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基于微生物矿化作用的混凝土自愈合性能研究进展

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硅酸盐学报 2022年第2期50卷 544-554页

作者：张鹏郭得阳鲍玖文寇海磊薛善彬赵铁军青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 中国海洋大学工程学院山东青岛266100

混凝土材料在实际服役阶段常常受到力学和环境因素的耦合作用,因“湿–热–化学–力”复杂应力使其内部较易产生微裂缝,有利于水分及腐蚀性离子的侵入,从而加速了钢筋混凝土结构耐久性劣化过程。为了延缓严酷环境下混凝土力学及耐久性... 详细信息

混凝土材料在实际服役阶段常常受到力学和环境因素的耦合作用,因“湿–热–化学–力”复杂应力使其内部较易产生微裂缝,有利于水分及腐蚀性离子的侵入,从而加速了钢筋混凝土结构耐久性劣化过程。为了延缓严酷环境下混凝土力学及耐久性能劣化过程,目前学者们通过微生物矿化技术对混凝土裂缝自愈合机理展开了大量研究。基于混凝土自愈合机理,针对微生物愈合的实现方式及其对耐久性的影响,对矿化作用下水泥基材料微生物自愈合研究进行了总结和讨论,最后综述了不同类型微生物诱导碳酸钙沉淀技术在水泥基材料中的应用。

关键词：混凝土矿化作用微生物自愈合耐久性

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基于环状RNA开发核酸药物研究进展

生物工程学报 2024年第5期40卷 1421-1430页

作者：郭士琳李常昆吕得玚陈骐福建师范大学南方生物医学研究中心福建福州350117 福建省天然免疫生物学重点实验室福建福州350117

核酸药物是继化学药物和蛋白质药物之后的第三代药物,其中mRNA疫苗在抗击新型冠状病毒中发挥了重要作用。mRNA疫苗因其开发周期短,制备工艺成熟,在应对病毒变异、支持全球供应上具有显著优势。相比mRNA,环状RNA(circular RNA, circRNA)... 详细信息

核酸药物是继化学药物和蛋白质药物之后的第三代药物,其中mRNA疫苗在抗击新型冠状病毒中发挥了重要作用。mRNA疫苗因其开发周期短,制备工艺成熟,在应对病毒变异、支持全球供应上具有显著优势。相比mRNA,环状RNA(circular RNA, circRNA)是一类具有更稳定的结构、更长的半衰期、更弱免疫原性等优点的分子,并且已被证实可以高效表达蛋白产物,由此可见环状RNA药物的开发前景更为广阔。虽然环状RNA的生物学功能有大量研究,但基于环状RNA开发核酸药物的研究还很少。本文概述了环状RNA的基本信息,总结了环状RNA的合成路径及作用机制,并讨论了该领域的发展方向,希望为环状RNA药物的研发提供一些启示和帮助。

关键词：环状RNA 核酸药物内部核糖体进入位点脂质纳米颗粒外泌体

再生砂浆粉纤维增强水泥基复合材料拉伸及开裂性能研究

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建筑科学与工程学报 2023年第4期40卷 24-32页

作者：吴瑞雪赵铁军郭得阳青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033

将建筑垃圾研磨筛分成再生粉(再生砂浆粉、再生混凝土粉等)并替代胶凝材料制备水泥砂浆基体,是建筑垃圾再利用的有效途径。通过扫描电子显微镜对再生砂浆粉(RMP)的微观结构进行观测并利用X射线荧光对RMP的矿物组成进行了测定,将RMP替代... 详细信息

将建筑垃圾研磨筛分成再生粉(再生砂浆粉、再生混凝土粉等)并替代胶凝材料制备水泥砂浆基体,是建筑垃圾再利用的有效途径。通过扫描电子显微镜对再生砂浆粉(RMP)的微观结构进行观测并利用X射线荧光对RMP的矿物组成进行了测定,将RMP替代水泥(替代率分别为12.5%、25%、50%)制备纤维增强水泥基复合材料(FRCC),研究其单轴拉伸应力应变行为及不同应变状态下裂缝宽度及分布情况。结果表明:相较于水泥,RMP的SiO 2含量较多,而CaO含量相对较少,一定程度上降低了胶凝材料的水化反应和基体强度;RMP粒径分布比水泥更广,较小粒径的颗粒可有效填充基体缝隙,因此当RMP替代率较大时,其对基体强度的影响较小;3种再生砂浆粉纤维增强水泥基复合材料(RMP-FRCC)试件均表现出了优异的应变硬化特性和多缝开裂控制能力,极限应变均达到了8%以上,裂缝分布均匀,极限应变状态下的平均裂缝宽度均在100μm以下;25%的RMP替代水泥可显著增加FRCC的应变硬化特性,但较大的替代率(50%)则会降低其力学性能及应变指标。

关键词：再生砂浆粉建筑垃圾纤维增强水泥基复合材料拉伸性能裂缝分布

活性再生粉纤维增强应变硬化水泥基材料弯曲及拉伸韧性

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建筑科学与工程学报 2022年第6期39卷 34-42页

作者：吴瑞雪张鹏赵铁军郭得阳青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033

通过扫描电子显微镜对再生粉的微观结构进行观测;利用X射线荧光和X射线衍射,对再生粉体及制备的水泥基材料的矿物组成和水化产物进行了测定;通过弯曲试验和单轴拉伸试验对再生粉体制备纤维增强应变硬化水泥基材料(FRCC)的力学性能进行... 详细信息

通过扫描电子显微镜对再生粉的微观结构进行观测;利用X射线荧光和X射线衍射,对再生粉体及制备的水泥基材料的矿物组成和水化产物进行了测定;通过弯曲试验和单轴拉伸试验对再生粉体制备纤维增强应变硬化水泥基材料(FRCC)的力学性能进行了研究。结果表明:再生微粉以钙硅质氧化物和化合物为主,具有火山灰活性,可以增强其与基体间的二次水化反应,掺入再生粉体可有效提高FRCC的拉伸和弯曲强度;再生粉体-FRCC弯曲韧性随着纤维掺量的增加而提高,当纤维掺量(质量分数)达到2%时,FRCC具有典型的应变硬化特征;利用再生粉体等质量替代粉煤灰时,FRCC的极限应变有所降低,而极限荷载有较大程度提高,提高幅度均达到10%以上,且再生砂浆粉(RMP)、再生砖粉(RBP)比再生混凝土粉(RCP)制备的FRCC具有更好的应变硬化性能;验证了在满足材料韧性要求的情况下,利用再生粉制备应变硬化水泥基材料的可行性,对再生微粉在实际工程材料中的应用提供了参考。

关键词：再生粉建筑垃圾纤维增强水泥基复合材料弯曲韧性拉伸韧性应变硬化

基于集成树和MoE的馈线统计线损率双层估计模型

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电工技术学报 2024年第3期39卷 774-784页

作者：王守相张丙杰赵倩宇郭陆阳张晟天津大学教育部智能电网重点实验室天津300072 天津市电力系统仿真控制重点实验室天津300072

统计线损率是衡量电力系统经济运行的重要指标。然而,用户用电数据采集异常、数据传输中断等因素会导致统计线损率异常或缺失,这严重阻碍了智能配电网的线损精益化管理与经济高效运行。针对馈线统计线损率合理值的估计问题,该文提出了... 详细信息

统计线损率是衡量电力系统经济运行的重要指标。然而,用户用电数据采集异常、数据传输中断等因素会导致统计线损率异常或缺失,这严重阻碍了智能配电网的线损精益化管理与经济高效运行。针对馈线统计线损率合理值的估计问题,该文提出了一种基于集成树和混合专家系统(MoE)的馈线统计线损率双层估计模型。首先,使用最大信息系数以更有效地分析统计线损率与其相关特征间的非线性关系,并采用鲁棒性强的K-Medoids聚类算法对馈线进行精细划分;然后,使用Stacking集成学习框架,基于基估计和元估计双层模型对馈线统计线损率进行两阶段估计,选用决策树和各类集成树模型作为基估计模型对统计线损率进行初步估计,将各基估计模型输出结果输入元估计模型MoE中进行最终估计,使用方均根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)来衡量模型所估计统计线损率的合理性;最后,通过算例分析表明,与其他模型相比,该文所提馈线统计线损率双层估计模型具有更低的RMSE和MAE,对馈线统计线损率的估计效果更好。

关键词：统计线损率线损率估计机器学习集成树混合专家系统

表面氟化聚苯乙烯纳米微球提升环氧树脂绝缘特性

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物理学报 2024年第12期73卷 25-34页

作者：阴凯郭其阳张添胤李静陈向荣浙大城市学院信息与电气工程学院杭州310015 浙江大学电气工程学院杭州310027 南通大学化学化工学院南通226019

环氧树脂纳米复合材料在电气绝缘领域应用广泛,通过引入纳米介质实现复合材料介电、绝缘性能的调控以满足特殊应用需求.本文通过五氟苯乙烯与苯乙烯的共聚,制备了表面氟化的聚苯乙烯纳米微球,并以其为填料制备了环氧树脂复合材料.以纯... 详细信息

环氧树脂纳米复合材料在电气绝缘领域应用广泛,通过引入纳米介质实现复合材料介电、绝缘性能的调控以满足特殊应用需求.本文通过五氟苯乙烯与苯乙烯的共聚,制备了表面氟化的聚苯乙烯纳米微球,并以其为填料制备了环氧树脂复合材料.以纯环氧树脂和填充聚苯乙烯纳米微球环氧复合材料作为参照,研究了三种复合材料的直流电导率、介电特性、交直流击穿场强、空间电荷行为并计算了材料内部的陷阱能级.结果表明:填充氟化聚苯乙烯纳米微球的环氧树脂复合材料表现出优异的电学特性,其电导率以及介电常数大幅下降、同时交直流击穿场强获得提高.相比填充无氟聚苯乙烯纳米微球的环氧树脂,氟化聚苯乙烯纳米微球的引入可降低材料的介电损耗,限制空间电荷的注入,并加深基体中的陷阱能级.研究结果可为环氧树脂复合材料介电性能调控设计以及环氧树脂在电子封装应用提供指导.

关键词：环氧树脂聚苯乙烯纳米微球氟化介电性能

基于融合特征 t-SNE 降维的控制图质量异常模式识别

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系统工程理论与实践 2024年

作者：王宁郭梓昱田淑珂李可雨阳郑州大学商学院

为解决控制图质量异常模式识别中，实时质量数据呈现出高维非线性等复杂特征导致模型过拟合以及失真等问题，提出一种基于融合特征 t分布随机近邻嵌入(t-DistributedStochasticNeighborEmbedding，t-SNE)降维的控制图质量异常模式识... 详细信息

为解决控制图质量异常模式识别中，实时质量数据呈现出高维非线性等复杂特征导致模型过拟合以及失真等问题，提出一种基于融合特征 t分布随机近邻嵌入(t-DistributedStochasticNeighborEmbedding，t-SNE)降维的控制图质量异常模式识别方法. 首先，从生产过程动态数据流中提取其统计特征、形状特征并与原始特征进行融合，形成动态数据流的高维融合特征; 然后利用 t-SNE 算法对融合特征进行降维， t-SNE 算法能够有效地处理线性和非线性数据，并产生更有意义的聚类; 进而利用一维卷积神经网络(1-Dimensional Convolutional Neural Networks， 1DCNN)作为分类器实现复杂产品制造过程的质量异常模式识别; 最后，通过仿真实验将本文所提方法与单一类型特征方法、融合特征方法以及融合特征主成分分析法(Principal Component Analysis， PCA)、核主成分分析(Kernel PCA， KPCA) 和局部线性嵌入算法(Locally Linear Embedding， LLE) 降维方法的识别模型进行比较，并利用锂离子电池极片制造过程为例进一步说明本文模型的有效性与实用性. 仿真与实例结果表明，本文所提算法具有更高的识别效率和精度，特别适用于处理在复杂产品制造过程背景下的高维非线性数据.

关键词：控制图模式识别复杂产品制造过程 t分布随机近邻嵌入(t-SNE) 卷积神经网络(CNN)

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五相U型永磁凸极直线电机对比分析

电子测量与仪器学报 2024年

作者：许孝卓郭国宾封海潮杜宝玉吉升阳河南省智能装备直驱技术与控制国际联合实验室河南理工大学电气工程与自动化学院

针对直线电机垂直提升系统（LMVHS）无绳化直驱运行，对高容错性、大推力密度的新型直线电机的迫切需求，提出一种五相U型永磁凸极直线电机（FU-PMSPLM），初级设置五相绕组以提高电机容错运行能力，次级永磁体采用U型结构以提高永磁利... 详细信息

针对直线电机垂直提升系统（LMVHS）无绳化直驱运行，对高容错性、大推力密度的新型直线电机的迫切需求，提出一种五相U型永磁凸极直线电机（FU-PMSPLM），初级设置五相绕组以提高电机容错运行能力，次级永磁体采用U型结构以提高永磁利用率。首先，从降低漏磁角度，分析了U型磁极结构演化机理，并给出电机主要结构参数；其次，采用有限元法对比分析了电机次级永磁体采用U型与Halbach结构的电磁特性，并基于磁动势不变原则，以A相缺相故障为例，与三相U型永磁凸极直线电机（TU-PMSPLM）对比分析了容错性能；最后，制作实验样机并进行实验验证，样机实测与仿真结果基本一致。研究表明，等永磁体用量时，次级采用U型结构较Halbach结构，气隙磁通密度幅值增大13.89%，平均推力提高7.54%，推力波动降低25.07%；FU-PMSPLM较TU-PMSPLM具有更好的缺相运行能力。

关键词：永磁凸极直线电机 U型永磁极五相电机电磁特性对比分析

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用户需求驱动下的养老服务机器人设计研究

包装工程 2024年

作者：潘长学潘昭阳赵达源郭绮涵武汉理工大学武汉理工大学三亚科教创新园贵州大学

目的养老服务机器人作为未来老年人日常生活必备的家庭产品，受到用户的广泛关注。以用户需求为导向有助于设计出符合目标用户群体的产品。本文基于我国人口老龄化背景，提出一种用户需求驱动下的产品设计方法，设计一款能够从功能、... 详细信息

目的养老服务机器人作为未来老年人日常生活必备的家庭产品，受到用户的广泛关注。以用户需求为导向有助于设计出符合目标用户群体的产品。本文基于我国人口老龄化背景，提出一种用户需求驱动下的产品设计方法，设计一款能够从功能、外观、交互方面有效提升老年人满意度的养老服务机器人。方法首先，通过调研得出用户需求并运用KANO模型对用户需求进行属性归类；然后，运用层次分析法构建用户需求层次模型，对用户需求的重要度进行排序；再次，引入QFD将用户需求转化为具体设计要素，并据此指导养老服务机器人创新设计；最后，对设计方案的有效性进行评估。结果建立了客观、科学的养老服务机器人用户需求框架、构建了养老服务机器人QDF质量屋，完成了养老服务机器人的创新设计。结论通过对KANO、AHP、QFD模型的集成运用，能够更科学、客观地挖掘用户需求并有效指导产品研发，同时能为同类产品研发提供新思路。

关键词：用户需求 KANO AHP QFD 服务机器人社交机器人