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难加工材料绿色磨削用相变储热复合砂轮的研制

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机械工程学报 2024年第3期60卷 405-414页

作者：赫青山谢永晨崔仲鸣傅玉灿河南工业大学机电工程学院郑州450001 南京航空航天大学机电学院南京210016

高强韧性难加工材料在磨削时容易发生工件表面烧伤,而常规使用磨削液冷却带来的高能耗、环境污染等问题已不容忽视。提出利用沸腾传热和储热技术原理改善砂轮的热学性能实现砂轮对磨削弧区的强化换热,研制了具有高传热系数和较大热容属... 详细信息

高强韧性难加工材料在磨削时容易发生工件表面烧伤,而常规使用磨削液冷却带来的高能耗、环境污染等问题已不容忽视。提出利用沸腾传热和储热技术原理改善砂轮的热学性能实现砂轮对磨削弧区的强化换热,研制了具有高传热系数和较大热容属性的相变储热复合砂轮,并分析了复合砂轮的传热系数和等效热容。设计制作了复合砂轮热学性能分析装置,通过监测多个位置温度变化分析了不同热流密度、工质注入量和散热条件对复合砂轮热学性能的影响,最后进行干磨削高温合金GH4169对比试验。结果表明,复合砂轮的传热系数相对于传统金属基体砂轮可提高2~3倍,工质进入沸腾传热的启动时间在6~15 s,同时增加砂轮热容可以有效减少弧区热量积累以及减缓弧区温升速率;在缓进给深切干磨工艺下使用相变储热复合砂轮的磨削温度在330℃以下,相对于传统砂轮降低了20%。

关键词：磨削超硬磨料砂轮高温合金绿色加工沸腾传热

高速铁路无砟轨道斜拉桥刚度理论分析与设计参数研究

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1726-1736页

作者：孙宗磊郭辉向律楷西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031

为研究高速铁路无砟轨道斜拉桥的刚度特征以及合理结构设计参数,采用理论公式推导、数值分析等手段,得到结构设计参数刚度影响解析公式及其影响规律,用于指导桥梁设计。首先引入索梁活载刚度比的概念,通过建立斜拉桥主梁多点支承连续梁... 详细信息

为研究高速铁路无砟轨道斜拉桥的刚度特征以及合理结构设计参数,采用理论公式推导、数值分析等手段,得到结构设计参数刚度影响解析公式及其影响规律,用于指导桥梁设计。首先引入索梁活载刚度比的概念,通过建立斜拉桥主梁多点支承连续梁的三弯矩方程得到主梁刚度,通过考虑主塔变形和拉索伸长量得到斜拉索等效刚度,进而给出斜拉桥整体刚度、索梁活载刚度比和主梁跨中挠度的理论公式,并基于理论公式得出主梁惯性矩、斜拉索倾角、塔高以及拉索面积对斜拉桥整体刚度的影响。以广湛铁路东平水道特大桥主桥(67.5+60+60+350+60+60+67.5)m钢箱混合组合梁无砟轨道斜拉桥为例,通过对比跨中活载位移理论解与数值解验证本文理论公式的准确性,进而采用理论公式分析结构设计参数对桥梁刚度的影响。研究结果表明:随拉索倾角增大或者塔高增加,主梁的跨中位移先减小后增大,索梁活载刚度比先增大再减小,拉索倾角为29.2°~73.9°时主梁跨中位移达到最小值36.4 cm,此时索梁活载刚度比为15.4。随着主梁的梁高增加,主梁跨中位移减小,索梁活载刚度比减小,但是减小幅度较为缓慢。拉索面积增大,主梁跨中活载位移减小,索梁活载刚度比增加。提出了桥梁合理梁高、塔高和斜拉索规格及拉索面积。桥梁结构静动力检算、桥上轨道静态高低不平顺验算以及无砟轨道受力与层间压缩量等检算结果均表明,该桥具有良好的安全性和行车平稳性。

关键词：高速铁路斜拉桥混合组合梁索梁活载刚度比静力分析车桥耦合动力分析轨道静态高低不平顺

高光谱遥感在草原植物多样性监测中的应用与展望

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应用生态学报 2024年第5期35卷 1397-1407页

作者：顾晨梁建刘旭颖孙泊远孙同生俞坚钢孙晨曦万华伟高吉喜南通智能感知研究院江苏南通226010 生态环境部卫星环境应用中心北京100094

草原的生物多样性具有多种生态功能,而草原生物多样性的保护与管理工作需要收集草原的植物多样性信息。高光谱遥感以其独特的大范围覆盖和高光谱分辨率优势,为草原植物多样性的长期监测提供了新的解决方案。本文首先回顾了高光谱遥感技... 详细信息

草原的生物多样性具有多种生态功能,而草原生物多样性的保护与管理工作需要收集草原的植物多样性信息。高光谱遥感以其独特的大范围覆盖和高光谱分辨率优势,为草原植物多样性的长期监测提供了新的解决方案。本文首先回顾了高光谱遥感技术的发展历程,强调了高光谱数据在草原植物多样性监测中的独特优势,并进一步分析了其在草原植物多样性监测中的具体应用。最后,讨论了高光谱遥感技术在当前应用中面临的挑战,如数据处理复杂性、算法精度,以及与地面遥感数据的整合问题,并对未来研究方向提出展望。随着遥感技术的不断进步和多源数据的综合应用,高光谱遥感将在草原生态监测与生物多样性保护方面发挥更加重要的作用,为全球生态保护和可持续发展提供科学依据和技术支持。

关键词：高光谱遥感植物多样性光谱多样性生态系统管理

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铝/铜蓝-红激光复合焊接头组织及性能

焊接学报 2024年第3期45卷 54-60,I0005,I0006页

作者：史颖杰崔泽琴丁正祥郝晓虎王文先李卫国太原理工大学太原030024 山西浙大新材料与化工研究院太原030032 中船黄埔文冲船舶有限公司广东省舰船先进焊接技术企业重点实验室广州510715 太原理工大学工程训练中心太原030024

为实现动力电池的高效可靠焊接,文中采用蓝-红复合激光进行了1050 Al/T2 Cu搭接焊,分析了激光功率对接头显微组织、相分布、力学性能及导电性能的影响规律.结果表明,铝/铜搭接接头焊缝表面平整,截面呈现T形,PB(蓝光功率)保持300 W,PR(... 详细信息

为实现动力电池的高效可靠焊接,文中采用蓝-红复合激光进行了1050 Al/T2 Cu搭接焊,分析了激光功率对接头显微组织、相分布、力学性能及导电性能的影响规律.结果表明,铝/铜搭接接头焊缝表面平整,截面呈现T形,PB(蓝光功率)保持300 W,PR(红光功率)在700~1400 W区间内增加,铜侧熔深由60μm增大到1000μm,在PR=800 W时实现良好的冶金结合.焊缝组织由Al固溶体、Al-Cu共晶相和Al_(2)Cu金属间化合物组成,随激光功率增大,焊缝局部出现Al_(4)Cu_(9)相,边缘出现AlCu,Al_(4)Cu_(9)和AlCu_(3)相.在PR=800 W下抗剪强度达到最高108.6 MPa,接触电阻达到最小94μΩ,裂纹由两极交界处Al_(2)Cu区域萌生,沿焊缝边缘由外层Al_(2)Cu区扩展到底部Al固溶体和Al-Cu共晶区交界处,断裂形式为解理断裂.

关键词：复合激光焊铝/铜异质材料界面反应微观组织力学性能导电性

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循环冲击下预加静载岩石损伤破坏机制

煤炭学报 2024年第4期49卷 1860-1872页

作者：王汉鹏王伟张冰邱廷麟侯夫斌山东大学齐鲁交通学院山东济南250061 山东大学岩土工程研究中心山东济南250061

为研究深部地下工程高地应力静载与采掘爆破施工等循环扰动耦合作用下岩石的损伤破坏机制,利用自主研发的多应变率动静叠加岩石力学试验系统,开展了不同预加静载(0.45σ_(c)、0.65σ_(c)、0.85σ_(c))叠加循环冲击荷载以及相同预加静载... 详细信息

为研究深部地下工程高地应力静载与采掘爆破施工等循环扰动耦合作用下岩石的损伤破坏机制,利用自主研发的多应变率动静叠加岩石力学试验系统,开展了不同预加静载(0.45σ_(c)、0.65σ_(c)、0.85σ_(c))叠加循环冲击荷载以及相同预加静载叠加不同频率(0.5、1.0、2.0 Hz)循环冲击荷载的砂岩动静叠加试验。试验结果表明:动静叠加试验中岩石峰值强度小于静载试验,最大变形量大于静载试验,表明动静叠加荷载对岩石损伤具有显著促进作用,且不同动静荷载叠加下岩石强度、变形、破坏等演化规律具有一致性,其中峰值强度、破碎持续时间与预加静载呈线性负相关,与循环冲击频率呈对数正相关;最大应变、裂隙分形维数、碎块分形维数与预加静载呈线性正相关,与循环冲击频率呈对数负相关;不同动静叠加下岩石表面裂隙与碎块粒径分形维数演化趋势基本一致,且前者略大于后者,表明岩石表面及内部裂隙发育的同步性,相比岩石内部三维应力状态,表面更利用裂隙萌生与扩展;不同动静叠加条件下岩样破坏模式发生转变,随着预加静载的增大或冲击频率的减小,破坏模式经历“斜面剪切破坏—竖向拉伸破坏—整体爆裂破坏”的转变,且爆裂破坏位置由底部向整体扩展。为定量表征循环冲击下预加静载岩石损伤机制,结合理论分析与试验数据,建立了综合考虑静载损伤与不同峰值、频率、次数循环冲击损伤以及应变率强化效应的动静叠加损伤因子,进而开展了4组不同参数下的动静叠加试验,理论计算与试验结果对照误差率分别为0.5%、1.8%、0.6%、1.7%,误差均较小;但基于动静叠加损伤因子的理论计算强度均小于试验强度,初步分析这是由于高频循环冲击下损伤发育存在细观滞后性,循环冲击实际产生的累积损伤小于单次冲击损伤的循环次数倍,后期可开展细观测试,探索循环冲击下岩石细观损伤演化规律,进一步完善理论模型。

关键词：岩石力学损伤机制破坏模式循环冲击预加静载

从头算分子动力学研究硫脲嘧啶及其互变异构体在低能电子作用下的解离过程

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物理学报 2024年第2期73卷 127-136页

作者：张颖王兴徐忠锋任洁茹张艳宁周贤明梁昌慧张小安咸阳师范学院物理与电子工程学院咸阳712000 西安交通大学物理学院西安710049 中国科学院近代物理研究所兰州730000

运用玻恩-奥本海默分子动力学模型结合密度泛函理论研究了气相下硫脲嘧啶与低能电子吸附解离动力学过程,发现硫脲嘧啶及其互变异构体在吸附解离过程中一个重要的脱氢现象,即特定位置的化学键N—H键,C—H键断裂,使其在N位点和C位点失去... 详细信息

运用玻恩-奥本海默分子动力学模型结合密度泛函理论研究了气相下硫脲嘧啶与低能电子吸附解离动力学过程,发现硫脲嘧啶及其互变异构体在吸附解离过程中一个重要的脱氢现象,即特定位置的化学键N—H键,C—H键断裂,使其在N位点和C位点失去氢原子,形成解离过程中最主要的负离子碎片——闭壳层脱氢负离子(TU-H)-为了更深刻地认识脱氢现象,分别对断裂的化学键进行势能曲线扫描,对键解离能、电子亲和能、负离子(TU-H)-出现势进行计算对比发现,在所有断裂的化学键中N—H键最容易发生断裂,而负离子(TU-H)-的形成主要源于N—H键的断裂.

关键词：玻恩-奥本海默分子动力学密度泛函理论电子吸附解离硫脲嘧啶

基于界面电荷极化特性的变压器油纸绝缘寿命预测方法研究

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电力系统保护与控制 2024年第7期52卷 138-148页

作者：邹阳陈啸轩张云霄林锦茄林昕亮福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108

准确预测变压器油纸绝缘寿命对于保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。根据微观介电响应机制剖析界面极化与油纸绝缘老化的内在机理联系,并基于混合极化模型——一种在扩展德拜模型基础上引入界面极化支路的等效电路拓扑,探究界面电... 详细信息

准确预测变压器油纸绝缘寿命对于保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。根据微观介电响应机制剖析界面极化与油纸绝缘老化的内在机理联系,并基于混合极化模型——一种在扩展德拜模型基础上引入界面极化支路的等效电路拓扑,探究界面电荷极化特性在油纸绝缘寿命预测中的应用。首先,分析温升过程中频谱特性变化背后蕴含的普适弛豫极化规律,基于混合极化模型重构回复电压极化谱。结合温度对主时间常数和模型参数的影响规律,提出一种单一温度测试下的油纸绝缘活化能计算方法,通过界面极化电容构建出频温平移因子。其次,剖析介质损耗因数随老化加深的变化规律,探究损耗峰偏移现象与界面极化弛豫时间的内在联系,凝练全新表征油纸绝缘聚合度含量的频域特征参量——界面极化支路极点Ph2。最后,联合界面极化支路极点Ph2、频温平移因子和损失累积动力学方程构建油纸绝缘寿命预测模型,并将不同运行年限变压器现场实测数据代入模型验证实效性,为油纸绝缘寿命预测提供了一种新思路。

关键词：油纸绝缘活化能频域介电谱混合极化模型寿命预测

北极海冰快速减退前后的北冰洋上层海洋热含量变化

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中国海洋大学学报(自然科学版) 2024年第8期 14-22页

作者：郭成刚史久新牟龙江钟文理中国海洋大学海洋与大气学院中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室崂山实验室

北极海冰自1997年进入快速减退阶段，对北冰洋造成显著影响。本文利用数值模式结果，分析北冰洋1990—2014年期间的上层海洋(0～150 m)热含量长期变化趋势。研究发现，陆架区只有楚科奇海西部和巴伦支海的热含量有显著增加趋势，其他海... 详细信息

北极海冰自1997年进入快速减退阶段，对北冰洋造成显著影响。本文利用数值模式结果，分析北冰洋1990—2014年期间的上层海洋(0～150 m)热含量长期变化趋势。研究发现，陆架区只有楚科奇海西部和巴伦支海的热含量有显著增加趋势，其他海域的变化较小。加拿大海盆上层热含量总体呈现上升状态，对北冰洋海盆区上层热含量增加趋势做出主要贡献，且主要取决于夏季太平洋水的热含量变化。随着海冰的减少，夏季太平洋水持续升温，但是其热含量并不是一直处于增加的状态。与北极海冰的快速减退相对应，夏季太平洋水热含量在1997年前后具有两段不同的长期变化特征：1990—1997年为减少趋势，主要归因于其体积减小，与这段时期北极涛动指数减小导致的波弗特流涡向下泵压上层太平洋入流水能力减弱有关；1998—2014年为快速增长趋势，其变化速率是前一段时期的2倍多，该时期的北极涛动指数虽然没有明显变化趋势，但是海冰的加速减少造成大气对海洋的直接强迫增加，波弗特流涡向下泵压的能力变强，使夏季太平洋水体积增大，在海水升温的共同作用下，促成了夏季太平洋水热含量的快速增加。

关键词：热含量夏季太平洋水海冰加拿大海盆北冰洋

离子液体中PMBA脱羧反应及界面水影响的电化学SERS研究

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高等学校化学学报 2024年第1期45卷 129-135页

作者：秦海敬贺乾军徐敏敏袁亚仙姚建林苏州大学材料与化学化工学部苏州215123

基于气-液界面自组装法和转移技术制备了负载Au纳米粒子单层膜的玻碳电极(Au MLF@GC),并将其用于离子液体-电化学体系界面过程现场的研究.以对巯基苯甲酸(PMBA)的表面等离激元共振(SPR)催化脱羧生成苯硫酚(TP)反应为探针,采用电化学-表... 详细信息

基于气-液界面自组装法和转移技术制备了负载Au纳米粒子单层膜的玻碳电极(Au MLF@GC),并将其用于离子液体-电化学体系界面过程现场的研究.以对巯基苯甲酸(PMBA)的表面等离激元共振(SPR)催化脱羧生成苯硫酚(TP)反应为探针,采用电化学-表面增强拉曼光谱(SERS)技术,通过电位阶跃法研究了其在离子液体体系中的反应动力学行为.结果表明,亲水性离子液体[BMIm]BF_(4)/Au MLF@GC的零电荷电位(pzc)为−0.95 V,PMBA脱羧反应仅在pzc以正区间发生;通过SERS谱峰强度变化以二级反应拟合获得该反应的速率常数,发现其反应速率常数的对数与阶跃后电位呈线性关系;随着体系外加水的含量(摩尔分数)由0增至0.001和0.003,阶跃后发生脱羧反应的起始电位负移,且同一阶跃电位下反应速率常数随着外加水量的增加而增大.

关键词：离子液体表面增强拉曼光谱电化学脱羧反应速率常数零电荷电位