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电机控制器直流侧前置双有源桥DC-DC变换器的模型预测与应力优化混合控制

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电工技术学报 2024年第12期39卷 3787-3801页

作者：关维德李涛钟健王旭红夏向阳长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114

将双有源桥DC-DC变换器置于电动汽车动力电池与电机逆变器之间,可以根据电机实时转速动态调节系统直流母线电压,提升电机驱动系统的能量变换效率。然而,直流母线电压的大范围变化会带来双有源桥DC-DC变换器电流应力剧增的挑战。为此,该... 详细信息

将双有源桥DC-DC变换器置于电动汽车动力电池与电机逆变器之间,可以根据电机实时转速动态调节系统直流母线电压,提升电机驱动系统的能量变换效率。然而,直流母线电压的大范围变化会带来双有源桥DC-DC变换器电流应力剧增的挑战。为此,该文分析直流母线电压动态变化条件下双有源桥DC-DC变换器的电流应力变化规律及优化方法,在此基础上提出一种模型预测与应力优化混合控制策略,将电流应力优化控制嵌入到模型预测控制中,在降低电流应力的同时还能提高系统的稳态和动态性能。另外,为了抑制模型参数失配对模型预测控制的不利影响,提出一种基于输出反馈的误差校正方法,以提高模型预测控制的参数鲁棒性。原型样机实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性,为直流侧前置双有源桥DC-DC变换器的电机控制器设计与控制提供了理论依据。

关键词：双有源桥 DC-DC变换器模型预测控制电流应力优化

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高速动车组车下设备的吊耳动力学分析

西南交通大学学报 2024年第1期59卷 168-176页

作者：丁杰湖南文理学院机械工程学院湖南常德415000

为揭示CRH380AL高速动车组车下设备不同位置的吊耳产生裂纹差异很大的原因,开展实车运行工况下的振动和气动载荷测试,建立车下设备-车辆-轮轨-线路多重耦合大系统动力学模型,其中的车体和车下设备利用有限元法建立弹性体模型,轮轨子系... 详细信息

为揭示CRH380AL高速动车组车下设备不同位置的吊耳产生裂纹差异很大的原因,开展实车运行工况下的振动和气动载荷测试,建立车下设备-车辆-轮轨-线路多重耦合大系统动力学模型,其中的车体和车下设备利用有限元法建立弹性体模型,轮轨子系统和转向架子系统使用多刚体动力学建模,轨道不平顺谱应用武汉至广州区间的实际测量数据,隧道通过和隧道交会等工况的气动载荷由八节车气动模型数值模拟获得,分析了车体弹性、气动载荷和螺栓刚度等因素对车下设备吊耳支反力的影响.研究表明:车下设备与车辆系统之间存在强烈的耦合行为,车下设备本身质量分布和车体弹性耦合效应导致4号吊耳垂向动态载荷最大,与现场故障裂纹占比最高的情况对应;气动载荷对车下设备8号吊耳动态载荷存在明显影响;低频区域的吊耳动态载荷随螺栓刚度的增大而增大,垂向平均动载荷和最大动载荷分别为其余2个方向的4倍和6倍.基于线路和车辆耦合的动力学分析方法可为车下设备动态力学行为的设计和疲劳性能的优化提供理论支撑.

关键词：高速列车车下设备吊耳线路气动载荷刚柔耦合动态载荷

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盐湖锂资源现状及提锂技术研究进展

工程科学学报 2024年第9期46卷 1659-1670页

作者：陈仰李欢顾升波马钟琛湖南工商大学资源环境学院长沙410205 碳中和与智慧能源湖南省重点实验室长沙410205 中冶长天国际工程有限责任公司长沙410119 中南大学冶金与环境学院长沙410083

锂广泛应用于新能源汽车、电子产品、储能等诸多领域,在能源结构转型中是一种关键战略资源.从盐湖卤水中提取和分离锂,具备资源储量大、成本低等特点,引起了世界范围内的广泛关注.中国盐湖资源丰富,主要分布于青海和西藏等地,但存在锂... 详细信息

锂广泛应用于新能源汽车、电子产品、储能等诸多领域,在能源结构转型中是一种关键战略资源.从盐湖卤水中提取和分离锂,具备资源储量大、成本低等特点,引起了世界范围内的广泛关注.中国盐湖资源丰富,主要分布于青海和西藏等地,但存在锂浓度较低、镁锂比高和分离难度较大的问题.同时,不同地区盐湖成分差异大,技术通用性差,阻碍了我国盐湖提锂的发展.本文从盐湖锂资源的分布、禀赋特征和提取方法以及发展方向等方面,综述了盐湖卤水提锂的主要研究进展.重点介绍了沉淀法、溶剂萃取、吸附法、膜分离和电化学提锂的基本原理、操作和发展趋势,分析了不同提取方法的优缺点、分离效果和适用条件.传统的沉淀法和萃取法均存在药剂用量大,环境污染严重的问题;吸附法用水量大,吸附剂易溶损,导致其生产应用受限.而新兴的膜分离和电化学方法具有分离效果好、药剂添加需求少、产生废物少、适用性广等优点,在分离Mg/Li或Na/Li方面表现出优异的性能,展现出较好的工业应用潜力.最后对盐湖提锂技术未来的发展方向和研究重点进行了展望.

关键词：盐湖锂资源选择性分离沉淀法萃取吸附膜分离电化学

不同加载速率作用下含平行裂隙岩石的试验研究:能量耗散与损伤演化

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岩石力学与工程学报 2024年第S1期43卷 3397-3412页

作者：戴兵赵桂锋张雷张志军刘永陈英南华大学资源环境与安全工程学院湖南衡阳421001 矿山岩土工程灾害预测与控制工程技术研究中心湖南衡阳421001 深圳大学物理与光电工程学院广东深圳518060

为了研究平行双裂隙岩石在动荷载作用下的能量耗散和损伤变化规律,利用改进的分离式霍普金森杆(SHPB)试验装置,对预制平行裂隙岩石进行动态冲击试验,探究裂隙角度和加载速率对岩石能耗规律和损伤变化的影响。试验结果表明:随着加载速率... 详细信息

为了研究平行双裂隙岩石在动荷载作用下的能量耗散和损伤变化规律,利用改进的分离式霍普金森杆(SHPB)试验装置,对预制平行裂隙岩石进行动态冲击试验,探究裂隙角度和加载速率对岩石能耗规律和损伤变化的影响。试验结果表明:随着加载速率的增大,0°裂隙岩石的弹性应变能先下降后上升,45°和90°裂隙岩石表现出相反的规律。根据能量转换和分配原理,建立应变能密度变化函数模型,该模型能较好地反应峰值应力前岩石的能量耗散特性。弹性应变能与塑性应变能的比值可以用来表示岩石破坏前能量的变化指标,峰值应力前岩石能量吸收、储存和释放的过程中存在自我控制行为。不同加载速率作用下岩石的损伤变量分为稳定和加速发展两个阶段,加载速率效应影响损伤变量置信区间的变化趋势,损伤变量随着裂隙角度的增大先减小后增大。损伤变量分别和加载速率、单位体积吸收能具有良好的非线性拟合关系。基于数学推导法研究了裂隙角度和加载速率对岩石损伤曲线的影响,建立了损伤力学模型。损伤曲线的斜率先增大后减小,损伤因子m_(0)整体逐渐上升,F_(0)逐渐下降。其研究结果可以为深部裂隙岩石工程设计和岩石破碎效率优化等工程实践提供科学依据。

关键词：岩石力学分离式霍普金森杆(SHPB) 加载速率平行裂隙能量耗散损伤演化

胎儿主动脉弓离断的超声心动图和病理学超微结构特征

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中南大学学报（医学版） 2024年第4期49卷 595-602页

作者：管海辰王晓芳周启昌田蕾琪杨忠诚杨思中南大学湘雅二医院超声诊断科长沙410011 湖南医药学院医学院湖南怀化418000 湖南医药学院第一附属医院超声诊断科湖南怀化418000 岳阳市中心医院超声诊断科湖南岳阳414000

目的:主动脉弓离断(interruption of aortic arch,IAA)是一种罕见的先天性心脏疾病。本研究探讨IAA胎儿的超声心动图和病理学超微结构特征,并进一步分析其演变的病理过程。方法:回顾性分析产前诊断并经手术或尸体解剖确诊的IAA胎儿的产... 详细信息

目的:主动脉弓离断(interruption of aortic arch,IAA)是一种罕见的先天性心脏疾病。本研究探讨IAA胎儿的超声心动图和病理学超微结构特征,并进一步分析其演变的病理过程。方法:回顾性分析产前诊断并经手术或尸体解剖确诊的IAA胎儿的产前超声心动图、术后病理检查或尸体解剖结果等资料。采用产前超声心动图追踪观察IAA胎儿主动脉弓各节段内径及Z值,以及狭窄段主动脉弓的变化情况,结合尸体解剖及病理检查结果,探讨胎儿IAA可能的宫内演变过程及其发生的细胞学基础。结果:纳入34例IAA胎儿,分别有3、3、28例产前超声诊断为主动脉弓发育不良(aortic arch dysplasia,AAD)、主动脉缩窄(coarctation of aorta,CoA)、IAA。3例AAD和3例CoA胎儿均在产前超声检查1~2周后选择引产,并经尸体解剖证实为IAA。28例产前超声诊断为IAA的胎儿中6例为CoA进行性加重,在超声心动图追踪复查的过程中发现逐渐演变为A型IAA;其他22例首次产前超声即诊断为IAA。3例胎儿分娩后经手术矫正,27例选择终止妊娠,4例宫内死亡。胎儿IAA的超声心动图主要表现包括:心脏四腔心切面左心室明显小于右心室或差别不明显;三血管切面显示主动脉明显小于肺动脉;三血管-气管切面和主动脉弓切面显示主动脉与降主动脉不能相连;主动脉弓切面显示主动脉弓弯曲度变小、走行僵直,主动脉、动脉导管和降主动脉之间失去正常的“V”字形结构。彩色多普勒超声检查显示主动脉弓中断处无连续血流信号,动脉导管内可见血流反转。对7例IAA胎儿进行透射电镜检测,结果显示主动脉弓近离断处的弹力膜之间存在大量平滑肌细胞,数量较升主动脉近端明显增多且排列紊乱,弹力膜较升主动脉近端增厚、走行扭曲;离断处系带无明显正常的内皮细胞和管腔,只有少量断裂坏死内皮细胞的痕迹,大量粗短且排列紊乱的弹力膜和纵横交错的平滑肌细胞无规律分布。结论:产前超声心动图是诊断胎儿IAA的主要手段,通过术后追踪和尸体解剖发现胎儿IAA的并发症和疾病特征,有利于提高其诊断率;部分胎儿IAA可由AAD或CoA逐步演变而来,其发病机制可能与缺血缺氧和动脉导管收缩成分迁移有关。

关键词：主动脉弓离断产前诊断超声心动图超微结构

氧化麦秸/聚乳酸复合材料力学性能的响应面工艺优化

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复合材料学报 2024年第4期41卷 2065-2073页

作者：廖承钢阮久锠李新功左迎峰中南林业科技大学材料科学与工程学院长沙410004

为解决麦秸纤维/聚乳酸(WF/PLA)复合材料界面相容性较差的问题,以H2O2作为氧化剂处理麦秸,采用响应面试验法探究H2O2的pH、处理温度、质量比对氧化麦秸纤维(OWF)/PLA复合材料力学性能的影响,得到各因素对复合材料力学性能的影响规律。... 详细信息

为解决麦秸纤维/聚乳酸(WF/PLA)复合材料界面相容性较差的问题,以H2O2作为氧化剂处理麦秸,采用响应面试验法探究H2O2的pH、处理温度、质量比对氧化麦秸纤维(OWF)/PLA复合材料力学性能的影响,得到各因素对复合材料力学性能的影响规律。结果表明:pH和处理温度、pH和质量比、处理温度和质量比之间均表现出明显的交互作用。回归方程预测的最佳工艺参数如下:H2O2的pH为8.9,H2O2的处理温度为52.3℃,H2O2的质量比为2%。在此条件下,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别为38.89 MPa和7.85%,较未改性前分别提高了15.64%和15.20%。FTIR结果表明,OWF中的部分羟基被H2O2氧化为羧基。SEM结果表明,OWF能够更好地与PLA进行结合,经过熔融共混后制备的复合材料之间具有更好的界面相容性。此外,XRD和DSC结果表明,H2O2的加入促进了聚合物的异相成核过程,使其结晶度有所提高。

关键词：麦秸纤维/聚乳酸复合材料力学性能氧化处理拉伸性能界面相容性响应面法

洞庭湖流域生态系统服务供需时空演变与情景预测

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长江流域资源与环境 2024年第8期33卷 1702-1714页

作者：张家其朱莉阳斌成衡阳师范学院地理与旅游学院湖南衡阳421002 肇庆高新技术产业开发区龙湖学校广东肇庆526238

为促进区域生态系统服务供需平衡,以洞庭湖流域为研究对象,基于2000、2010、2020年土地利用数据探究土地利用变化及生态系统服务演变特征,并借助GeoSOS-FLUS、GM模型评估预测2030年不同发展情景下生态系统服务供需时空演化格局。结果显... 详细信息

为促进区域生态系统服务供需平衡,以洞庭湖流域为研究对象,基于2000、2010、2020年土地利用数据探究土地利用变化及生态系统服务演变特征,并借助GeoSOS-FLUS、GM模型评估预测2030年不同发展情景下生态系统服务供需时空演化格局。结果显示:(1)2000~2020年洞庭湖流域土地利用变化最明显的特征是建设用地增加,林地和耕地面积减少,生态系统服务供给整体呈下降趋势,显著减少的区域主要分布在洞庭湖、长株潭周边县市及部分地市城区;(2)自然发展和耕地保护情景下2030年生态价值较高的草地和林地持续减少,建设用地增加,生态系统服务呈现全域快速退化趋势,生态保护情景下土地利用格局相对稳定,林地和水域出现上涨趋势,长株潭城市群及其他地市市区生态系统服务价值也呈现增长趋势;(3)三类情景下长株潭城市群、洞庭湖生态经济区等流域下游区域生态系统服务需求相对较高,而这些区域生态系统服务供给却较低且呈退化趋势,供需格局具有显著空间不匹配特征。

关键词：生态系统服务土地变化情景预测洞庭湖流域

改性碳纤维-MoS_(2)复合涂层的高温摩擦学性能研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第4期44卷 482-493页

作者：高阳刘思思廖君慧赵鼎元刘金刚湘潭大学机械工程与力学学院湖南湘潭411105 湖南江滨机器(集团)有限责任公司湖南湘潭411100

为了改善高温下固体润滑复合涂层的稳定性,选择经过化学改性的纳米碳纤维对MoS_(2)涂料进行性能优化,制备添加不同比例的改性粉末的涂料.通过对粉末进行XPS、红外和形貌分析,表明碳纤维已经改性.借助CFT-I型高速往复摩擦磨损试验机分别... 详细信息

为了改善高温下固体润滑复合涂层的稳定性,选择经过化学改性的纳米碳纤维对MoS_(2)涂料进行性能优化,制备添加不同比例的改性粉末的涂料.通过对粉末进行XPS、红外和形貌分析,表明碳纤维已经改性.借助CFT-I型高速往复摩擦磨损试验机分别在不同温度条件下进行摩擦试验,利用超景深显微系统对不同条件涂层表面磨损的形貌进行观测,对磨损机理进行分析,探究添加量的最优比例.试验结果表明:在试验温度分别为20、50和100℃时,添加质量分数1.5%CF-GO(氧化石墨烯改性碳纤维)涂料制备的涂层耐磨性能均优于其他的添加比例的涂层.在干摩擦5 N载荷,试验温度为200℃时,添加质量分数1.5%CF-GO的涂层比未改性的涂层的磨痕深度、宽度分别减少66.1%、29.2%,涂层的耐磨性能有了很大的提高,进一步采用扫描电子显微镜(SEM)分析涂层的内部形貌可知,添加质量分数1.5%的CF-GO时,涂层内部形成清晰的网状结构,从而使得该比例下的涂层同时具有抗高温变形、耐磨以及耐热等优异的性能.

关键词：改性碳纤维二硫化钼复合涂层高温变形摩擦学性能

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考虑多重不确定性因素的可靠性指标计算与备用容量优化

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上海交通大学学报 2024年第1期58卷 30-39页

作者：叶伦欧阳旭姚建刚杨胜杰尹骏刚湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 湖南工商大学计算机学院长沙410205

在含高比例可再生能源的电力系统中,考虑多重不确定性因素并实现源荷协调的优化调度是电力系统运行的重要问题.为此,构建了基于多场景的概率性旋转备用优化模型,该模型综合考虑了风电和光伏出力预测误差、负荷预测误差及发电机非计划停... 详细信息

在含高比例可再生能源的电力系统中,考虑多重不确定性因素并实现源荷协调的优化调度是电力系统运行的重要问题.为此,构建了基于多场景的概率性旋转备用优化模型,该模型综合考虑了风电和光伏出力预测误差、负荷预测误差及发电机非计划停运等多重不确定性因素对旋转备用容量的影响,将可再生能源弃电、系统切负荷分别作为特殊的备用资源融入发电日前调度计划,以提高电力系统的经济运行效率.改进了系统可再生能源削减期望和电量不足期望值两个可靠性指标的计算方法,减少了与该指标相关的不等式约束条件,用于提升模型的计算性能.该备用优化模型在兼顾场景多样性的同时,实现了多场景下系统的总成本最优.以改进的IEEE-RTS系统作为算例,验证了所提模型的有效性.算例结果表明,改进的可靠性指标计算方法能够有效降低备用优化模型的求解时间;建立的最优旋转备用优化方法能够实现系统日前旋转备用容量的动态配置,提升系统经济运行水平.

关键词：可再生能源旋转备用可靠性指标安全约束机组组合成本效益分析