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借用生活中的现象培养学生科学素养

小学科学 2025年第5期 115-117页

作者：尹承浩济南市章丘区实验小学山东

科学素养是基础教育的重要目标,《义务教育科学课程标准(2022年版)》指出科学素养的具体内容为科学观念、科学思维、探究实践和态度责任。文章结合具体案例,探讨了如何借用生活中的科学现象来激发学生的学习兴趣,培养其科学素养。

关键词：小学科学科学现象科学素养

织构化Ti-6Al-4V表面热氧化膜的制备及摩擦学性能

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材料工程 2025年

作者：王校益徐志彪陆浩文曾心怡谢森吴昊李卫五邑大学轨道交通学院广州航海学院智能制造学院广州航海学院船舶与海洋工程学院广东省高校海洋严酷环境使役材料与运维装备重点实验室岭南师范学院机电工程学院

采用激光加工技术在Ti-6Al-4V合金表面织构沟槽型微结构，利用热氧化技术在织构试样表面制备氧化膜。通过摩擦磨损实验，研究Ti-6Al-4V合金经不同表面技术处理后在室温干摩擦工况下的摩擦学性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱仪(E... 详细信息

采用激光加工技术在Ti-6Al-4V合金表面织构沟槽型微结构，利用热氧化技术在织构试样表面制备氧化膜。通过摩擦磨损实验，研究Ti-6Al-4V合金经不同表面技术处理后在室温干摩擦工况下的摩擦学性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱仪(EDS)、三维测量显微镜、显微维氏硬度仪等分析试样磨损实验前的表面形貌、截面形貌、元素分布、表面显微硬度以及磨损后的微观形貌、磨痕三维形貌等，揭示激光织构复合热氧化处理相较于单一激光织构或热氧化处理的优势以及减摩、抗磨作用机理。结果表明：激光织构复合热氧化试样相较于另两种单一处理试样的摩擦因数波动较小且稳定，当法向载荷为3 N时，与单一激光织构试样和单一热氧化试样相比磨损率分别下降66%，68%。当法向载荷增大到10 N时，与单一激光织构试样和热氧化试样相比磨损率分别下降27%，38%。且激光织构复合热氧化试样表面磨粒磨损现象消失，黏着磨损现象降低，可兼具单一激光织构试样捕获磨屑的能力和单一热氧化试样优异的承载能力，从而对基体形成多重保护机制，很好地提升干摩擦工况下Ti-6Al-4V合金表面的摩擦学性能。

关键词： Ti-6Al-4V 激光织构热氧化摩擦磨损磨损机制

功角摇摆与新能源低穿控制切换耦合诱导的同步机暂态功角多摆失稳机理

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中国电机工程学报 2025年

作者：李秉芳杨松浩胡艺雯郝治国张宇博赵明西安交通大学南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司)

系统受扰后，同步机功角摇摆引起相邻新能源并网点电压波动，可能周期性地触发其低电压穿越控制。而新能源低穿控制的切入和退出又会影响同步机的功角摇摆动态，引发暂态功角失稳风险。为探究同步机首摆稳定前提下后续摇摆过程中新能源... 详细信息

系统受扰后，同步机功角摇摆引起相邻新能源并网点电压波动，可能周期性地触发其低电压穿越控制。而新能源低穿控制的切入和退出又会影响同步机的功角摇摆动态，引发暂态功角失稳风险。为探究同步机首摆稳定前提下后续摇摆过程中新能源低穿切换对同步机功角稳定性的影响，本文首先建立了新能源与同步机联合送出系统的暂态稳定分析模型；然后，推导了同步机功角与新能源并网点电压的解析关系，给出了状态量表征的低穿控制切换条件；接着，基于暂态能量函数法分析了周期性低穿控制切换过程中同步机暂态能量的变化，进而揭示了同步机多摆失稳机理；之后，提出了该切换系统保守稳定边界的评估方法；最后，时域仿真验证理论分析的正确性。

关键词：暂态功角稳定性周期性失稳新能源发电低电压穿越控制暂态能量函数

BFRP筋混凝土梁极限承载力试验与理论研究

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复合材料学报 2025年

作者：颉浩儒陈万祥王智博周新军陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾全国重点实验室中山大学土木工程学院隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室

玄武岩纤维复合材料（Basalt Fiber Reinforced Polymer，BFRP）筋是一种取代钢筋用于海洋工程的理想新材料，引起了工程界的广泛关注。本文对18根BFRP筋混凝土梁和2根钢筋混凝土梁进行四点抗弯试验，研究了配筋率、混凝土强度、BFRP筋... 详细信息

玄武岩纤维复合材料（Basalt Fiber Reinforced Polymer，BFRP）筋是一种取代钢筋用于海洋工程的理想新材料，引起了工程界的广泛关注。本文对18根BFRP筋混凝土梁和2根钢筋混凝土梁进行四点抗弯试验，研究了配筋率、混凝土强度、BFRP筋直径及锚固方式对结构抗弯性能的影响，得到了BFRP筋混凝土梁的荷载-位移曲线及破坏形态，分析了开裂荷载、极限弯矩、跨中位移等抗弯性能参数，定量评估了BFRP筋混凝土梁极限承载力。根据本文试验结果及国内外学者89根FRP筋混凝土梁的相关试验数据，提出了一种基于试验数据的抗弯承载力计算方法，试验验证了预测公式的可靠性和预测精度。结果表明，粘结力是影响BFRP筋混凝土梁极限承载能力的关键因素，在一定范围内增加配筋率可改善粘结力，提高BFRP筋混凝土梁的极限承载力。此外，锚固方式显著影响BFRP筋混凝土梁的粘结力和抗裂性能，但对极限承载力的影响较小。计算时考虑上部纵筋因素能够更准确地反映BFRP筋混凝土梁的实际抗弯承载能力。本文通过引入无量纲化参数μp，建立了不同破坏区间等效受压区高度x与μp之间的计算公式。理论计算表明，过渡区的弯矩预测值较现行规范计算值偏保守，而受压区的弯矩预测值则偏高。预测公式较为简洁，物理意义明确，与试验值相比平均误差为8.6%，方差为0.062，表明本文计算方法与试验数据吻合较好，为BFRP筋混凝土梁抗弯承载力评估提供了一种有效途径。

关键词： BFRP筋混凝土梁极限承载力试验研究理论研究

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环形平面喷涂成膜特性数值模拟

中国表面工程 2025年

作者：王祎浩曾永龙胡惊雷但斌斌冯鹏云都李平武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室宝钢股份中央研究院武钢有限技术中心宝钢股份武汉钢铁有限公司硅钢部

取向硅钢是一种重要的软磁合金，主要用于大中型变压器和大型电机，经过大量技术分析和工艺验证，退火前，在钢卷端面喷涂一层MgO抑制剂，能够提高取向硅钢边部的材料塑性，减少边裂的产生。为探究钢卷环形端面不同喷涂位置的成膜特性... 详细信息

取向硅钢是一种重要的软磁合金，主要用于大中型变压器和大型电机，经过大量技术分析和工艺验证，退火前，在钢卷端面喷涂一层MgO抑制剂，能够提高取向硅钢边部的材料塑性，减少边裂的产生。为探究钢卷环形端面不同喷涂位置的成膜特性，本文采用欧拉-拉格朗日法建立环形平面喷涂雾化流场模型，分别从扩散区和成膜区气相流场的变化情况以及液膜的形状和厚度分布情况，分析环形平面不同位置区域喷涂成膜特性。结果表明：流场特性方面，在扩散区，三个不同喷涂位置在长轴截面和短轴截面气相速度分布情况基本一致，长轴截面内均为扇形状，短轴截面内均为射流状；在成膜区，受被喷涂面形状的影响，三个不同喷涂位置在长轴截面和短轴截面气相速度分布情况存在较大差异。涂膜特性方面，中径位置液膜为椭圆状，内、外径位置液膜均为半椭圆状；对比中径位置，内、外径位置液膜存在沿边界扩散现象；三个不同喷涂位置的液膜沿长轴方向的膜厚变化均呈单峰状，沿短轴方向的膜厚变化中径位置呈单峰状，内、外径位置均呈双峰状。

关键词：喷涂成膜喷雾流场欧拉-拉格朗日法数值模拟环形平面

CLM5.0对青藏高原冻融过程土壤温湿度的模拟及评估

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高原气象 2025年第1期44卷 32-45页

作者：张哲浩赖欣张戈姚思源张粟瑜成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室/气候与环境变化联合实验室/成都平原城市气象与环境四川省野外科学观测研究站四川成都610225

利用1979-2018年中国区域地面气象要素驱动数据集(0.1°×0.1°)作为大气强迫资料,驱动CLM5.0(Community Land Model version 5.0)模拟了青藏高原地区1979-2018年的土壤温湿度变化。将土壤冻融过程划分为冻结期和非冻结期,通过两个阶段... 详细信息

利用1979-2018年中国区域地面气象要素驱动数据集(0.1°×0.1°)作为大气强迫资料,驱动CLM5.0(Community Land Model version 5.0)模拟了青藏高原地区1979-2018年的土壤温湿度变化。将土壤冻融过程划分为冻结期和非冻结期,通过两个阶段的CLM5.0模拟与站点观测资料、同化资料(GLDAS-Noah)、卫星遥感资料(MODIS土壤温度资料和ESA CCI-COMBINED土壤湿度资料)的对比验证,探讨CLM5.0模拟土壤温湿度在青藏高原的适用性。结果表明:(1)CLM5.0可较准确地描述站点土壤温湿度的动态变化,CLM5.0模拟的土壤温湿度与观测资料具有一致的变化特征且数值上较为接近。CLM5.0模拟的准确性高于GLDAS-Noah。CLM5.0对站点土壤温度的描述更为准确。(2)CLM5.0能够较准确地描述高原冻融过程中的土壤温湿度特征,CLM5.0模拟土壤温湿度与MODIS和ESA CCICOMBINED遥感资料在高原总体呈显著正相关,相关系数大多在0.9以上。CLM5.0对土壤温度的模拟能力相对较好,对非冻结期土壤湿度的模拟能力优于冻结期。CLM5.0整体高估了土壤温度,平均偏差大多在0~4℃之间。土壤湿度的平均偏差大多在-0.1~0.1 m^(3)·m^(-3)之间,非冻结期的平均偏差相对较小。(3)CLM5.0模拟、GLDAS-Noah、MODIS和ESA CCI-COMBINED遥感资料的土壤温湿度均具有相似的空间分布,其中土壤温度空间分布特征相似度更高。CLM5.0具有较高的空间分辨率和更为精细的土壤分层,对土壤温湿度细节的刻画更为完善。(4)CLM5.0模拟资料在高原整体呈增温变干趋势,MODIS和ESA CCI-COMBINED遥感资料整体呈增温增湿趋势。CLM5.0模拟的土壤温度变化趋势相对准确,土壤湿度的变化趋势则存在较大偏差。

关键词：青藏高原 CLM5.0模拟冻融过程土壤温湿度

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弹体高速冲击下结构动态响应敏感性分析研究

弹箭与制导学报 2025年

作者：李文鹏廉浩杰刘正和徐延明太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室黄淮学院河南省结构力学与仿真计算国际联合实验室

针对高速冲击下结构动态响应难以有效分析的问题，本文提出了一种基于物质点法（MPM）和稀疏多项式混沌展开（sPCE）的自适应敏感性分析方法，以解决结构响应中的不确定性和敏感性问题。首先，通过MPM对弹体的高速冲击过程进行模拟，揭... 详细信息

针对高速冲击下结构动态响应难以有效分析的问题，本文提出了一种基于物质点法（MPM）和稀疏多项式混沌展开（sPCE）的自适应敏感性分析方法，以解决结构响应中的不确定性和敏感性问题。首先，通过MPM对弹体的高速冲击过程进行模拟，揭示了结构应变能随时间的演化规律。其次，基于sPCE方法建立代理模型，对影响结构动态响应的关键参数进行分析，评估各参数对结构行为的敏感性。最后，通过弹体碰撞与侵彻两类数值实验验证了所提出方法的有效性。结果表明，材料内部属性在结构响应中起主导作用，着角与着靶速度的耦合作用在特定条件下表现出强烈的非线性特征。研究结果为高速冲击下结构的优化设计提供了重要的理论支持，同时证明了sPCE在敏感性分析中的准确性与应用价值。

关键词：高速冲击应变能物质点法稀疏多项式混沌展开敏感性

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喷印金属微滴撞击粗糙表面的分子动力学模拟

原子与分子物理学报 2025年第4期42卷 73-80页

作者：苏仁健陈小勇游自浩桂林电子科技大学机电工程学院桂林541004 广西制造系统与先进制造技术重点实验室桂林541004

研究金属微滴撞击固体表面的行为对预测微滴形态和实现高精度的喷印制造具有重要的意义.然而,由于微纳尺度下金属微滴撞击实验的难以开展,目前涉及金属微滴撞击粗糙表面的形态变化和热毛细效应机理尚不清楚.本文采用分子动力学模拟研究... 详细信息

研究金属微滴撞击固体表面的行为对预测微滴形态和实现高精度的喷印制造具有重要的意义.然而,由于微纳尺度下金属微滴撞击实验的难以开展,目前涉及金属微滴撞击粗糙表面的形态变化和热毛细效应机理尚不清楚.本文采用分子动力学模拟研究了镓铟微滴撞击粗糙表面的动态行为,定量分析了撞击速度、粗糙结构和不同温度对微滴撞击行为的影响.结果表明:随着撞击速度的提高,微滴先后呈现沉积、弹跳和破碎飞溅三种模式,且微滴的最大铺展因子与韦伯数呈幂函数关系.此外,通过修饰基底粗糙结构发现,结构间距或高度的变化对微滴的弹跳行为存在不同的影响机制,可以有效促使或抑制微滴的弹跳行为.最后,分析得出随着温度的提高,微滴的铺展直径会变大,产生的黏性耗散也会增大.研究结果对金属微滴撞击行为的有效预测提供了理论基础.

关键词：金属微滴撞击粗糙基底分子动力学

三种外源植物生长物质对玉米幼苗耐寒性的影响

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作物杂志 2025年

作者：金梓浩赵文清王芳王威彭云玲常芳国甘肃农业大学农学院甘肃省干旱生境作物学重点试验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点试验室

以玉米低温敏感自交系T165为试材，10 ℃模拟低温胁迫，用不同浓度的5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）、茉莉酸甲酯（MeJA）和独脚金内酯（SL）进行灌根，测定与幼苗耐寒性相关的12个生长生理指标，比较不同处理间指标的综合差异性。结果表明，1... 详细信息

以玉米低温敏感自交系T165为试材，10 ℃模拟低温胁迫，用不同浓度的5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）、茉莉酸甲酯（MeJA）和独脚金内酯（SL）进行灌根，测定与幼苗耐寒性相关的12个生长生理指标，比较不同处理间指标的综合差异性。结果表明，1-30 mg/L的5-ALA、0.1-20 mg/L的MeJA和0.05-0.4 mg/L的SL能促进低温下玉米幼苗地上部及地下部物质积累和渗透调节物代谢，增强细胞质膜稳定，缓释效果随浓度呈现先增后减的趋势。主成分分析显示5-ALA最佳低温胁迫缓释浓度为20 mg/L，综合评价值（D）为2.72；MeJA最佳低温胁迫缓释浓度为1 mg/L，综合评价值（D）为2.24；SL最佳低温胁迫缓释浓度0.3 mg/L，综合评价值（D）为3.01。

关键词：玉米低温胁迫外源物质缓解效应