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Solute Segregation to Grain Boundaries in Al: A First-Principles Evaluation

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Acta Metallurgica Sinica(English Letters) 2022年第9期35卷 1572-1582页

作者： jiawei tang Yiren Wang Yong Jiang Jiangang Yao Hao Zhang National Key Laboratory for Powder Metallurgy School of Materials Science and EngineeringCentral South UniversityChangsha410083China School of Materials Science and Engineering Yantai Nanshan UniversityYantai265713China Jiangsu Haoran Spray Forming Alloy Co. LtdZhenjiang212009China

Solute-induced grain boundary(GB) strengthening is eff ective in improving the toughness and tensile strength of polycrystalline alloys. In this work, GB segregation behaviors of solute elements in Al alloys and their potential eff ects on GB binding have been systematically investigated from fi rst-principles energetics. The low-energy Σ3(111) and Σ11(113) are immune to vacancy segregation, while high-energy Al GBs, such as Σ13(320), Σ9(221), Σ5(210), and Σ5(310), can attract both vacancies and solutes. Under-sized elements(Ni, Fe, Co, Cu) and similar-sized elements(Si, Zn, Ag, and Ti) prefer interstitial or vacancy sites at the GB interface, while over-sized elements(Mg, Zr, Sc, Er) tend to substitute Al or vacancy-neighboring sites at the GB interface. Segregated vacancies weaken GBs. Under-sized Ni, Co, Cu, similar-sized Ti, and over-sized Zr, Er, can directly enhance Al GBs, while similar-sized Ag and over-sized Mg reduce the GB binding strength. Solute strengthening or weakening eff ects tend to be always mitigated, more or less, by GB-segregated vacancies.

关键词： Al alloy Grain boundary Segregation Vacancy Solute First-principles

Effect of Counterparts and Applied Load on the Tribological Behavior of the Graphene–Nickel Matrix Self-Lubricating Composite

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Friction 2023年第2期11卷 187-200页

作者： Xiangyu GE Zhiyuan CHAI Qiuyu SHI Jinjin LI jiawei tang Yanfei LIU Wenzhong WANG School of Mechanical Engineering Beijing Institute of TechnologyBeijing 100081China State Grid Smart Grid Research Institute Co. Ltd.Beijing 102209China State Key Laboratory of Tribology Tsinghua UniversityBeijing 100084China

Graphene-oxide (GO) has been recognized as an excellent lubrication material owing to its two-dimensional structure and weak interlayer interactions. However, the functional groups of GO that can contribute to anti-friction, anti-wear, and superlubricity are yet to be elucidated. Hence, further improvement in GO-family materials in tribology and superlubricity fields is impeded. In this study, macroscale superlubricity with a coefficient of friction of less than 0.01 is achieved by exploiting the high adhesive force between amino groups within aminated GO (GO–NH_(2)) nanosheets and SiO_(2). It was observed that GO–NH_(2) nanosheets form a robust adsorption layer on the worn surfaces owing to the high adsorption of amino groups. This robust GO–NH_(2) adsorption layer not only protects the contact surfaces and contributes to low wear, but also causes the shearing plane to transform constantly from solid asperities (high friction) into GO–NH_(2) interlayers (weak interlayer interactions), resulting in superlubricity. A SiO_(2)-containing boundary layer formed by tribochemical reactions and a liquid film are conducive to low friction. Such macroscale liquid superlubricity provides further insights into the effect of functional groups within functionalized GO materials and a basis for designing functionalized GO materials with excellent tribological performances.

关键词： functionalized graphene-oxide aminated graphene-oxide superlubricity anti-friction and anti-wear

2015-2019年中国法定传染病发病趋势分析

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医学动物防制 2024年第1期40卷 4-7页

作者：汤家炜汤其宁朱时雨王平宋艳芳孙庆宇天津医科大学基础医学院天津300203 新疆维吾尔自治区第三人民医院

目的通过分析我国法定传染病的流行趋势,为完善法定传染病的防控策略提供科学依据。方法收集我国2015-2019年的法定传染病的监测数据,采用描述性分析方法,进行流行病学分析。结果 2015-2019年我国报告法定传染病36种,累计38 398 804例... 详细信息

目的通过分析我国法定传染病的流行趋势,为完善法定传染病的防控策略提供科学依据。方法收集我国2015-2019年的法定传染病的监测数据,采用描述性分析方法,进行流行病学分析。结果 2015-2019年我国报告法定传染病36种,累计38 398 804例,年均发病率为559.72/10万,发病率总体呈逐年上升趋势(χ^(2)=1 090 638.25,P0.05),乙类传染病年发病率呈逐年下降趋势(χ^(2)=33.69,P<0.01),丙类传染病年发病率呈逐年上升趋势(χ^(2)=1 401 639.12,P<0.01);乙类传染病病毒性肝炎、艾滋病、梅毒、淋病和猩红热的发病率均呈逐年上升趋势(χ^(2)=1 055.23、3 849.55、11 178.53、1 734.65、2 435.74,均P<0.01),肺结核发病率呈逐年下降趋势(χ^(2)=7 041.21,P<0.01);丙类传染病流行性感冒、其他感染性腹泻病、流行性腮腺炎和急性出血性结膜炎的发病率均呈逐年上升趋势(χ^(2)=4 763 816.32、83 100.36、39 434.89、649.21,均P<0.01),手足口病发病率呈逐年下降趋势(χ^(2)=6 770.69,P<0.01)。结论应重点做好艾滋病、病毒性肝炎、梅毒、淋病、猩红热等乙类传染病的防控工作,加强流行性感冒、流行性腮腺炎、其他感染性腹泻病、急性出血性结膜炎等丙类传染病的防控工作。

关键词：传染病发病率法定趋势分析

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毫米波雷达在采煤机防碰撞上的应用

煤矿机电 2024年第2期45卷 51-54,59页

作者：杨小风仝宇唐嘉伟中煤科工集团上海研究院有限公司常熟分院江苏常熟215500

煤矿综采工作面智能化开采面临如何准确定位采煤机截割滚筒与液压支架护帮板相对距离,以避免采煤机与液压支架护帮板联动过程中产生碰撞的问题。通过分析当前3D毫米波雷达应用在采煤机防碰撞领域的不足,提出将4D毫米波雷达应用在采煤机... 详细信息

煤矿综采工作面智能化开采面临如何准确定位采煤机截割滚筒与液压支架护帮板相对距离,以避免采煤机与液压支架护帮板联动过程中产生碰撞的问题。通过分析当前3D毫米波雷达应用在采煤机防碰撞领域的不足,提出将4D毫米波雷达应用在采煤机防碰撞领域的构想并对此展开研究。从4D毫米波雷达的算力与GB/T 3836.4对于本质安全型“ib”设备供电参数限制之间的适配角度,研究设计4D毫米波雷达的系统;同时在常用的雷达点云预处理算法基础上,针对综采工作面这一特殊工况环境,研究可以适用于采煤机防碰撞检测的4D毫米波雷达点云预处理算法,为最终开发基于4D毫米波雷达的采煤机防碰撞检测装置提供基础支撑。

关键词：采煤机防碰撞毫米波雷达 4D

基于扎根理论的锡林浩特贝子庙建筑遗产价值构建

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内蒙古工业大学学报（自然科学版） 2024年第2期43卷 146-153页

作者：韩瑛唐嘉蔚杨昌鸣天津大学建筑学院天津300072 内蒙古工业大学建筑学院呼和浩特010051 泉州师范学院泉州文化遗产研究院福建泉州362046

为弥补藏传佛教建筑遗产价值自上而下的专家判定带来的主观性和片面性缺陷,采取自下而上的研究路径,以内蒙古锡林浩特贝子庙为例,引入社会学领域扎根理论的研究方法,通过数据资料的“持续比较”和“逻辑整合”,由标签-概念-范畴化-主范... 详细信息

为弥补藏传佛教建筑遗产价值自上而下的专家判定带来的主观性和片面性缺陷,采取自下而上的研究路径,以内蒙古锡林浩特贝子庙为例,引入社会学领域扎根理论的研究方法,通过数据资料的“持续比较”和“逻辑整合”,由标签-概念-范畴化-主范畴-核心范畴,层层递进、逐级推演,形成了由基本价值、衍生价值、次级衍生价值三个层次的价值关系,构成了由86个概念、33个附属范畴、10个主范畴、1个核心范畴组成的完整价值,并试图以此来客观反映遗产相关者对藏传佛教建筑遗产全面、完整的价值认知。

关键词：扎根理论建筑遗产贝子庙价值构建

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大规模无人机集群通信定位一体化技术

信号处理 2024年第1期40卷 7-16页

作者：樊邦奎刘德康张瑞雨唐家玮常添智能协同感知与分析认知实验室北京100094 中国工程院北京100088 北京航空航天大学电子信息工程学院北京100083 北京理工大学信息与电子学院北京100081

大规模无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)集群通过部署大量低成本无人机,依靠协同感知、信息共享和分工协调完成各类复杂任务,具备高度的智慧性和自主性,已逐渐成为无人机集群技术未来的发展趋势。大规模无人机集群十分依赖高精度定... 详细信息

大规模无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)集群通过部署大量低成本无人机,依靠协同感知、信息共享和分工协调完成各类复杂任务,具备高度的智慧性和自主性,已逐渐成为无人机集群技术未来的发展趋势。大规模无人机集群十分依赖高精度定位技术,以维持集群稳定、避免相互碰撞、实现目标指引。然而,在现有的主要导航定位方式中,微机电(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)惯性导航存在严重的累积误差,而复杂电磁环境下卫星导航易受到干扰,均难以实现高精度相对定位和长时间全局定位。针对这一问题,本文依靠通信测距技术,实现无人机集群内部高精度相对测距,修正惯导定位误差,为无人机集群在卫星导航拒止条件下执行任务提供高精度导航定位服务。本文建立了惯性导航定位模型和通信测距信号模型,构造了基于最大后验概率(Maximum A Posteriori,MAP)方法的融合定位问题,推导得到了该定位问题的克拉美-罗下界(Cramér-Rao Lower Bound,CRLB),并提出了一种基于高斯牛顿优化的全信息融合定位方法。针对长距离飞行中,测距精度远高于惯导定位精度的场景,本文提出了一种基于优超函数算法(Scaling-by-Majorizing-A-Complicated-Function,SMACOF)的高精度测距辅助定位方法,通过建立高精度相对坐标和最优变换参数估计,实现最优位置估计,并分析了该方法的性能改进程度。最后,通过数值仿真验证本文所提出的方法能够将融合后的定位标准差降低至惯导定位标准差的√2/N,能够渐进达到CRLB性能。

关键词：无人机集群通信定位一体化全信息融合定位

基于双极膜电渗析的膜集成技术的高矿化度矿井水资源化处理

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煤炭学报 2024年第5期49卷 2462-2471页

作者：刘兆峰郭强王霄唐佳伟蒋斌斌曹志国张锁闫祖喻王群李井峰国家能源集团煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北京102209 北京低碳清洁能源研究院北京102209 神华新街能源有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017200 山东科技大学化学与生物工程学院山东青岛266590 山东海化集团有限公司山东潍坊262737

在当前煤矿矿井水“零排放”及煤炭与水资源逆向分布背景下,西部矿区的高矿化度矿井水如若不进行合理处置便直接排放,不仅对当地生态环境造成不可估量的破坏,而且造成严重的水资源浪费,最终将制约煤炭绿色开发与生态文明建设。传统的高... 详细信息

在当前煤矿矿井水“零排放”及煤炭与水资源逆向分布背景下,西部矿区的高矿化度矿井水如若不进行合理处置便直接排放,不仅对当地生态环境造成不可估量的破坏,而且造成严重的水资源浪费,最终将制约煤炭绿色开发与生态文明建设。传统的高盐废水零排放技术主要是利用蒸发结晶技术将无机盐由溶液态转变为结晶态进行回收。从经济性方面分析,该技术受投资高、运行成本高、无机盐附加值低等问题制约。基于此,以西部某矿井水为原水,以矿井水资源化零排放利用及脱盐低碳化为目标进行膜集成工艺设计,并在此基础上重点探讨电渗析和双极膜电渗析工序不同操作条件(操作电压、进料液浓度、温度、酸碱度、电流密度等)对电渗析脱盐性能及双极膜电渗析制酸碱性能的影响规律,之后以实验数据及经济评估模型,探究其经济可行性,旨在探索出适用于西部矿区高矿化度矿井水处理的膜集成技术,为高矿化度矿井水绿色资源化处理工艺的开发提供新的研究思路。通过对电渗析−双极膜电渗析实验过程探究,发现双极膜系统进料液质量浓度应不超过80 g/L、适宜的操作电压为18 V、适宜的进料液温度为25℃、进料液pH保持中性、更适合采用恒电压操作。此外,证实了以双极膜电渗析为核心的膜集成系统可实现高矿化度矿井水绿色资源化处理,以电渗析系统进料液总含盐量20 g/L为例,总的净收益为18604299元/a,且在耦合光伏电力供应系统时具有明显的二氧化碳减排效应,二氧化碳减排将超过3162 t/a,具有良好的经济效益和社会效益。

关键词：高矿化度矿井水集成膜系统零排放双极膜电渗析技术矿井水资源化

升力翼对列车气动特性及运行安全性的影响研究

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交通运输工程与信息学报 2024年第2期22卷 173-190页

作者：唐家伟徐古福张继业李田西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031

为探究升力翼高速列车的可行性,结合列车空气动力学和车辆多体系统动力学理论,建立了有/无升力翼高速列车空气动力学模型和车辆系统动力学模型,对有/无升力翼高速列车在明线无风及横风运行环境下的气动特性及运行安全性进行了仿真研究... 详细信息

为探究升力翼高速列车的可行性,结合列车空气动力学和车辆多体系统动力学理论,建立了有/无升力翼高速列车空气动力学模型和车辆系统动力学模型,对有/无升力翼高速列车在明线无风及横风运行环境下的气动特性及运行安全性进行了仿真研究。研究结果表明:安装升力翼可提升高速列车的气动升力及升阻比,但气动阻力也大幅度增大;有/无翼高速列车周围流场特性差异较大,安装升力翼后列车表面压力分布及流线流向改变,列车滑流速度峰值增大,两侧及尾流区域速度分布改变。横风下列车表面压力分布及背风测涡脱结构改变,头车受到的气动阻力、升力、侧力及点头力矩相比于无翼时有明显的增大,升力与侧滚力矩差异明显,侧滚力矩方向改变且数值增大,摇头力矩变化很小。明线无风下,安装升力翼能够减小6%~13%的轮轨垂向力,其中尾车由于气动升力最大,轮轨垂向力减幅最显著;运行速度在450 km/h及以下时升力翼高速列车能够安全平稳运行,运行速度在500 km/h时升力翼高速列车轮轨垂向力和轮重减载率超限;影响安全性的主要原因是升力翼扩大了各节车之间气动载荷的差异,升力翼的气动布局有待进一步改善,建议减小头车和尾车的升力;横风环境下,升力翼高速列车头车受到升力、侧力及侧滚力矩数值明显增大,运行安全性恶化,横风安全域缩小。

关键词：车辆工程升力翼高速列车气动特性动力学性能横风安全域

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基于应力映射机制的大型结构件变形控制方法

机械制造与自动化 2024年第3期53卷 137-140页

作者：汤加伟杨吟飞王国庆王元男朱奔驰南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

传统的变形控制方法难以完全控制大型件的加工变形。为了控制结构件的加工变形,提出一种基于应力映射的结构件变形控制方法。测量毛坯内部的初始残余应力,推导其在初始残余应力条件下的变形公式;定义零件的初始构形和零件构形,以初始构... 详细信息

传统的变形控制方法难以完全控制大型件的加工变形。为了控制结构件的加工变形,提出一种基于应力映射的结构件变形控制方法。测量毛坯内部的初始残余应力,推导其在初始残余应力条件下的变形公式;定义零件的初始构形和零件构形,以初始构形为变量,建立以零件构形变形量最小为目标的应力映射模型;求解映射模型,对典型结构件进行初始构形优化,并通过仿真与试验验证。结果表明:该方法可有效减小结构件的加工变形。

关键词：加工变形残余应力应力映射变形控制