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基于颗粒重组理论的水合物沉积物温-压耦合热力学模型

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岩土工程学报 2024年第6期46卷 1226-1235页

作者：周瑞白冰杨光昌北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

水合物沉积物赋存时的温度和孔隙水压变化对沉积物的力学性质影响明显。基于颗粒重组理论,通过引入温-压耦合系数δ、剪应变和体应变胶结应力衰减方式(λ_(v),λ_(s))和水合物饱和度影响下的剪胀方程d,建立了水合物沉积物温-压耦合热力... 详细信息

水合物沉积物赋存时的温度和孔隙水压变化对沉积物的力学性质影响明显。基于颗粒重组理论,通过引入温-压耦合系数δ、剪应变和体应变胶结应力衰减方式(λ_(v),λ_(s))和水合物饱和度影响下的剪胀方程d,建立了水合物沉积物温-压耦合热力学模型。利用数值模拟结果同室内试验结果的对比分析,从宏观力学性质变化和微观作用机理两个角度探讨了围压、水合物饱和度和温-压耦合系数对沉积物力学特性的影响。最后,对模型中的刚度系数和体应变衰减参数进行敏感性分析。结果表明:引入温-压耦合系数的水合物沉积物模型能够很好的描述沉积物赋存的温度和水压同其力学特性变化关系。环境温度降低和水压增大增强了微观层面水合物的胶结强度和刚度,宏观表现为峰值强度、应变软化和剪胀性提高。刚度系数γ通过增大沉积物初始刚度使得沉积物表现出更强的峰值强度。体应变衰减参数λ_(v)通过提高胶结应力衰减速率增强沉积物的应变软化特性。

关键词：温-压耦合系数颗粒重组理论热力学模型水合物沉积物剪胀方程

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激光技术在金刚石加工中的研究及应用进展

红外与激光工程 2024年第2期53卷 36-57页

作者：叶盛赵上熳邢忠福彭志勇郑宇亭陈良贤刘金龙李成明魏俊俊北京科技大学新材料技术研究院北京100083 天津津航技术物理研究所天津300308 北京科技大学顺德创新学院广东佛山528399

激光加工是目前金刚石的主流加工方法,相较于传统的机械加工形式,激光加工精度高、效率高、普适性强,因而在金刚石切割、微孔成型、微槽道加工及平整化等方面均得到广泛应用。文中阐述了金刚石激光加工原理,介绍了不同类型激光与金刚石... 详细信息

激光加工是目前金刚石的主流加工方法,相较于传统的机械加工形式,激光加工精度高、效率高、普适性强,因而在金刚石切割、微孔成型、微槽道加工及平整化等方面均得到广泛应用。文中阐述了金刚石激光加工原理,介绍了不同类型激光与金刚石材料相互作用机制,重点总结了近几年多种激光加工金刚石模式的发展现状,分析了新型的激光加工方法的特点,探讨了现阶段激光技术在金刚石加工领域面临的问题、挑战及未来的发展趋势。

关键词：金刚石激光加工激光切割微孔成型微槽道激光平整化

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超高温陶瓷复合材料研究进展

无机材料学报 2024年第6期39卷 571-590页

作者：张幸红王义铭程源董顺胡平哈尔滨工业大学航天学院复合材料与结构研究所哈尔滨150001

随着高速飞行器朝着更宽空域、更长时间和更高速度的方向发展,对飞行器的鼻锥、前缘和发动机燃烧室等关键结构的热防护性能提出了更加严苛的要求,发展在极端环境下使用的高性能热防护材料是当前的研究重点。超高温陶瓷复合材料具有优异... 详细信息

随着高速飞行器朝着更宽空域、更长时间和更高速度的方向发展,对飞行器的鼻锥、前缘和发动机燃烧室等关键结构的热防护性能提出了更加严苛的要求,发展在极端环境下使用的高性能热防护材料是当前的研究重点。超高温陶瓷复合材料具有优异的抗氧化烧蚀性能,是一类极具应用潜力的非烧蚀型热防护材料。然而,本征脆性问题限制了超高温陶瓷复合材料的工程化应用,需通过组分结构调控对其进行强韧化。同时,飞行器有效载荷提升也对超高温陶瓷复合材料提出了轻量化的要求。本文系统概述了超高温陶瓷复合材料近年来取得的主要研究进展,包括压力烧结、泥浆浸渍、前驱体浸渍裂解、反应熔渗、化学气相渗透/沉积与“固-液”组合工艺等制备方法,颗粒、晶须、软相物质、短切纤维和连续纤维等强韧化方法及其机制,抗氧化烧蚀性能与机理,以及轻量化设计等。讨论了超高温陶瓷复合材料组分、微结构和性能之间的关系,并指出了超高温陶瓷复合材料目前存在的挑战以及未来的发展趋势。

关键词：超高温陶瓷复合材料强韧化抗氧化烧蚀轻量化综述

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考虑加载次序影响的沥青非线性疲劳损伤累积研究

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工程力学 2024年第5期41卷 68-76页

作者：房辰泽冷真郭乃胜李辉蒋继望陆国阳王昊鹏大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026 香港理工大学土木及环境工程学系中国香港九龙999077 诺丁汉大学诺丁汉交通工程中心英国诺丁汉NG72RD

变幅加载下沥青的疲劳损伤累积具有明显的非线性特征,传统的Miner’s线性疲劳损伤累积准则无法表征不同变幅加载次序下沥青的非线性疲劳损伤累积(NLFDA)。该研究旨在建立考虑加载次序影响的NLFDA模型,准确表征加载次序对沥青疲劳损伤累... 详细信息

变幅加载下沥青的疲劳损伤累积具有明显的非线性特征,传统的Miner’s线性疲劳损伤累积准则无法表征不同变幅加载次序下沥青的非线性疲劳损伤累积(NLFDA)。该研究旨在建立考虑加载次序影响的NLFDA模型,准确表征加载次序对沥青疲劳损伤累积的影响。通过开展应力控制的沥青恒幅加载疲劳试验,采用耗散伪应变能(DPSE)表征沥青疲劳损伤,分析恒幅加载下沥青的疲劳损伤累积规律;采用低-高和高-低两种加载次序,开展应力控制的沥青变幅加载疲劳试验,分析变幅加载下沥青的疲劳损伤累积规律;基于损伤等效准则,建立考虑加载次序影响的NLFDA模型,分析加载次序对疲劳损伤累积的影响。结果表明:应力控制模式下的沥青疲劳损伤,呈先缓慢后急剧的非线性增加演化趋势;恒幅加载下沥青疲劳损伤服从Miner’s准则发生线性累积,且累积寿命分数等于1;变幅加载下沥青疲劳损伤不服从Miner’s准则而发生非线性累积。低-高和高-低变幅加载次序下,沥青累积疲劳寿命随一级寿命分数的增大而分别增加和减小,累积寿命分数分别大于1和小于1;建立的NLFDA模型可克服Miner’s准则缺陷,并较为准确地表征加载次序对沥青疲劳损伤累积的影响。

关键词：道路工程沥青材料非线性疲劳损伤累积加载次序耗散伪应变能疲劳寿命

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红肉火龙果粉的发泡微波冷冻干燥制备与质量评价

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农业工程学报 2024年第6期40卷 79-89页

作者：王维王占冬于佳慧林润泽张朔张大为大连理工大学化工学院大连116024

制备浆果粉末产品是延长其货架期的有效手段。为降低干燥过程能耗和保留产品营养成分,该研究以平均含水率(87.03±1.26)%的新鲜红肉火龙果果浆为原料,采用冷冻干燥和喷雾干燥两种方法制备了火龙果粉末。以残余湿含量、色泽和典型生物活... 详细信息

制备浆果粉末产品是延长其货架期的有效手段。为降低干燥过程能耗和保留产品营养成分,该研究以平均含水率(87.03±1.26)%的新鲜红肉火龙果果浆为原料,采用冷冻干燥和喷雾干燥两种方法制备了火龙果粉末。以残余湿含量、色泽和典型生物活性成分甜菜红素、芦丁和总酚保留率为指标对产品质量进行了评价。用质量比为3%(w/w)的分离乳清蛋白和2.5%(w/w)的果胶为添加剂制备了未发泡和发泡2种样品,进行了传统和微波冷冻干燥试验。结果表明,使用石英底盘,在30˚C、20 Pa下,发泡样品比未发泡样品冷冻干燥时间缩短了39.06%;施加1 W微波功率时,未发泡和发泡样品微波冷冻干燥时间比无微波时分别缩短了18.75%和12.82%。用碳化硅底盘替代石英底盘,在30˚C、20 Pa和1 W下,发泡样品微波冷冻干燥时间比未发泡和发泡样品传统无微波冷冻干燥分别缩短了65.62%和43.59%。分别以5.5%(w/w)的分离乳清蛋白和15.6%(w/w)的麦芽糊精为添加剂,进行了喷雾干燥试验。工艺参数为进风温度150˚C、出风温度85˚C、进料速度28 mL/min。冷冻干燥产品的甜菜红素、芦丁和总酚保留率分别在72%、84%和75%以上,而喷雾干燥产品的保留率显著降低。该研究采用的冷冻干燥方法能够大幅缩短干燥时间、提高产品质量,为浆果类粉末产品的制备提供工业解决方案。

关键词：发泡微波加热冷冻干燥喷雾干燥甜菜红素芦丁总酚

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考虑输配协同的电网并行恢复分区及机组启动次序统一优化决策方法

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中国电机工程学报 2024年第3期44卷 859-871,I0001页

作者：王炜歆王小君许寅王颖刘家妤杜洋北京交通大学电气工程学院北京市海淀区100044 国网上海市电力公司电力科学研究院上海市虹口区200437

在电网恢复初期,黑启动资源紧缺,恢复所需时间长。随着配电网接入多种类型的资源,利用含源配电网自下而上支撑输电网恢复、加速黑启动进程逐步具备可行性。该文首先提出输配协同恢复理念,分析向上支撑输电网恢复的配电网需具备的条件,... 详细信息

在电网恢复初期,黑启动资源紧缺,恢复所需时间长。随着配电网接入多种类型的资源,利用含源配电网自下而上支撑输电网恢复、加速黑启动进程逐步具备可行性。该文首先提出输配协同恢复理念,分析向上支撑输电网恢复的配电网需具备的条件,进而明确输配协同恢复方式;然后,结合输电网机组启动过程的功率需求和配电网发电资源特征,定义配电网向上送电外特性,并提出配电网向上支撑外特性建模方法;进一步,以机组启动总耗时最小为目标,构建考虑输配协同的电网并行恢复分区及机组启动次序统一优化决策的混合整数线性规划模型;最后,基于国内实际输配电网算例,验证该文所提方法的有效性。

关键词：黑启动含源配电网恢复分区机组启动次序输配协同恢复

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泡沫铜导离气泡强化流动沸腾换热实验研究

化工学报 2024年第5期75卷 1765-1776,F0002页

作者：关朝阳黄国庆张一喃陈宏霞杜小泽华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

流动沸腾作为一种高效的换热方法,被广泛应用于高热流设备的冷却。在流动沸腾换热过程中可通过设置多孔疏水结构促进沸腾气泡脱离,为强化沸腾换热提供新思路。在截面为6 mm×4 mm的矩形通道顶部添加浸润角为140°的多孔泡沫铜;并在液相... 详细信息

流动沸腾作为一种高效的换热方法,被广泛应用于高热流设备的冷却。在流动沸腾换热过程中可通过设置多孔疏水结构促进沸腾气泡脱离,为强化沸腾换热提供新思路。在截面为6 mm×4 mm的矩形通道顶部添加浸润角为140°的多孔泡沫铜;并在液相入口温度70、75和80℃,流速为6.94、10.42和13.89 cm/s的不同工况下,观测通道内沸腾两相流流型变化以及泡沫铜的吸气过程对流动沸腾换热性能的影响;基于气泡受力分析获得泡沫铜吸气强化流动沸腾的换热机理。结果显示,在本实验工况范围内添加脱气泡沫铜后,壁面过热度下降可达20.7%;泡沫铜的吸气率为0.81时,热通量可提高至152%;增大入口流速,泡沫铜强化效果显著增大,而入口温度对泡沫铜的吸气效果影响不明显。

关键词：传热浸润性泡沫铜气液两相流气泡

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斜撑布设方案对高支模抗倒塌性能的影响

吉林大学学报（工学版） 2024年第6期54卷 1657-1664页

作者：高欣何舰兰春光王泽强吉林大学建设工程学院长春130021 北京市建筑工程研究院有限责任公司北京100039

基于LS-DYNA对比分析了对称式矩阵型、对称式梅花型、螺旋式矩阵型和螺旋式梅花型共4种斜撑布设方案对高支模极限承载能力与立杆破坏规律的影响;采用变换荷载路径法(AP法),研究了关键性立杆突然失效情况下,高支模动力响应规律;结合位移... 详细信息

基于LS-DYNA对比分析了对称式矩阵型、对称式梅花型、螺旋式矩阵型和螺旋式梅花型共4种斜撑布设方案对高支模极限承载能力与立杆破坏规律的影响;采用变换荷载路径法(AP法),研究了关键性立杆突然失效情况下,高支模动力响应规律;结合位移比法与应力比法,评估了高支模抗倒塌能力。结果表明:极限承载力按照从大到小排序为,螺旋式梅花型、对称式梅花型、螺旋式矩阵型、对称式矩阵型;对称式布设方案中的Ⅰ型立杆底层最先发生破坏,而螺旋式架体初始失稳立杆的具体位置没有规律;高支模抗倒塌能力按照从大到小排序为,螺旋式梅花型、对称式梅花型、对称式矩阵型、螺旋式矩阵型。

关键词：建筑结构盘扣式支撑体系斜撑搭设极限承载力倒塌规律抗连续倒塌动力响应

基于红外辐射测温法的焊头动态高速真温测量系统研制

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 836-842页

作者：萧鹏台泓冰向茂林王伟宸张帆哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001 中国航天科工集团第四研究院北京100038 中国空空导弹研究院控制所河南洛阳471009

温度是用来表征物体特性的一个重要的基本参数,被广泛应用于金属加工、生产生活、航空航天等各个领域,温度测量的准确与否对每个行业都有着至关重要的影响。随着电子设备的尺寸不断微型化以及各种可穿戴智能设备的普及和发展,小型化成... 详细信息

温度是用来表征物体特性的一个重要的基本参数,被广泛应用于金属加工、生产生活、航空航天等各个领域,温度测量的准确与否对每个行业都有着至关重要的影响。随着电子设备的尺寸不断微型化以及各种可穿戴智能设备的普及和发展,小型化成为了电子元件技术水平的一个重要技术指标,所以电子元器件也一直朝着小尺寸、高集成化方向发展,而其焊接温度的波动引起的产品良品率也在不断降低。因此,如何实现电子元器件焊接过程中焊头温度的实时获取,已成为众多相关企业急需研究的课题。基于晶体管式焊接电源的工作特点,从分析焊头的结构特性入手,利用焊头的红外光谱辐射特性,设计了一种激光瞄准式的光学系统,采用朗伯体法对焊头进行温度测量,从而得到焊头工作时的实时真温。整个温度测量系统由硬件系统部分和软件系统部分构成。其中,硬件系统包括光学系统的设计、 I/V转换及放大电路和上位机的高速数据采集系统。软件系统主要包括上位机系统界面的设计。上位机软件采用LabVIEW进行程序设计,主要包括AD采集卡的配置与驱动、数据滤波、零点测量、温度标定、温度计算、实时温度曲线和数据存储。在系统建立、软件调试完毕后,采用标准空腔黑体炉对测温系统进行了校准。首先,利用整体黑体法对焊头工作时的发射率进行了试验,结果表明,在氧化和非氧化状态下,其发射率与文献数据基本一致。然后利用该发射率值,计算出了焊头上小孔的空腔黑体发射率。最后,利用恒流晶体管式焊接电源进行了系统稳定性和重复性实验。分析该方法的不确定度,得出该方法的总体不确定度在3%以内。通过对测温系统的标定和配置,该系统还可以应用在其他需要高速精确测温的场景。

关键词：焊头温度黑体法测温快速测量红外光谱发射率