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基于柔性传感技术的高速列车轮轨力在线监测方法

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中国科学：技术科学 2024年第3期54卷 545-552页

作者：陈思宇刘亚风付从艺王海瑞陈颖陆炳卫马寅佶王禾翎冯雪清华大学航天航空学院北京100084 清华大学柔性电子技术实验室北京100084 浙江清华柔性电子技术研究院嘉兴314000

监测轮轨力信号对于保障高速列车的安全运行、提高轨道线路的质量管理具有重要意义.然而,现有的轮轨力测试方法不能保证车轮在任意旋转角度下的测试精度与灵敏度,难以实现列车在高速行驶过程中轮轨力的实时连续测量.本文基于柔性电子技... 详细信息

监测轮轨力信号对于保障高速列车的安全运行、提高轨道线路的质量管理具有重要意义.然而,现有的轮轨力测试方法不能保证车轮在任意旋转角度下的测试精度与灵敏度,难以实现列车在高速行驶过程中轮轨力的实时连续测量.本文基于柔性电子技术设计了一款新型轮轨力传感器,在柔性衬底上设计环形应变栅结构,利用金属的压阻效应,获取环形区域内的整体变形随轮轨力变化的情况.垂向加载实验结果表明,柔性轮轨力传感器不仅具有良好的线性度,且在循环加载测试中表现出优异的稳定性和可重复性.更重要的是,该柔性轮轨力传感器能保证车轮在旋转任意角度情况下的测试精度与灵敏度.有限元仿真结果表明,在车轮内外两侧相对轴心等距离处布置柔性环形传感器,通过两侧传感器的输出信号可实现对轮轨横向力和垂向力的有效解耦.配合无线传感技术,柔性轮轨力传感器可实现高速列车轮轨力实时连续监测,对我国发展下一代智能高铁具有重要意义.

关键词：智能高铁健康监测轮轨力柔性电子传感器

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光电-静电复合驱动器的驱动性能

浙江大学学报（工学版） 2022年第1期56卷 178-185页

作者：吕振王新杰刘亚风赵勇筌南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

基于镧改性锆钛酸铅陶瓷(PLZT)的光电效应,提出具有倾斜下电极的新型光电-静电复合驱动器,通过闭环控制仿真研究该驱动器的驱动性能.构建光照和光停阶段光电-静电复合驱动器的数学模型,对所构建的光生电压数学模型进行参数识别.建立光电... 详细信息

基于镧改性锆钛酸铅陶瓷(PLZT)的光电效应,提出具有倾斜下电极的新型光电-静电复合驱动器,通过闭环控制仿真研究该驱动器的驱动性能.构建光照和光停阶段光电-静电复合驱动器的数学模型,对所构建的光生电压数学模型进行参数识别.建立光电-静电复合驱动器输出位移的闭环控制模型,对不同辐射照度下具有不同倾斜角下电极的驱动器进行位移闭环控制仿真分析.结果表明,当目标位移和辐射照度一致时,具有倾斜下电极结构的光电-静电复合驱动器输出位移的响应时间约为平行下电极结构的45%.光电-静电复合驱动器输出位移的响应时间与辐射照度和下电极倾斜角成正相关变化,输出位移的控制精度与辐射照度和下电极倾斜角成反相关变化.

关键词： PLZT陶瓷光电-静电闭环控制倾斜下电极驱动器

高稳定、低电阻聚多巴胺甲基丙烯酰胺-聚丙烯酰胺水凝胶及其在脑机接口中的应用

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Science China Materials 2022年第8期65卷 2298-2308页

作者：刘兰兰刘亚风唐瑞涛艾骏马寅佶陈颖冯雪 Institute of Flexible Electronics Technology of THU ZhejiangJiaxing Key Laboratory of Flexible Electronics based Intelligent Sensing and Advanced Manufacturing TechnologyJiaxing 314000China AML Department of Engineering MechanicsCentre for Flexible Electronics TechnologyTsinghua UniversityBeijing 100084China Qiantang Science and Technology Innovation Center Hangzhou 310016China College of Aerospace Engineering Chongqing UniversityChongqing 400044China

硬质金属电极与柔软人体皮肤之间的界面失效会导致脑机接口器件的信号漂移和性能不稳定,影响脑电信号的精确采集.本研究设计并制备了一种聚多巴胺甲基丙烯酰胺-聚丙烯酰胺(PDMA-PAAM)水凝胶.将多巴胺引入到聚丙烯酰胺水凝胶中,通过多巴... 详细信息

硬质金属电极与柔软人体皮肤之间的界面失效会导致脑机接口器件的信号漂移和性能不稳定,影响脑电信号的精确采集.本研究设计并制备了一种聚多巴胺甲基丙烯酰胺-聚丙烯酰胺(PDMA-PAAM)水凝胶.将多巴胺引入到聚丙烯酰胺水凝胶中,通过多巴胺的氨基与邻苯二酚基团在有机-无机界面上建立共价和非共价相互作用提高了界面粘结力.金属电极与人体皮肤之间形成了强附着和有效模量过渡体系,PDMA-PAAM水凝胶与猪皮之间的剥离力达到22 N m^(-1).此外,通过添加氯化钠和甘油,PDMA-PAAM水凝胶具有稳定的电导率和室温下60天以上的长期使用寿命.将本研究制备的PDMA-PAAM水凝胶集成在柔性金电极上用于脑机接口,采集到的脑电信号强度和波形与同类商用产品基本一致,且PDMA-PAAM水凝胶柔性电极具有更稳定的界面.

关键词：甲基丙烯酰胺聚丙烯酰胺水凝胶非共价相互作用金属电极脑机接口商用产品柔性电极低电阻

基于数学建模方法的工程数学课程教学改革试点研究——以电子信息专业研究生为例

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大学教育 2023年第20期 46-48,52页

作者：刘亚风西南大学人工智能学院重庆400715

基于工程数学课程发展和创新人才培养的需要,高校进行工程数学课程的教学改革试点研究具有现实意义。文章以高校学生为主体,改革教学模式和考核模式,实现以主动学习、适度竞争、过程管理、目标考核为宗旨的教学逻辑改革,探索新工科背景... 详细信息

基于工程数学课程发展和创新人才培养的需要,高校进行工程数学课程的教学改革试点研究具有现实意义。文章以高校学生为主体,改革教学模式和考核模式,实现以主动学习、适度竞争、过程管理、目标考核为宗旨的教学逻辑改革,探索新工科背景下的工程数学课程人才培养模式,以促进高校学生创新思维能力的发展。

关键词：高等教育教学理论工程数学数学建模

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安徽省“碳达峰”实现路径的研究

环境污染与防治 2022年第5期44卷 694-698页

作者：王以恒王晓辉刘亚风张威振刘亚萍北京林业大学环境科学与工程学院北京100089 安徽省环境科学研究院安徽合肥230000 成都理工大学生态环境学院四川成都610059

针对中国提出2030年实现“碳达峰”的目标,作为处于工业化中期的内陆省份,安徽省面临着巨大的减碳压力。分析了安徽省2015—2019年碳排放总量和排放强度变化,对安徽省碳排放现状进行了分析讨论,并以2019年为基准年,依据对数平均迪氏指数... 详细信息

针对中国提出2030年实现“碳达峰”的目标,作为处于工业化中期的内陆省份,安徽省面临着巨大的减碳压力。分析了安徽省2015—2019年碳排放总量和排放强度变化,对安徽省碳排放现状进行了分析讨论,并以2019年为基准年,依据对数平均迪氏指数法(LMDI)分解模型预测了基准情景、柔性低碳情景和刚性低碳情景下安徽省2020—2035年碳排放量。最后,针对安徽省实现2030年“碳达峰”所面临的问题,从多方面提出了安徽省“碳达峰”实现路径。研究结果有利于安徽省低碳经济的可持续发展,为安徽省碳排放达峰提供了切实可行的对策措施。

关键词：安徽省碳达峰实现路径 LMDI 分解模型

航空发动机涡轮盘用GH4133B合金蠕变疲劳损伤与微观机理研究

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航空发动机涡轮盘用GH4133B合金蠕变疲劳损伤与微观机理研究

作者：刘亚风湘潭大学

学位级别：硕士

随着科学技术的日新月异,我国航空工业的发展进入了崭新时期。现代航空发动机的实际应用对高温合金提出了更高的要求,因此必须对其各方面的综合性能进行全方位的考量。与常温情况相比,高温情况下材料的作用机理有很大的区别,表现在一定... 详细信息

随着科学技术的日新月异,我国航空工业的发展进入了崭新时期。现代航空发动机的实际应用对高温合金提出了更高的要求,因此必须对其各方面的综合性能进行全方位的考量。与常温情况相比,高温情况下材料的作用机理有很大的区别,表现在一定力作用下,材料会产生蠕变损伤、蠕变疲劳损伤、热学力学化学耦合损伤。一般情况下,研究高温环境下的裂纹扩展,可以运用线性叠加原理。但是,因蠕变与疲劳之间存在影响,所以不能忽略二者的交互作用。本文将讨论材料的疲劳损伤机理和蠕变疲劳交互作用损伤微观作用机理,主要包括蠕变疲劳损伤理论分析、试验研究以及微观作用机理等三个方面。以航空发动机涡轮盘用GH4133B合金为研究对象,本文在有氧环境中开展了疲劳损伤与蠕变疲劳损伤试验,分析室温与高温情况下微观损伤机理的区别;蠕变疲劳试验完成后,运用SEM扫描电子显微镜和EDS能谱仪对其断口进行扫描分析。得到结论如下:1.高温下变形合金GH4133B的蠕变量随疲劳周次不断变化。材料蠕变主要分为三个阶段,包括快速增长阶段、稳定阶段、加速增长阶段。对材料稳定阶段进行进一步的观察可以发现,由于材料内部滑移,材料在稳定阶段的蠕变量有明显的阶跃现象,即在某一时刻材料的蠕变量突然增加的现象。2.高温下材料的蠕变疲劳交互作用会加速材料的劣化过程,急剧降低材料的使用寿命。同时,要发生蠕变疲劳交互作用需要满足一定的外部条件。一、材料在应力比为0.1附近时,容易发生蠕变疲劳交互作用,即蠕变参量与疲劳参量比例为0.8左右时,容易发生蠕变疲劳交互作用;二、材料要发生剧烈的蠕变疲劳交互作用,必须具有较大的蠕变应力值。试验结果表明,这个应力值为330MPa左右。3.综合观察断口形貌可以发现,在应力比为0.1附近时断口的蠕变空洞最大,这可能是因为当应力比为0.1左右时,材料发生了剧烈的蠕变疲劳交互作用,循环应力使材料形成大量的空洞,而蠕变应力使这些空洞长大并汇合。4.与常温条件下的疲劳断口相比,高温下疲劳源区的区域变窄。高温下二次裂纹明显较多,可能是由于蠕变空洞汇合导致二次裂纹的数量增加;常温下瞬断区的韧窝与高温下断口的蠕变空洞结构相似,但高温下的蠕变空洞尺寸更大;常温下韧窝的大小主要与应力的大小有关,随着应力的增大,韧窝的尺寸逐渐减小;而高温下蠕变空洞的大小表现出与常温相反的性质,随着加载应力的增加蠕变空洞的尺寸也随着增加,同时,当发生剧烈的蠕变疲劳交互作用时,蠕变空洞尺寸会得到显著的增加。5.氧元素含量与裂纹扩展方向有关,越接近裂纹形核处,氧元素含量就越高,沿裂纹扩展方向,氧元素含量逐渐减少。同时,在同一裂纹长度的不同位置,氧元素含量相当,说明氧元素含量与裂纹长度有关,与垂直裂纹扩展方向的相关性较弱。

关键词：蠕变疲劳损伤断裂高温合金蠕变疲劳交换作用

阳离子固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定皮革制品中的4种三取代有机锡化合物

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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色谱 2010年第9期28卷 867-871页

作者：祝伟霞刘亚风杨冀州河南出入境检验检疫局河南郑州450003

建立了超高效液相色谱-串联质谱测定皮革制品中三丁基锡、三苯基锡、双-三苯基锡氧化物、三环锡等4种三取代有机锡化合物(TOT)的方法。采用盐酸溶液提取皮革制品中的有机锡化合物,使其呈阳离子态,经阳离子固相萃取净化,有机锡化合物在... 详细信息

建立了超高效液相色谱-串联质谱测定皮革制品中三丁基锡、三苯基锡、双-三苯基锡氧化物、三环锡等4种三取代有机锡化合物(TOT)的方法。采用盐酸溶液提取皮革制品中的有机锡化合物,使其呈阳离子态,经阳离子固相萃取净化,有机锡化合物在超高效C18色谱柱中完成分离,在正离子模式下采用多反应监测模式进行串联质谱测定。三丁基锡、三苯基锡、双-三苯基锡氧化物(以三苯基锡计)的定量限为10μg/kg,三环锡的定量限为20μg/kg;分别添加4种待测物于空白皮革样品中,加标回收率为54.1%～101.4%,相对标准偏差为4.3%～9.8%。实验结果表明,该方法简单、灵敏、准确,各项技术指标均满足国内外法规的要求,可用于皮革制品中4种三取代有机锡化合物残留的确证检测。

关键词：固相萃取超高效液相色谱-串联质谱法有机锡化合物皮革制品

基于PLZT/PVDF复合驱动的光控微镜平移机构

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上海交通大学学报 2018年第7期52卷 837-844页

作者：刘亚风王新杰陆飞王炅南京理工大学机械工程学院南京210094

针对目前微镜驱动存在的一些问题,提出了一种基于PLZT(锆钛酸铅镧陶瓷)/PVDF(聚偏氟乙烯)驱动的非接触式微镜平移机构.首先根据非接触式微镜平移机构各功能部件来确定总体的设计方案.然后对微镜平移机构进行理论分析和设计计算,确定微... 详细信息

针对目前微镜驱动存在的一些问题,提出了一种基于PLZT(锆钛酸铅镧陶瓷)/PVDF(聚偏氟乙烯)驱动的非接触式微镜平移机构.首先根据非接触式微镜平移机构各功能部件来确定总体的设计方案.然后对微镜平移机构进行理论分析和设计计算,确定微镜平移机构的尺寸参数.最后对总体机构的位移、应力进行有限元分析.分析结果表明,光控微镜平移机构计算结果与模拟结果具有较好的一致性,验证了平移机构设计的合理性和可行性.基于PLZT/PVDF驱动的微镜平移机构可实现二维运动并对微镜进行精确有效的位移控制,具有响应速度快、非接触式、远程控制和无电磁干扰等优点,可应用于独立的工作环境中.

关键词： PLZT(锆钛酸铅镧陶瓷)/PVDF(聚偏氟乙烯)驱动微镜平移机构微驱动非接触控制

城市工业区土壤重金属累积特征与来源解析——以上海市闵行区典型工业区为例

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环境化学 2023年第6期42卷 1886-1898页

作者：万梦雪焦文涛胡文友吕明超黄洪辉刘亚风中国科学院生态环境研究中心北京100085 中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所) 南京210008 广东省环境科学研究院广州510045 广东省渔业生态环境重点实验室(中国水产科学研究院南海水产研究所) 广州510300 复旦大学环境科学与工程系上海200438

为了掌握城市工业区土壤重金属污染状况与来源,以上海市闵行区典型工业区为例,对该工业区表层土壤(0—20 cm)重金属(As、Pb、Cu、Zn、Cr、Cd、Hg和Ni)的累积状况、空间分布特征与污染来源进行分析与评价.结果表明,土壤重金属As、Pb、Cu... 详细信息

为了掌握城市工业区土壤重金属污染状况与来源,以上海市闵行区典型工业区为例,对该工业区表层土壤(0—20 cm)重金属(As、Pb、Cu、Zn、Cr、Cd、Hg和Ni)的累积状况、空间分布特征与污染来源进行分析与评价.结果表明,土壤重金属As、Pb、Cu、Zn、Cr、Cd、Hg和Ni的含量均值分别为7.80、9.49、41.11、150.67、90.48、0.27、0.14、35.57 mg·kg^(-1).与上海市土壤背景值相比,除As、Pb外,其余重金属平均含量均高于其背景值.空间上,As元素含量的分布西部区域低于东部区域;Cr、Hg和Ni在空间分布上具有一定程度的相似性,在研究区东北部含量低于其他区域;Cr元素在空间上呈带状分布与局部岛状分布,位于研究区中部的工业区累积集中程度相对较高;Hg和Ni元素在空间上主要呈带状分布;Pb元素空间变异大,高值区位于东部的食品工业区和印刷工业区.综合单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和地累积指数评价结果表明,Zn、Cd和Cu的累积程度较高.总体上,研究区土壤重金属尚未达到污染水平.主成分-多元线性回归模型(PCA-MLR)表明,人为源占主体,约为93.2%.

关键词：工业区土壤重金属累积特征空间分布来源解析