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菱形磁悬浮电磁振动俘能器的建模与试验研究

振动工程学报 2024年

作者：费相宜严博余宁蔡昌琦浙江理工大学机械工程学院

非线性准零刚度俘能器相较于传统的线性俘能器具有动态刚度可调的特性,可实现低频俘能效果。为进一步提高非线性俘能器的俘能效果,本文利用杆件与磁体结合实现磁悬浮状态,提出一种新型菱形磁悬浮电磁振动俘能器。首先,建立了俘能器的理... 详细信息

非线性准零刚度俘能器相较于传统的线性俘能器具有动态刚度可调的特性,可实现低频俘能效果。为进一步提高非线性俘能器的俘能效果,本文利用杆件与磁体结合实现磁悬浮状态,提出一种新型菱形磁悬浮电磁振动俘能器。首先,建立了俘能器的理论模型,并利用谐波平衡法推导了幅频响应关系,获得输出电压表达式,与数值解进行对比验证。其次,讨论了结构参数、激励频率和激励幅值对俘能特性的影响。最后,研制原理样机,搭建试验平台进行动力学试验。结果表明,非线性磁力的引入使该结构存在较为明显的准零刚度区间,俘能效果随着激励的增大而得到提升,俘能频带也随之变宽;适当提高菱形杆初始角和减小杆长也可以提高低频俘能效率。此外,通过调整永磁体的分布,实现系统单、双稳态转换,改变系统的俘能特性。本研究为非线性俘能器设计及其在低频俘能领域的应用提供了理论基础。

关键词：电磁俘能磁悬浮结构准零刚度低频振动

基于铌酸锂薄膜的高耦合效率、大带宽光栅耦合器（特邀）

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激光与光电子学进展 2024年第11期 107-112页

作者：倪屹林禹徐银费耶灯江南大学物联网工程学院江南大学先进技术研究院

提出了一种基于铌酸锂平台的大带宽二维光栅耦合器，通过引入光电材料制成的铌酸锂晶体作为平台，采用硅三角形结构，以有效介质理论为基础沿着光传播的方向改变每个三角形的横向宽度，并在硅光栅耦合器与底部铌酸锂薄膜（LNTF）波导之... 详细信息

提出了一种基于铌酸锂平台的大带宽二维光栅耦合器，通过引入光电材料制成的铌酸锂晶体作为平台，采用硅三角形结构，以有效介质理论为基础沿着光传播的方向改变每个三角形的横向宽度，并在硅光栅耦合器与底部铌酸锂薄膜（LNTF）波导之间引入了低折射率氧化物缓冲层，在波长1550 nm处获得一个具有60.8%耦合效率以及102 nm的1 dB大带宽的垂直光栅耦合器。

关键词：光电材料光栅耦合器铌酸锂晶体波导

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商业综合体电气火灾智能监测系统的研究

商业综合体电气火灾智能监测系统的研究

作者：费正龙安徽理工大学

学位级别：硕士

基于相变材料和铌酸锂薄膜的可重构多功能起偏器

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光学学报 2024年第13期44卷 145-152页

作者：许孟翔倪屹徐银费耶灯夏骏江南大学物联网工程学院江苏无锡214122 苏州大学光电科学与工程学院&苏州纳米科技协同创新中心江苏苏州215006 江苏省先进光学制造技术重点实验室&苏州大学教育部现代光学技术重点实验室江苏苏州215006

针对集成光学系统对可重构和多功能偏振器件的需求日趋增加的问题,本文提出了一种基于相变材料(PCM)和铌酸锂薄膜(LNOI)的可重构多功能起偏器。通过控制相变材料的相态,可以控制TE和TM模式的通断,从而实现四种输出模式。利用三维时域有... 详细信息

针对集成光学系统对可重构和多功能偏振器件的需求日趋增加的问题,本文提出了一种基于相变材料(PCM)和铌酸锂薄膜(LNOI)的可重构多功能起偏器。通过控制相变材料的相态,可以控制TE和TM模式的通断,从而实现四种输出模式。利用三维时域有限差分(3D-FDTD)法对器件进行参数优化和性能分析。结果表明,该器件可以很好地实现四种输出模式,即TE通、TM通、TE+TM通和无输出。器件长度为69μm、波长为1550 nm时,TE模式的消光比(PER)为34.2 dB,插入损耗(IL)为0.27 dB;TM模式的PER为34.3 dB,IL为0.42 dB。此外,1530~1580 nm的波长范围内该器件具有28 dB以上的PER。还研究分析了器件的工艺容差,结果表明设计具有一定的鲁棒性。这种具有可重构和多功能的高性能起偏器在LNOI平台集成光学系统中具有广泛的应用潜力。

关键词：集成光学相变材料铌酸锂起偏器

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统编本高中语文古诗词中的典故教学研究

统编本高中语文古诗词中的典故教学研究

作者：费珞妍安徽师范大学

学位级别：硕士

语文教育一直以来都是培养学生综合素养和人文情怀的重要领域,古诗词中的典故作为古代先贤集体智慧的结晶,是发扬优秀传统文化的重要载体。但在现有研究中,有关典故理论与文学方面的研究文献较多,将典故与教学实践相结合的研究相对较少... 详细信息

语文教育一直以来都是培养学生综合素养和人文情怀的重要领域,古诗词中的典故作为古代先贤集体智慧的结晶,是发扬优秀传统文化的重要载体。但在现有研究中,有关典故理论与文学方面的研究文献较多,将典故与教学实践相结合的研究相对较少。且随着教育理念的更新和“统编本教材”的正式启用,新教材中古诗词典故的教学现状令人担忧。为了更好地将古诗词典故教学融入现代语文教育体系,激发学生对传统文化的兴趣,使典故成为语文教学的得力助手,本研究以《普通高中语文课程标准(2017年版2020年修订)》为研究依据,以现行统编本高中语文教材为研究对象,围绕教材古诗词中的典故进行以下四个方面的研究。第一章首先进行典故的相关概念界定,明确典故、典源、用典的具体含义,梳理统编本高中语文教材古诗词中使用的典故;其次从用典类型入手,依据用典内容可分为引言和引事,依据用典方式可分为正用、反用、借用、化用、明用、暗用六大类;最后探讨古诗词典故的实际教学价值。第二章通过问卷调查法、访谈法调查高中语文典故的教学现状,从教师和学生两方面分析高中典故教学中存在的诸多问题,如教师教学方法低效、典故讲解浅显,学生学习典故时易出现畏难情绪,冷置处理典故等问题。第三章依据教学中存在的问题提出教学策略,从教师教学与学生学习两方面探求古诗词典故教学的策略。如教师应灵活运用典故,开展专题教学,激发学生兴趣,深入研读典故理论;学生应转变观念,主动探究典故,追溯典源,养成良好的典故学习习惯等。第四章选取统编本高中语文教材中的两篇用典较多的古诗词,依据前文提出的教学策略,设计两篇古诗词典故教学设计课例,在此基础上进行反思总结。希望通过典故教学促进古诗词教学的长足发展,最终推动中华优秀传统文化的继承与发展。

关键词：统编本教材高中语文古诗词典故语文教学

活性污泥胞外聚合物高效提取及对Cu2+、Cd2+吸附的机理研究

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活性污泥胞外聚合物高效提取及对Cu2+、Cd2+吸附的机理研究

作者：费维繁安徽建筑大学

学位级别：硕士

本课题利用生物吸附剂——活性污泥胞外聚合物（EPS）来去除水中重金属离子。EPS自身携带多种负电荷功能基团,可以在吸附重金属时提供吸附位点。同时EPS具有无毒、无二次污染、吸附量大、可生物降解等特性,在治理重金属污染方面具有十... 详细信息

本课题利用生物吸附剂——活性污泥胞外聚合物（EPS）来去除水中重金属离子。EPS自身携带多种负电荷功能基团,可以在吸附重金属时提供吸附位点。同时EPS具有无毒、无二次污染、吸附量大、可生物降解等特性,在治理重金属污染方面具有十分重要的应用意义。但迫于当前提取EPS方法的局限性,难以广泛应用。因此本课题选用络合剂联合超声法来高效提取EPS,对提取出的EPS各成分进行分析。结合数学模型研究EPS对重金属离子的吸附行为,并通过多种表征方法解析EPS吸附重金属离子的吸附机理。研究结果如下:（1）通过对EPS的提取实验得出下列结论:络合剂中草酸钠提取EPS的综合效率最高。提取EPS的单因素优化实验最佳条件为:Na Cl缓冲液质量分数为0.9%、草酸钠的投加浓度为105 mmol·L-1、超声条件为100W 6 min、对EPS的提取时间为80min。在最佳条件下所测得3组平行实验结果相似且高于各单因素实验结果。（2）借助FTIR、蛋白质二级结构、EEM、Zeta电位、BET、XPS等表征方法分析EPS成分特性,得到如下结论:EPS中与蛋白质、多糖相关的官能团为主,如:羧基、羟基、羰基、氨基等官能团,结合EPS的蛋白质二级结构发现这些功能基团的存在有利于后续利用EPS吸附重金属。Zeta电位说明EPS整体为电负性。BET表明后续EPS吸附重金属离子为化学作用并不是物理作用。从XPS来看,EPS中的C元素以四种形态存在:C-C、C-（N/O）、C=O、O=C-O（H/R）,O元素以三种形式:O=C、C-O、卫星峰存在,同样N元素以酰胺和胺基的C-N、氨基酸或氨基糖中的质子化N和少量的吡啶N的形态存在。（3）在EPS对铜、镉离子的吸附实验中发现最佳吸附条件:p H的范围在5～6内,EPS投加量为0.5 mg,初始离子浓度为0.25mg,吸附实验时间为90 min,吸附温度25℃。拟二级动力学方程与Langmuir吸附等温线更适用于此次吸附实验,EPS对铜、镉离子理论上的最大吸附量分别为584.8 mg/g、571.43 mg/g。通过MATLAB模拟得出的三维吸附曲面可以用于描述和预测铜、镉离子在不同浓度下的共存体系中竞争吸附行为和竞争吸附量,说明EPS对铜离子的吸附能力、结合能力要优于镉离子。（4）基于FTIR、EEM、XRD、SEM-EDS对EPS吸附重金属离子的吸附机理进行研究:通过FTIR发现EPS吸附铜、镉离子的机理相似,其中氨基、羟基、磷酸基团、羧基等是吸附过程中的主要参与者。EEM表明EPS中色氨酸、络氨酸类物质在吸附过程中发挥着重要作用。通过XRD发现,EPS在磷酸基团得作用下结构产生改变成新的晶体。SEM-EDS说明在吸附离子后在络合反应下生成球状络合物附着在其表面上,同时在反应过程中存在离子交换。图[35]表[11]参[116]

关键词：生物吸附剂胞外聚合物络合剂竞争吸附三维吸附曲面

理虚实一体化教学模式在中职《数控车床实训》中的应用研究

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理虚实一体化教学模式在中职《数控车床实训》中的应用研究

作者：费孝烨贵州师范大学

学位级别：硕士

近年来,随着职业教育的信息化与数字化改革以及虚拟仿真技术迅猛发展,将虚拟仿真技术与理实一体化教学模式在课程中有机融合成了新的研究热点。中职《数控车床实训》课程作为培养高素质、高技能人才的重要课程,传统教学方法难以解决课... 详细信息

近年来,随着职业教育的信息化与数字化改革以及虚拟仿真技术迅猛发展,将虚拟仿真技术与理实一体化教学模式在课程中有机融合成了新的研究热点。中职《数控车床实训》课程作为培养高素质、高技能人才的重要课程,传统教学方法难以解决课程中存在的问题。故本研究基于巅思虚拟仿真云数控实训平台,探究如何将理虚实一体化教学模式应用于中职《数控车床实训》课程中,以改善当前教学现状。本研究通过问卷调查和教师访谈等方法调查了该校在中职《数控车床实训》课程的教学现状,发现了该校当前存在信息化教学资源稀缺,教学方法单一;课程“理实”教学脱节;课程教学评价方式单一等主要问题。为解决以上问题,本研究一方面选取了巅思虚拟仿真云数控实训平台,基于虚拟仿真平台与混合式教学方法相结合、理虚实一体化、任务驱动三条教学设计原则,经过对中职《数控车床实训》课程内容与教学目标的分析,最终构建了“三阶段九环节”的理虚实一体化的整体教学活动设计。另一方面,借助巅思虚拟仿真云数控实训平台生成形成性报告,将虚拟仿真环节的评价内容引入总体教学评价,构建了理论学习评价、虚拟仿真评价与实操技能评价三维度结合的新型评价机制。最后,本研究选取数控专业的两个平行班的学生作为研究对象,分成实验班和对照班,在实验班中开展教学实践研究与效果分析。研究结果表明,理虚实一体化的教学模式相比传统教学在中职《数控车床实训》课程中的教学效果有明显提高。学生不仅知识技能掌握的水平得到了显著提高,而且学习态度也明显改善。

关键词：理虚实一体化教学中职《数控车床实训》课程虚拟仿真实验平台巅思虚拟仿真云数控实训平台虚拟仿真评价

生物质衍生磁性碳材料的制备及其在样品前处理中的应用

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生物质衍生磁性碳材料的制备及其在样品前处理中的应用

作者：费哲奇吉林化工学院

学位级别：硕士

近年来,以生物质衍生材料作为前驱体制备磁性碳材料得到迅速发展。生物质碳材料表面积大、孔道结构易调控,将其与磁性纳米粒子结合,获得的磁性吸附剂不但具有吸附性能强、性质稳定性等优势,也可以通过施加外加磁场实现能固液分离。本论... 详细信息

近年来,以生物质衍生材料作为前驱体制备磁性碳材料得到迅速发展。生物质碳材料表面积大、孔道结构易调控,将其与磁性纳米粒子结合,获得的磁性吸附剂不但具有吸附性能强、性质稳定性等优势,也可以通过施加外加磁场实现能固液分离。本论文以木质素和甘蔗渣两种生物质材料为碳前驱体,进一步在其表面修饰磁性纳米粒子Fe3O4,将其作为磁性固相萃取（MSPE）吸附剂,结合高效液相色谱（HPLC）法,实现了样品中痕量污染物的灵敏检测。主要研究成果如下:（1）以木质素磺酸钠为碳源,在230℃条件下水热反应12 h获得水热碳球（NCs）。以Fe Cl3·6H2O为铁源,通过溶剂热法将Fe3O4修饰于NCs表面,得到具有磁性的木质素衍生碳材料Fe3O4@NCs。通过扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X-射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等技术对Fe3O4@NCs材料的微观形貌、表面官能团、晶型结构和元素组成进行表征,将Fe3O4@NCs作为MSPE吸附剂并与HPLC技术联用,建立了适用水体中双酚类环境雌激素（BPA、OP和NP）的分析方法。优化了溶液p H、吸附剂质量、洗脱液种类和洗脱时间等影响萃取效率的关键因素。在最佳条件下,方法在0.25-50μg/L浓度范围内呈现较好的线性关系（r≥0.9991）,方法的回收率为83.02%-95.12%,RSDs为1.26%-6.59%,检出限为0.018-0.041μg/L。该结果表明以Fe3O4@NCs作为吸附剂,可以实现复杂样品基质中BPA、OP和NP的灵敏检测。（2）选取农业废弃物甘蔗渣为碳源,以水作为溶剂于230°C反应18 h得到水热碳材料,进一步其表面修饰N原子与Fe3O4,得到N掺杂的磁性碳材料Fe3O4@N-BC。利用SEM、FT-IR、XRD、XPS和VSM（振动样品磁强计）等技术对Fe3O4@N-BC的微观形貌、官能团、晶型、元素和磁性等进行表征。为了获得最佳的萃取效率,研究了溶液p H值、Fe3O4@N-BC的用量、洗脱液类型和洗脱时间等参数对萃取结果的影响。结果表明,Fe3O4@N-BC在水溶液中对水产养殖常用的抗菌剂孔雀石绿（MG）和结晶紫（CV）表现出较强的亲和能力。建立了基于Fe3O4@N-BC作为吸附剂的适用于测定环境水中MG和CV的MSPE-HPLC分析方法。在最佳萃取条件下,该方法的线性范围为5-500μg/L,相关系数r>0.9991,检出限为0.058-0.071μg/L,该磁性材料可以重复使用6次。

关键词：生物质衍生材料磁性固相萃取高效液相色谱双酚类环境雌激素抗菌剂

下肢外骨骼机器人五连杆系统的参数辨识与控制器研究

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下肢外骨骼机器人五连杆系统的参数辨识与控制器研究

作者：费欢剑电子科技大学

学位级别：硕士