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基于DMM-EKF的超级电容器剩余使用寿命预测

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机械工程学报 2024年第14期60卷 306-316页

作者：楼功茂林文文王宇作宁波大学机械工程与力学学院宁波315211 宁波大学先进储能技术与装备研究院宁波315211 宁波大学浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室宁波315211

超级电容器是一种新型的电化学储能器件,具有循环寿命长、功率密度高、工作温度广等优势,已在轨道交通、工业节能和电网调频等领域广泛应用。准确评估超级电容器的健康状态及剩余使用寿命,对优化储能管理系统,消除安全隐患至关重要。为... 详细信息

超级电容器是一种新型的电化学储能器件,具有循环寿命长、功率密度高、工作温度广等优势,已在轨道交通、工业节能和电网调频等领域广泛应用。准确评估超级电容器的健康状态及剩余使用寿命,对优化储能管理系统,消除安全隐患至关重要。为此,提出一种基于衰退模式匹配(Decay mode matching,DMM)和扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman filter,EKF)的预测方法,实现超级电容器剩余使用寿命的准确预测。在历史衰退数据库的基础上,采用豪斯多夫距离来选取与被预测超级电容器衰退模式最匹配的历史衰退过程,即相似衰退过程。基于双指数经验模型建立面向容量衰退的系统模型和量测模型,以相似衰退过程的双指数拟合结果作为初始参数,使用扩展卡尔曼滤波算法进行超级电容器的剩余使用寿命预测。试验结果表明,所提出方法具有较高的预测精度,且鲁棒性好,在两种不同噪声下不同工况单体预测误差均低于1.4%。

关键词：超级电容器剩余使用寿命扩展卡尔曼滤波双指数模型衰退模式匹配

薄片长悬臂匕首刀刃磨变形预测及加工参数优化研究

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薄片长悬臂匕首刀刃磨变形预测及加工参数优化研究

作者：楼天锋杭州电子科技大学

学位级别：硕士

超声匕首刀作为超声振动辅助切削加工系统中的核心部件,刀具主要呈现出薄片与长悬臂的形状特点,导致在刃磨时极易产生变形误差,从而影响此类刀具的超声切削加工性能。现有的刀具刃磨通常根据工艺参数手册选择磨削速度、进给量和磨削深度... 详细信息

超声匕首刀作为超声振动辅助切削加工系统中的核心部件,刀具主要呈现出薄片与长悬臂的形状特点,导致在刃磨时极易产生变形误差,从而影响此类刀具的超声切削加工性能。现有的刀具刃磨通常根据工艺参数手册选择磨削速度、进给量和磨削深度,出于安全考虑,许多操作人员通常采用保守的参数,刃磨精度与效率尚有待进一步提高,因此迫切需要进行刃磨加工参数的科学优化以提升非标超声刀具的刃磨效率与精度。本文以非标超声匕首刀为研究对象,探究刃磨变形问题并寻求加工参数的最佳优化方案,旨在降低非标超声刀具刃磨变形和提高加工效率。论文主要工作内容如下:1.考虑磨粒干涉特性的新型磨削力模型推导。磨粒干涉是磨削过程中一个重要的现象,它涉及到磨粒之间的相互作用和对工件表面的影响。为了更准确地理解和预测磨削过程中的力和磨削效应,提出一种考虑磨粒干涉的有效磨粒计算方法,基于匕首刀磨削机理推导出不同变形阶段的磨削滑擦力、耕犁力和磨削变形力的表达式,然后在其基础上构建出考虑磨粒干涉的磨削力模型。为开展匕首刀的挠度变形预测研究奠定了理论基础。2.新型变截面的超声匕首刀刃磨挠度变形模型研究。鉴于超声匕首刀的薄片长悬臂的几何形状特点,提出了一种新型变截面的超声匕首刀刃磨挠度变形模型。由于匕首刀斜刃部分为变截面,传统方法无法计算该斜刃的弯曲刚度,所以利用等效刚度结合悬臂梁模型逆向求解,并采用分段刚化法求解挠度变形,最后使用迭代算法实现了变形量的自动化计算,提高了变形的计算效率。3.提出一种结合遗传算法与BP神经网络的磨削多加工参数优化模型。以变形量和材料去除率作为优化目标,归一化后使用实验数据进行BP神经网络建模与训练,针对BP神经网络容易过拟合与陷入局部最小值的局限性,采用遗传算法进行遗传算法优化求解磨削加工参数模型,寻找出最优参数。4.超声匕首刀具磨削力及挠度变形的实验验证。基于超声匕首刀需要考虑变截面与长悬臂夹持进行磨削的加工情况,提出了可旋转式实验台,可根据变截面来快速调整磨削面积,极大地贴近实际磨削加工。磨削力预测模型数据与实测数据之间的平均误差为9.2%,且寻找出的最优参数比目前使用参数的综合指标提高了8.6%。

关键词：薄片长悬臂超声匕首刀磨削力磨削变形加工参数优化

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非扭转双层石墨烯中异质应变诱导的平带

Acta Mechanica Sinica 2024年第1期40卷 296-304页

作者：杭阳张助华 State Key Laboratory of Mechanics and Control for Aerospace Structures Key Laboratory for Intelligent Nano Materials and Devices of Ministry of Educationand Institute for Frontier ScienceNanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China

双层石墨烯中扭转诱导的晶格失配会导致摩尔纹图案并产生具有强关联效应的平带,但这需要复杂的过程来精确控制扭转角度,这里,通过分别沿两个不同的扶手椅方向单轴拉伸上下层石墨烯,我们提出了一种不同的方法来生成双层石墨烯中的六边形... 详细信息

双层石墨烯中扭转诱导的晶格失配会导致摩尔纹图案并产生具有强关联效应的平带,但这需要复杂的过程来精确控制扭转角度,这里,通过分别沿两个不同的扶手椅方向单轴拉伸上下层石墨烯,我们提出了一种不同的方法来生成双层石墨烯中的六边形摩尔纹.两个石墨烯层之间的变形导致了等效于扭角石墨烯中的错位角,异质应变诱导的摩尔纹在费米能级附近产生平带,表现出和扭角双层石墨烯等效的电子性质.我们证明2.1%异质应变下的电子平带等价于1.05°第一魔角下的能带.然而,由于单轴应变,狄拉克点相对于K点轻微偏移,将平带分成两个相隔18meV的分别位于费米能级上方和下方的范霍夫奇点峰.我们的研究结果提出了一种控制自然双层石墨烯电子强关联性的可能方法.

关键词：电子强关联双层石墨烯费米能级摩尔纹扭转角度狄拉克点单轴拉伸单轴应变

Rijke管中声动能对乙炔扩散火焰碳烟抑制的影响

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Rijke管中声动能对乙炔扩散火焰碳烟抑制的影响

作者：楼汉青浙江科技大学

学位级别：硕士

随着产业的工业化,大气污染日渐严重,如何有效的抑制碳烟已经成为了关键问题。通过声场振荡强迫火焰振荡的脉动燃烧可以增强燃烧场的传热与传质,增加燃烧效率,从而有效的减少碳烟排放。但是现有的研究并不能完全解释声场中抑制碳烟的机... 详细信息

随着产业的工业化,大气污染日渐严重,如何有效的抑制碳烟已经成为了关键问题。通过声场振荡强迫火焰振荡的脉动燃烧可以增强燃烧场的传热与传质,增加燃烧效率,从而有效的减少碳烟排放。但是现有的研究并不能完全解释声场中抑制碳烟的机理,声场与火焰燃烧的响应研究并不充分。因此,对声场中抑制碳烟的机理的研究有助于开发一种新的燃烧方式,可以有效的抑制碳烟的生成和排放,提高燃料的利用效率。本文将对Rijke中声动能对乙炔扩散火焰碳烟抑制效率的影响进行研究,并深入分析乙炔扩散火焰在声场中的火焰响应。利用扬声器提供火焰与声波共振的初始扰动诱发可主动控制的脉动燃烧状态,深入探究了火焰相对位置、声学参数、燃烧器结构等因素对碳烟抑制效果的影响,并对火焰波动过程进行可视化分析,对希金斯管内声波和火焰的响应进行了讨论。得出了如下结论:(1)在共振频率时,碳烟抑制效率和声压急速上升。这被认为在共振频率时,Rijke管内的声波与Rijke管的震动发生了耦合,导致管内声压急速上升,致使火焰波动速度加快,从而达到了抑制碳烟的效果。此外,在较低的频率下,较小的声能和声压可以达到较高的碳烟抑制效率。这被认为在较低的频率下,粒子的振荡具有更长的周期,粒子以较长的周期作用于火焰,使得火焰波动的周期更长,使燃料与空气的接触更为密切,这增加了火焰的传热与传质,从而碳烟被更好的抑制了。(2)在相同的共振频率下,碳烟抑制效率随着声动能的上升而上升,在波节点,声动能达到最大值,碳烟抑制效率超过了99%。在不同的共振频率下,管内形成了不同的驻波形状,在167 Hz的共振基频下,管内的驻波呈现“半波”形状,而在346 Hz下,管内的驻波呈现“整波”形状。(3)碳烟抑制效率与恒定频率下的声动能呈正相关,并且,达到相同碳烟抑制效率所需的声动能相似。在相同的碳烟抑制效率下,与低频下的火焰相比,高频下的火焰需要更大的声动能来保持相同的火焰波动程度。

关键词：乙炔扩散火焰碳烟抑制效率声激励驻波场声动能

F-POSS透明疏水抗菌涂层的制备及其性能

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功能材料 2024年第9期55卷 9184-9190页

作者：王志曾祥会张荭杨震方伟杜星王大珩赵雷陈辉武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 江苏鸿晨集团有限公司江苏丹阳212300

以物理气相沉积的方式,将聚合的笼型半硅氧烷材料(F-POSS)和抗菌剂吡啶硫酮锌沉积到玻璃表面,利用FT-IR、SEM、UV-Vis对其组成、形貌、光学性能进行表征,并通过对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌进行细菌计数分析,对样品的抗菌能力进行了评估... 详细信息

以物理气相沉积的方式,将聚合的笼型半硅氧烷材料(F-POSS)和抗菌剂吡啶硫酮锌沉积到玻璃表面,利用FT-IR、SEM、UV-Vis对其组成、形貌、光学性能进行表征,并通过对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌进行细菌计数分析,对样品的抗菌能力进行了评估。结果表明,所制备的涂层表面平整具有基体玻璃90%的透明度与118°的水接触角。涂层拥有优良的耐磨、冲击能力,具有一定自修复能力,并且对酸碱、高温等苛刻条件表现出了极佳的稳定性。同时,对常见的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都能在24 h内达到超过98%的杀菌能力。

关键词：疏水涂层透光率防污抗菌

降雨时程分配对小流域山洪灾害临界雨量的影响——以滕家河流域为例

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济南大学学报（自然科学版） 2024年第4期38卷 399-405页

作者：张明芳桑国庆李福晨张士儒徐艳会山东省威海市水文中心山东威海264209 济南大学水利与环境学院山东济南250022 北京七兆科技有限公司北京100071

为了提高小流域山洪灾害预警准确率,以山东省威海市滕家河流域为例,研究小流域不同降雨时程分配对山洪灾害临界雨量预警指标的影响;首先基于现场调研以及一维水动力模型确定研究区的成灾水位及临界流量,基于历史降雨数据采用模糊识别法... 详细信息

为了提高小流域山洪灾害预警准确率,以山东省威海市滕家河流域为例,研究小流域不同降雨时程分配对山洪灾害临界雨量预警指标的影响;首先基于现场调研以及一维水动力模型确定研究区的成灾水位及临界流量,基于历史降雨数据采用模糊识别法确定雨峰靠前、雨峰靠中、雨峰靠后3种模式雨型进行降雨时程分配,采用美国陆军工程兵团水文工程中心流域性洪水模拟系统(HEC-HMS)模型计算产汇流,通过试算法计算不同雨型雨量对应的临界雨量,并分析不同降雨时程分配对临界雨量的影响,确定不同预警时段的临界雨量范围;采用历史数据对滕家河流域6 h临界雨量指标进行预警检验。结果表明:预警检验成功率为87.5%,效果较好;基于雨峰靠前模式雨型的临界雨量值普遍大于基于雨峰靠中、雨峰靠后模式雨型的,不同降雨时程分配对临界雨量产生较大影响。

关键词：山洪灾害临界雨量降雨时程分配滕家河流域

有效辩护原则的实践样态与制度完善——以审判阶段无罪判决为例

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江苏行政学院学报 2024年第1期 128-136页

作者：胡铭楼梦琳浙江大学光华法学院杭州310008

促进有效辩护是未来辩护制度发展的重要方向,提高无罪辩护的有效性是不可或缺的一环。基于裁判文书的经验研究显示,审判阶段的无罪辩护面临着受辩护主体制约、辩护模式僵化、辩护意见采信难等现实问题,与理想的有效辩护之间存在较大的... 详细信息

促进有效辩护是未来辩护制度发展的重要方向,提高无罪辩护的有效性是不可或缺的一环。基于裁判文书的经验研究显示,审判阶段的无罪辩护面临着受辩护主体制约、辩护模式僵化、辩护意见采信难等现实问题,与理想的有效辩护之间存在较大的差距。其背后可能的原因是,无罪辩护的动力不足,辩护律师的调查取证能力弱,法庭举证、质证环节流于表面,无罪辩护意见的沟通与反馈渠道受阻等。在以审判为中心的司法体制改革的大背景下,提高无罪辩护的质量应遵循有效辩护原则,一方面,通过增强内部动力、消除外部阻力的方式提高无罪辩护的意愿;另一方面,前移无罪辩护的介入时间,充分发挥法官在庭审过程中的引导与反馈作用,并辅之以完善的无罪辩护有效性评价体系与激励机制。

关键词：有效辩护无罪判决调查取证法庭质证

304不锈钢深孔枪钻加工钻削温度场分布与切屑成形过程研究

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304不锈钢深孔枪钻加工钻削温度场分布与切屑成形过程研究

作者：楼家成盐城工学院

学位级别：硕士

异丁基改性甲基铝氧烷的流动化学合成技术研究

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异丁基改性甲基铝氧烷的流动化学合成技术研究

作者：楼琳瑾浙江大学

学位级别：硕士

茂金属和后过渡金属催化剂体系因其优异的聚合物结构控制能力和出众的聚合活性,已成为聚烯烃生产技术的重要组成。在这类催化体系中,甲基铝氧烷（MAO）作为最关键的助催化剂,主要作用是使茂金属烷基化,形成阳离子活性种并使其稳定,同时... 详细信息

茂金属和后过渡金属催化剂体系因其优异的聚合物结构控制能力和出众的聚合活性,已成为聚烯烃生产技术的重要组成。在这类催化体系中,甲基铝氧烷（MAO）作为最关键的助催化剂,主要作用是使茂金属烷基化,形成阳离子活性种并使其稳定,同时重新活化已失活的活性种。MAO显著提高了催化剂的催化效率,虽然已在聚烯烃的生产过程中起到重要作用,但其在工业应用中还面临着多重挑战。MAO在多数烯烃聚合体系首选的脂肪烃溶剂中溶解度较低,通常需要存储在甲苯等毒性较大的芳香烃溶剂中,这限制了 MAO在聚合体系中应用的普适性。MAO稳定性较差,会随时间发生自聚集并形成凝胶析出,造成产品中的铝损失和失活变质。在烯烃聚合体系中,MAO通常需要高添加量,而制备MAO的主要原料三甲基铝（TMA）价格昂贵,且目前传统工艺MAO收率均低于60%,由***公司出售的10 wt%MAO/甲苯溶液价格高达50万元/吨。因此,对MAO进行改性,得到经济性更好、在脂肪烃溶剂中溶解性更高和稳定性更高的改性甲基铝氧烷（MMAO）,并进一步扩大其适用的烯烃聚合体系,具有重要的科学价值。针对上述问题,本论文通过引入高碳数烷基基团,应用流动化学合成技术实现多种烷基铝共同水解的MMAO制备。本研究提出的MMAO合成策略是,选用甲基环己烷为溶剂,先在微反应器中水解三异丁基铝（TIBA）制得异丁基铝氧烷（IBAO）,再使IBAO与TMA在线混合形成IBAO-TMA络合物,最后将此络合物可控地水解,得到异丁基改性的MMAO产品。MMAO作为多种烷基铝复杂水解过程中的中间产物,接触过量的水会进一步水解生成低值氢氧化铝沉淀,因此成功合成MMAO的关键在于对每一步水解反应的精准控制。此外,结合具有本质安全、传质传热强化与精准控制反应等特性的微反应器/流动化学技术,对高效制备异丁基改性的MMAO至关重要。本论文首先设计了微液滴发生器,通过制备尺寸均一的微水滴实现对烷基铝水解过程的精准控制,设计流动化学反应器基于“两步水解法”成功合成了 MMAO,并利用多种分析方法及乙烯聚合体系对MMAO产品的理化性质和助催化活性进行分析,最后选用合成的最优MMAO产品,进一步通过高压乙烯四聚制备1-辛烯的聚合反应对产品性能进行评价。主要研究结论如下:1)设计了易放大的毛细管嵌入式微液滴发生器,为MMAO合成提供了制备均一微水滴的方法。通过高速相机实时观测微液滴的生成过程,揭示了两相流速、连续相溶剂、毛细管/微通道尺寸结构对微液滴尺寸的影响规律,对MMAO合成中的微水滴引入方式、流速控制及反应器设计提供了理论支持。结果表明,在MMAO合成中可优选内嵌毛细管内径50 μm,毛细管外径150 μm,嵌套外管内径500 μm的设备组合。此外,为后续MMAO产量放大,本论文也通过三根毛细管的轴向错位并联实现了微液滴发生器的放大并进行了性能评估,结果显示,在连续相流速/分散相流速比值为12.0时,基于三根毛细管的微液滴发生器中液滴生成频率可达1260 Hz,其中直径～30μm的液滴占比接近65%,同等条件下较单根管微液滴发生器的液滴生成频率提高27倍,有效实现了微液滴的高通量制备。2)基于开发的微液滴发生器,以甲基环己烷为溶剂,提出了“两步水解法”的MMAO连续合成策略,并逐一探究了两步水解过程中的最佳合成条件。结果表明,在第一步水解制备IBAO中,HO/TIBA为0.70时IBAO收率达到99.5%;TIBA质量分数为12.65 wt%时,IBAO产能最高;停留时间为7.26 s时,IBAO收率高,在铁系催化剂中的乙烯齐聚助催化活性高达4300 kg（mol Fe）h。第二步水解制备MMAO时,TIBA掺杂比例、水铝比、停留时间、IBAO与TMA混合时的加热温度等都对提高MMAO收率和活性十分重要。当TIBA掺杂比例为30%、HO/TMA为0.70、停留时间为21.16 s时,将制得的样品真空干燥至烷基铝含量为23 wt%,MMAO表现出最佳活性。在优选条件下,合成的MMAO收率为67%,性能与市售的MMAO-3A相当。3)基于自主合成的MMAO研究了高压下乙烯四聚制备1-辛烯的反应,揭示了反应温度、压力、催化剂浓度及其种类和溶剂对聚合反应活性、1-辛烯选择性和产物正构率的影响规律。结果表明,随反应温度升高,1-辛烯的选择性与聚合活性均先升高后下降,最佳反应温度为45℃;当反应压力增加至50 bar时,1-辛烯选择性先增后减;在反应压力45 bar时,1-辛烯选择性为71%。此外,探究了乙酰丙酮铬最佳浓度和溶剂选择对聚合活性与1-辛烯选择性的影响规律,对于自制的MMAO,最佳催化剂浓度为0.0001 mol/L,此时催化活性为117832 g（g Cr）h。在本反应体系中,MMAO相比MAO有更高的

关键词：微液滴制备流动化学技术反应器设计改性甲基铝氧烷(MMAO) 乙烯四聚反应