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作者：苟小英重庆三峡学院

学位级别：硕士

桥梁结构地震易损性分析作为基于性能的桥梁抗震设计的关键一环,其震损预测和评估方案的可靠性与结构失效概率的计算精度密切相关。然而由于场地条件的复杂性、结构不确定性以及震致失效构件间的相关性,致使在实际计算全桥系统地震失效... 详细信息

桥梁结构地震易损性分析作为基于性能的桥梁抗震设计的关键一环,其震损预测和评估方案的可靠性与结构失效概率的计算精度密切相关。然而由于场地条件的复杂性、结构不确定性以及震致失效构件间的相关性,致使在实际计算全桥系统地震失效概率时存在难以量化多元构件失效相关性的现实问题。因此,在全桥系统地震易损性分析时采用合理可靠的相关性函数描述多元构件间的失效相关性则显得十分必要。针对上述问题,本文的主要研究内容如下:(1)探讨了地震易损性分析理论、不确定性因素分析、损伤指标计算以及系统易损性分析方法,确定了结构和地震动为两类关键不确定性,并拟定了各构件的匹配性结构能力指标和相关性分析方法。基于算例桥梁分析,厘清了结构和地震动不确定性因素的影响规律,提出了计算结构能力指标和选取地震动记录样本的新方法。(2)根据结构相似原理设计缩尺比例为1:30的连续梁桥模型,并对其进行地震模拟振动台试验。采用量纲分析法计算模型参数,选定玻璃钢作为试验模型材料,并计算附加人工质量;在此基础上,基于试验模型开展振动台试验并采集试验数据。最后,基于Open SEES平台建立仿真分析模型,并开展模拟与试验对比分析,研究表明支座较桥墩构件损伤超越概率更高,且各构件存在明显相关性。(3)基于算例桥梁特性,讨论了各构件的材料本构和单元类型等建模相关问题,并利用Open SEES平台建立了算例桥梁的非线性空间动力计算精细化模型。此外,采用基于IDA的非线性时程分析方法开展算例桥梁地震响应仿真分析,基于结构需求能力比法建立了不同构件的地震失效概率拟合函数模型,并绘制了相应的易损性曲线,对算例桥梁的抗震性能进评估。(4)针对墩高和支座两个关键不确定性因素,分别选取了10条地震动记录,并采用0.1g增量调幅,同时考虑结构和地震动不确定性因素,研究其在0.1g-1.0g峰值地震动区间内的参数敏感性。桥墩构件的抗损伤能力随着墩高的增加呈稳步增长趋势,隔震支座相较非隔震支座其结构碰撞响应和变形较小,可有效地提高桥梁整体的抗震能力。(5)建立了基于Copula函数的四元相关性系统易损性分析模型,提出了最优相关性模型优选方法的关键在于相关性系数计算和检验拟合精度,确定最优相关模型为基于Gumbel Copula函数的四元相关性系统易损性分析模型。此外,采用界限估计法对最优相关性模型进一步误差检测,发现相关性模型的全桥系统易损性曲线拟合精度较高,验证了该相关性模型在研究考虑构件失效相关的全桥系统地震易损性问题上的有效性。

关键词：损伤指标增量动力分析 Copula函数失效相关性桥梁系统易损性

带可更换耗能系梁的双柱式排架墩抗震性能与设计研究

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带可更换耗能系梁的双柱式排架墩抗震性能与设计研究

作者：陈天森重庆三峡学院

学位级别：硕士

双柱墩桥梁以其特有的优势被广泛应用,当桥墩较高时,通常会在墩柱之间设置一道或者多道钢筋混凝土系梁等构造措施,用来提高桥墩的整体稳定性。既有震害表明,因传统钢筋混凝土系梁设置不当,导致桥墩与系梁连接节点位置发生拉裂,甚至使得... 详细信息

双柱墩桥梁以其特有的优势被广泛应用,当桥墩较高时,通常会在墩柱之间设置一道或者多道钢筋混凝土系梁等构造措施,用来提高桥墩的整体稳定性。既有震害表明,因传统钢筋混凝土系梁设置不当,导致桥墩与系梁连接节点位置发生拉裂,甚至使得桥墩出现塑性铰造成桥墩失效,给桥墩震后修复工作带来巨大困难。近年来,带有可更换构件的结构体系已成为结构工程抗震领域一个新的研究方向,受到了全球地震工程学者与工程人员的广泛关注。安装有可更换构件的结构并不主要依赖于塑性铰来耗散地震能量,结构的能量耗散主要集中于可更换构件。基于此,本文提出了一种新型可更换耗能系梁并将其应用到双柱墩桥梁中,并对其抗震性能进行了系统的研究,主要研究内容如下:（1）设计10个变参数新型系梁并对其开展拟静力仿真试验,探明影响可更换耗能系梁抗震性能的敏感参数,研究各参数对其抗震性能的影响规律。结果表明,设计合理的新型系梁滞回曲线饱满、稳定,且耗能段损伤明显;耗能段腹板高厚比为主要敏感参数,耗能段翼缘宽厚比次之,耗能段长度比影响最小;可更换耗能系梁腹板厚度、高度及材料强度与其耗能能力、屈服承载力、极限位移、延性系数呈正相关变化,腹板材料强度的降低导致承载力退化和刚度退化速度加快;加劲肋的设置对其滞回性能影响显著。（2）建立带可更换耗能系梁桥梁双柱墩仿真计算模型并剖析其与普通双柱墩破坏模式与抗震性能的差异。结果表明:带可更换耗能系梁桥梁双柱墩工作机理与耗能机制明确,可通过参数优化实现耗能段-系梁-双柱墩三级渐进式破坏模式;可更换耗能系梁滞回曲线饱满,能够代替传统钢筋混凝土系梁发挥耗能作用,可以改善桥墩受力情况;可更换耗能系梁具有普遍的适用性,不仅仅适用于单系梁桥墩,对于双系梁桥墩和无盖梁桥墩同样具有适用性和提高抗震性能。（3）基于大型通用有限元软件ABAQUS,建立典型双柱墩桥梁整体计算模型,研究可更换耗能系梁设置对地震作用下桥梁结构动力响应的影响规律,提出带可更换耗能系梁双柱墩的设计方法。结果表明,可更换耗能系梁的设置具有保护桥墩和降低桥墩剪力及弯矩作用,且可实现震后快速修复;新型系梁耗能段与混凝土系梁抗剪承载力满足V=0.8V,连接段与耗能段的刚度比控制在0.1～0.25之间,双柱墩可取得较好的抗震效果,所提出的带可更换耗能系梁双柱墩抗震设计方法用于实际设计是完全可行的。

关键词：双柱墩钢筋混凝土系梁抗震性能可更换耗能系梁

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山区农村公路波形护栏立柱埋置深度优化研究

山区农村公路波形护栏立柱埋置深度优化研究

作者：刘松蕊重庆三峡学院

学位级别：硕士

随着我国乡村振兴工作的全面推进,目前仍有大量待建农村公路。为保证道路安全,波形护栏被大范围使用,然而针对山区农村公路的岩质路基和带混凝土路缘带封层路基,护栏立柱若采用土路基的埋深方式会造成埋深冗余,若直接采用混凝土的埋深... 详细信息

随着我国乡村振兴工作的全面推进,目前仍有大量待建农村公路。为保证道路安全,波形护栏被大范围使用,然而针对山区农村公路的岩质路基和带混凝土路缘带封层路基,护栏立柱若采用土路基的埋深方式会造成埋深冗余,若直接采用混凝土的埋深方式则易致使基础强度不足。基于此,本文针对山区农村公路的岩质路基和带混凝土路缘带封层路基开展摆锤碰仿真分析,探明立柱-路基系统的碰撞变形机理,并提出立柱埋置深度优化方案。本文主要研究内容如下:(1)针对山区农村公路开展实地调研,并就典型护栏碰撞案例对比研究,发现其碰撞力和碰撞角度更小,采用桩后土质量计算模型和基于m法的埋深计算模型,针对岩质路基和带混凝土路缘带封层路基获悉了立柱埋置深度预测值为1000mm到1200mm。(2)通过摆锤碰撞模型分析,土路基的情况下,埋深的减小会导致土体横向位移增大,降低对立柱的约束能力,对比立柱在不同埋置深度时的阻挡能力,土路基下埋置深度优化建议值为1200mm;岩质路基的情况下,路基厚度大于700mm时,可将其视为挡土墙结构,再加大立柱埋深不会提升其防护和抗拔起能力,故建议埋深值为700mm;带混凝土路缘带封层的情况下,立柱与路基接触面强度增大,整体承载能力增强,研究结果显示混凝土封层厚度和强度的增加能显著增强立柱的吸能能力,在土路基和不同厚度混凝土路缘带封层路基中立柱埋置深度建议值为750mm到1100mm,在岩质路基和不同厚度混凝土路缘带封层路基中立柱埋置深度建议值为400mm。(3)建立车辆-护栏-路基耦合模型验证立柱埋置深度优化方案的可靠性。选用C2500皮卡和F800载重汽车结合评价指标,优化埋深后的护栏在防止车辆偏离道路、穿越隔离带方面表现良好,具有导向作用,并能有效减缓碰撞速度,降低事故的严重程度。本文为农村公路波形护栏在岩质路基和混凝土路缘带封层路基条件下立柱的埋置深度提出具体的优化方案,为相关护栏立柱埋置深度设计工作的完善和实际工程的应用提供了有力支持。

关键词：山区农村公路波形护栏埋置深度摆锤碰撞仿真车辆碰撞

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V型腿PC连续梁桥支架施工方案分析及监测

V型腿PC连续梁桥支架施工方案分析及监测

作者：南鹏鹏长安大学

学位级别：硕士

多跨V腿连续梁桥造型优美,受力性能良好,兼具功能与景观属性,应用广泛。本文依托某支架法施工的五跨预应力V型腿连续梁桥,通过施工方案分析、施工过程及影响因素分析,施工监测三个方面对其施工过程受力行为展开研究,主要研究内容如下:... 详细信息

多跨V腿连续梁桥造型优美,受力性能良好,兼具功能与景观属性,应用广泛。本文依托某支架法施工的五跨预应力V型腿连续梁桥,通过施工方案分析、施工过程及影响因素分析,施工监测三个方面对其施工过程受力行为展开研究,主要研究内容如下:基于现场支架预压试验实测数据计算支架体系刚度,结合地勘资料通过“m”法模拟桥梁桩土作用,得到能反映结构实际受力状态的有限元模型。对比分析不同拆架及合龙次序施工方案,以桥梁施工过程中的应力及变形为控制目标,得出桥梁的最优施工方案。以上述最优施工方案进行有限元模拟计算,得出施工过程中全桥应力及变形,确定V腿上下缘及各跨跨中位置为控制截面,分析其应力、变形随施工阶段的变化规律,得出施工监测中需要重点关注的施工阶段及其截面位置;计算合龙温度及预应力损失对结构的影响,采用实体单元对V腿底部实心段进行精细化建模,分析其局部受力状态,结果显示,施工过程中V腿底部上缘截面拉应力最大为1.65MPa,发生在二期铺装施工阶段,应重点关注。基于桥梁施工阶段分析结果,计算桥梁施工预拱度,给出各节段立模标高。选择监测截面并布设测点,施工过程中进行变形及应力监测。结果显示:各控制截面结构变形、应力实测数据与理论值吻合良好,实测最大拉应力为1.48MPa,应力监测理论与实测值误差在15%以内,结构施工过程中受力安全。主梁、V腿变形最大误差分别为5.1mm、3.4mm,桥梁合龙高差仅4.6mm,成桥后桥面线形平顺,满足设计要求。本文研究成果可为同类桥梁的施工及监测工作提供参考。

关键词： V型腿连续梁桥支架刚度拆架方案合龙次序施工监测

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基于图像处理的教室人数统计及其节能应用

基于图像处理的教室人数统计及其节能应用

作者：王黎北京林业大学

学位级别：硕士

近年来,通过图像处理技术获取人数的方法已成为研究热点,并具有很高的研究价值和应用价值。随着监控设备及监控技术在高校教室中的普及,将图像处理技术应用于教室人数统计,对于节能教室的推广有促进作用。本文提出一种基于图像处理的教... 详细信息

近年来,通过图像处理技术获取人数的方法已成为研究热点,并具有很高的研究价值和应用价值。随着监控设备及监控技术在高校教室中的普及,将图像处理技术应用于教室人数统计,对于节能教室的推广有促进作用。本文提出一种基于图像处理的教室人数统计方法,并针对这一方法设计实用性较强且有利于节能型教室发展的实验模型。首先对摄像头采集到的原始教室图像进行预处理,利用背景差分法提取人数统计主要区域,并采用灰度变换、直方图均衡和中值滤波来实现图像增强。然后通过边缘检测方法提取出目标区域的边缘信息,采用hough变换检测出人头圆形轮廓,统计圆形区域的连通个数,从而确定教室中的人数。为验证本文的教室人数统计方法在实际应用中的可行性,搭建了节能教室模型,该模型能够模拟学生自习状态。通过摄像头实时采集教室内的图像,在树莓派中使用本文提出的方法获取教室内的人数后,结合相应的灯光控制策略,利用树莓派实现了教室中灯光的智能开闭。通过实验表明,该人数统计方法能够较为准确地统计出教室人数,并且能适用于节能教室中的灯光控制。本研究为以后发展和建设节能型、智能型教室开拓了思路,具有重要的现实意义。

关键词：背景差分法边缘检测霍夫变换人数统计树莓派

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基于穴醚掺杂的钙钛矿太阳能电池性能研究

基于穴醚掺杂的钙钛矿太阳能电池性能研究

作者：袁子豪湘潭大学

学位级别：硕士

当今化石燃料的全球储备量并不能够满足现在日益增长的消耗速度,以现在的形式来看我们需要加大对新型可再生清洁能源的研究力度。太阳能具有总量巨大,分布广泛,利用简单且无污染等特点,是一种优秀的清洁能源。钙钛矿太阳能电池虽然起步... 详细信息

当今化石燃料的全球储备量并不能够满足现在日益增长的消耗速度,以现在的形式来看我们需要加大对新型可再生清洁能源的研究力度。太阳能具有总量巨大,分布广泛,利用简单且无污染等特点,是一种优秀的清洁能源。钙钛矿太阳能电池虽然起步较晚,但是发展的相当迅速,其钙钛矿光吸收层具有可溶液加工,对环境友好,成本低,带隙可调,激子结合能低等特点。经过十多年的研究与发展,虽然钙钛矿太阳能电池目前已经相当接近其理论极限的能量转换效率,但是钙钛矿薄膜结晶质量差一直是制约器件性能和稳定性进一步提升的主要原因之一。钙钛矿薄膜结晶速度过快会导致晶粒尺寸不一致,薄膜表面出现孔洞,使薄膜有较多的缺陷,增大自由电荷的非辐射复合比例,从而降低自由电荷的利用率,最终损害电池器件的性能。本研究利用穴醚（Cryptand）与金属阳离子具有较强的相互作用,在钙钛矿前驱体溶液中与Pb I络合,形成中间相,降低钙钛矿薄膜晶体成核结晶的速度,最后得到具有高结晶度和大晶粒尺寸的钙钛矿薄膜。本研究分为两个部分。第一部分将穴醚掺杂到三维钙钛矿前驱体溶液中。实验结果表明穴醚会有选择性的与Pb I相互作用,在溶液旋涂过程中,Pb I与穴醚络合形成结晶过程的中间相,从而调控钙钛矿结晶速度。晶体生长速度放缓,晶粒尺寸变得更加均匀和致密,薄膜上的孔洞明显减少,薄膜表面更加平滑。经过优化之后,含有穴醚掺杂三维钙钛矿太阳能电池能量转换效率达到了21.06%,对比器件只有19.5%的能量转换效率,器件稳定性也有所提高。第二部分是将穴醚分子引入准二维钙钛矿溶液中,改善准二维钙钛矿结晶。结果表明引入穴醚分子后提升准二维钙钛矿结晶质量,钙钛矿薄膜中的缺陷态密度得到了较为明显的降低,提升电荷利用率,减少了薄膜表面裂痕和孔洞,准二维钙钛矿层的光吸收强度显著提升,优化后的准二维钙钛矿太阳能电池的短路电流从9.76 m A/cm提升至13.02 m A/cm,能量转化效率从6.55%大幅提高至10.26%,稳定性也有较为明显的提高。综上所述,本论文将穴醚掺杂到钙钛矿前驱体溶液中,调控了钙钛矿的结晶行为,一方面改善了三维钙钛矿晶体尺寸和薄膜表面形貌提升电压,另一方优化了准二维钙钛矿结晶取向提升电流密度和填充因子。这为钙钛矿太阳能电池性能的提升提供了新的选择。

关键词：穴醚结晶调控三维钙钛矿太阳能电池准二维钙钛矿太阳能电池

变化环境下京津冀地区非一致性设计降水估计研究

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变化环境下京津冀地区非一致性设计降水估计研究

作者：鲁东阳河北工程大学

学位级别：硕士

城市排水基础设施对城市防洪减灾至关重要,其设计和规划标准主要依赖于传统的降水频率分析。在传统降水频率分析中的降水序列需要满足一致性假设,即降水序列是独立同分布的。但是,由于全球气候变化和人类活动影响使得一致性假设受到挑战... 详细信息

城市排水基础设施对城市防洪减灾至关重要,其设计和规划标准主要依赖于传统的降水频率分析。在传统降水频率分析中的降水序列需要满足一致性假设,即降水序列是独立同分布的。但是,由于全球气候变化和人类活动影响使得一致性假设受到挑战,传统的降水频率分析方法不再适用。继续使用传统方法得到的设计结果会增加工程运行风险或增加不必要的工程造价。变化环境下,需要对降水序列进行非一致性频率分析。在非一致性降水频率分析中,主要以基于时变矩法构建时变概率分布模型的方法应用最广。该方法假定降水序列服从的概率分布的统计参数会随时间或其他物理协变量变化,这就导致降水序列服从的概率分布每年都会发生变化,重现期和设计值不再是一一对应的关系。因此,在变化环境下,预测未来极端降水的概率分布变化以及估计符合工程实际的非一致性设计降水至关重要。本文基于时变矩法构建时变概率分布模型,通过预测协变量的方法推求未来极端降水概率分布的变化。并采用能够考虑工程设计寿命的设计年限平均值法估计非一致性设计降水。首先,基于不同的取样方法,对京津冀地区日尺度和小时尺度的极端降水进行取样,并采用不同的趋势检验方法进行趋势分析。然后,对有显著趋势变化的降水序列以时间和物理因子作为协变量构建非一致性模型,通过预测协变量的方法预测未来极端降水服从概率分布的变化。并采用设计年限平均值法估计非一致性设计降水。对无显著趋势变化的降水序列构建一致模型,采用传统方法估计设计降水。最后结合一致性和非一致性设计结果,得到了变化环境下更新的京津冀地区未来设计降水的空间分布以及修订后的降水强度-历时-频率曲线。论文的主要研究结论如下:（1）对京津冀地区不同的极端降水指标进行趋势分析。不同趋势检验方法下,京津冀地区大部分站点的日降水强度表现为显著或不显著的上升趋势。所有站点的极端降水天数表现为显著或不显著的下降趋势。大部分站点的极端降水贡献率、强降水量和年最大日降水表现出显著或不显著的下降趋势。极端降水阈值表现出上升或下降趋势的站点数大致相同。此外,并没有一个极端降水指标在不同趋势检验方法下得出完全一致的结果,但不同方法的差异均在3个站点左右。以超定量取样和年最大值取样得到降水序列,对于邯郸地区小时尺度的极端降水进行趋势分析。主要表现为,长历时降水呈下降趋势,随着历时缩短,趋势变化逐渐呈增加趋势。（2）变化环境下,对于京津冀地区表现出显著变化趋势的年最大日降水和强降水量两个极端降水指标构建非一致性模型,其模型效果要优于一致性模型效果。印证了趋势分析的结果,表明极端降水确实表现出非一致性特征。对变化环境下京津冀地区设计降水的空间分布进行更新后,未来50年京津冀地区年最大日降水和强降水量两个极端降水指标设计值的空间分布表现为东南高,西北低,且高设计值主要集中在东部、中南部和南部地区。与非一致性方法下京津冀地区设计降水的空间分布相比,一致性方法会高估京津冀东部和南部地区的设计降水。因此,继续使用一致性方法下的设计结果势必会增加不必要的工程造价,而非一致性方法下的京津冀地区设计降水空间分布符合极端降水表现出的趋势变化。（3）对于邯郸地区表现出显著趋势变化的小时尺度的极端降水构建非一致性模型,相较于时间为协变量,以具有物理意义的因子作为协变量的非一致性模型具有更好的效果,能够更好的描述极端降水的非一致性。对于短历时（1-18小时）极端降水来说,区域过程因子（城市化）是最好的协变量。对于长历时（24-48小时）极端降水来说,全球过程因子（ENSO）是最好的协变量。变化环境下,将以土地利用为表征的城市化因子作为协变量,通过预测城市化推求未来极端降水的概率分布变化,以此修订的考虑城市化影响的降水强度-历时-频率曲线符合极端降水的趋势变化。而一致性方法下的降水强度-历时-频率曲线会低估或高估某些历时的降水强度。（4）设计年限平均值法从可靠度的角度解决非一致性设计降水的估计问题,具有理论基础。而且,该方法能够考虑工程的设计寿命,所估计的工程设计寿命内的设计值与降水序列所表现出的趋势变化相符合。在变化环境下具有较好的应用前景。

关键词：非一致性降水频率分析时变概率分布模型极端降水协变量京津冀地区降水强度-历时-频率曲线

脑氧联合BIS目标导向血流动力学管理对老年高血压患者术后转归的影响

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脑氧联合BIS目标导向血流动力学管理对老年高血压患者术后转归的...

作者：余名珊新疆医科大学

学位级别：硕士

目的基于脑氧饱和度联合BIS监测为目标导向血流动力学管理,探讨其对老年高血压患者术后转归的影响。方法选取2020年09月-2021年12月于新疆维吾尔自治区人民医院行腹部手术的老年高血压患者100例纳入研究,采用随机数字表法分为观察组(E组... 详细信息

目的基于脑氧饱和度联合BIS监测为目标导向血流动力学管理,探讨其对老年高血压患者术后转归的影响。方法选取2020年09月-2021年12月于新疆维吾尔自治区人民医院行腹部手术的老年高血压患者100例纳入研究,采用随机数字表法分为观察组(E组)和常规组(S组),每组50例。两组均采用全凭静脉麻醉方法,术中S组术中使用常规监测及根据同一麻醉医师的经验对患者进行处理,使患者术中血压心率波动不超过±20%或者使MAP>65mmHg。E组在S组的基础上,使BIS在40～50范围内,同时维持rScO2>55%或较基础值(rScO2)下降不超过10%。记录患者术前的性别、年龄、身高、体重、BMI、ASA分级、术前平均动脉压,比较两组术中的麻醉药物用药量,术后苏醒时间、术后拔管时长、血管活性药的使用情况,术后恶心呕吐、肺部感染,术后认知功能障碍评估量表评分,术后谵妄评估量表评分,术后疼痛评分。结果比较两组患者性别、年龄、身高、体重、BMI、ASA分级、术前平均动脉压,患者麻醉时间、晶胶液输入情况、以及术前的谵妄评估量表中文修订版评分、术前简易智力状态检查量表评分差异无统计学意义(P>0.05)。与对照组相比观察组患者苏醒时间、拔管时间、术后第1天,第3天谵妄评估量表中文修订版评分、术后第1天、第3天简易智力状态检查量表评分、住院时长,术后疼痛评分量表评分,术后恶心呕吐,术后肺部感染差异有统计学意义(P>0.05)。结论:对于老年高血压患者,通过脑氧饱和度联合BIS对目标导向血流动力学的管理,减少围术期认知功能障碍的发生,降低老年高血压患者术后并发症的发生率,提升术后转归。

关键词：老年高血压脑氧饱和度脑电双频指数术后转归

基于D-A-D型空穴传输材料分子的设计及其光伏性能的理论研究

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基于D-A-D型空穴传输材料分子的设计及其光伏性能的理论研究

作者：郑惠文湘潭大学

学位级别：硕士

随着人们对绿色环保生活需求的提升，低碳社会生活的理念越来越得到倡导,同时化石能源大量开采也造成能源短缺的问题。因此，研究开发新型高效环保能源成为人们关注的热点，目前太阳能光伏发电受到大量研究人员的关注。其中钙钛矿太阳... 详细信息

随着人们对绿色环保生活需求的提升，低碳社会生活的理念越来越得到倡导,同时化石能源大量开采也造成能源短缺的问题。因此，研究开发新型高效环保能源成为人们关注的热点，目前太阳能光伏发电受到大量研究人员的关注。其中钙钛矿太阳能电池(PSCs)因效率高、制备过程简单、环境友好等优点成为众多类型太阳能电池的有利竞争者。空穴传输材料(HTMs)常用掺杂剂的不稳定性以及疏水性成为PSCs商业化的阻碍。本研究对开发无掺杂的HTMs以及探索有机分子的结构-性能关系有一定指导意义。相关研究内容如下:　　(1)设计了四个以吡喃酮(Pyrone)为核的新型空穴传输材料P1-P4,研究了噻吩π桥以及苯环的数量对其性能的影响。基于密度泛函理论(DFT),分析了P1-P4的前线分子轨道(FMOs)、优化几何结构、HOMO-LUMO能级能隙、态密度(DOS)、绝对硬度、静电势(ESP)以及空穴传输速率。基于含时密度泛函理论(TD-DFT),分析了P1-P4的紫外吸收光谱、电荷密度差图(CDD)、热图等电子激发性质。仿真结果表明，分子P1-P4表现出良好的电子特性、光学特性、空穴传输率和稳定性，为以后空穴传输材料的设计提供了思路。　　(2)研究了4种以联苯二酰亚胺(Biphenyl-Diimide)为核心的具有D-A-D的结构空穴传输材料，并分别连接了H、OH、OMe、NH2取代基作为空穴传输分子的侧链。基于密度泛函理论，我们讨论了所设计的分子的几何结构、前线分子轨道、HOMO-LUMO能级能隙、态密度、绝对硬度、静电势以及空穴传输速率。基于含时密度泛函理论，我们讨论了空穴传输材料分子的吸收光谱、电荷密度差图、热图、D指数、H指数、Sr指数、激子结合能(Ecoul)以及片段间的电子转移量。模拟计算结果表明，所设计的HTMs具有良好的电子性质、光学性质、空穴传输速率和稳定性，为高效率的空穴传输材料的设计提供了新的思路。　　(3)设计并研究了以吩噻嗪(Phenothiazine)以及5,5-二氧吩噻嗪为核的两类新型空穴传输材料P和S。通过DFT和TD-DFT讨论了P和S的前线分子轨道、几何结构、HOMO-LUMO能隙、态密度、绝对硬度、静电势以及空穴传输速率。还讨论了分子P和S的吸收光谱、电荷密度差图、热图、D指数、H指数、Sr指数、激子结合能(Ecoul)以及片段间的电子转移量。模拟计算结果表明，分子P和S具有良好的电子性质、光学性质、空穴传输速率和稳定性。我们期望P和S的计算结果有助于合成具有成本效益的空穴传输材料。

关键词：钙钛矿太阳能电池 D-A-D结构密度泛函理论空穴传输材料

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旋切机用原木直径测量系统开发与方法研究

旋切机用原木直径测量系统开发与方法研究

作者：高翔北京林业大学

学位级别：硕士

目前,大多数中小型旋切机厂中投入生产的半自动化型旋切机在原木去皮工段均用人眼目测、手工对辊的方式完成,尚未实现旋切原木直径的自动化测量。为了能够准确快速的测量原木直径,解决原木去皮工段的人力占用问题,实现原木直径的自动快... 详细信息

目前,大多数中小型旋切机厂中投入生产的半自动化型旋切机在原木去皮工段均用人眼目测、手工对辊的方式完成,尚未实现旋切原木直径的自动化测量。为了能够准确快速的测量原木直径,解决原木去皮工段的人力占用问题,实现原木直径的自动快速测量,本文根据旋切机厂的实际生产状况设计并开发了两种基于不同非接触式测量方法——基于图像测量方法和基于超声波测距方法的测量系统。基于图像测量的测量系统其研究思路主要是利用图像处理技术对采集到的带有一字激光线段的图像进行图像预处理,设计五种不同的计算方案对标准树模进行标定得到测量值数据,并利用六种不同的拟合方法得到测量值与真实值间对应的数学模型,最终根据拟合模型的评判参数得出可用于测量系统的最优测量模型并带入系统完成测量系统的开发。基于超声波测距的测量系统主要是利用超声波测距原理来测量旋切原木直径,选用STM32单片机作为核心控制器控制整体电路,当光电开关检测到原木运送至测量范围内时向单片机发送信号,单片机触发三路超声波传感器开始测量原木直径,最终测量结果进行逻辑计算后被送至LCD屏显示。最终,在旋切机设备现场分别使用两种基于不同方法的测量系统对20根旋切原木实际测量并展开数据分析,以此对系统进行评价,分析两种测量系统产生误差的原因。结果表明,两种测量系统均能满足旋切机厂的生产需求,并且都属于具有测量方法客观、高效以及成本低等优点的非接触式测量方法。但相较之下基于超声波测距的测量系统精度更高,受到外界环境影响更小,对于木材单板生产加工环境而言更加适合。

关键词：旋切机原木直径图像处理标定拟合超声波传感器方案对比