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面向航空发动机高性能制造的激光选区熔化技术研究进展

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航空学报 2024年第13期45卷 43-80页

作者：周运龙马毅管迎春北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 北京航空航天大学大型金属构件增材制造国家工程实验室北京100191

增材制造技术能够突破传统制造瓶颈,实现复杂几何结构的一体化设计制造,同时有助于提高产品零部件的可靠性,在空天制造领域有着广泛的应用前景。聚焦于航空发动机增材制造中的激光选区熔化技术(SLM),针对工艺端/性能端的共性问题,首先... 详细信息

增材制造技术能够突破传统制造瓶颈,实现复杂几何结构的一体化设计制造,同时有助于提高产品零部件的可靠性,在空天制造领域有着广泛的应用前景。聚焦于航空发动机增材制造中的激光选区熔化技术(SLM),针对工艺端/性能端的共性问题,首先从技术优化(大幅面多光束技术、能场辅助技术)的角度回顾了各类实验参数对材料组织性能的调控;然后通过前沿技术手段(质量在线监测技术、智能化机器学习调控)的研究综述,探讨了监测/预测在成形过程前中端的优化作用;随后对SLM成形关键航空发动机材料进行了系统性总结,以更好地指导选材及性能调控;最后对现有SLM的技术方案和航空发动机材料种类进行了问题总结,并展望了未来的发展前景,旨在为航空发动机制造领域提供有价值的意见。

关键词：航空发动机激光选区熔化能场辅助机器学习在线监测航空航天材料

微生物矿化反应原理、沉积与破坏机制及理论:研究进展与挑战

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岩土工程学报 2024年第7期46卷 1347-1358页

作者：刘汉龙赵常肖杨重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

微生物矿化作为地质演变及碳氮循环不可或缺的一环,给岩土、水利及环境等领域带来了新的机遇和挑战,其衍生而来的以MICP为代表的微生物岩土技术已成为环境岩土工程最具革新性的技术领域之一。近20年来,微生物岩土技术从概念验证阶段到... 详细信息

微生物矿化作为地质演变及碳氮循环不可或缺的一环,给岩土、水利及环境等领域带来了新的机遇和挑战,其衍生而来的以MICP为代表的微生物岩土技术已成为环境岩土工程最具革新性的技术领域之一。近20年来,微生物岩土技术从概念验证阶段到相关领域技术示范已取得了重要进展。为推进对该领域更加深入的基础认识与研究,本文系统回顾了MICP技术并针对以下3部分进行了重点阐述:脲酶菌成矿作用的生物化学原理、微生物加固土的沉积模式及加固体破坏机理、涉及生物-化学-水力-力学等多物理场耦合作用下的微生物矿化反应理论。此外,还总结了微生物岩土技术目前亟待解决的问题与挑战,对潜在的研究热点与应用前景进行了探讨和展望。

关键词：微生物矿化成核结晶沉积模式胶结破坏多物理场耦合

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GFRP-轻木夹芯梁弯曲蠕变试验及预测

复合材料学报 2024年第7期41卷 3813-3821页

作者：李晓龙方海吴鹏江苏开放大学建筑工程学院南京210036 南京工业大学土木工程学院南京211800

以玻璃纤维增强复合材料(GFRP)为面层,轻木(Balsa)为芯材的GFRP-balsa夹芯结构在基础设施领域的应用范围不断扩大,但GFRP-balsa夹芯结构具有粘弹性,易于发生蠕变变形。为此,在温度为(25±1)℃,相对湿度为55%±5%的环境下,利用自主设计... 详细信息

以玻璃纤维增强复合材料(GFRP)为面层,轻木(Balsa)为芯材的GFRP-balsa夹芯结构在基础设施领域的应用范围不断扩大,但GFRP-balsa夹芯结构具有粘弹性,易于发生蠕变变形。为此,在温度为(25±1)℃,相对湿度为55%±5%的环境下,利用自主设计的弯曲蠕变加载装置对GFRP-balsa夹芯梁在20%、25%和30%荷载等级下的三点弯曲蠕变性能进行了3000~8760 h的测试,并利用多种模型对GFRP-balsa夹芯梁的蠕变响应进行了模拟和预测。结果表明:在试验荷载等级下,GFRP-balsa夹芯梁表现出线性粘弹性;弯曲蠕变对GFRP-balsa夹芯梁的跨中挠度具有重要影响,所有试件在3000 h的蠕变系数均不小于0.35;Findley模型适用于单一荷载等级下GFRP-balsa夹芯梁时变总挠度的拟合,在3000 h的拟合值与试验值之间的最大相对误差仅为0.7%;Bailey-Norton模型和通用幂次律模型分别适用于荷载等级不超过30%的GFRPbalsa夹芯梁蠕变挠度和时变总挠度的预测,在一年时,Bailey-Norton模型和通用幂次律模型预测值与试验值之间的最大相对误差分别为8.3%和5.9%。

关键词：玻璃纤维增强复合材料轻木夹芯梁弯曲蠕变预测模型

基于LBM的粗糙裂隙内两相驱替渗流特性模拟研究

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力学学报 2024年第5期56卷 1475-1487页

作者：周新盛建龙叶祖洋武汉科技大学资源与环境工程学院武汉430081

岩体粗糙裂隙两相驱替渗流普遍存在于许多工程应用中,而裂隙开度分布特征与壁面润湿性是影响两相驱替特性的关键因素.基于分形理论生成三维粗糙裂隙面并分别构建开度分布一致的均质模型和不一致的非均质模型,通过LBM伪势模型模拟粗糙裂... 详细信息

岩体粗糙裂隙两相驱替渗流普遍存在于许多工程应用中,而裂隙开度分布特征与壁面润湿性是影响两相驱替特性的关键因素.基于分形理论生成三维粗糙裂隙面并分别构建开度分布一致的均质模型和不一致的非均质模型,通过LBM伪势模型模拟粗糙裂隙准静态排水过程,研究了裂隙开度分布特征与壁面润湿性对两相驱替渗流特性的影响规律及细观机制.研究结果表明:均质模型驱替前缘基本保持平稳推进,而非均质模型出现优先驱替阻力较小的大开度区域的优势驱替路径现象,润湿性增强可加剧该现象致使驱替前缘更快突破,对均质模型无明显作用;残余捕获可分为孤立的“圈闭”模式和吸附在裂隙壁面的“水膜”模式,非均质模型中圈闭捕获明显多于均质模型,强润湿性有利于水膜捕获增多;当驱替压力增大至进入压力后,非均质模型中部分小开度区域润湿相被逐步排驱,而均质模型大多数润湿相被快速驱替,因此非均质模型P_(c)-S_(w)曲线比均质模型更加平缓,润湿性增强使得两种裂隙模型驱替开始发生时的进入压力更大,施加相同驱替压力时驱替效率更低.

关键词：粗糙裂隙两相驱替开度分布润湿性格子Boltzmann方法

基于模态分解方法的深基坑支护桩水平变形预测

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岩土力学 2024年第S1期45卷 496-506页

作者：李涛舒佳军王彦龙陈前中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院

为了预测深基坑支护桩水平变形的长期发展规律，在卷积神经网络（convolutional neural network，简称CNN）数据空间特征提取基础上，结合长短时记忆神经网络（long and short term memory，简称LSTM）分析数据的时序性和注意力机制（at... 详细信息

为了预测深基坑支护桩水平变形的长期发展规律，在卷积神经网络（convolutional neural network，简称CNN）数据空间特征提取基础上，结合长短时记忆神经网络（long and short term memory，简称LSTM）分析数据的时序性和注意力机制（attention mechanism，简称AM）的划分特征权重，构建了能够预测支护桩变形的AM-CNN-LSTM模型。以北京地区某深基坑工程为背景，基于灰色关联方法明确了影响支护桩最大变形的因素，通过构建的模型分析支护桩的单点变形规律，并与反向传播神经网络（back propagation neural network，简称BPNN）、CNN和传统CNN-LSTM模型的预测所得结果进行比较分析。研究结果表明：支护桩最大变形值与深基坑开挖深度、临空天数、支撑内力、土壤性质、桩的尺寸和嵌固深度等因素关联度较高；AM机制显著提升了初始数据信息挖掘深度和变形预测精度，通过梯度下降法不断更新直至满足误差要求；与BPNN、CNN及CNN-LSTM模型相比，AM-CNN-LSTM模型的应用对于支护桩的长期变形预测稳定性较好；通过与实测数据对比，AM-CNN-LSTM模型的预测精度误差在5%～10%以内。

关键词： AM-CNN-LSTM 深基坑变形预测神经网络注意力机制灰色关联

羧基表面修饰与钾离子层间调控双重优化的氮化碳用于增强CO_(2)光还原性能

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Science China Materials 2024年第2期67卷 473-483页

作者：关晨廖宇龙向全军 State Key Laboratory of Electronic Thin Film and Integrated Devices School of Electronic Science and EngineeringUniversity of Electronic Science and Technology of ChinaChengdu 610054China

对石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))的表面和层间结构进行同时优化,可以显著提高其光生载流子分离效率.然而,将具有特定优势的改性策略有效整合,从而构建由体相到表面的电荷传输通道仍存在巨大挑战.在此,我们提出了一种利用羧基和钾离子共修... 详细信息

对石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))的表面和层间结构进行同时优化,可以显著提高其光生载流子分离效率.然而,将具有特定优势的改性策略有效整合,从而构建由体相到表面的电荷传输通道仍存在巨大挑战.在此,我们提出了一种利用羧基和钾离子共修饰g-C_(3)N_(4)的新方法,用于引导其动态电荷转移过程.具体而言,我们将羧基官能团修饰在表面,通过其吸电子效应产生的驱动力改善表面的载流子动力学.同时,我们将钾离子插入g-C_(3)N_(4)层间,通过连接相邻层间促进载流子的跨层传输.该双功能光催化剂在无需助催化剂或牺牲剂的气固体系中实现了高达17.93μmol g^(-1)h^(-1)的CO产出速率,比未改性的g-C_(3)N_(4)高出8.68倍.这项工作有望进一步加深我们对光催化剂材料体相和层间区域载流子定向迁移机制的理解.

关键词： surface carboxyl functionalization interlayer potassium ions regulation charge carrier dynamics carbon nitride CO_(2)photoreduction

粗糙度和金属间化合物粒子对A6111铝合金表面腐蚀的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第5期53卷 1252-1261页

作者：康明龙邓运来雷金琴中南大学轻合金研究院湖南长沙410083 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室湖南长沙410083 东北轻合金有限责任公司黑龙江哈尔滨150060

钎焊铝蜂窝夹层结构板常用于高速列车的地板和船舶的甲板。其中四层铝复合板(4343/3003/6111/3003)作为该蜂窝结构的面板常暴露于腐蚀性环境中。经过成分优化的6111铝合金作为四层铝复合板的主要支撑层材料,其组织结构和表面状态对腐蚀... 详细信息

钎焊铝蜂窝夹层结构板常用于高速列车的地板和船舶的甲板。其中四层铝复合板(4343/3003/6111/3003)作为该蜂窝结构的面板常暴露于腐蚀性环境中。经过成分优化的6111铝合金作为四层铝复合板的主要支撑层材料,其组织结构和表面状态对腐蚀性能有很大影响。采用不同粒度的砂纸磨削6111铝合金,研究了不同程度磨削后6111铝合金的微观组织和表面腐蚀行为。结果表明:6111合金中的AlFeSi(Mn,Cu)相的电位高于基体电位,这种相作为阴极与相邻基体形成多级体系,加剧了表面腐蚀。同时,较光滑的表面具有更好的耐腐蚀性。当表面粗糙度从18.03μm降至0.92μm时,表面几何体积由0.629 mm3减少至0.029 mm3,金属间化合物AlFeSi(Mn,Cu)粒子的平均数量由1631 mm-2减少至917 mm-2,其面积分数由3.93%降至0.92%。相应地,平均腐蚀深度由237μm降至95μm。

关键词： 6111铝合金表面粗糙度金属间化合物颗粒耐腐蚀性电化学测试

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金融深度、数字经济与市场一体化

系统工程理论与实践 2024年第9期 2872-2886页

作者：张智龙黄伟上海财经大学经济学院浙江财经大学经济学院&数量经济研究中心

推动金融系统为我国经济社会发展提供高质量服务是进一步深化金融改革的题中之义.基于我国2004–2020年281个地级市层面的数据,对金融深度如何影响市场一体化水平进行了检验.研究发现,金融深度可促进区域一体化发展,主要是通过促进当地... 详细信息

推动金融系统为我国经济社会发展提供高质量服务是进一步深化金融改革的题中之义.基于我国2004–2020年281个地级市层面的数据,对金融深度如何影响市场一体化水平进行了检验.研究发现,金融深度可促进区域一体化发展,主要是通过促进当地基础设施建设水平、优化劳动力与资本配置效率实现的;通过采用省级样本、选取工具变量利用两阶段最小二乘进行估计以及更换变量测量方式等一系列稳健性检验,保证了该结论的一般性.基于理论分析与实证检验还发现,数字经济能够优化金融业市场环境、提高银行服务能力,从而可强化金融深度的促进作用.进一步的异质性分析表明,中央宏观层面的发展规划、区域金融监管水平都有利于银行推动一体化发展,而过高的地方政府债务规模则可能会限制金融深度的积极作用.文章丰富了金融发展、一体化的相关研究,能为建设国内统一大市场、深化金融体系改革提供一些意见参考.

关键词：金融深度数字经济市场一体化金融监管

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“陈试剂”作为三氟甲基源机理的理论研究

化学学报 2024年第2期82卷 132-137页

作者：黄广龙薛小松中国科学院上海有机化学研究所先进氟氮材料重点实验室上海200032

FSO_(2)CF_(2)CO_(2)Me(MFSDA)是陈庆云院士课题组于1989年开发的一种十分有效的三氟甲基化试剂,在学术界和工业界有着广泛地应用,是我国有机氟化学领域早期最重要的研究成果之一,该试剂也被命名为“陈试剂”.此研究采用密度泛函理论(D... 详细信息

FSO_(2)CF_(2)CO_(2)Me(MFSDA)是陈庆云院士课题组于1989年开发的一种十分有效的三氟甲基化试剂,在学术界和工业界有着广泛地应用,是我国有机氟化学领域早期最重要的研究成果之一,该试剂也被命名为“陈试剂”.此研究采用密度泛函理论(DFT)方法研究了碘化亚铜介导“陈试剂”形成三氟甲基亚铜的反应机理.计算结果揭示了反应中碘化亚铜催化剂的双重作用:一方面碘负离子通过进攻“陈试剂”中具有亲电性的甲基启动反应;另一方面一价铜阳离子络合物捕获原位生成二氟卡宾形成二氟卡宾亚铜中间体.发现与过去普遍假设的机理不同,(1)关键的脱羧过程并不需要一价铜阳离子参与,(2)三氟甲基是通过二氟卡宾亚铜中间体与氟离子络合后形成,而非二氟卡宾直接捕获氟离子.研究结果丰富了对“陈试剂”形成三氟甲基源的认识,为进一步开发基于“陈试剂”的新反应提供了理论依据.

关键词：密度泛函理论(DFT)方法氟磺酰二氟乙酸甲酯陈试剂三氟甲基化试剂反应机理