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考虑空化效应的微孔端面机械密封泄漏量计算及机理

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四川大学学报（工程科学版） 2016年第3期48卷 196-201页

作者：吉华夏夫陈枭张科陈志四川大学化学工程学院四川成都610065

针对微孔端面机械密封泄漏量的数值计算方法和机理都不明确,基于质量守恒的JFO空化边界条件建立了微孔端面机械密封的数值计算模型。数值计算结果表明沿着泄漏方向的不同截面的流量并不相等,所以必须要选择合理的积分截面才能计算出正... 详细信息

针对微孔端面机械密封泄漏量的数值计算方法和机理都不明确,基于质量守恒的JFO空化边界条件建立了微孔端面机械密封的数值计算模型。数值计算结果表明沿着泄漏方向的不同截面的流量并不相等,所以必须要选择合理的积分截面才能计算出正确的泄漏量。根据径向流量场、周向流量场和压力场的分析,讨论了沿着泄漏方向流量不等的原因,揭示了空化效应和动压效应形成高压区,造成泄漏方向流体沿周向运动,从而降低了泄漏量。最后给出微孔端面机械密封泄漏量计算的公式和方法。

关键词：机械密封微孔端面泄漏量动压润滑空化效应

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基于线上评论的生鲜产品供应链定价策略

运筹与管理 2022年第6期31卷 91-97页

作者：卢超邢窈窈上海大学管理学院上海200444

随着网络购物的普及,线上评论对消费者的购买决策发挥着越来越重要的作用,零售商和制造商可以利用这些评论调整、优化生产流程。本文基于消费者效用理论,构建了由一个零售商和一个制造商组成的生鲜产品供应链定价决策模型,研究了三种决... 详细信息

随着网络购物的普及,线上评论对消费者的购买决策发挥着越来越重要的作用,零售商和制造商可以利用这些评论调整、优化生产流程。本文基于消费者效用理论,构建了由一个零售商和一个制造商组成的生鲜产品供应链定价决策模型,研究了三种决策模式下生鲜产品零售价、利润和保鲜努力水平的差异。研究发现:集中决策下生鲜产品的最优零售价最低、利润最高;随着运输时间增加,保鲜努力水平和新鲜度均呈现下降趋势;当成本分担系数较高时,在成本分担和收益共享的分散决策模式下,保鲜努力最优水平高于集中决策模式下保鲜努力最优水平。

关键词：线上评论生鲜产品定价策略消费者效用

多功能PMMA/ZnO纳米复合材料的制备与性能

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多功能PMMA/ZnO纳米复合材料的制备与性能

作者：陈枭贵州大学

学位级别：硕士

纳米氧化锌(ZnO)是一种应用广泛的多功能材料,具有抗紫外、抗菌、光催化、光致发光等性质;聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)则是一种透明度高、力学性能良好的聚合物,可应用于建筑、交通、广告等诸多领域。然而,PMMA不能有效阻挡对人体有害的紫... 详细信息

纳米氧化锌(ZnO)是一种应用广泛的多功能材料,具有抗紫外、抗菌、光催化、光致发光等性质;聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)则是一种透明度高、力学性能良好的聚合物,可应用于建筑、交通、广告等诸多领域。然而,PMMA不能有效阻挡对人体有害的紫外辐射(UV),也没有抗菌、光致发光等多功能性质,解决该问题的途径是在其中加入ZnO。由于ZnO表面能高、与PMMA相容性差等因素易导致ZnO在PMMA中分布不均匀,造成PMMA/ZnO纳米复合材料不透明或半透明。为此,已有研究主要采用溶液混合、表面改性和原位聚合三种方法来制备高透明PMMA/ZnO纳米复合材料。其中,溶液共混法中需要大量的有毒溶剂,而ZnO的表面改性流程复杂又耗时。原位聚合法是一种简单和无毒(或低毒)的制备多功能PMMA/ZnO纳米复合材料的方法。本文以MMA为单体,AIBN为引发剂,Zn(Ac)·2HO为前驱体,LiOH·HO为催化剂,无水乙醇为溶剂,通过改进的原位聚合法制备了抗菌的PMMA/ZnO纳米复合材料。FTIR、XRD、TEM、UV-Vis等表征结果表明,ZnO均匀分散于PMMA基体,PMMA/ZnO纳米复合材料兼具抗菌、抗紫外、光致发光和高透明的性质。为促进该材料的批量生产,又通过一步法原位制备了高透明的多功能PMMA/ZnO纳米复合材料。该方法简单、环保、经济。FTIR、XRD、TEM、UV-Vis、AFM等表征结果表明,成功制备了热学和光学性质优异的PMMA/ZnO纳米复合材料。归功于ZnO(3 nm)在PMMA基体中均匀分散,PMMA/ZnO纳米复合材料具有透明度高(>90%)、紫外能力强(>95%)和可见发光明亮等优点。多功能PMMA/ZnO纳米复合材料在紫外屏蔽涂层、农用薄膜、抗菌塑料等领域有潜在应用。基于PMMA/ZnO和疏水SiO,进一步制备了PMMA/ZnO/SiO超疏水涂料,并采用浸涂法将其涂覆于PMMA等基体表面。AFM、SEM、UV-Vis、CA等表征结果表明,PMMA/ZnO/SiO涂料均匀分散于基体表面,且具有一定的粗糙度;该涂料兼具高透明度和优良的疏水性质,有望应用于自清洁玻璃、电子设备、汽车交通等领域。

关键词：多功能聚甲基丙烯酸甲酯纳米氧化锌二氧化硅超疏水

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有机硅基自融冰涂料的制备与性能研究

有机硅基自融冰涂料的制备与性能研究

作者：陈枭武汉理工大学

学位级别：硕士

冬季雨雪天气易导致路面结冰,大大降低了路面的抗滑性能,从而易引发交通事故,影响道路运输效率。如何及时清除道路冰雪,保障道路运输和人民生命财产安全,一直是世界各国致力于解决的难题。自融冰涂层技术作为一种路面主动除冰雪技术,已... 详细信息

冬季雨雪天气易导致路面结冰,大大降低了路面的抗滑性能,从而易引发交通事故,影响道路运输效率。如何及时清除道路冰雪,保障道路运输和人民生命财产安全,一直是世界各国致力于解决的难题。自融冰涂层技术作为一种路面主动除冰雪技术,已受到越来越多的重视。然而,目前自融冰涂层材料大多以乳化沥青为成膜基材,乳化沥青渗透性较差,会降低路面抗滑性能,同时目前所使用的融冰剂遇水析出较快,自融冰涂层的融冰性能难以长久保持。因此,通过对融冰剂和涂膜载体的研究,以降低自融冰涂层对路面结构的影响,并保持其融冰长效性,对自融冰涂层技术的发展和应用有重要意义。本文采用单组分和双组分有机硅涂料为自融冰涂料的载体,研究了有机硅涂料与路面的粘结性及其对路面抗滑性能的影响;通过熔融共混法制备了有机包覆氯化钠融冰剂,研究了融冰剂的融冰能力及其对碳钢的腐蚀性;制备了单组分和双组分有机硅基自融冰涂料,研究了自融冰涂料的融冰性能及其涂膜表面微观结构与融冰性能的关系。主要结论如下:(1)单组分有机硅涂料和双组分有机硅涂料与路面的粘结性能均优于乳化沥青,其中单组分有机硅与路面的粘结强度更高,其与沥青混凝土的粘结强度为1.52MPa,与水泥混凝土的粘结强度为5.70MPa;两种有机硅涂料对沥青路面摩擦系数和构造深度的影响均很小,涂膜量均为300g/m时,乳化沥青涂膜沥青混凝土的摩擦系数衰减率为23.0%,构造深度衰减率为12.0%,而单、双组分有机硅涂料涂膜沥青混凝土的摩擦系数衰减率仅分别为10.4%和13.4%,构造深度衰减率仅分别为6.1%和9.1%。(2)融冰剂溶液冰点测试和相对融冰能力测试表明,有机包覆氯化钠具有较好的融冰能力,质量浓度为20%的有机包覆氯化钠溶液的结冰点为-14.1℃,其相对融冰能力为44%;腐蚀性能测试表明,20%质量浓度的氯化钠溶液对碳钢的腐蚀率为1.80mm·a,而20%质量浓度的有机包覆氯化钠对碳钢的腐蚀率仅为0.65mm·a。(3)单组分有机硅基自融冰涂料的融冰性能和路用性能优于双组分有机硅基自融冰涂料。以单组分有机硅为涂料载体的自融冰涂膜沥青混凝土表面结冰点及其表面冰层粘附力随有机包覆氯化钠融冰剂掺量和涂料涂膜量的增加而降低,但当融冰剂掺量达到6%或涂膜量达到300g/m以后,继续增大融冰剂掺量或涂料涂膜量,自融冰涂料的融冰性能增加不明显。涂膜量300g/m、质量分数6%的单组分有机硅基自融冰涂膜沥青混凝土表面结冰点和冰层粘附力分别为-5.2℃和24.5N。(4)与氯化钠融冰剂自融冰涂膜相比,水浸泡对有机硅基有机包覆氯化钠融冰剂涂膜的融冰性能影响较小。在水浸泡72h后,涂膜量300g/m、质量分数6%的有机硅基有机包覆氯化钠融冰剂涂膜表面结冰点为-3.0℃,涂膜与表面冰层粘附力仅为51.9N,仍具有较好的融冰能力,表现出良好的耐水长效性。相比于单组分有机硅基自融冰涂膜,双组分有机硅基自融冰涂膜表面结冰点较低,表现出更好的融冰长效性。但双组分有机硅基自融冰涂膜表面冰层粘附力大于单组分有机硅自融冰涂膜,在温度低于涂膜表面结冰点后冰层的去除难度增大。(5)自融冰涂膜微观结构观察表明,当有机包覆氯化钠融冰剂掺量为6%时,融冰剂可以完全覆盖涂膜表面;水浸泡后涂膜表面仍有较多有机包覆氯化钠融冰剂,而氯化钠融冰剂已基本被完全溶解。这进一步证明了有机包覆氯化钠融冰剂具有更好的融冰长效性。

关键词：自融冰涂料有机硅融冰剂路用性能融冰性能

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电磁模型转换方法及其在舰载天线中的应用

电磁模型转换方法及其在舰载天线中的应用

作者：陈枭西安电子科技大学

学位级别：硕士

诸如舰船这类复杂的电大尺寸的载体平台,计算舰船上天线的受扰辐射特性和大规模天线阵列的电磁特性一直以来都是工程界的难题之一。由于舰载大型天线阵列属于多尺度的复杂模型,阵列单元数可以达到几万,所以需要进行大规模的计算才能确... 详细信息

诸如舰船这类复杂的电大尺寸的载体平台,计算舰船上天线的受扰辐射特性和大规模天线阵列的电磁特性一直以来都是工程界的难题之一。由于舰载大型天线阵列属于多尺度的复杂模型,阵列单元数可以达到几万,所以需要进行大规模的计算才能确定其电磁特性,然而商业软件Ansys HFSS对规模的限制,无法计算万单元的天线阵列,因此需要一种混合算法尽可能减少计算量,并借助高性能的计算平台加快计算过程。由于商业软件Ansys HFSS在业界的权威性与标杆性,许多已有的天线仿真结果都是建立在Ansys HFSS软件上的,因此还需将Ansys HFSS的电磁模型无失真地转换成该混合算法可以直接计算的模型,这些模型不同于一般的几何数据格式sat、step等,它们不仅完全保留了几何条件,还保留了电磁条件,针对天线阵列这一类的多端口模型,大大节省了设置端口激励所需的时间。本文研究设计了一种能将Ansys HFSS的电磁模型的几何条件和电磁条件都保留的转换方法,在不需要再次设置边界条件的情况下,通过并行高阶有限元和多层快速多极子结合的混合算法,在保证良好的计算精度的同时,借助高性能计算平台,对舰载大型天线阵列进行仿真计算。首先,本文研究了高阶有限元的理论基础以及其并行实现的策略,然后叙述了多层快速多极子的理论基础,最后扬长避短,将两种算法各自优劣之处相互结合形成了一种混合算法。其次,研究了一种能将Ansys HFSS的电磁模型转换成本文的算法能够计算的模型的转换方法,此转换方法基于参数化建模的思想,将Ansys HFSS的电磁模型数据格式“aedt”先转换为“json”文本,再通过参数标识电磁模型特征数据的方式,重构电磁模型。接着,用等效替代的方法完整剖析了单鞭天线的工作原理,并详细分析了单鞭短波天线在舰船上的各种受扰情况,具体为:天线的不同位置、不同频率、不同倾斜角度和不同架设高度对增益方向图的影响,船体对称性、多个单鞭天线相互耦合、相邻舰船和海水对增益方向图的影响。最后,分析并设计了一个工作频率为2GHz的矩形贴片天线,并将其作为天线阵列的基本单元。先后以等幅同相的激励方式构成20×20和50×50的天线阵列,并与Ansys HFSS比较计算结果和性能指标,说明了本文混合算法的准确性与高效性,最后构成120×120的超大型天线阵列,计算了辐射特性,并将其加载到千倍波长的舰船上,借助高性能计算平台,对舰载超大型天线阵列进行仿真计算。本文的研究工作实现了一种全新的电磁模型的转换方法,完成了商业软件无法计算的大规模计算问题,并在舰载天线阵列的计算规模上实现了突破,完成了超大规模(14400单元)的舰载大型天线阵列近场、远场特性的分析,对电大载体为舰船的天线阵列的电磁特性分析具有一定的借鉴意义。

关键词：电磁模型转换超大规模舰载天线并行高阶有限元多层快速多极子混合算法近、远场特性分析

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面向缺陷检测的机械臂抓取技术研究

面向缺陷检测的机械臂抓取技术研究

作者：陈枭东北大学

学位级别：硕士

竖向防污屏障服役行为演化机理的固结—击穿—弯曲元研究

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竖向防污屏障服役行为演化机理的固结—击穿—弯曲元研究

作者：陈枭浙江大学

学位级别：硕士

土壤和地下水污染是一个全球性的问题,中国有101万平方公里的土壤污染超标,欧洲共确认了 80000个污染场地,美国预计需要治理294000个污染场地。不正当的城市固体废弃物填埋场是导致该问题的主要缘由之一,大量填埋场周边的地下水及渗流... 详细信息

土壤和地下水污染是一个全球性的问题,中国有101万平方公里的土壤污染超标,欧洲共确认了 80000个污染场地,美国预计需要治理294000个污染场地。不正当的城市固体废弃物填埋场是导致该问题的主要缘由之一,大量填埋场周边的地下水及渗流区域被泄露的填埋场渗滤液污染。对此人们常用土-膨润土基竖向防污屏障进行阻隔,然而化学兼容性问题以及污染物的扩散作用共同导致了其长期服役性能的不足。为了解决上述问题,研究产生化学兼容性问题背后的机理以及建立起屏障服役性能的现场监测就显得非常重要。剪切波监测手段对屏障结构无损、耗时短且成本低,具有监测土-膨润土防污屏障服役性能的潜能。针对化学兼容性问题的机理研究以及剪切波速监测机制的建立需要大量的土单元体试验提供数据支撑。但目前很少有能联合固结、击穿及弯曲元测试到同一个土单元体中的实验装置。针对上述现状,笔者研发了 Rowe型固结-击穿-弯曲元测试联合实验装置（简称“CBB柱”）,以渥太华砂及玻璃珠-盐混合物为实验材料开展了 CBB柱的验证实验。随后使用CBB柱对土-膨润土防污屏障材料开展了固结-氨氮击穿-剪切波速测试联合实验。获得了如下研究成果:（1）采用CBB柱对玻璃珠-盐混合物进行了固结-渗流-弯曲元测试联合实验。研究结果表明:在渗流过程中,玻璃珠-盐混合物的剪切波速在1孔隙体积内内变化最剧烈。颗粒接触点数的变少以及孔隙比的上升共同导致了土壤渗流溶蚀过程中剪切波速的剧烈下降。对于含盐量较低的玻璃珠-盐混合物,溶蚀过程初期所形成的的力拱结构在整个渗流溶蚀阶段都处于稳定的状态,随着溶蚀的进行,K0值和孔隙体积逐渐上升。对于含盐量较高的玻璃珠-盐混合物,溶蚀初期颗粒相互自锁,K0值下降。但随着后续更多的盐被溶解,颗粒自锁被打破,力拱开始形成,K0进一步上升。实验结束后,土体内部出现了“蜂窝状”的力链分布,变得更加各向同性。玻璃珠-盐混合物在渗流过程中经历了四个阶段:胶结作用被破坏、盐颗粒被钝化、盐颗粒直径逐渐下降以及盐颗粒进入到周围孔隙中并导致剪切波速的稳定,前两个阶段土体的剪切波速下降程度最剧烈。剪切波速在盐未完全溶解完后就稳定了。（2）对高庙子及怀俄明膨润土开展了 COD、氨氮及二价铅的膨胀指数实验。研究结果表明:垃圾填埋场渗滤液中的高浓度氨氮将大大降低高庙膨润土及怀俄明膨润土的膨胀能力。而渗滤液中的铅离子、填埋场污染地下水中的氨氮及铅离子浓度因较低,低于让膨润土膨胀指数降低所需的临界离子强度（单价为221.5mM,二价为7.45mM）,故降低不了膨润土的膨胀指数。随着填埋场龄期的增加,COD及重金属浓度值将会下降,而氨氮浓度反而会因为填埋场的产甲烷阶段而上升。所以在垃圾填埋场领域,氨氮是一个需要被重点关注的污染物对象。（3）测试了在30kPa的K0固结应力状态下氨氮击穿土-膨润土基防渗屏障材料的渗透系数、出流浓度曲线及剪切波速,并在化学反应及微细观层次上研究了高庙子膨润土吸附氨氮的过程。研究结果表明:注入氨氮0.5孔隙体积后,土样孔隙水中的铵根离子逐渐扩散进入到膨润土双电层中,导致其收缩,宏观上表现为在污染物流经处逐渐产生优势流通道,土-膨润土试样的渗透系数进而剧烈上升。而渗透系数的剧烈上升又将加速氨氮的迁移速率,导致孔隙水中氨氮浓度的剧烈上升。当孔隙水中的氨氮浓度上升到一定程度后,膨润土在接触污染液后絮凝,且部分细颗粒通过拓宽的优势流通道流失,共同导致了实验结束后土体级配曲线中细颗粒含量的降低以及土体剪切波速的上升。4孔隙体积后,土-膨润土试样被击穿。8孔隙体积后,土样渗透系数值上升了两个数量级并稳定。膨润土吸附氨氮的X射线能谱分析结果表明,膨润土的钠钾镁离子被铵离子置换了。铵离子的离子水化半径略小于钠离子,而单价阳离子水化半径越大膨润土的渗透系数越低,再加上细颗粒的流失,共同导致了土-膨润土试样在击穿后使用清水冲洗的渗透系数值无法恢复到初始值。

关键词：竖向防渗屏障膨润土氨氮剪切波速击穿曲线渗透系数渗流溶蚀

超音速火焰喷涂原位制备MoB/NiCr金属陶瓷涂层的组织结构

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金属热处理 2019年第9期44卷 74-78页

作者：陈枭新余学院新余市智能制造材料技术与应用重点实验室

通过机械球磨结合粘结破碎法制备了Mo-B-Ni-Cr复合粉末,然后采用超音速火焰喷涂方法在316L不锈钢基体上制备了MoB/NiCr涂层。采用扫描电镜、X-射线衍射仪、激光粒度、图像法和硬度计等手段观察并分析了粉末和涂层的组织结构。结果表明,... 详细信息

通过机械球磨结合粘结破碎法制备了Mo-B-Ni-Cr复合粉末,然后采用超音速火焰喷涂方法在316L不锈钢基体上制备了MoB/NiCr涂层。采用扫描电镜、X-射线衍射仪、激光粒度、图像法和硬度计等手段观察并分析了粉末和涂层的组织结构。结果表明,复合粉末的组织形态呈近球形,复合粉末各粒子间结合良好;通过X-射线衍射发现,复合粉末的主要物相为Mo、Ni和Cr三相。原位制备的涂层组织致密性良好,孔隙率仅为0. 23%,且涂层扁平粒子间及涂层与基体界面之间结合良好。涂层中原位生成了Mo2NiB2三元硼化物。

关键词： MoB/NiCr金属陶瓷 Mo-B-Ni-Cr复合粉末超音速火焰喷涂显微组织 Mo2NiB2

3种磨料对超音速火焰喷涂WC-12Co层形貌及冲蚀磨损性能的影响

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材料保护 2013年第11期46卷 56-57,7-8页

作者：富伟陈枭王芳九江学院绿色再制造重点实验室江西九江332005

目前,就冲蚀粒子性质对超音速火焰喷涂(HVOF)WC-Co层的外观、硬度及冲蚀磨损性能的影响研究不多。采用HVOF技术在Q235钢表面制备WC-12Co涂层,并以棕钢玉砂、石英砂和黄砂为磨料,采用常温干砂冲蚀磨损试验机对涂层的冲蚀磨损性能进行了... 详细信息

目前,就冲蚀粒子性质对超音速火焰喷涂(HVOF)WC-Co层的外观、硬度及冲蚀磨损性能的影响研究不多。采用HVOF技术在Q235钢表面制备WC-12Co涂层,并以棕钢玉砂、石英砂和黄砂为磨料,采用常温干砂冲蚀磨损试验机对涂层的冲蚀磨损性能进行了测试。采用显微维氏硬度计测试不同磨料的硬度,采用扫描电镜对磨料形貌、涂层显微结构及涂层冲蚀后的表面形貌进行了观察。结果表明:WC-12Co涂层为典型的层状组织结构,扁平化粒子间结合紧密,涂层内部孔隙较均匀。冲蚀过程中,冲蚀角度从30°增加到90°,涂层的冲蚀率增加。棕刚玉砂和石英砂表面形貌呈不规则多角状,硬度较大的棕刚玉砂对涂层冲蚀磨损较大大。石英砂和黄砂硬度相近,形貌规则的黄砂对涂层的冲蚀磨损较小。不规则的多角状磨料冲蚀的涂层,表面留下不规则坑洞及较深的切痕;规则的近圆外形黄砂冲蚀的表面留下近圆形的坑洞,同时粘结相的切痕较浅。

关键词：超音速火焰喷涂 WC-12Co涂层表面形貌冲蚀磨损磨料形貌磨料硬度 Q235钢