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钴铁氧体磁致伸缩超声换能器设计及输出特性

陕西师范大学学报(自然科学版) 2024年

作者：姜涛薛昌盛皮钧沈志煌侯达盘何金春集美大学海洋装备与机械工程学院集美大学海洋装备与机械工程学院

传统镍基材料和稀土基材料磁致伸缩系数小、涡流损耗大、制备成本高,采用钴铁氧体作为磁致伸缩超声换能器的驱动核心可实现在高频条件下的稳定服役和大功率输出。基于钴铁氧体磁致伸缩特性,设计了谐振频率3. kHz的纵振磁致伸缩超声换能... 详细信息

传统镍基材料和稀土基材料磁致伸缩系数小、涡流损耗大、制备成本高,采用钴铁氧体作为磁致伸缩超声换能器的驱动核心可实现在高频条件下的稳定服役和大功率输出。基于钴铁氧体磁致伸缩特性,设计了谐振频率3. kHz的纵振磁致伸缩超声换能器,使用有限元仿真对钴铁氧体磁致伸缩换能器进行动力学与磁场分析。对钴铁氧体磁致伸缩超声换能器进行阻抗匹配并测试其输出特性,实验测试了样机谐振频率、输出振幅与工作温度。结果表明:换能器采用钕铁硼建立的偏置磁场,磁感应强度为0.1～0.25 T(3.1～653.Oe),使钴铁氧体处于最佳驱动区内(250～750Oe);换能器振幅输出和工作温度随着驱动电压的增大而增大,在驱动电压为12 V、信号增益为20dB条件下换能器实际谐振频率为29.8 kHz,输出振幅可达3.75μm,稳定工作温度60℃,该实验结果验证了钴铁氧体在磁致伸缩换能器领域的可靠性与应用潜力。

关键词：钴铁氧体磁致伸缩材料超声换能器有限元分析

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多孔钛压缩性能的2D和3.有限元对比分析

粉末冶金技术 2024年

作者：李玉华贺羽昕张仟赵蓉王豪杰楚景慧牛立斌西安科技大学机械工程学院

为了探究孔隙结构对多孔钛压缩性能的影响，对多孔钛压缩过程进行有限元模拟，研究孔隙率、孔径尺寸、孔隙形状等不同孔隙结构参数对多孔钛压缩性能的影响规律，同时对2D和3.有限元模拟结果进行对比分析。结果表明：多孔钛弹性模量和屈... 详细信息

为了探究孔隙结构对多孔钛压缩性能的影响，对多孔钛压缩过程进行有限元模拟，研究孔隙率、孔径尺寸、孔隙形状等不同孔隙结构参数对多孔钛压缩性能的影响规律，同时对2D和3.有限元模拟结果进行对比分析。结果表明：多孔钛弹性模量和屈服强度均随孔隙率增大而减小，孔径尺寸对压缩性能几乎无影响；在圆形、正方形和六边形三种孔隙形状中，圆形孔压缩性能最好，针对椭圆形孔，压缩性能则随压缩方向孔洞尺寸减小而减小；2D和3.有限元模拟结果与Gibson-Ashby模型和Nielsen模型一致，并与试验结果更接近；2D和3.有限元模拟结果均能正确反映孔隙结构对多孔钛压缩性能的影响，而2D压缩模型的计算时间更短。

关键词：多孔钛有限元模拟压缩性能孔隙特征

基于多肽水凝胶材料的肿瘤类器官培养体系的建立

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生物工程学报 2024年

作者：王慧斌赵东东张璐魏占东梁俊毕昌昊 1.天津科技大学轻工科学与工程学院 2.中国科学院天津工业生物技术研究所 3.大连工业大学生物工程学院大连工业大学生物工程学院天津科技大学轻工科学与工程学院中国科学院天津工业生物技术研究所

Peptide-based hydrogel， the polymer materials with a special network structure， are widely used in various fields of biomedicine due to their stable properties and biocompatibility. Environment-responsive self-assembled peptide aqueous solutions can respond to environment changes by the self-assembly of peptides into nanofiber networks. Peptide-based hydrogels well simulate the extracellular matrix and cell growth microenvironment， being suitable for 3. cell culture and organoid culture. To establish a tumor organoid culture system with peptide-based hydrogels， we cultured Panc-1， U87， and H3.8 cells in a 3. spherical manner using CulX Ⅱ peptide-based hydrogels in 24-well plates for 15 days. The organoids showed a 3. spherical shape， and their sizes increased with the extension of the culture time， with a final diameter ranging from 150 to 3.0 μm. The organoids had a large number， varying sizes， good cell viability， clear edges， and a good shape， which indicated successful organoid construction. The tumor organoid culture system established in this study with CulX Ⅱ peptide-based hydrogels provides a model for studying tumor pathogenesis， drug development， and tumor suppression.

关键词：自组装肽水凝胶类器官 3.培养肿瘤

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履带式风送喷粉机关键部件设计与试验

石河子大学学报(自然科学版) 2024年

作者：付梦王勇张慧明张斌宋坚利付威 1.海南大学机电工程学院 2.海南大学信息与通信工程学院 3.中国农业大学理学院海南大学机电工程学院海南大学信息与通信工程学院中国农业大学理学院

针对传统的天然橡胶植保存在的作业效率低、施药效果较差、农药利用率低等问题,研制了一种可实现变量施药的高扬程履带式风送喷粉机。通过理论分析各关键部件在喷施药粉过程中的作业机理,开展了喷粉机整机关键部件设计与选型;根据白粉... 详细信息

针对传统的天然橡胶植保存在的作业效率低、施药效果较差、农药利用率低等问题,研制了一种可实现变量施药的高扬程履带式风送喷粉机。通过理论分析各关键部件在喷施药粉过程中的作业机理,开展了喷粉机整机关键部件设计与选型;根据白粉病防治标准和橡胶树个体信息,设计了变量施药控制系统;胶园试验表明,在不同施药量和橡胶树的个体信息存在明显差异的情况下,目标橡胶树冠层的药粉有效利用率分别为46.93.、42.2%和3..72%,目标橡胶树冠层单位面积沉积量变异系数分别为18.77%、24.89%、12.51%,说明橡胶树叶片上、中、下层单位面积沉积量差异不明显,单位面积上药粉沉积较为均匀,施药效果较好。研究结果为天然橡胶树机械化植保作业提供了技术支持。

关键词：天然橡胶病害防治精准施药装置风送喷施技术

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多工况混电飞机板翅式散热器优化设计方法

航空发动机 2024年

作者：邱相臣郑皓冉程显达董威上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院

针对机载板翅式散热器在结构设计时传热和压降的极端工况点不一致的问题,提出了考虑多工况约束条件的散热器结构优化算法。建立了散热器计算模型并验证了模型的准确性,并基于遗传算法(GA)和粒子群优化算法(PSO)建立了改进的GAPSO算法模... 详细信息

针对机载板翅式散热器在结构设计时传热和压降的极端工况点不一致的问题,提出了考虑多工况约束条件的散热器结构优化算法。建立了散热器计算模型并验证了模型的准确性,并基于遗传算法(GA)和粒子群优化算法(PSO)建立了改进的GAPSO算法模型,在该模型基础上考虑了散热器工作包线作为入口参数,通过不断改进散热器结构参数,确保散热器在不同入口参数下计算得到的传热和压降都能够满足约束条件。结果表明:与GA算法和PSO算法相比,GA-PSO算法在解决多工况优化问题时具有更强的全局寻优能力和收敛性,得到的优化结果在限定体积内质量最小,最小质量达3.91kg,与优化前相比降低了14%,同时也保证了散热器在工作包线内任意工况下压降和传热均满足约束要求,验证了基于GA-PSO算法的散热器多工况优化方法的可行性。

关键词：板翅式散热器多工况遗传算法粒子群优化冷侧压降混电飞机

氧化石墨烯改性玄武岩纤维/聚酰亚胺复合材料的制备与摩擦学性能

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高分子材料科学与工程 2024年

作者：李轩周德东何瑜张立京吕威张续译杨远鹏刘志章 1.四川轻化工大学机械工程学院 2.西安长峰机电研究所四川轻化工大学机械工程学院西安长峰机电研究所

通过静电自组装法将氧化石墨烯（GO）附着在硅烷偶联剂KH550接枝后的玄武岩纤维表面，并采用热模压工艺制备了GO改性玄武岩纤维/聚酰亚胺复合材料（GBF/PI）。对比研究了聚酰亚胺（PI）、玄武岩纤维/聚酰亚胺（BF/PI）和KH550改性玄武... 详细信息

通过静电自组装法将氧化石墨烯（GO）附着在硅烷偶联剂KH550接枝后的玄武岩纤维表面，并采用热模压工艺制备了GO改性玄武岩纤维/聚酰亚胺复合材料（GBF/PI）。对比研究了聚酰亚胺（PI）、玄武岩纤维/聚酰亚胺（BF/PI）和KH550改性玄武岩纤维/聚酰亚胺（KBF/PI）和GBF/PI复合材料的力学性能和摩擦磨损性能。结果表明，GBF/PI复合材料的维氏硬度、压缩强度和弯曲强度分别为66.5 HV，275.9 MPa和169.8 MPa，较PI试样分别提高约29.2%，45.8%和47.1%，较BF/PI试样分别提高约21.9%，27.0%和28.1%，较KBF/PI试样分别提高约6.9%，20.2%和10.2%。与PI，BF/PI和KBF/PI试样相比，GBF/PI复合材料具有更优的热稳定性，其中GBF/PI的起始分解温度和质量残留率分别为3.8.4 ℃和57.70%，明显高于PI树脂的3.7.5 ℃和49.3.%。摩擦磨损实验结果表明，与GCr15对磨60 min后，GBF/PI的平均摩擦系数为0.617，磨损率为5.22×10-6mm3.（N·m），较PI树脂试样分别低约11.4%和47.2%，较BF/PI试样分别低约7.7%和27.0%，较KBF/PI试样分别低约8.4%和12.0%。GO的引入有利于形成致密均匀的摩擦层，减轻了PI基复合材料摩擦损伤，提高了材料的减磨抗磨性能。

关键词：聚酰亚胺玄武岩纤维氧化石墨烯表面改性摩擦磨损

基于手性超表面的宽波段圆偏振光电探测器的仿真设计

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微纳电子技术 2024年

作者：张浩王守桐张然褚金奎大连理工大学机械工程学院大连理工大学机械工程学院

针对用于检测圆偏振光的超紧凑光电探测器的工作波段大多分布在近红外及中红外且工作波段较窄的问题,设计了一种具有较宽工作带宽的圆偏振光集成光电探测器。该探测器由石墨烯与手性超表面集成,当不同圆偏振光作用在手性超表面上时,会... 详细信息

针对用于检测圆偏振光的超紧凑光电探测器的工作波段大多分布在近红外及中红外且工作波段较窄的问题,设计了一种具有较宽工作带宽的圆偏振光集成光电探测器。该探测器由石墨烯与手性超表面集成,当不同圆偏振光作用在手性超表面上时,会产生不同程度的近场光学增强,利用手性超表面在较宽波段下的强偏振依赖性来增强探测器的偏振选择性。通过时域有限差分(FDTD)仿真及优化超表面结构,手性超表面在波长为577～797 nm波段内的圆二色性大于等于0.18。设计的圆偏振光电探测器主要工作在可见光波段,工作带宽可以达到约220 nm。该探测器的设计为单一片上偏振计检测更宽波段的圆偏振光提供了新的设想。

关键词：光电探测器圆偏振光手性超表面石墨烯宽波段可见光波段

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中间包结构优化对钢液流动状态的影响

中国冶金 2024年

作者：李顶涵段豪剑孙亮张立峰 1.北京科技大学冶金与生态工程学院 2.北京首钢股份有限公司迁顺技术中心 3.北方工业大学机械与材料工程学院北京科技大学冶金与生态工程学院北京首钢股份有限公司迁顺技术中心北方工业大学机械与材料工程学院

为了去除夹杂物，提高钢液洁净度，有必要对中间包进行结构优化以改善中间包内部钢液的流动状态。通过物理模拟或数值模拟获得RTD（Residence Time Distribution）曲线，并进一步分析停留时间和流场区域是中间包结构优化的重要方法。通... 详细信息

为了去除夹杂物，提高钢液洁净度，有必要对中间包进行结构优化以改善中间包内部钢液的流动状态。通过物理模拟或数值模拟获得RTD（Residence Time Distribution）曲线，并进一步分析停留时间和流场区域是中间包结构优化的重要方法。通过调研将不同文献中单流或者两流中间包的数据转化成无量纲数并筛选、整理、总结，分析了中间包本体的宽度、液位高度、入出口间距、侧壁倾角，中间包湍流抑制器的高度、横截面积以及挡墙和挡坝的位置、高度等结构参数对停留时间和流场的影响，总结归纳了中间包本体和控流装置不同结构参数的最佳比例。研究发现，中间包的宽度与长度之比应为0.15～0.3.，液位高度与长度之比应为0.15～0.3.，入出口间距与长度之比应为0.8～0.9，侧壁倾角应为10o～15o；湍流抑制器高度与中间包液位高度之比应为0.1～0.2，横截面积与中间包底部横截面积之比应约为0.15，挡墙与长水口之间的距离与中间包长度之比应约为0.2，挡坝高度与中间包液位高度之比应约为0.4或0.7，挡墙与挡坝之间的距离与中间包长度之比应为0.05～0.10，挡坝高度与中间包液位高度之比应约为0.3.结果为中间包的结构设计提供了一定程度的指导。

关键词：中间包停留时间流场湍流抑制器挡墙挡坝

顺北油田断控缝洞型凝析气藏衰竭式开采特征及保压开采对策

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岩性油气藏 2024年

作者：苏皓郭艳东曹立迎喻宸崔书岳卢婷张云李俊超 1.中国石化石油勘探开发研究院 2.中国石化西北油田分公司勘探开发研究院 3.西安石油大学机械工程学院中国石化石油勘探开发研究院中国石化西北油田分公司勘探开发研究院西安石油大学机械工程学院

顺北油田断控缝洞型凝析气藏具有特殊的地质条件，开采难度大。基于顺北油田气藏实际参数，采用建模-数模一体化定量分析方法，对断控缝洞型凝析气藏的衰竭式开采特征进行了刻画，并制定了相应的保压开采对策。研究结果表明：（1）针对... 详细信息

顺北油田断控缝洞型凝析气藏具有特殊的地质条件，开采难度大。基于顺北油田气藏实际参数，采用建模-数模一体化定量分析方法，对断控缝洞型凝析气藏的衰竭式开采特征进行了刻画，并制定了相应的保压开采对策。研究结果表明：（1）针对不同的介质相类型，采用地球物理属性雕刻的分级建模方法，得到融合的三维储集体模型；基于波阻抗、测井数据、试井解释数据，采用人机交互、逐级嵌套的构建方法得到三维孔渗模型；结合由流体高压物性实验拟合得到的流体模型，可得到代表地区特征的断控缝洞凝析气藏多组分数值模拟模型。（2）反凝析作用、应力敏感性是制约此类凝析气藏衰竭开发效果的两大因素：反凝析作用使油的稳产时间缩短、气油比变大、累产油减少；应力敏感性储层在一定应力作用下裂缝可能发生闭合，导致部分与裂缝连通的储量无法动用。（3.CH4是保压开发的最优注入介质，以略高于露点压力进行保压补能，其增油效果最好；注采速度和注入时间均与增油量呈正相关关系，但换油率随注入量的增加而减小；对于井组单元采用先持续注采、后脉冲注持续采的方式，其防窜增油效果最好，对于孤立的井单元可采用单井吞吐注采方式提高凝析油采收率；注入井和采出井部署在同一洞内有利于对洞内储量的定向驱替，保证注采井间有足够距离，有利于预防气窜和增加波及范围。

关键词：数值模型衰竭开发反凝析作用应力敏感性保压开采开发对策提高采收率凝析气藏断控缝洞型储层顺北油田