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数值研究太阳调制引发的银河宇宙线正电子的各向异性

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地球物理学报 2024年第4期67卷 1299-1313页

作者：刘新铭宋小健耿泽坤罗熙济南大学物理科学与技术学院济南250022 山东高等技术研究院济南250100

能量低于30 GeV的银河宇宙线正电子进入日球层时会与太阳风以及冻结在其中的日球层磁场发生相互作用,太阳风对流、扩散、漂移的综合调制效应会导致银河宇宙线正电子通量出现各向异性.本研究利用帕克(Parker)传输方程描述正电子在日球层... 详细信息

能量低于30 GeV的银河宇宙线正电子进入日球层时会与太阳风以及冻结在其中的日球层磁场发生相互作用,太阳风对流、扩散、漂移的综合调制效应会导致银河宇宙线正电子通量出现各向异性.本研究利用帕克(Parker)传输方程描述正电子在日球层中的传输过程,将日球层顶(120 AU)的局地星际能谱作为边界条件,利用交替方向隐式方法(ADI)求解传输方程,计算银河宇宙线正电子的通量,接着计算银河宇宙线正电子的梯度,最后计算出0.01 GeV,0.1 GeV,1 GeV能量的正电子的极向各向异性和径向各向异性.研究发现:(1)由于低能量正电子的漂移几乎为0,因此极向各向异性仅由扩散决定,它的绝对值在日球层南北半球相同纬度上相等并且在黄道面处的值为0;高能量的正电子受到了漂移作用的影响,导致极向各向异性在黄道面处的值不为0,南北半球相同纬度上的绝对值也不相等.(2)低能量正电子的径向各向异性仅由扩散和对流决定;高能量正电子的径向各向异性由扩散、对流、漂移三者共同决定.另外,黄道面处正电子的极向梯度为0,因此任何能量的正电子在此处的径向各向异性也只由扩散和对流决定;正电子在日球层高纬度地区由于扩散和漂移较大,从而具有较大的径向各向异性.

关键词：宇宙线正电子太阳调制数值模拟扩散系数梯度各向异性

铜合金表面激光制备Ni60-WC-Cu涂层的显微组织与摩擦磨损性能

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中国有色金属学报 2024年第4期34卷 1252-1267页

作者：张振宇王守仁王高琦段旭楠赵鹏杨海宁济南大学机械工程学院济南250022

激光熔覆涂层是解决铜合金零件因摩擦磨损导致失效的一种方法,但铜合金由于其对激光能量的高反射性、高导热性,使得在铜合金表面进行激光制备涂层成为一个难题。本文在白铜基体表面制备了不同WC含量的Ni60-WC-Cu复合涂层,对涂层相结构... 详细信息

激光熔覆涂层是解决铜合金零件因摩擦磨损导致失效的一种方法,但铜合金由于其对激光能量的高反射性、高导热性,使得在铜合金表面进行激光制备涂层成为一个难题。本文在白铜基体表面制备了不同WC含量的Ni60-WC-Cu复合涂层,对涂层相结构、微观形貌和显微硬度进行分析,并通过摩擦磨损试验,研究了涂层的耐磨性及磨损机理。结果表明:涂层中的相主要为NiW,其峰值随着WC含量的增加而增大;WC含量在20%与25%时观察到熔覆区出现大量的胞晶、枝晶组织,涂层顶部出现团聚状硬质相;涂层硬度均高于基体,WC含量为25%涂层的平均硬度为908.4HV;涂层耐磨性优于铜合金基体,随着WC含量增加,涂层耐磨性逐渐提高并均优于基体,氧化磨损、疲劳磨损和磨粒磨损;WC含量为25%时,涂层表现出最好的耐腐蚀性能;WC含量为20%时,表现出良好的导电率。

关键词：激光熔覆铜合金复合涂层显微组织摩擦磨损

基于秀丽隐杆线虫运动模型的延寿功效及其相关机制研究进展

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体育科学 2024年第5期44卷 84-96,F0003页

作者：原阳陈炳奥张加豪班伟康曲阜师范大学体育科学学院山东曲阜273165

秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,以下简称“线虫”)在遗传物质上与人类具有同源性,且具有易操作、生命周期短、荧光标记易观察、基因背景清晰等特点,适合应用于构建运动模型并探究相关机制。在应用线虫运动模型的研究中,探讨了运... 详细信息

秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,以下简称“线虫”)在遗传物质上与人类具有同源性,且具有易操作、生命周期短、荧光标记易观察、基因背景清晰等特点,适合应用于构建运动模型并探究相关机制。在应用线虫运动模型的研究中,探讨了运动与寿命之间的联系。线虫运动实验的干预实施方式方便简捷、易于操作,具体包括神经元控制、挖掘实验、游泳实验以及物理性运动刺激等。在应用层面,研究着重梳理了微流控等创新技术的可行性。在机制层面,基于已有证据总结了运动延寿功效产生的潜在途径,明确了线虫作为人类寿命的模式化翻版,对比现有其他常见运动模型发现,线虫模型具备更为清晰的生物学背景。此外,线虫模型能够提供跨代遗传现象的直观证据,有助于理解运动抗衰老的长期效应,为探索运动在人类健康寿命延长中的作用提供了新视角和实验模型。

关键词：秀丽隐杆线虫运动模型寿命跨代遗传

磷掺杂碳负载Zn_(x)P_(y)O_(z)常温常压下高效电催化合成氨

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物理化学学报 2024年第3期40卷 29-30页

作者：王佳秦清王哲赵旭浩陈云菲候利强刘尚果刘希恩青岛科技大学化工学院山东青岛266042

合成氨(NH_(3))的发展是现代工业进程和人类生存的基石。受氮气(N_(2))化学惰性的限制,当前的合成氨工业能源消耗高并且排放大量的二氧化碳。电化学氮气还原反应(NRR),是有望取代高能耗的Haber-Bosch(HB)合成法的一种绿色可持续的合成... 详细信息

合成氨(NH_(3))的发展是现代工业进程和人类生存的基石。受氮气(N_(2))化学惰性的限制,当前的合成氨工业能源消耗高并且排放大量的二氧化碳。电化学氮气还原反应(NRR),是有望取代高能耗的Haber-Bosch(HB)合成法的一种绿色可持续的合成氨工艺。然而,因氮气以及析氢竞争富反应(HER)导致电催化氮气还原极低的NH_(3)产率和能量转换效率一直是目前人工固氮领域面临的挑战。在本文中,我们报道了一种具有丰富孔结构的磷掺杂碳(PC)负载Zn_(3)(PO_(4))_(2)/Zn_(2)P_(2)O_(7)纳米复合材料(h-PC/Zn_(3)(PO_(4))_(2)/Zn_(2)P_(2)O_(7)),在酸性和中性介质中将N_(2)高效催化转化为NH_(3)。其独特的分级多孔结构提高了表面粗糙度并加快了氮气在催化剂体相中的扩散,这有利于延长氮气在催化剂表面的停留时间以及提高活性位点的利用效率。而多组分的均匀分布可以调节电子结构并优化反应中间体的吸附行为,进而提高活性位点的本征活性。在0.1mol·L^(-1)HCI电解液中,h-PC/Zn_(3)(PO_(4))_(2)/Zn_(2)P_(2)O_(7)在-0.2 V vs.可逆氢电极(RHE)电位下NH_(3)的产率可以达到38.7±1.2μg·h^(-1)·mgcat^(-1),法拉第效率为19.8%±0.9%。此外;h-PC/Zn_(3)(PO_(4))_(2)/Zn_(2)P_(2)O_(7)在0.1 mol·L^(-1)Na_(2)SO_(4)溶液中同样展现出优异的电催化氮气还原合成氨性能,NH_(3)产率及法拉第效率分别为17.1±0.8μg·h^(-1)·mgcat^(-1)和15.g%±0.6%,明显优于PC/Zn_(3)P_(2)、C/ZnO和大多数报道的非贵金属电催化剂。这种优异的性能主要归因于多孔结构有利于传质及多组分活性位点协同效应。此外,我们采用非原位X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等表征手段对NRR测试前后h-PC/Zn_(3)(PO_(4))_(2)/Zn_(2)P_(2)O_(7)的组成和结构变化进行了剖析。在反应后检测到了新增的N物种信号,证明催化剂确实发生了氮气还原反应。本研究提供了一种通过同步构建传质通道并耦合不同的活性位点以协同增强NRR活性和选择性的新思路,这对加快绿色制氨工业化具有重大意义。

关键词：氮气还原反应电催化剂孔结构多活性中心协同效应

主轴划痕对轴承系统抵御多种载荷冲击的动态性能影响

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摩擦学学报（中英文） 2024年第8期44卷 1050-1063页

作者：李兴阳梁鹏郭峰梁庆琛栗心明张晓寒刘晓玲姜芙林青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 青岛理工大学工业流体节能与污染控制教育部重点实验室山东青岛266520

建立了1个考虑主轴划痕、轴瓦变形和沟槽结构的水润滑橡胶轴承混合润滑瞬态模型,研究了划痕对水润滑橡胶轴承在周期性载荷及非周期性载荷作用下的动态行为影响.结果表明:在偏心载荷下,划痕的存在会使得主轴与轴承出现“高温布朗运动”... 详细信息

建立了1个考虑主轴划痕、轴瓦变形和沟槽结构的水润滑橡胶轴承混合润滑瞬态模型,研究了划痕对水润滑橡胶轴承在周期性载荷及非周期性载荷作用下的动态行为影响.结果表明:在偏心载荷下,划痕的存在会使得主轴与轴承出现“高温布朗运动”般的反复碰撞现象,且划痕深度及宽度的增大均会延长启动过程中的微凸体接触时间,严重降低水润滑轴承寿命;在受到脉冲载荷后,划痕会使轴心的运动范围变大,导致轴承与主轴更容易发生碰摩,降低轴承抵抗脉冲载荷冲击的能力;深划痕及宽划痕时,水润滑轴承受到阶跃载荷干扰会从弹流润滑状态进入混合润滑状态.主轴表面出现划痕使轴承系统遭遇外载荷干扰时的自动抵御能力退化.

关键词：水润滑橡胶轴承主轴划痕偏心载荷脉冲载荷阶跃载荷

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动态膜厚的超声实时测量方法及测量盲区影响因素

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摩擦学学报（中英文） 2024年第2期44卷 214-232页

作者：孙炜梁鹏郭峰孔令胜姜芙林白清华刘晓玲青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 青岛理工大学工业流体节能与污染控制教育部重点实验室山东青岛266520

基于超声波技术的弹簧模型与共振模型之间存在一段膜厚测量盲区,本文中提出了1种复合模型可覆盖测量盲区.为实现膜厚在线监测,自主搭建了动态膜厚的超声实时测量系统,并研究了配副类型和润滑剂种类对测量盲区的影响.构建了超声测量试验... 详细信息

基于超声波技术的弹簧模型与共振模型之间存在一段膜厚测量盲区,本文中提出了1种复合模型可覆盖测量盲区.为实现膜厚在线监测,自主搭建了动态膜厚的超声实时测量系统,并研究了配副类型和润滑剂种类对测量盲区的影响.构建了超声测量试验的理论模型,对超声波在介质内的传播规律进行了仿真分析.结果表明,自主搭建的膜厚实时测量系统可精密跟踪不同周期及不同波形的膜厚;提出的复合模型可实现单个探头对宽范围膜厚的全域测量;随着下摩擦副声阻抗和润滑剂声阻抗的增大,膜厚测量盲区逐步缩小;但当润滑剂声阻抗过小时,容易出现无法监测的“测量真空区”.本文工作可为金属摩擦副在实际工况下的动态膜厚在线监测提供理论和技术参考.

关键词：润滑膜厚度在线测量仿真计算超声波技术测量盲区

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FRP约束再生混凝土构件研究进展

复合材料学报 2024年第7期41卷 3490-3502页

作者：刘春阳闫凯李秀领隋玉武山东建筑大学土木工程学院济南250101 建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室济南250101 山东建筑大学材料科学与工程学院济南250101

推广使用再生混凝土是实现建筑固废资源化再利用和生态环境可持续发展的重要途径,纤维增强复合材料(FRP)约束再生混凝土是改善和提升其力学性能的有效方法。国内外研究人员对不同再生骨料取代率、FRP种类、侧向约束刚度(FRP层数)、FRP... 详细信息

推广使用再生混凝土是实现建筑固废资源化再利用和生态环境可持续发展的重要途径,纤维增强复合材料(FRP)约束再生混凝土是改善和提升其力学性能的有效方法。国内外研究人员对不同再生骨料取代率、FRP种类、侧向约束刚度(FRP层数)、FRP全包裹/条带式包裹等设计参数下FRP约束再生混凝土材料抗压强度、应力-应变曲线及构件的力学性能和抗震性能指标的变化规律进行了试验研究和理论分析,比较了FRP约束普通混凝土极限强度和极限应变模型对FRP约束再生混凝土试件试验结果的适用性。本文分析了FRP约束再生混凝土材料和构件相关性能的研究现状及存在的不足,归纳了需要进一步研究的问题,以期为后续FRP约束再生混凝土结构力学性能研究和工程应用提供参考。

关键词： FRP约束再生骨料混凝土材料性能构件性能研究进展

有限域上多智能体系统的分布式协同控制研究综述

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控制与决策 2024年

作者：路则欢张志强孙元功济南大学数学科学学院

研究有限域上多智能体系统的一致性与可控性对包括传感器网络、机器人网络等在内的复杂系统的控制与应用具有广泛的应用价值.有限域上多智能体系统的一致性是指：存在一个有限时间时刻,在此刻所有智能体的状态值都等于有限域上的某个数... 详细信息

研究有限域上多智能体系统的一致性与可控性对包括传感器网络、机器人网络等在内的复杂系统的控制与应用具有广泛的应用价值.有限域上多智能体系统的一致性是指：存在一个有限时间时刻,在此刻所有智能体的状态值都等于有限域上的某个数值.有限域上多智能体系统的可控性是指：通过给某些节点施加适当的控制输入,将系统的状态驱动至有限域上任意的目标状态.本文首先综述了有限域上多智能体系统的一致性,从有无时滞及拓扑结构变化的角度,梳理了达到一致性的代数判据与图论判据的异同以及联系.其次论述了有限域上多智能体系统的可控性,归纳总结了影响可控性的5个要素,包括系统的模型、拓扑结构、领航者的选取、域的阶数以及可控性下标.最后总结全文并提出潜在的研究方向.

关键词：有限域多智能体系统一致性可控性目标可控拓扑结构

磁力牵引纳米润滑剂微量润滑磨削力模型与验证

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机械工程学报 2024年第9期60卷 323-337页

作者：崔歆李长河张彦彬杨敏周宗明刘波王春锦青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266520 汉能(青岛)润滑科技有限公司青岛266200 四川明日宇航工业有限责任公司什邡618400 香港理工大学超精密加工技术国家重点实验室中国香港999077

磨削是获得航空航天难加工材料高表面质量和加工精度不可或缺的方法,尤其是以大切削弧长为特点的高效率磨削在航空航天领域获得广泛的应用。但是,润滑剂在大切削弧长工件/磨粒界面牵引动力不足,导致浸润性能和冷却润滑缺失、工件表面完... 详细信息

磨削是获得航空航天难加工材料高表面质量和加工精度不可或缺的方法,尤其是以大切削弧长为特点的高效率磨削在航空航天领域获得广泛的应用。但是,润滑剂在大切削弧长工件/磨粒界面牵引动力不足,导致浸润性能和冷却润滑缺失、工件表面完整性恶化。基于此,提出磁力牵引纳米润滑剂微量润滑磨削新工艺,但磁场作用下的磁性纳米润滑剂微界面浸润动力学尚不明确,磁场力赋能作用下的磨削力模型尚未建立。首先,揭示磨削区磁力牵引润滑剂输运动力学规律,建立磁场作用下的润滑剂浸润速度与流量模型。其次,提出基于截角六面体磨粒几何模型的砂轮建模方法,揭示单颗磨粒力学行为并建立切削力数学模型。最后,进行磁力牵引纳米润滑剂微量润滑磨削钛合金磨削力模型的实验验证。结果表明,磁力牵引纳米润滑剂微量润滑磨削新工艺能显著提升润滑剂浸润速度和流量,相比无磁场,磁场强度为5×10^(5) A/m时法向和切向磨削力分别降低31.8%和74.3%;磨削力预测值与试验值吻合度较好,切向和法向磨削力最小平均偏差分别为9.2%和5.7%。研究为磁力牵引纳米润滑剂微量润滑磨削提供理论依据,为难加工材料的大弧长磨削的高表面完整性要求提供技术支持。

关键词：磨削磁性纳米润滑剂磁力牵引动力学行为力学模型