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脉冲激光超快时间分辨方法在岩石力学领域的应用与进展

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中国科学：技术科学 2024年第8期54卷 1549-1562页

作者：李英骏张鸣原何满潮中国矿业大学(北京)隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 中国科学院物理研究所北京100190

脉冲激光成像技术是一种利用脉冲激光短脉冲半高宽(FWHM)特性提高记录极短时间间隔物理过程时间分辨率的方法.它在锁模技术、啁啾脉冲放大技术(CPA)以及腔外脉冲压缩技术等相继出现后可以将成像的时间分辨率压缩到阿秒级别(10^(-18)s);... 详细信息

脉冲激光成像技术是一种利用脉冲激光短脉冲半高宽(FWHM)特性提高记录极短时间间隔物理过程时间分辨率的方法.它在锁模技术、啁啾脉冲放大技术(CPA)以及腔外脉冲压缩技术等相继出现后可以将成像的时间分辨率压缩到阿秒级别(10^(-18)s);并且激光成像技术已经被应用在生物、化学、电动力学等需要超快时间分辨率的领域.在岩石断裂、爆破等过程中裂纹的扩展速度接近声速,整个室内实验中的时间间隔仅持续数十微秒.传统的高速摄影通过不断增加单位时间连续曝光数的方法已经达到了技术瓶颈,亟须一种新的方法突破记录手段的时间分辨率极限.本文对脉冲激光超快时间分辨方法在岩石力学领域的应用与进展进行了系统性综述,包括以下四个方面:阐述超快脉冲激光的发展过程与应用现状;在总结岩石力学中高应变率、动力学相关问题的基础上,回顾总结传统高速摄影在这类问题中的应用与进展;将脉冲激光超快时间分辨方法与传统高速摄影进行对比,总结脉冲激光超快时间分辨方法在解决这些问题的优势;最后对脉冲激光超快时间分辨技术在未来解决具有极短物理过程的岩石力学室内实验方面进行了讨论与展望.

关键词：超短脉冲激光超快时间分辨方法岩石力学室内实验

地方政府债务治理对企业操纵杠杆率的影响及作用机制

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统计与决策 2024年第15期40卷 138-143页

作者：张高瀚张斌张明源王凯中国社会科学院大学国际政治经济学院北京102401 中国社会科学院世界经济与政治研究所北京102445 中共辽宁省委党校沈阳110036

随着我国地方政府债务规模不断扩大,地方政府债务治理势在必行。文章以国务院2014年9月发布的43号文件为准自然实验,采用DID、PSM-DID等方法,检验地方政府债务治理对企业操纵杠杆率的影响及作用机制。研究结果表明:地方政府债务治理通... 详细信息

随着我国地方政府债务规模不断扩大,地方政府债务治理势在必行。文章以国务院2014年9月发布的43号文件为准自然实验,采用DID、PSM-DID等方法,检验地方政府债务治理对企业操纵杠杆率的影响及作用机制。研究结果表明:地方政府债务治理通过企业融资约束和企业融资成本渠道促进了企业操纵杠杆率的动机,机制检验结果表明存在部分中介效应。异质性分析发现地方政府债务治理对国有企业、资产规模小和东部地区的企业作用更为显著。拓展研究表明,企业操纵杠杆率提升会促进企业营业利润和长期投资增长。

关键词：政府债务治理企业操纵杠杆率双重差分法倾向得分匹配

AP2铝硅合金超疏水表面的制备和耐腐蚀性研究

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表面技术 2024年第8期53卷 191-201,219页

作者：焦一帆王守仁王高琦张明远济南大学机械工程学院济南250022

目的针对AP2铝硅合金中相组织结构种类较为丰富的特点,通过化学刻蚀的方法,构建出层次丰富、耐腐蚀性强的超疏水表面结构。方法由于在不同刻蚀溶液中,所构建出的表面润湿性存在较大差距。因此采用正交设计的方法设计试验,找到最适宜的... 详细信息

目的针对AP2铝硅合金中相组织结构种类较为丰富的特点,通过化学刻蚀的方法,构建出层次丰富、耐腐蚀性强的超疏水表面结构。方法由于在不同刻蚀溶液中,所构建出的表面润湿性存在较大差距。因此采用正交设计的方法设计试验,找到最适宜的刻蚀浓度和反应时间。由于AP2铝硅合金中含量最多的Al与Si元素之间的固溶度低,NaOH溶液可以对主体α-Al相进行刻蚀,HCl溶液可以腐蚀Al、Cu、Mg、Si等元素形成的金属间相(IMPs)和共晶硅相,采用先碱后酸的刻蚀方法相比使用单一的刻蚀溶液推测能形成更丰富的触突结构。结果在0.25 mol/L NaOH溶液和9 mol/L HCl溶液中分别刻蚀60 s,在2%(质量分数)十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS-17)溶液表面改性的条件下,成功构建出了表面接触角为157°,滚动角为5.64°的超疏水表面。表面腐蚀电位由抛光后的−1.282 V提高到了超疏水表面制备完成后的–1.228 V,腐蚀速率由抛光后的1.07×10^(–4)A/cm^(2)降低到7.44×10^(–5)A/cm^(2),耐腐蚀性显著提高。结论制备的超疏水表面的耐腐蚀性有显著提高,为亚共晶铝硅合金材料在超疏水方向的应用提供了一定的参考。

关键词：铝硅合金先碱后酸超疏水化学刻蚀耐腐蚀

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基于“风药开玄”理论探讨抑郁症的治疗思路

中华中医药杂志 2024年第6期39卷 2978-2981页

作者：张明远许二平河南中医药大学郑州450046 河南省仲景方药现代研究重点实验室郑州450046

玄府是气血津液升降流通及神机转运的微细通道,有贵开阖、忌郁闭和以通为顺的生理特点,与抑郁症“通调开郁”的治疗特点具有相合之处。玄府郁闭与风邪、神志疾病联系密切。气机不畅、气血亏虚、痰浊结聚、郁火扰神等因素均可造成玄府郁... 详细信息

玄府是气血津液升降流通及神机转运的微细通道,有贵开阖、忌郁闭和以通为顺的生理特点,与抑郁症“通调开郁”的治疗特点具有相合之处。玄府郁闭与风邪、神志疾病联系密切。气机不畅、气血亏虚、痰浊结聚、郁火扰神等因素均可造成玄府郁闭而发抑郁症,故提出玄府郁闭是抑郁症发生发展的基本病机。中医运用风药治疗抑郁症由来已久,风药具有能行、能散、能通、能升、能化的特性,在抑郁症的临床治疗中可发挥理气解郁、补虚养神、化痰醒神、清热散火的作用。文章以“风药开玄”理论为指导论治抑郁症,以期为临床诊治抑郁症提供新的参考思路,丰富抑郁症治疗的理论体系。

关键词：抑郁症玄府郁闭风药开玄风邪

分段式双三相永磁直线同步电机的无模型电流预测控制

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电工技术学报 2024年第4期39卷 996-1009,1021页

作者：周世炯李耀华史黎明张明远刘进海中国科学院电工研究所中国科学院电力电子与电力驱动重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

分段式结构的双三相永磁直线同步电机(PMLSM),动子穿入和穿出定子分段时,传统的无差拍预测电流控制(DPCC)易受反电动势动态扰动的影响,无法实现精确的电流跟踪和推力控制。同时,该电机模型的参数失配会增大DPCC电流和推力控制的难度。... 详细信息

分段式结构的双三相永磁直线同步电机(PMLSM),动子穿入和穿出定子分段时,传统的无差拍预测电流控制(DPCC)易受反电动势动态扰动的影响,无法实现精确的电流跟踪和推力控制。同时,该电机模型的参数失配会增大DPCC电流和推力控制的难度。针对以上问题,该文提出了一种基于无模型电流预测控制(MFPCC)的电流控制策略。首先,构建了分段式双三相PMLSM的超局部模型。其次,基于该超局部模型设计了预测电流控制器,并设计扰动观测器以补偿反电动势动态扰动和参数失配的影响。最后,实验验证了所提MFPCC能够抑制分段式双三相PMLSM的反电动势和参数失配的扰动,有效提升参数鲁棒性、电流跟踪性能并降低推力波动。

关键词：双三相永磁直线同步电机超局部模型扰动观测器预测电流控制

横向载荷作用下表征螺栓紧固结构松动特征参量的研究

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铁道科学与工程学报 2024年第8期21卷 3310-3320页

作者：蒋广耀鲁连涛张明远曾东方西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031 济南大学机械工程学院山东济南250022

为建立评价螺栓紧固结构在横向振动载荷作用下的松动判据,开展基于升降法的螺栓松动试验,联合有限元仿真计算,对螺栓紧固结构松动特征参量进行量化表征。首先,使用设计改进后的试验装置进行螺栓松动试验,在3种不同的预紧力条件下,通过... 详细信息

为建立评价螺栓紧固结构在横向振动载荷作用下的松动判据,开展基于升降法的螺栓松动试验,联合有限元仿真计算,对螺栓紧固结构松动特征参量进行量化表征。首先,使用设计改进后的试验装置进行螺栓松动试验,在3种不同的预紧力条件下,通过升降法确定对应的3个最小横向松动载荷;然后,基于试验条件,建立带有螺纹接触面的螺栓紧固结构有限元模型,逐级施加横向载荷,直至有限元模型预紧力发生明显下降;最后,对被夹板接触面上的多个参量进行分析,讨论不同参量在螺栓发生松动时的变化情况。试验与仿真结果表明:螺栓紧固结构的松动主要受上、下被夹板接触面的摩擦力影响;在不同预紧力条件下,螺栓紧固结构发生松动时,其最小横向松动载荷不同,预紧力越大,最小横向松动载荷也越大;当螺栓紧固结构在3个最小横向松动载荷作用下发生松动时,得到的3个被夹板中心线上的位移量最大值基本相等;位移量最大值的数值与螺栓预紧力大小无关,属于螺栓紧固结构基本属性,因此将此位移量最大值作为螺栓紧固结构的松动特征参量,以表征横向振动载荷作用下螺栓紧固结构的松动。当螺栓紧固结构尺寸和预紧力已知时,基于该参量,可以计算出使螺栓发生松动的最小横向载荷幅值。研究成果可以为高速列车中的螺栓紧固结构防松设计提供依据。

关键词：螺栓紧固结构预紧力松动位移量防松设计

一种具有分形结构的弹黏塑性材料建模及其求解方法

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Acta Mechanica Sinica 2024年第3期40卷 176-190页

作者：李德建祁浩张鸣原霍君豪刘江硕饶远昊 State Key Laboratory for GeoMechanics and Deep Underground Engineering China University of Mining and TechnologyBeijing100083China Institute for Deep Underground Science and Engineering Beijing100083China School of Mechanics and Civil Engineering China University of Mining and TechnologyBeijing100083China China Academy of Urban Planning and Design Beijing100044China

本文建立了一种具有分形结构的元件模型,用于描述材料弹粘塑性特性,并可以在无需求解相应的无限阶微分方程的情况下获得各载荷作用下模型的力学反应.首先,基于这种建模方法,建立了表征具有复杂无限阶分形结构材料弹黏塑性特性的混联元... 详细信息

本文建立了一种具有分形结构的元件模型,用于描述材料弹粘塑性特性,并可以在无需求解相应的无限阶微分方程的情况下获得各载荷作用下模型的力学反应.首先,基于这种建模方法,建立了表征具有复杂无限阶分形结构材料弹黏塑性特性的混联元件模型(L-R模型).然后,利用MATLAB/Simulink,借助弹簧(弹性)、黏壶(黏性)和塑性体(塑性)单元的本构关系来描述材料的基本力学性能.之后,将宾厄姆模型作为基本模型按照分形理论进行迭代,通过求解得到描述材料在各种载荷作用下的力学(弹黏塑性)反应.最后,为了验证该建模方法及其求解结果的可靠性,在钢、板岩、煤、红砂岩和盐岩五种不同分形结构的材料上进行了循环载荷实验.将实验结果与求解结果进行比较,表明所建立的模型能够有效地描述材料的弹黏塑性性能.

关键词： Infinite order fractal structure Elastic-viscous-plastic properties Element model Experimental simulation

构型化石墨烯纳米片/2009Al复合材料热膨胀系数模拟

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金属学报 2024年第7期60卷 977-989页

作者：周丽张明远杨欣盛刘振宇王全兆肖伯律马宗义烟台大学机电汽车工程学院烟台264005 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016

石墨烯纳米片/Al复合材料热特性与其微观组织密切相关,但尚缺系统性的从微观结构模拟到热学性能预测。本工作利用有限元软件ABAQUS建立了微观石墨烯纳米片/2009Al复合材料三维模型,分析了石墨烯纳米片分布形式、几何构型和体积分数对复... 详细信息

石墨烯纳米片/Al复合材料热特性与其微观组织密切相关,但尚缺系统性的从微观结构模拟到热学性能预测。本工作利用有限元软件ABAQUS建立了微观石墨烯纳米片/2009Al复合材料三维模型,分析了石墨烯纳米片分布形式、几何构型和体积分数对复合材料热膨胀系数的影响。结果表明,复合材料的热膨胀系数受石墨烯纳米片的分布形式影响较小。只有当石墨烯纳米片在基体内的分布形式为2簇时,热膨胀系数比其他分布形式小。石墨烯纳米片几何构型和体积分数对热膨胀系数影响明显。随着石墨烯纳米片体积分数的增加,复合材料热膨胀系数逐渐减小。与基体相比,当复合材料中石墨烯纳米片的体积分数为2.5%,且呈集聚分布时,热膨胀系数下降幅度最大,约为27%。通过与实验结果对比,验证了模型的正确性。

关键词：构型有限元模拟石墨烯纳米片/2009Al复合材料热膨胀系数

Adaptive estimation and control for uncertain nonlinear systems and full actuation control

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Science China(Information Sciences) 2023年第11期66卷 169-184页

作者： Fei YAN mingyuan zhang Guoxiang GU School of Information Science and Technology Southwest Jiaotong University School of Electrical Engineering and Computer Science Louisiana State University

We study adaptive control for a family of nonlinear systems, involving unknown and uncertain parameters. The proposed control law estimates the system parameters adaptively and stabilizes the closedloop system asymptotically for the initial state over any given bounded set of the state-space. Moreover,reconstruction filters are designed to obtain error residue signals and to enable the use of the least-squares algorithm for estimating the parameters, in order to achieve the convergence based on the persistent excitation condition and asymptotic linearization. The proposed methods are applicable to full actuation and under actuation control systems. Simulation studies are carried out for a pendulum system and for a third-order vehicle model, as well as control of vehicle platoons, validating the theoretical results presented in this paper.

关键词： adaptive control asymptotic stabilization full actuation and underactuation least-squares nonlinear systems