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基于不同参数的3D打印混凝土基础性能试验研究

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基于不同参数的3D打印混凝土基础性能试验研究

作者：商雨晴安徽建筑大学

学位级别：硕士

3D混凝土打印技术虽然在建筑领域得到了一定范围的研究和运用,但是,目前制约其发展的关键问题在于缺少既具有良好的打印性能又具有足够力学性能的高强度和高延展性材料。本文结合安徽建工三建集团有限公司合肥理工学院施工项目,基于异... 详细信息

3D混凝土打印技术虽然在建筑领域得到了一定范围的研究和运用,但是,目前制约其发展的关键问题在于缺少既具有良好的打印性能又具有足够力学性能的高强度和高延展性材料。本文结合安徽建工三建集团有限公司合肥理工学院施工项目,基于异形复杂混凝土构件的3D混凝土模板需求,开展不同参数的3D打印混凝土基础性能试验研究。1.研究在实际施工环境下3D打印混凝土(3D Printed Concrete,3DPC)掺入硫铝酸盐水泥(Sulphated Aluminium Cement,SAC)的最佳比例,测试在不同环境温度下3DPC掺入不同比例的SAC的凝结时间,对应春夏秋冬的施工温度下的凝结硬化情况,得到凝结时间的变化规律并选取适宜SAC比例。结果表明:在冬季施工时,40%以下掺量的SAC并不能满足要求;在春秋季施工时,SAC最佳掺量为30%;当夏季施工时,SAC最佳掺量为15%—25%。2.研究3DPC中掺入不同比例的SAC的流动性能随时间变化规律和不同龄期的力学性能,测试3DPC中掺入不同比例的SAC的初始、经时流动度及粘聚高度,并通过经时流动度及其经时流动损失推导符合打印需求3DPC的初始流动度范围,测试SAC不同掺量下的3DPC的早期及后期力学性能。结果表明:当SAC掺量15%—30%时,3DPC均能满足流动性能要求;3DPC的力学性能在SAC掺量为10%时,其28d抗压和抗折强度达到最高分别为33.4Mpa、3.92Mpa,而后在SAC复掺比例为35%时,抗压和抗折强度降到最低。3.研究矿物掺合料硅灰、可分散性乳胶粉、偏高岭土对3DPC凝结时间、流动性能及力学性能的影响规律,通过正交试验的方法测试硅灰、可分散性乳胶粉、偏高岭土三个因素水平下3DPC的凝结时间、流动性能及力学性能。研究表明,硅灰对拌合物初凝时间以及开放时间、早期抗压强度影响程度最大;胶粉对拌合物初始流动度及初始粘聚高度影响程度最大;偏高岭土对拌合物后期抗压强度影响程度最大。4.研究聚丙烯腈纤维(Polyacrylonitrile fibers,PANF)对3DPC的流动性能、力学性能和微观形貌的影响并得到PANF的最佳长度及体积掺量。试验测定了掺入不同长度及体积掺量PANF的3DPC的流动性能、力学性能,分析不同配比下的挤出表观质量,并观察PAN纤维混凝土的微观形貌。研究表明:PANF最佳长度和体积掺量分别为12mm、0.1%,该配比下的流动度为167mm;通过扫描电镜(SEM)成像发现,PANF混凝土内部孔隙率较大且PANF表面粗糙。5.研究3D打印PAN纤维混凝土不同方向上的力学性能并分析各向异性,得到3DPC试件受力机理。通过控制变量法得到单层高度、挤出宽度和水平移动速度的最佳打印参数,切割试件得到3DPC试块,测试其X、Y、Z方向上的力学性能。研究表明:3DPC试块不同方向上的抗压、抗折分别最高达到44.2MPa、7.78MPa,相对于浇筑混凝土试块分别变化了-3.7%、14.7%。分析各向异性可得,抗压强度各向异性差异最为明显,考虑到是由于料浆挤出后PAN纤维沿着条带打印方向分布,从而沿X方向上增韧增强。图[38]表[17]参[67]

关键词： 3D打印混凝土试验研究性能分析各向异性

基于高光谱和卷积神经网络的西兰花农药残留检测

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食品工业科技 2024年

作者：王丹栾雨晴谭佐军魏薇华中农业大学信息学院华中农业大学工学院

农产品农药残留检测是保证农产品食用安全的重要环节，而传统检测方法步骤繁琐、成本高昂。本文利用高光谱技术结合机器学习算法和深度学习算法，以西兰花农药残留检测为样本，提供了一种简便快速、成本低、无损的西兰花农药残留检测方... 详细信息

农产品农药残留检测是保证农产品食用安全的重要环节，而传统检测方法步骤繁琐、成本高昂。本文利用高光谱技术结合机器学习算法和深度学习算法，以西兰花农药残留检测为样本，提供了一种简便快速、成本低、无损的西兰花农药残留检测方法。研究通过采集喷洒了不同种类农药和清水的西兰花样本400-1000nm高光谱图像，经过多元散射校正（MSC）、Savitzky-Golay卷积平滑（SG平滑）两种数据预处理方法，和主成分分析法（PCA）、竞争性自适应重加权算法（CARS）、连续投影算法（SPA）三种数据降维后，建立支持向量机（SVM）识别模型进行农药残留判别。得到SVM-SG-SPA组合判别效果最好，其对高效氯氰菊酯、毒死蜱、吡虫啉和清水的识别精度分别达到92.86%、 94.29%、91.43%和92.86%。用原始光谱数据建立一维卷积神经网络（1D-CNN）模型，其对高效氯氰菊酯、毒死蜱、吡虫啉和清水的识别精度达到94.29%、 95.71%、94.29%和97.14%，识别精度均高于SVM模型。结果表明，高光谱成像技术结合一维卷积神经网络的深度学习算法，不仅简化了对西兰花农药残留的识别过程，还提升了识别效率和识别精度。

关键词：高光谱技术西兰花农药残留识别卷积神经网络

辅助运动索驱并联机器人方案设计与动力学分析

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机械设计与制造 2024年

作者：赵振军臧雨晴章杰北方工业大学机械与材料工程学院

高龄化导致的脑卒中运动功能障碍患者需要借助于康复机构等进行辅助康复训练。设计一种辅助运动障碍患者从卧位到站立位基础姿态运动的四索驱并联机器人机构，利用电机驱动绞盘控制绳索伸长缩短辅助人体实现基础姿态的运动，绞盘缠绕处... 详细信息

高龄化导致的脑卒中运动功能障碍患者需要借助于康复机构等进行辅助康复训练。设计一种辅助运动障碍患者从卧位到站立位基础姿态运动的四索驱并联机器人机构，利用电机驱动绞盘控制绳索伸长缩短辅助人体实现基础姿态的运动，绞盘缠绕处为钢丝绳，钢丝绳下端连接橡皮绳分别牵引在辅助人体运动的关键节点处。对机构进行运动学分析，求解索长与牵引点位置坐标的雅克比矩阵，并对绳索牵引人体达到坐立位、站立位运动过程人体运动角度及角速度进行预定规划。为了考虑橡皮绳弹性的动力学影响，基于拉格朗日动力学进行系统动力学建模，并利用Simulink开展动力学仿真，分析机构牵引人体运动过程中起卧角度、角速度及膝盖屈直角度、角速度的变化规律。在系统动力学模型基础上，应用非线性前馈补偿的PID控制方法对绳索收放长度进行控制，使绳索牵引人体安全、平缓地达到期望轨迹及期望速度，确保人体的舒适性，并利用Lyapunov方法证明控制系统的稳定性。针对有无重力补偿项、柔索变刚度和人体不同质量参数等因素对系统动力学影响进行了仿真，通过对比分析验证了弹性绳作为执行机构的必要性及控制律设计的有效性和稳定性。

关键词：柔索并联机器人运动学分析动力学分析运动仿真前馈PID控制

Cr:ZnSe/S晶体特性及2-3μm中红外激光器研究进展

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激光与光电子学进展 2024年

作者：范梦瑶刘晶樊雨晴余婷戴博叶锡生中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部上海理工大学光电信息与计算机工程学院中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室中国科学院上海光学精密机械研究所王之江激光创新中心

2-3μm中波红外激光在医疗、环境监控和军事等方面都有着重要的应用。Cr:ZnSe和Cr:ZnS激光晶体在室温下具有较宽的吸收和发射谱、较大的吸收和发射截面等优势，其在2-3μm中波红外激光方面的应用受到了广泛的关注。本文介绍了Cr:ZnSe和C... 详细信息

2-3μm中波红外激光在医疗、环境监控和军事等方面都有着重要的应用。Cr:ZnSe和Cr:ZnS激光晶体在室温下具有较宽的吸收和发射谱、较大的吸收和发射截面等优势，其在2-3μm中波红外激光方面的应用受到了广泛的关注。本文介绍了Cr:ZnSe和Cr:ZnS激光晶体的特性和其对应的中波红外激光器的研究进展，并进行了总结与展望。

关键词： 2-3μm中波红外激光器 Cr:ZnSe激光晶体 Cr:ZnS激光晶体

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平板式永磁电动悬浮系统设计与实验研究

电工技术学报 2024年第5期39卷 1270-1283页

作者：石洪富邓自刚柯志昊向雨晴张卫华西南交通大学信息科学与技术学院成都610031 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031 西南交通大学机械工程学院成都610031

该文提出一种以汽车为载体的平板式永磁电动悬浮系统,并从结构设计、等效实验、原理样机测试三方面对电磁特性开展研究。首先,阐述系统的结构及原理,依托自主研制的最高时速600 km的动轨实验台,分析在固定参数下的电磁力特性和垂向自稳... 详细信息

该文提出一种以汽车为载体的平板式永磁电动悬浮系统,并从结构设计、等效实验、原理样机测试三方面对电磁特性开展研究。首先,阐述系统的结构及原理,依托自主研制的最高时速600 km的动轨实验台,分析在固定参数下的电磁力特性和垂向自稳定能力,并验证有限元模型的准确性。其次,对悬浮磁体、导向磁体、导体板进行计算分析。最后,改装汽车,加装间隙调节机构、简易悬浮架、车载磁体及测试系统,并搭建长50 m的铜制导体板轨道,开展原理样机测试。整车约为1500 kg,最高实验速度为70 km/h,最大悬浮间隙约为35 mm。实验结果验证了导向磁体的有效性,展现出平板式永磁电动悬浮系统较强的载重能力。

关键词：永磁电动悬浮等效实验原理样机高速实验台导向磁体

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一种用于磁悬浮汽车的永磁电动轮的优化策略

哈尔滨工业大学学报 2024年第7期56卷 162-170页

作者：李凯文郑珺向雨晴邓自刚石洪富祝翰林西南交通大学电气工程学院成都611756 牵引动力国家重点实验室(西南交通大学) 成都610031 西南交通大学机械工程学院成都610031

为了改善磁悬浮汽车的基础性能,基于目前国内外永磁电动悬浮的研究现状,提出了一种基于更优磁化角的永磁电动轮结构。首先从原理的角度分析磁化角度变化实现更优电动轮结构的理论合理性,通过优化环形永磁电动轮的磁化角可以增加单极对... 详细信息

为了改善磁悬浮汽车的基础性能,基于目前国内外永磁电动悬浮的研究现状,提出了一种基于更优磁化角的永磁电动轮结构。首先从原理的角度分析磁化角度变化实现更优电动轮结构的理论合理性,通过优化环形永磁电动轮的磁化角可以增加单极对的永磁体数量增加外围磁场强度,并利用等效面电流法推导得出更简洁的解析计算公式,分析得到了永磁电动轮与导体板之间的结构关系、磁场特性和涡流分布特点;然后在三维电磁仿真优化方面,从磁场、悬浮力、驱动力、浮重比和浮驱比等多个性能参数对比传统的永磁电动轮和改进的永磁电动轮。结果验证了改进后的永磁电动轮结构对其悬浮-驱动一体化功能具有有益提升,并从解析计算和实验分析两个角度共同验证三维电磁仿真的准确性和可靠性,为后续设计优化工作提供了可靠手段。这种Halbach阵列永磁电动轮的优化方案有助于磁悬浮概念车的基础性能提升,为“碳达峰、碳中和”背景下新型绿色环保交通工具的形成提供了可行的技术选择。

关键词：永磁电动悬浮永磁电动轮磁化角度悬浮驱动优化策略

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野生动物旅游研究:进展与展望

旅游科学 2024年第6期38卷 41-57页

作者：严星雨徐菲菲钟雪晴东南大学人文学院江苏南京211189 东南大学建筑学院江苏南京210096 东南大学生态旅游与区域发展研究所江苏南京211189

野生动物旅游作为探讨人与动物关系的重要实践,已成为国内外研究的热点之一,正确认识其发展历程和理论成果对促进人与自然和谐共生具有重要意义。通过对国内外野生动物旅游相关文献的系统分析,结果发现:(1)野生动物旅游研究主要经历了... 详细信息

野生动物旅游作为探讨人与动物关系的重要实践,已成为国内外研究的热点之一,正确认识其发展历程和理论成果对促进人与自然和谐共生具有重要意义。通过对国内外野生动物旅游相关文献的系统分析,结果发现:(1)野生动物旅游研究主要经历了萌芽期(2000年以前)、探索期(2001年—2014年)和发展期(2015年以后)3个阶段;(2)研究内容主要聚焦影响与影响因素、冲突与管理、伦理转向三大方面,即“影响-冲突-管理-伦理”构成野生动物旅游研究的核心要素链;(3)野生动物旅游研究在理论完善、伦理转向、研究方法等方面存在不足,未来研究需不断丰富理论视角,构建野生动物旅游共同体,突破传统研究范式,创新研究方法。

关键词：野生动物旅游影响分析冲突关系管理模式伦理转向

高级氧化-PRB修复填埋场复合污染地下水的可行性

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中国环境科学 2024年第10期44卷 5620-5629页

作者：游雨晴郝娜詹良通宋学浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 天府永兴实验室地热勘探开发与综合利用研究中心四川成都610213 浙江大学杭州国际科创中心浙江杭州311200

以杭州市某生活垃圾填埋场一期地下水中复合污染的COD,NH_(4)^(+),Mn^(2+)为对象,联用了非均相Fenton氧化和渗透性反应墙(PRB),设计了活性炭(AC),生物炭(BC),BC+Fe_(3)O_(4)3种不同的氧化反应催化剂组合并将其兼做PRB氧化层活性填料,下... 详细信息

以杭州市某生活垃圾填埋场一期地下水中复合污染的COD,NH_(4)^(+),Mn^(2+)为对象,联用了非均相Fenton氧化和渗透性反应墙(PRB),设计了活性炭(AC),生物炭(BC),BC+Fe_(3)O_(4)3种不同的氧化反应催化剂组合并将其兼做PRB氧化层活性填料,下游串联沸石吸附层.批试验和柱试验结果显示,H_(2)O_(2)可直接预氧化47%的COD.氧化层中COD在催化氧化和吸附共同作用下被削减;Mn^(2+)受多孔碳材料灰分释放影响先沉淀后溶解,然后被吸附;AC和BC表面的官能团-OH和-COOH参与了反应.吸附层中NH_(4)^(+)和Mn^(2+)与沸石离子交换引起了沸石骨架结构变化,且沸石表面的官能团-NH和-OH也参与了兜底吸附.BC+Fe_(3)O_(4)氧化层与沸石吸附层长度比为1:3的串联组合对三种污染物的去除率均较高,且PRB失效时间(即污染物出流浓度达到入流的10%且超过限值的时间)最迟,填料失效时的有效利用率最高,是最优工艺.

关键词：渗透性反应墙(PRB) 高级氧化复合污染填埋场地下水

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循环加载频率对镁合金棘轮应变的影响研究

航空学报 2024年

作者：师雨晴段国升宋令慧武保林杜兴蒿沈阳航空航天大学安全工程学院沈阳航空航天大学材料科学与工程学院齐鲁工业大学(山东省科学院)新材料研究所山东省轻质高强金属材料重点实验室

在不同的加载速率下镁合金的机械性能存在差异，为探讨循环频率与棘轮应变的关系，对挤压态AZ31B镁合金进行应力控制下的循环实验，研究频率对镁合金的棘轮应变及其演化过程的影响。在本文中分别讨论了频率为1.0Hz、2.0Hz和5.0Hz时镁合... 详细信息

在不同的加载速率下镁合金的机械性能存在差异，为探讨循环频率与棘轮应变的关系，对挤压态AZ31B镁合金进行应力控制下的循环实验，研究频率对镁合金的棘轮应变及其演化过程的影响。在本文中分别讨论了频率为1.0Hz、2.0Hz和5.0Hz时镁合金的循环变形过程，结果表明：挤压态AZ31B镁合金在循环变形过程中存在明显的棘轮效应，且在相同平均应力作用下棘轮应变与频率的关系并不是单调的，5.0Hz的棘轮应变值处于1.0Hz与2.0Hz之间。这是由于频率为1.0Hz与2.0Hz时，频率较低时在一个循环周期下应力作用的时间更长，因此1.0Hz时形成的棘轮应变比2.0Hz更大；而频率为5.0Hz时，相对于1.0Hz和2.0Hz时孪生-去孪生机制所占比重更大，循环中具有更低的硬化率，故棘轮应变较2.0Hz时更大。在不同频率下，在循环前期棘轮应变均快速增加，经一定循环次数后趋于稳定。

关键词：频率棘轮行为疲劳应力控制孪生机制