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Conductive edge-warping graphite mesas for robust structural superlubricity

Science China(Technological Sciences) 2024年第7期67卷 2040-2049页

作者： feng weijia LIU Ying MA Ming PENG DeLi NIE JinHui State Key Laboratory of Tribology in Advanced Equipment&Department of Mechanical Engineering Tsinghua UniversityBeijing 100084China Center for Nano and Micro Mechanics Tsinghua UniversityBeijing 100084China Institute of Superlubricity Technology Research Institute of Tsinghua University in ShenzhenShenzhen 518057China

Structural superlubricity(SSL) refers to a state of ultralow friction and zero wear when two solid surfaces slide against each other. Recent investigations have identified amorphous carbon at the edge of the graphite mesa as the primary source of friction in such SSL systems. Here, the tensile stress of metal thin film is exploited to engineer vertically conductive edge-warping graphite mesas(EWGM). Through this approach, robust SSL performance is realized, demonstrated by sliding an 8 μm side length square EWGM on an atomically smooth Au substrate for 10000 cycles at a constant voltage of 1 m V. In this SSL system,differential friction coefficients lower than 1.5 × 10^(-4) are achieved, with static contact resistance between EWGM and Au substrate as low as 28Ω and sliding contact resistance as low as 32Ω. Moreover, the EWGM exhibits SSL behavior on polished Si wafer substrates. Furthermore, because of the no-edge contact with the substrate during sliding, friction is independent of the sliding speed of the EWGM. This study presents the first successful fabrication of conductive EWGM. Remarkably, in both EWGM-Au and EWGM-Si SSL systems, the measured frictions are more than one order of magnitude lower than those of ordinary self-retracting graphite mesas with no-edge warping, and no wear is observed during extended current-carrying ***, these findings establish a solid groundwork for the future realization of macroscale conductive SSL systems.

关键词： structural superlubricity graphite mesa contact resistance tensile stress edge warping

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典型浅海环境参数对声传播损失影响及试验验证

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数字海洋与水下攻防 2024年第3期7卷 246-252页

作者：刘力溟冯伟佳计方李国楠鹿绍庆中国舰船研究院

针对典型浅海环境参数对声传播损失影响问题，提出了一种基于海底边界反射系数修正的改进耦合简正波–抛物方程模型，设计并开展了典型南海海域声传播损失测试试验，模型相对误差小于4%、均方根误差小于3dB，验证了模型的准确性。接着... 详细信息

针对典型浅海环境参数对声传播损失影响问题，提出了一种基于海底边界反射系数修正的改进耦合简正波–抛物方程模型，设计并开展了典型南海海域声传播损失测试试验，模型相对误差小于4%、均方根误差小于3dB，验证了模型的准确性。接着，分别对声速剖面、海面海况、海底底质、海底地形4种海洋环境参数，设计了5种工况，进行仿真计算分析。得出声速剖面主要影响声会聚区的分布，负梯度下声会聚区能量多集中于海底和声源深度附近，而正梯度下声会聚区能量多集中于海面附近；浅海环境下声传播损失分布受海面海况、海底底质因素影响较大；海底地形是影响水下声传播损失的主要因素，海底斜坡既可以汇集声波能量，也可以使其发散。

关键词：声传播损失浅海环境典型海洋环境试验验证

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琼东海域沉积物元素组成变化揭示的全新世华南地区风化强度演变

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广东海洋大学学报 2024年第1期44卷 103-110页

作者：杨嘉雯彭诗云许嘉莉冯伟家孔德明广东海洋大学海洋与气象学院/广东省近海海洋变化与灾害预警重点实验室广东湛江524088

【目的】探讨全新世以来华南地区陆地化学风化强度的变化及其控制因素。【方法】利用琼东海域沉积柱GH7的XRF扫描元素数据,从主量和微量元素中提取代表陆源输入的主成分PC1,分析华南沿海地区化学风化强度。【结果与结论】风化强度在13.2... 详细信息

【目的】探讨全新世以来华南地区陆地化学风化强度的变化及其控制因素。【方法】利用琼东海域沉积柱GH7的XRF扫描元素数据,从主量和微量元素中提取代表陆源输入的主成分PC1,分析华南沿海地区化学风化强度。【结果与结论】风化强度在13.2 ka BP以来经历了“强(13.2—7.5 ka BP)—弱(7.5—3.0 ka BP)—强(3.0—0 ka BP)”的变化,并在全球冷事件新仙女木、9.2 ka和8.2 ka时期均有明显减弱。PC1变化显示华南沿海地区风化强度大约在3 ka BP处于最强期,反映此时降雨量处于最大期,可能与热带辐合带(ITCZ)在此时期南移至低纬度有关。PC1频谱分析揭示风化强度存在一个约2 ka的周期,与厄尔尼诺(ENSO)周期一致,说明华南地区风化强度演变在千年尺度上很可能受ITCZ南移和ENSO的共同调控。

关键词：全新世沉积物元素风化强度琼东海域

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T型三通管路仿生降噪技术研究

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声学技术 2024年第3期43卷 380-387页

作者：钮嘉颖冯伟佳李宁王献忠庞兆铭武汉船舶职业技术学院湖北武汉430050 武汉理工大学船海与能源动力工程学院湖北武汉430063

依据仿生学原理将生物结构进行简化后应用到T型通水管路,基于有限元方法对仿生设计前后的T型管的声学模态进行了分析;采用CFD计算流体力学的方法对原管和仿生管进行流场计算;基于自主搭建的循环水管路系统噪声实验平台,测试原T型管原管... 详细信息

依据仿生学原理将生物结构进行简化后应用到T型通水管路,基于有限元方法对仿生设计前后的T型管的声学模态进行了分析;采用CFD计算流体力学的方法对原管和仿生管进行流场计算;基于自主搭建的循环水管路系统噪声实验平台,测试原T型管原管的流噪声,以验证数值方法的可靠性;采用边界元方法对比分析了仿生织构管路和原管的流噪声。结果表明:与原管相比,仿生织构T型管在交界处的高速区域与低速区域面积在整个流体域的占比均减少,仿生织构极大降低了附近的速度梯度,显著抑制漩涡的产生,仿生管的出流段流场也更均匀,从而揭示了T型管仿生织构的降噪机理。较低流速下,仿生管对降低流噪声的改善效果低于1 dB,对T型管流噪声的综合影响不大;较高流速下,仿生管降低流噪声接近7 dB,综合改善效果十分明显;仿生织构的应用基本不会改变T型管的声学模态,对于仿生管耦合模态的第四阶、第五阶稍有变化,但随着壁面厚度的增加变化逐渐变小;对于流激振动噪声的控制,仿生织构设计仅适用于管壁较薄的T型三通管路,对管壁较厚的T型三通管路的降噪效果不明显。

关键词：仿生织构混合计算方法大涡模拟流噪声控制技术

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LA固定式轮辋轮辐探伤设备应用及改进

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高速铁路新材料 2024年第3期3卷 53-56页

作者：席黄英权毅蔡元坤赵闵明丰微嘉智沪铁路设备有限公司上海201812

LA固定式轮辋轮辐探伤系统(简称LA设备)是动车组高级修阶段的关键配属设备,可以自动检测车轮轮辋和辐板疲劳缺陷,保障列车运行安全。部分检修车间同时执行动车和客车车轮探伤任务,二者在探伤工艺上存在不同。为响应新增客车车轮的探伤需... 详细信息

LA固定式轮辋轮辐探伤系统(简称LA设备)是动车组高级修阶段的关键配属设备,可以自动检测车轮轮辋和辐板疲劳缺陷,保障列车运行安全。部分检修车间同时执行动车和客车车轮探伤任务,二者在探伤工艺上存在不同。为响应新增客车车轮的探伤需求,提升LA设备利用率,分析并明确了动车和客车车轮探伤工艺的差异,并结合LA设备检测原理,评估了LA设备兼容客车车轮探伤的可行性,通过仿真计算、工艺改进和设备升级,实现了LA设备对客车车轮的检测,拓宽了设备的使用范围。

关键词： LA固定式轮辋轮辐探伤系统客车车轮应用及改进

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Coupling Co-Ni phosphides for energy-saving alkaline seawater splitting

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Nano Research 2024年第6期17卷 4797-4806页

作者： weijia Liu Wenxian Liu Tong Hou Junyang Ding Zhigui Wang Ruilian Yin Xingyuan San Ligang feng Jun Luo Xijun Liu State Key Laboratory of Featured Metal Materials and Life-cycle Safety for Composite Structures Guangxi Key Laboratory of Processing for Nonferrous Metals and Featured MaterialsMOE Key Laboratory of New Processing Technology for Nonferrous Metals and MaterialsSchool of ResourcesEnvironment and MaterialsGuangxi UniversityNanning 530004China College of Materials Science and Engineering Zhejiang University of TechnologyHangzhou 310014China Hebei Key Laboratory of Optic-electronic Information and Materials the College of Physics Science and TechnologyHebei UniversityBaoding 071002China School of Chemistry and Chemical Engineering Yangzhou UniversityYangzhou 225002China ShenSi Lab Shenzhen Institute for Advanced StudyUniversity of Electronic Science and Technology of ChinaShenzhen 518110China

The coupling of energy-saving small molecule conversion reactions and hydrogen evolution reaction(HER)in seawater electrolytes can reduce the energy consumption of seawater electrolysis and mitigate chlorine corrosion ***,the fabrication of efficient multifunctional catalysts for this promising technology is of great ***,a heterostructured catalyst comprising CoP and Ni_(2)P on nickel foam(CoP/Ni_(2)P@NF)is reported for hydrazine oxidation(HzOR)-assisted alkaline seawater *** coupling of CoP and Ni_(2)P optimizes the electronic structure of the active sites and endows excellent electrocatalytic performance for HzOR and ***,the two-electrode HzOR-assisted alkaline seawater splitting(OHzS)cell based on the CoP/Ni_(2)P@NF required only 0.108 V to deliver 100 mA·cm^(−2),much lower than 1.695 V for alkaline seawater electrolysis ***,the OHzS cell exhibits satisfactory stability over 48 h at a high current density of 500 mA·cm^(−2).Furthermore,the CoP/Ni_(2)P@NF heterostructured catalyst also efficiently catalyzed glucose oxidation,methanol oxidation,and urea oxidation in alkaline seawater *** work paves a path for high-performance heterostructured catalyst preparation for energy-saving seawater electrolysis for H_(2) production.

关键词： seawater splitting heterostructure electrocatalysis hydrazine oxidation reaction hydrogen evolution reaction

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基于仿生调控的通水弯管声振特性研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第12期51卷 123-129页

作者：王献忠冯伟佳李宁武汉理工大学船海与能源动力工程学院湖北武汉430063 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

基于仿生学原理对生物结构进行合理简化,并将简化后的仿生织构应用于海水管路,分析带仿生织构的海水管路的声振特性.基于循环水管路实验平台,实验研究了典型海水管路附件,佐证了数值计算方法的可靠性;进一步对带仿生织构的海水管路进行... 详细信息

基于仿生学原理对生物结构进行合理简化,并将简化后的仿生织构应用于海水管路,分析带仿生织构的海水管路的声振特性.基于循环水管路实验平台,实验研究了典型海水管路附件,佐证了数值计算方法的可靠性;进一步对带仿生织构的海水管路进行实验,验证仿生织构减振降噪的有效性.结果表明:在低频处,管路主要以流噪声为主,流噪声峰值频率依赖于管路声学模态;仿生织构的存在可以改善出流段流速分布,抑制壁面速度过大引起的流体分离现象,减少涡量的产生;其中仿生织构布置在入口段中间、入口段尾部、出口段首部及出口段中间情况下对流场分离的改善较为明显,可以抑制弯头内侧出的低速流体聚集,对弯管声振特性影响的效果最好.

关键词：仿生织构混合计算方法大涡模拟流噪声声振特性

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A novel method for AFRPs burrs removal:Principle of mechanochemo-induced fiber fracture

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Chinese Journal of Aeronautics 2024年第7期37卷 522-538页

作者： Jie XU Bo LI Pingfa feng Qiang WANG feng feng Division of Advanced Manufacturing Tsinghua Shenzhen International Graduate SchoolTsinghua UniversityShenzhen 518055China Department of Mechanical Engineering Tsinghua UniversityBeijing 100084China Changhe Aircraft Industry(Group)Co.Ltd Jingdezhen 333000China

Burrs generated during the machining of Aramid-Fiber-Reinforced Composites(AFRPs)pose a challenge for the production efficiency of aircraft and helicopter housing *** studies have generally attempted to suppress burrs by referring to delamination suppression *** contrast to stratification,burrs are remediable machining *** such,a mechanochemical method with burrs trimming technological strategy are implemented to effectively combat ***,we clarify the mechanism by which aramid fibers cannot be cut off using analytical and numerical *** addition,the mechanism of fiber fracture with Modified Polyurethane Reactive Polymer(M-PUR),and development of anti-burr devices(thermostatic adhesive sealed generator)are ***,the experimental results show that the reduction rate in burr length is 87%-91%through the mechanochemical *** method not only opens a new avenue to solve the burr problem of aramid fibers but also builds an interdisciplinary bridge between polymer science and composite machining.

关键词： Mechanochemical method Burrs Orthogonal cutting Aramid fiber-reinforced composites Milling

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Derivation of Expanded Isospectral-Nonisospectral Integrable Hierarchies via the Column-vector Loop Algebra

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Acta Mathematicae Applicatae Sinica 2024年第3期40卷 778-800页

作者： Hai-feng WANG Yu-feng ZHANG School of Science Jimei UniversityXiamen 361021China School of Mathematics China University of Mining and TechnologyXuzhou 221116China

A scheme for generating nonisospectral integrable hierarchies is *** on the method,we deduce a nonisospectral hierarchy of soliton equations by considering a linear spectral *** follows that the corresponding expanded isospectral and nonisospectral integrable hierarchies are deduced based on a 6 dimensional complex linear space ■.By reducing these integrable hierarchies,we obtain the expanded isospectral and nonisospectral derivative nonlinear Schr?dinger *** using the trace identity,the biHamiltonian structure of these two hierarchies are also ***,some symmetries and conserved quantities of the resulting hierarchy are discussed.

关键词： expanded isospectral-nonisospectral integrable hierarchies column-vector loop algebra bi-Hamiltonian structure symmetry

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适用于全自动运行信号系统的站台功能研究

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铁路通信信号工程技术 2022年第12期19卷 80-83,92页

作者：冯维佳通号城市轨道交通技术有限公司北京100070

为实现列车全自动运行(FullyAutomaticOperation,FAO),需对适用于全自动运行信号系统的站台功能进行研究。通过对全自动运行列车进入站台停车、列车站台发车及站台清客等运营场景进行分析,提出了相关站台功能方案及接口设计。

关键词： FAO信号系统站台停车站台发车间隙探测站台清客

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