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Dynamic Resistance and Energy Absorption of Sandwich Beam via a Micro-Topology Optimization

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2024年第4期37卷 146-162页

作者： Shiqiang Li Yuwei Li xiaomin ma Jianguang Fang Zhifang Liu Zhihua Wang Institute of Applied Mechanics Taiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024China Shanxi Key Laboratory of material Strength and Structural Impact Taiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024China School of Civil and Environmental Engineering University of Technology SydneySydneyNSW 2007Australia

The current research of sandwich structures under dynamic loading mainly focus on the response characteristic of *** micro-topology of core layers would sufficiently influence the property of sandwich ***,the micro deformation and topology mechanism of structural deformation and energy absorption are *** this paper,based on the bi-directional evolutionary structural optimization method and periodic base cell(PBC)technology,a topology optimization frame work is proposed to optimize the core layer of sandwich *** objective of the present optimization problem is to maximize shear stiffness of PBC with a volume *** effects of the volume fraction,filter radius,and initial PBC aspect ratio on the micro-topology of the core were *** dynamic response process,core compression,and energy absorption capacity of the sandwich beams under blast impact loading were analyzed by the finite element *** results demonstrated that the overpressure action stage was coupled with the core compression *** the same loading and mass per unit area,the sandwich beam with a 20%volume fraction core layer had the best blast *** filter radius has a slight effect on the shear stiffness and blast resistances of the sandwich *** increasing the filter radius could slightly improve the bending *** changing the initial PBC aspect ratio,there are three ways for PBC evolution:The first is to change the angle between the adjacent bars,the second is to further form holes in the bars,and the third is to combine the first two ***,not all three ways can improve the energy absorption capacity of the *** the aspect ratio of the PBC arbitrarily may lead to worse *** studies are necessary for further detailed *** research proposes a new topology sandwich beam structure by micro-topology optimization,which has sufficient shear *** micro mechanism of structural

关键词： Topology optimization Sandwich beam Impact loading Dynamic resistance Energy absorption Micro mechanism

Simultaneously realizing thermal andelectromagnetic cloaking by multi-physicalnull medium

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Opto-Electronic Science 2024年第2期3卷 45-59页

作者： Yichao Liu xiaomin ma Kun Chao Fei Sun Zihao Chen Jinyuan Shan Hanchuan Chen Gang Zhao Shaojie Chen Key Lab of Advanced Transducers and Intelligent Control System Ministry of Education and Shanxi ProvinceCollege of Electronic Information and Optical EngineeringTaiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024China

Simultaneously manipulating multiple physical fields plays an important role in the increasingly complex integrated systems,aerospace equipment,biochemical productions,*** on-chip systems with high integration level,the precise and efficient control of the propagation of electromagnetic waves and heat fluxes simultaneously is particularly *** this study,we propose a graphical designing method(i.e.,thermal-electromagnetic surface transformation)based on thermal-electromagnetic null medium to simultaneously control the propagation of electromagnetic waves and thermal fields according to the pre-designed paths.A thermal-electromagnetic cloak,which can create a cloaking effect on both electromagnetic waves and thermal fields simultaneously,is designed by thermal-electromagnetic surface transformation and verified by both numerical simulations and experimental *** thermal-electromagnetic surface transformation proposed in this study provides a new methodology for simultaneous controlling on electromagnetic and temperature fields,and may have significant applications in improving thermal-electromagnetic compatibility problem,protecting of thermal-electromagnetic sensitive components,and improving efficiency of energy usage for complex onchip systems.

关键词： transformation optics multi-physical cloak null medium

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护士人文关怀的研究进展

中国医学伦理学 2024年第1期37卷 100-107页

作者：周闯金学勤马晓敏江苏大学医学院江苏镇江212013 江苏大学附属昆山医院护理部江苏苏州215300

护理是一门融合了自然科学、社会科学和人文科学的学科,护理专业自诞生之日起便与人文关怀密不可分。护理学科的特殊性要求护士既需要掌握扎实的护理技术,也需要具有良好的人文关怀能力,提高护士的人文关怀能力是新时代进一步提升护理... 详细信息

护理是一门融合了自然科学、社会科学和人文科学的学科,护理专业自诞生之日起便与人文关怀密不可分。护理学科的特殊性要求护士既需要掌握扎实的护理技术,也需要具有良好的人文关怀能力,提高护士的人文关怀能力是新时代进一步提升护理质量的重要途径。就护士人文关怀的概念、评估工具、影响因素进行了综述,并初步探讨了提升护士人文关怀能力的对策,提出了对护士人文关怀的发展期望,以期为护理教育、护理管理及护理实践提供参考。

关键词：护士护理人文关怀评估工具

压滤过程中煤泥滤饼结构演化规律及组合药剂优化机理

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煤炭学报 2024年第3期49卷 1611-1624页

作者：马晓敏孙筱淞董宪姝樊玉萍常明太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 矿冶过程智能优化制造全国重点实验室北京100160 矿冶过程自动控制技术北京市重点实验室北京100160

煤泥滤饼结构对脱水效果有重要影响,采用自制加压脱水装置及CT扫描等方法研究了压滤脱水过程中滤饼结构特性及其演化规律。将压滤过程修正为4个阶段,其中滤饼脱水阶段主要脱去滤饼内部水分,此阶段滤饼孔隙结构越发达则压滤脱水效果越好... 详细信息

煤泥滤饼结构对脱水效果有重要影响,采用自制加压脱水装置及CT扫描等方法研究了压滤脱水过程中滤饼结构特性及其演化规律。将压滤过程修正为4个阶段,其中滤饼脱水阶段主要脱去滤饼内部水分,此阶段滤饼孔隙结构越发达则压滤脱水效果越好;滤饼压缩阶段主要对滤饼进行最后压缩,此阶段滤饼可压缩性越高,滤饼最终的孔隙率和含水量就越低。并采用聚合硫酸铁(PFS)和α-半水石膏(α-HH)对煤泥进行助滤实验。从煤泥颗粒絮团结构、滤饼物相组成、滤饼三维结构等多方面分析了助滤机理。结果表明:PFS和α-HH联合使用显著提升了煤泥的过滤效果,通过中心组合设计(CCD),确定了2者最佳药剂量为1711.44 g/t和48.33 mg/g。在最佳条件下,滤饼含水量降低至16.97%,过滤速度提高至145.89 mL/(s·m^(2))。α-HH的加入使滤液Zeta电位的绝对值降低到1.45 mV,从而降低了煤泥颗粒之间的静电排斥力,增强了PFS的絮凝效果,使絮状物的弦长增加到71~171μm。同时在PFS体系中,α-HH的水化反应被加速,形成大量二水石膏晶体,在煤泥絮体中形成交织的骨架,发挥了骨架构建体的作用,使煤泥压滤脱水指数(I_(CD))提升至176.30,增强了滤饼强度,使压滤过程中煤泥滤饼孔隙率从12.14%提高到14.39%,提高了煤泥滤饼的孔隙配位数及连通性从而提高了过滤效果。

关键词：煤泥脱水滤饼结构压滤过程 CT 骨架构建体

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碱激发尾煤充填材料水化动力过程与水化机制

中国矿业大学学报 2024年第1期53卷 186-197页

作者：樊玉萍李德浩董宪姝马晓敏付元鹏太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 山西省生态矿业工程研究中心山西太原030024

为了优化充填材料中胶凝材料成本和性能之间的平衡关系,用浮选尾煤替代部分水泥制备胶凝材料,研究其火山灰性质和水化动力过程变化特征.采用活性率Ka表征胶凝材料火山灰活性,通过TAM Air等温微仪测定胶凝材料水化放热速率,基于Krstulovi... 详细信息

为了优化充填材料中胶凝材料成本和性能之间的平衡关系,用浮选尾煤替代部分水泥制备胶凝材料,研究其火山灰性质和水化动力过程变化特征.采用活性率Ka表征胶凝材料火山灰活性,通过TAM Air等温微仪测定胶凝材料水化放热速率,基于Krstulovic'-Dabic'水化动力学模型,计算尾煤胶凝材料水化动力学参数.试验结果表明:浮选尾煤火山灰活性激发的最佳条件是,经800℃煅烧处理3h后,添加w(硅酸钠)=6%的固体硅酸钠激发剂,活性率Ka最高为18.85%.浮选尾煤胶凝材料,较水泥的水化放热特征曲线的第二放热峰显著下降且前移,表现出较低的水化放热速率和水化放热量.通过水化动力过程转变特征分析,发现浮选尾煤胶凝材料结晶成核和晶体生长(NG)过程向相边界作用(I)过程转变和I过程向扩散(D)过程转变节点发生前移,由此建立了尾煤胶凝材料水化动力学过程描述性模型.浮选尾煤经热活化和碱激发联合处理后制备的胶凝材料表现出更快的水化速率和较低的放热量,应用于充填开采,可有效降低充填材料成本.

关键词：浮选尾煤充填开采火山灰活性水化放热速率水化动力学

氧气反应模式-电感耦合等离子体质谱法测定钒铝合金中18种痕量杂质元素

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中国测试 2024年第9期50卷 143-149页

作者：马晓敏杨军红李茂西安汉唐分析检测有限公司陕西西安710201

作为高品质钛合金制造时的关键原料,钒铝中间合金中的痕量杂质金属元素的含量会对钛合金的使用性能产生重要影响。该文采用盐酸-硝酸混酸体系溶解样品,优化电感耦合等离子体质谱仪的工作参数,选择各待测元素的同位素,用钪、铥内标校正... 详细信息

作为高品质钛合金制造时的关键原料,钒铝中间合金中的痕量杂质金属元素的含量会对钛合金的使用性能产生重要影响。该文采用盐酸-硝酸混酸体系溶解样品,优化电感耦合等离子体质谱仪的工作参数,选择各待测元素的同位素,用钪、铥内标校正非质谱干扰,建立氧气反应模式-电感耦合等离子体质谱法测定钒铝中间合金中砷、镉、铬、铜、镁、锰、镍、铅、硼、钼、铌、磷、钽、钨、锆、钇、锡、汞18种痕量杂质元素的方法。其中砷元素采用氧气-反应池技术(O_(2)-DRC)在氧气流量为0.5 mL/min条件下对质谱干扰进行消除。18种待测元素测定结果的相对标准偏差(RSD,n=7)均小于3.2%,加标回收率92.7%~109.2%。

关键词：反应池技术电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS) 钒铝中间合金杂质元素

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基于ANN的混凝土均匀化方法解析解

应用数学和力学 2024年第5期45卷 554-570页

作者：刘溢凡马小敏王志勇王志华太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所太原030024 材料强度与结构冲击山西省重点实验室太原030024

通过自定义人工神经网络(artificial neural network,ANN),借助其优秀的函数拟合功能,针对骨料/砂浆基质二相混凝土,求解间接均匀化理论中微分法的高度非线性耦合微分方程的解析解,得到了混凝土体积模量和剪切模量分别与骨料体积分数的... 详细信息

通过自定义人工神经网络(artificial neural network,ANN),借助其优秀的函数拟合功能,针对骨料/砂浆基质二相混凝土,求解间接均匀化理论中微分法的高度非线性耦合微分方程的解析解,得到了混凝土体积模量和剪切模量分别与骨料体积分数的函数关系,并与数值模拟的结果进行了对比.结果表明,基于ANN的求解方法快速且具有更高的精度.此外,通过解构ANN的方法给出了在细观力学参数不变的条件下由骨料体积分数、初始孔隙率直接计算骨料/砂浆基质/孔隙三相混凝土弹性模量的公式.结果表明,对于不同骨料体积分数和初始孔隙率的混凝土样本,该公式均有较高的计算精度,同时避免了传统均匀化方法的复杂分析和大量假设,为复合材料均匀化方法研究提供了新思路.

关键词：人工神经网络混凝土均匀化微分方程弹性模量

间苯二酚-甲醛增强二氧化硅气凝胶的制备及其吸波性能

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复合材料学报 2024年第4期41卷 1890-1899页

作者：叶信立张海洋马小民毛帮笑张俊雄西北工业大学民航学院西安710072 西北工业大学深圳研究院深圳518063 国装新材料技术(江苏)有限公司苏州215400 北京新风航天装备有限公司北京100854 南通大学纺织服装学院南通226019

为了探究SiO_(2)气凝胶在电磁吸波领域应用的可能性,通过溶胶-凝胶技术引入间苯二酚-甲醛(RF)构建多孔骨架,再结合常压干燥法,成功合成RF/SiO_(2)复合材料,并对RF/SiO_(2)气凝胶进行了热处理,通过SEM、XRD等对热处理后的RF/SiO_(2)气凝... 详细信息

为了探究SiO_(2)气凝胶在电磁吸波领域应用的可能性,通过溶胶-凝胶技术引入间苯二酚-甲醛(RF)构建多孔骨架,再结合常压干燥法,成功合成RF/SiO_(2)复合材料,并对RF/SiO_(2)气凝胶进行了热处理,通过SEM、XRD等对热处理后的RF/SiO_(2)气凝胶微观结构和理化性能进行表征,探究了热处理温度对RF/SiO_(2)气凝胶吸波性能的影响规律。结果表明:随热处理温度的增加,吸波性能大幅提升,当热处理温度为1500℃时,RF/SiO_(2)气凝胶在4.05 mm厚度下表现出−48.42 dB的最小反射损耗,当厚度为3.45 mm时有效吸收带宽达到了2.06 GHz,表现出了优异的电磁波吸收性能。该研究为制备高性能吸波材料提供了指导。

关键词： RF/SiO_(2)气凝胶溶胶-凝胶法微观结构热处理吸波性能

居住自选择视角下城市建成环境对通勤模式选择的影响——以兰州市主城区为例

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干旱区地理 2024年第2期47卷 307-318页

作者：郭燕张志斌陈龙马晓敏赵学伟西北师范大学地理与环境科学学院甘肃兰州730070

交通方式选择研究对于城市高效、可持续和安全的交通规划至关重要。以兰州市主城区为例,基于分布式认知理论,采用调查问卷数据、路网数据、POI数据,通过结构方程模型探讨居住自选择效应影响下非随机异质性的建成环境对通勤模式选择的影... 详细信息

交通方式选择研究对于城市高效、可持续和安全的交通规划至关重要。以兰州市主城区为例,基于分布式认知理论,采用调查问卷数据、路网数据、POI数据,通过结构方程模型探讨居住自选择效应影响下非随机异质性的建成环境对通勤模式选择的影响。结果表明:(1)居民根据自身社会经济属性及态度偏好选择不同建成环境特征的住宅小区,继而形成特定的通勤模式,说明居住自选择存在偏好异质性,居住自选择效应存在。(2)在规避居住自选择效应后,建成环境依然对通勤模式选择具有显著影响。具体来讲,人口密度、路网密度及停车位数量直接影响通勤模式选择,路网密度、公交站点可达性、地铁站点可达性及停车位数量通过中介变量通勤距离与小汽车拥有间接影响通勤模式选择。(3)高人口密度、密路网与高可达性的建成环境通过提高道路网络的连通性、步行与公共交通的连接性进一步推动积极通勤模式与公共交通通勤模式选择,引导居民向积极通勤模式为主导的出行结构转变。

关键词：建成环境通勤模式居住自选择结构方程模型兰州市