碎裂，阻抗增大。随着循环进行，颗粒碎裂越多，正极容量损失越多，大倍率放电容量越低。

关键词：高镍三元锂离子电池；大功率放电；常温循环；衰减机理

作者介绍：高贝贝，工程师，硕士。

通信作者：李贺，高级工程师，博士，研究方向：锂离子电池。

充填法开采挂帮矿对高陡边坡稳定性的影响

作者：邵霞1，元宙昊2*（1.武钢资源集团大冶铁矿，湖北 黄石 435006；2.湖北理工学院 环境科学与工程学院， 湖北 黄石 435003）

摘要：经过多年开采，我国大中型露天金属矿山在最终边帮遗留下了大量的挂帮矿。如何安全高效回收挂帮矿，进而延长矿山服务年限是矿山从业者亟需解决的技术难题。文章以某铁矿为研究对象，提出采用上向水平分层充填采矿法回收挂帮矿，通过现场试验分析高陡边坡稳定性，并探讨了经济效益。结果表明：上向水平分层充填采矿法可实现矿石贫化率小于5%，总体回收率达93.1%，较传统开采方法回收率提升11.9%，年均效益1 656万元；应力监测数据多数处于3 MPa附近，相对位移处于1 mm左右，且变化幅度不大，整体呈现出较为稳定的变化趋势。采用上向水平分层充填采矿法回采挂帮矿，在保证矿区稳定性的同时，还能提高回收率，具有良好的技术和经济效益，对同类矿山挂帮矿回采具有较好的指导作用。

关键词：高陡边坡;挂帮矿;充填回采工艺;稳定性监测;经济性

基金项目：湖北省教育厅科学研究计划青年人才项目(项目编号：Q20234508)。

作者介绍：邵霞，工程师，硕士。

通信作者：元宙昊，讲师，博士，研究方向：矿山安全。

基于核磁共振技术的宽广级配非饱和土水分迁移机制

作者：祝婷梅，赵龙朝（桂林理工大学 土木工程学院，广西 桂林 541004）

摘要：

为了研究宽广级配土在不同水力路径下的孔隙水分布其迁移机制，在小于2 mm粒径的普通级配土中加入2~5 mm粒径的土颗粒，人工配制为宽广级配土样，并通过压汞和核磁试验探究其微观特征和演化规律。结果表明：饱和试样的T2分布可以代表对应的孔隙分布密度；脱湿过程中孔隙水先从大孔隙排出，吸湿过程中孔隙水先从小孔隙吸入，且过程不受粒径组成的影响。同一含水率下，吸湿曲线上含有水分的孔隙较脱湿曲线上的孔径更大，在宽广级配土中二者之间的差距更小。这对研究颗粒级配的变化对非饱和土工程问题的影响具有借鉴意义。

关键词：核磁共振；颗粒级配；压汞

作者介绍：祝婷梅，硕士生。

基于网络药理学和分子对接技术探究蒲公英甾醇治疗肾腺癌的分子机制

作者：吴森1，白明月2，吕心怡2，高欣怡2，文琪2，解举民2*(1.湖北省药品监督检验研究院/湖北生物制品检定所，湖北 武汉 430075；2.湖北理工学院 医学院，湖北 黄石 435003)

摘要：【目的】基于网络药理学和分子对接技术，探究蒲公英甾醇中具有肾腺癌治疗作用的活性成分、作用靶点以及分子机制。【方法】使用PubChem数据库下载蒲公英甾醇的2D结构，通过Pharm Mapper、SwissTargetPrediction、SuperPRED数据库预测蒲公英甾醇靶点信息，通过GeneCards、OMIM、TTD数据库查询肾腺癌相关靶点，使用Venny 2.1.0取得蒲公英甾醇与肾腺癌的交集靶点，通过STRING数据库结合Cytoscape 3.8.0软件构建交集靶点蛋白互作网络并筛选核心靶点，通过Cytoscape 3.8.0的MCODE插件对PPI网络进行模块分析，利用DAVID数据库进行KEGG和GO富集分析并使用ImageGP生信作图平台构建气泡图，利用Autodock Tools 4.2.6及PymoL 2.5.2对关键活性组分和核心靶点进行分子对接及可视化，使用Sanger-box 3.0对核心靶点进行泛癌分析，并在GEPIA网站进行总体生存分析。【结果】蒲公英甾醇靶点216个，肾腺癌相关靶点668个，蒲公英甾醇与肾腺癌交集靶点41个，其中6个核心靶点分别为PPARG、MAPK14、ALB、ANXA5、STAT3、ESR1。GO和KEGG富集通路显示蒲公英甾醇有多种与肾腺癌的信号相关通路，如癌症通路、乙型肝炎、化学致癌作用-受体活化、脂质和动脉粥样硬化等。蒲公英甾醇与核心靶点结合能均低于-6 kJ/mol。泛癌分析揭示，除MAPK14外的其他核心靶点表达均有显著性差异。【结论】蒲公英甾醇可通过多靶点、多通路发挥抗肾腺癌作用，其中PPARG、MAPK14、ALB、ANXA5可能作为蒲公英甾醇治疗肾腺癌的重要靶点。

关键词：蒲公英甾醇；肾腺癌；网络药理学；分子对接

基金项目：湖北省教育厅科学研究计划重点项目(项目编号：D20234505)；黄石市分子诊断与个体化治疗重点实验室开放基金重点科研项目(项目编号：FZ2024005)；肾脏疾病发生与干预湖北省重点实验室开放基金项目(项目编号：2024SJ104)。

作者介绍：吴森，医药工程师，本科。

通信作者：解举民，副教授，博士，研究方向：疾病的分子机制。

基于网络药理学与分子对接探究燕麦生物碱对过敏性皮炎的作用机制

作者：刘康哲1a,1b，肖旺1a,1b，郑元梅1c，王志刚1a,1b，刘豪2，刘建军2，徐文立2，詹亦贝1a,1b,1c*（1.湖北理工学院 a.新材料与绿色化工学院，b.高分子材料化学助剂湖北省工程研究中心,c.肾脏疾病发生与干预湖北省重点实验室，湖北 黄石 435003;2.黄冈美丰化工科技有限公司，湖北 黄冈 438000）

摘要：【目的】利用网络药理学和分子对接研究燕麦生物碱（Avenanthramide）治疗过敏性皮炎（Allergic dermatitis,AD）的作用机制，为后期研究过敏性皮炎药物提供科学依据。【方法】基于网络药理学，通过Pubchem、Swiss Target Prediction预测药物靶点；通过GeneCards、DrugBank、OMIM数据库寻找疾病的靶点；利用Venny 2.1 在线工具寻找药物疾病的共同靶点；通过String平台对共同靶点进行PPI分析；使用Cytoscape 3.9.1将数据可视化并完成PPI网络构建，利用MCODE插件对PPI网络进行聚类分析；使用DAVID数据库将核心靶点进行GO和KEGG富集分析；基于分子对接技术利用Autodock1.5.6软件对结果进行验证。【结果】基于网络药理学方法得到43个疾病药物的共同靶点；在PPI网络构建的基础上通过CytoHubba插件筛选出核心靶点ICAM1、EGFR、MMP9、ITGB1等；聚类分析得到3个具有相似功能的蛋白簇，通过富集分析发现核心靶点主要通路为松弛激素信号通路、TNF信号通路、白细胞经内皮细胞迁移等。这些通路与炎症反应、免疫反应以及过敏性疾病有关。分子对接结果表明燕麦生物碱与核心靶点ICAM1、EGFR结合活性较好。【结论】燕麦生物碱通过调控ICAM1、EGFR等靶点和TNF-α通路、促进凋亡、白细胞迁移、松弛激素信号等通路抑制过敏性皮炎，从而为燕麦生物碱治疗过敏性皮炎提供理论依据以及研究方向预测。

关键词：燕麦生物碱；过敏性皮炎；网络药理学；分子对接；炎症反应

基金项目：国家自然科学基金青年项目（项目编号：81600459）；湖北省自然科学基金项目（项目编号：016CFB312）；肾脏疾病发生与干预湖北省重点实验室开放基金（项目编号：SB202103）；黄石市绿色化工新型材料重点实验室基金（项目编号：SHG008）；湖北省级大学生创新创业训练计划项目（项目编号：S202210920011）；湖北省科技厅项目（项目编号：2025CSA076）。

作者介绍：刘康哲，本科生。

通信作者：詹亦贝，副教授，博士，研究方向：生物化学与分子生物学。

量子噪声极限赫兹频段激光多普勒信号的实验测量研究

作者：李印豪，黄泽淼，庄竞朴，陈炜，杨鹏*(湖北理工学院 电气与电子信息工程学院，湖北 黄石 435003)

摘要：移动目标的微弱相对运动产生的多普勒信号频率低，同时经典噪声在光电探测系统的低频段占据统治地位，使得传统的激光测量系统难以实现赫兹频段多普勒信号测量。文章以赫兹频段 (~ 10 Hz) 激光多普勒信号为测量对象，以量子噪声极限的灵敏度为测量目标，采用光学偏振控制方法对微弱的回馈光与本振光进行光学偏振控制，减少光学噪声的干扰；采用光学平衡探测方法，将传统单光路探测系统转变为双光路探测系统，克服直接探测方法易受共模噪声干扰的难点；采用光学外差探测方法，将微弱的回馈光进行光学线性放大，并将低频多普勒信号转变为高频交流光电信号，有效解决了电子学噪声的关键难题。实验结果显示，光学系统的噪声水平达到了量子噪声极限，实现了赫兹频段激光多普勒信号的测量。

关键词：量子噪声极限；激光多普勒；光学外差探测；光学偏振控制

基金项目：国家自然科学基金项目（项目编号：12074110）；湖北省教育厅科研项目（项目编号：B2021251）；湖北省大学生创新创业训练计划项目（项目编号：20241092002D）；湖北理工学院科研项目（项目编号：23xjz03A；ky2024-278）。

作者介绍：李印豪，本科生。

通信作者：杨鹏，讲师，博士，研究方向：精密光学测量。

基于MATLAB GUI的单纯形法求解器软件开发

作者：周黄威a，罗显枫a*，黄小荣b，李冬梅a（湖北理工学院，a.土木建筑工程学院，b.经济与管理学院，湖北 黄石 435003）

摘要：在新工科教育背景下，信息技术与传统工科课程的深度融合已成为教学改革的重要方向。针对“运筹学”课程中单纯形法抽象、初学者理解难度大的问题，文章开发了一款基于 MATLAB GUI 的单纯形法求解器软件。该软件不仅能够以表格形式动态展示单纯形法的每一次迭代结果，还引入了半平面交算法自动绘出图解法的可行域，从而实现代数推演与几何直观的同步呈现。学生在学习过程中可以同时观察到迭代表格的更新与可行域顶点的变化，能显著提升对单纯形法的学习兴趣和理解效果，为“运筹学”课程改革和新工科专业建设提供了有益经验。

关键词：“运筹学”课程；半平面交算法；单纯形法；MATLAB GUI

基金项目：湖北省自然科学基金项目(项目编号：2022CFD050)。

作者介绍：周黄威，本科生。

通信作者：罗显枫，副教授，博士，研究方向：土木工程仿真及风险评估。

以创新人才培养模式为核心的材料类硕士研究生课程教学改革

作者：李建生，成威，姜伟，王秒，利助民（安徽工程大学  材料科学与工程学院，安徽 芜湖 241000）

摘要：研究生教育是培养高层次创新人才的重要途径，实施课程优化与教学改革对提高硕士研究生的培养质量意义重大。文章以安徽工程大学材料类硕士研究生的“材料结构与性能”课程为例，分析了现有教学模式的局限性，归纳了影响专业知识和创新能力培养的诸多原因，进一步提出了针对“材料结构与性能”课程教学内容、教学方法、考核方式等的优化和改革措施。教学实践表明，经优化和改革后，材料类硕士研究生的学习积极性和创造性显著提升，课程教学效果明显改善，有效促进了对硕士研究生的高质量培养。

关键词：创新人才培养模式；“材料结构与性能”课程；硕士研究生；教学改革

基金项目：安徽省教育厅新时代育人省级质量工程项目（项目编号：2023jyjxggyjY155；2023zyxwjxalk100）；安徽工程大学研究生质量工程项目（项目编号：2023yzl046；2023yzl030）；安徽工程大学本科教学质量提升计划项目（项目编号：2023jyxm73；2023jyxm33）。

作者介绍：李建生，副教授，博士，研究方向：异构金属制备及力学性能。

人工智能无介质空间成像技术驱动下环境工程专业教育的范式重构

作者：刘西京，冷能元，孙蜜，马少聪，张家泉(湖北理工学院 环境科学与工程学院，湖北 黄石 435003)

摘要：人工智能无介质空间成像技术通过光子场重构与神经辐射场动态建模，整合多源环境数据（卫星遥感、物联网传感等），实现污染物迁移的跨尺度可视化与实时交互分析，突破传统教学中物理边界的限制，为环境工程教育构建虚实融合的教学新范式。文章阐述了人工智能无介质空间成像技术在环境工程实践教学场景重构、个性化学习支持及跨学科资源整合方面的优势，其在虚拟仿真中使应急处置决策正确率提升76%，在个性化学习中该模式的学生在复杂环境问题解决能力与长期知识留存率上显著优于传统教学组。跨学科融合方面，结合计算光子学与深度学习，实现微塑料纳米级原位检测（准确率>99%）及污染物动态追踪（分辨率0.3 nm）。然而，技术集成、伦理公平性与资源开发仍是核心挑战，亟需建立标准化架构与跨学科生态，以推动工程教育向智能化、精准化转型。

关键词：人工智能无介质空间成像；环境工程教育；虚拟仿真；个性化学习；跨学科融合

基金项目：湖北理工学院教学研究项目（项目编号：2024c02）。

作者介绍：刘西京，副教授，博士，研究方向：环境友好材料。

新工科背景下机器人工程专业的个性化人才培养模式创新与实践

——以安徽工程大学为例

作者：黄胜洲a，左倩倩b，刘玉飞a，苏学满a，鞠锦勇a(安徽工程大学 a.人工智能学院,b.生物与食品工程学院，安徽 芜湖 241000)

摘要：在工业4.0和智能制造的大背景下，机器人工程专业的个性化人才培养显得尤为重要。文章以安徽工程大学为例，围绕新工科实验室建设、课程资源开发、学生实践能力培养以及教师教学能力提升等关键环节，深入探讨了机器人工程专业个性化人才培养模式的改革与实践，并通过实证分析和案例研究评估了改革措施在提升学生专业技能和创新能力方面的有效性。结果显示，实验室的建设和课程资源的共享极大地丰富了学生的实践学习经验，提高了其工程实践能力和团队协作精神。通过举办专业赛事和训练营，学生的创新意识和解决实际问题的能力得到了显著提高。此外，教师参与教学研讨和专业竞赛，有效促进了教学方法的创新和教学质量的提升。该个性化人才培养模式可为机器人工程及相关专业提供宝贵经验和启示，对于推动工程教育的创新发展具有重要意义。

关键词：机器人工程专业；个性化人才培养；新工科实验室；课程资源共享；实践能力

基金项目：安徽省高等学校省级质量工程项目(项目编号：2024cywzy023;2024fwxx023；2023sx055)；安徽工程大学本科教学质量提升计划教学研究项目(项目编号：2025gzs006；2024jyxm08)。

作者介绍：黄胜洲，副教授，博士，研究方向：机器人工程。

基于工程教育认证理念的“汽车试验学”课程教学改革与实践

作者：冯斌，孙伟，张克平（甘肃农业大学 机电工程学院，甘肃 兰州 730070）

摘要：针对当前“汽车试验学”课程教学现状与工程教育认证要求不相适应的问题，文章以甘肃农业大学车辆工程专业为例，深入分析了课程教学环节，重点从课程目标、教学内容、教学方法、考核方式、实践基地建设等方面展开了课程教学改革与实践。实践表明，课程教学改革效果显著，能够充分支撑工程教育认证毕业要求；学生的综合成绩显著提高，工程实践能力得到明显提升。该课程教学改革实践促进车辆工程专业获得了甘肃省内一本批次招生资格，可为其它类似专业的课程教学改革提供参考。

关键词：工程教育专业认证；车辆工程专业；“汽车试验学”课程；教学改革

基金项目：甘肃省教育科学“十四五”规划课题（项目编号：GS［2023］GHB1390）；甘肃农业大学一流本科专业建设项目（项目编号：甘农大发［2022］117号）。

作者介绍：冯斌，副教授，博士，研究方向：农业装备与车辆工程。