一种新的海底履带式采矿车动力学模型建模及采集路径模拟分析

针对海底稀软底质特殊力学载荷下履带式采矿车的行走动力学特性分析,提出一种新的基于单刚体车体模型与网格单元接地段模型的履带车动力学模型建模方法.该方法将履带车作为一个整体系统进行建模考虑,仅有6个自由度.同时将履带接地段划分为一定数量的网格单元,履带与地面之间的相互作用力单元包括纵向剪切力、横向剪切力和法向作用力,以参数化三分量力的形式施加于各网格单元的中心点处.该建模方法可实现海底底质等各类特殊松软地面力学载荷的加载,应用该方法构建履带式采矿车海底行走动力学模型.通过理论分析与定量计算,提出并设计两种新的采矿车海底行走采集路径,基于新的采矿车动力学模型,进行两种新采集路径的快速仿真分析,分析结果将为采矿车海底实际行走性能分析与作业操控提供重要的理论基础与技术参考.本文研究为各类特殊松软地面作业履带车行走动力学特性分析提供了一种有效方法.     

利用ATPase基因研究杂交多倍体鲫鲂线粒体母性遗传

三倍体鲫鲂、四倍体鲫鲂和五倍体鲫鲂是通过红鲫旱×团头鲂舍亚科间远缘杂交形成的．采用PCR产物直接测序法,测定了5尾三倍体鲫鲂、6尾四倍体鲫鲂和6尾五倍体鲫鲂及其1尾父本团头鲂的线粒体DNA ATPase8和ATPase6基因的全序列,并与所获得的红鲫和外群斑马鱼的同源序列进行比较,同时分析了其碱基组成、变异情况以及核苷酸和氨基酸序列差异．红鲫、团头鲂、三倍体鲫鲂、四倍体鲫鲂和五倍体鲫鲂之间的序列分歧率为0．0％-21．6％,它们与外群斑马鱼之间的序列分歧率为27．0％-28．2％．用MEGA3．1软件中的Maximum parsimony（MP）,Minimum evolution（ME）,Neighbor joining（NJ）和UPGMA程序构建的分子系统树具有相似的拓扑结构．结果表明,人工杂交三倍体鲫鲂、四倍体鲫鲂和五倍体鲫鲂在线粒体ATPase8和ATPase6基因上具有严格的母性遗传特征．研究证明ATPase8和ATPase6基因是杂交多倍体鲫鲂遗传变异研究的一个很好的分子标记．     

不同倍性鲤科鱼CyclinB基因内含子克隆与进化分析

运用PCR扩增、克隆、测序等技术,分别获得三倍体鲫鲂、四倍体鲫鲂、五倍体鲫鲂和团头鲂、草鱼、鲢鱼、鳙鱼等鲤科鱼CyclinB基因部分DNA序列．结合异源四倍体鲫鲤及其原始亲本红鲫和鲤鱼CyclinB基因对应DNA序列,对不同倍性鲤科鱼类CyclinB基因DNA片段序列进行比较分析．结果表明：由相同引物扩增的染色体数为48的鲂、草、鲢、鳙鱼,只扩增出1条DNA片段,片段长度分别为750bp,950bp,720bp和720bp,而染色体数目加倍的红鲫、鲤鱼、异源四倍体鲫鲤、异源四倍体鲫鲂,扩增出2条DNA片段（1200bp和900bp）,三倍体和五倍体鲫鲂扩增出3条DNA片段（1200bp,900bp和750bp）,每个DNA片段均含CyclinB基因第2,3内含子和第2,3,4外显子．序列分析表明,四倍体鲫鲤、三倍体鲫鲂、四倍体鲫鲂和五倍体鲫鲂与其母本1200bp片段同源性分别为99．5％,98．9％,99．5％和88．7％,与母本900bp片段同源性分别为97．5％,94．6％,94．2％和89．99／6,说明四倍体鲫鲤与多倍体鲫鲂1200bp和900bpCyclinB基因片段与母本红鲫同源性高,在进化上具有偏母性遗传特性．而三倍体和五倍体鲫鲂的750bpCyclinB基因片段-9父本同源性分别高达98．6％和98．2％,说明其来自父本团头鲂．在两性可育的异源四倍体鲫鲤和异源四倍体鲫鲂中存在各自父本CyclinB基因片段序列消除现象．此外,用CyclinB基因内含子3序列构建不同倍性鲤科鱼的系统进化树,结果表明,由CyclinB基因内含子序列构建的系统进化树可以正确反映亲缘关系较近的鲤亚科属间鱼类系统进化关系,而不适合亲缘关系较远的亚科间杂交鱼类系统进化分析．     

基于ISSR, AFLP分子标记和cyclins基因克隆的异源四倍体鲫鲤进化分析

为了解两性可育、遗传性状稳定的异源四倍体鲫鲤基因组的进化情况, 用ISSR, AFLP分子标记及cyclin A1和B1基因克隆的方法, 从多倍体基因组和单个基因在多倍体形成前后的变化两个角度对上述问题进行了探讨分析. 研究结果表明, 异源四倍体鲫鲤经过连续15代培育, 仍然保持了原始亲本遗传性状的稳定性, 但基因组的遗传相似性及cyclins基因的碱基变异水平都说明异源四倍体鲫鲤具有明显的偏母性遗传特性. ISSR和AFLP分析表明, 在异源四倍体鲫鲤基因组中, 除了新产生的、原始亲本中没有的DNA条带外, 还发生了原始亲本的DNA带纹消失, 而且消失的带纹倾向于父本基因组. cyclins基因序列分析表明, 在异源四倍体鲫鲤不同于原始亲本的核苷酸变异位点中, 由于存在密码子单个碱基的非同义突变导致了异源四倍体鲫鲤新的氨基酸位点的产生. 异源四倍体鲫鲤上述基因组的非加性变化, 可能是应对杂交和多倍化冲击而使其趋于遗传稳定的一种适应性变化.     

转生长激素基因三倍体鲤鱼的快速生长与不育特性

将转草鱼生长激素基因黄河鲤(♂)与改良四倍体鲫鲤(♀)交配, 获得100%三倍体子代“鲤鱼”. 通过特异引物PCR检测, 子代鲤鱼包括转基因(简称阳性鱼)和非转基因(简称阴性鱼)两部分, 其中阳性鱼占总检测鱼数的44.2%; 染色体检测表明, 子代转基因鲤鱼的染色体数目为3n=150; 组织切片结果表明性腺不能发育成熟; 在同龄的鲤鱼繁殖季节(24月龄), 转基因三倍体鲤鱼仍不能产生成熟配子. 阳性和阴性三倍体鲤鱼在形态上无明显差异, 它们的体侧扁, 近似纺锤形, 体色青灰, 有两对口须, 大部分可测量性状和可数性状都介于父母本之间, 表现出杂种特征. 2年同塘养殖结果表明, 阳性鱼的平均体重为阴性鱼的2.3倍; 其中最大阳性鱼个体的体重为最大阴性鱼的2.91倍. 因此, 本研究不仅证实了转基因三倍体鲤鱼的生长快速特性, 而且第一次用实验消除了转基因鲤鱼养殖应用上的生态安全之虑.     

不同倍性鱼cdc2基因cDNA部分序列的克隆及其在卵巢中的表达分析

利用3-’RACE的方法分别从异源四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫、二倍体红鲫的卵巢中克隆了cdc2基因cDNA的部分序列.选取这3种鱼cdc2 cDNA中一段长为157 bp的保守片段设计特异引物,通过Real-time PCR检测cdc2 mRNA在这3种不同倍性鱼卵巢中的表达水平,结果表明cdc2转录量随着倍性的递增而相应升高.     

直升机分扭传动直齿轮疲劳寿命评估方法

为得到直升机主减速器分扭传动系统中关于直齿轮的疲劳寿命评估方法,在Lundberg-Palmgren疲劳寿命理论(L-P理论)和Hertz接触理论的基础上建立主动轮单齿疲劳寿命评估模型。该模型所需参数主要与轮齿啮合时的最大Hertz接触应力相关。为利用有限元分析软件ANSYS求解此应力,确定主动轮单齿在啮合区的各啮合界点,并推导啮合区上的载荷分布规律,得到基于载荷谱多工况作用下主动轮的疲劳寿命评估方法,并针对某直升机在单工况作用下的直齿轮给出疲劳寿命评估算例。研究结果表明,该方法所得疲劳寿命估算值比试验值更加保守,是一种安全、有效的疲劳寿命估算方法。     

混合润滑下齿面磨损预测研究及试验验证

高速重载齿轮常常运行在混合润滑状态,粗糙齿面存在着较大的摩擦和极高的闪现温度,继而产生较高的能量损耗,并加速接触表面磨损失效进程.为准确预测混合润滑条件下的齿面磨损率,提出了一种新的磨损分析模型,使其能够在微观尺寸上对混合润滑区域的磨损过程进行准确的描述.在磨损分析之前,考虑了接触区域存在的热-弹-流耦合现象,建立了齿面磨损计算的数学模型,给出了计算模型中各参数的确定方法,并讨论了其适用范围.研究了一定工况下直齿轮齿面的接触情况、应力分布、闪现温升、润滑状态、摩擦以及磨损趋势,结果发现:齿面磨损受到多重因素的影响,其在齿面的分布也是非线性的;接触区域的温升会极大地改变混合润滑区域的润滑与摩擦界面;同时粗糙峰接触效应造成了较大的且剧烈波动的局部磨损率,加剧了齿面磨损程度.磨损率的预测结果与齿轮磨损试验的测量数据较为一致,表明文中所得模型可为齿轮的传动设计以及实际工程应用提供依据.     

深海采矿系统整体联动作业模式动力学分析

以我国深海采矿海试系统设计方案为工程背景,构建基于海底履带式集矿机单刚体模型、扬矿管线多体离散元模型与水面采矿船运动学模型组合的深海采矿整体系统三维动力学模型.提出一种新的由纵向直线联动、转向联动与横向直线联动相结合的整体联动作业模式,实现该新型作业模式的动力学仿真分析,获得联动过程中各主要子系统运动轨迹、子系统间相互作用力、扬矿硬管偏角等关键动力学特性结果.仿真结果表明:在该新型联动作业模式下各子系统均能保持在允许范围内稳定运动,证明了提出的整体联动作业模式的合理性与可行性.