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碳纤维增强聚丙烯复合材料管件“成形-弯曲”耦合数值模型

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复合材料学报 2024年第6期41卷 2947-2958页

作者：王振任浩乾曹悉奥梅轩朱国华陈轶嵩郭应时长安大学汽车学院西安710064

当前复合材料车身零部件在研发过程中依然面临着制造工艺与结构性能孤立分析的难题,开发平纹织物纤维增强热塑性复合材料(WFRTPs)的“成形-性能”耦合数值模型,对于促进WFRTPs在新能源汽车领域的产业化应用意义重大。本文通过热模压工... 详细信息

当前复合材料车身零部件在研发过程中依然面临着制造工艺与结构性能孤立分析的难题,开发平纹织物纤维增强热塑性复合材料(WFRTPs)的“成形-性能”耦合数值模型,对于促进WFRTPs在新能源汽车领域的产业化应用意义重大。本文通过热模压工艺制备了两种不同纤维夹角的碳纤维增强聚丙烯(CF/PP)薄壁管件,并对CF/PP预浸料和CF/PP层合板进行了准静态偏轴拉伸实验,对CF/PP管件进行了准静态弯曲测试,实验结果表明,由成形工艺引发的织物纤维夹角增加将导致CF/PP层合板剪切强度降低和失效应变增加,进一步造成CF/PP管件在弯曲工况下峰值载荷减小和失效位移增加。开发了CF/PP预浸料的次弹性成形本构模型、层合板的渐进损伤弯曲本构模型以及管件的“成形-弯曲”耦合本构模型并验证了上述本构模型的准确性,仿真结果表明,在压边力约束下制备的非正交CF/PP管件的剪切塑性应变比无压边力制备的正交试样高69%,纤维夹角的增加将显著增加CF/PP材料的塑性剪切应变,进而导致非正交CF/PP管件的弯曲失效位移显著增加。

关键词：热塑性复合材料碳纤维增强聚丙烯复合材料管件成形三点弯曲 "成形-弯曲"耦合模型

电解煤浆制氢过程中煤阶及矿物的影响与煤结构演化研究进展

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化工进展 2024年第5期43卷 2294-2310页

作者：周安宁江雨寒刘墨宣赵伟李振西安科技大学化学与化工学院陕西西安710054 自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室陕西西安710021

电解煤浆制氢(CSE)是一种在温和条件下实现电化学制氢与煤炭低碳清洁利用的新技术。电解煤浆制氢的理论分解电压仅为0.21V,实际消耗的能量约为电解水制氢的1/3~1/2,具有能耗低、污染小,可与煤基精细化学品制备、煤岩显微组分分离等过程... 详细信息

电解煤浆制氢(CSE)是一种在温和条件下实现电化学制氢与煤炭低碳清洁利用的新技术。电解煤浆制氢的理论分解电压仅为0.21V,实际消耗的能量约为电解水制氢的1/3~1/2,具有能耗低、污染小,可与煤基精细化学品制备、煤岩显微组分分离等过程集成的优点,但煤转化率低、煤浆电解机理不清晰等问题仍具有极大挑战性。本文讨论了CSE机理研究现状,概述了煤阶及矿物质对CSE的电氧化活性的影响,总结了CSE过程中煤表面元素、官能团结构、煤碳骨架结构在阳极区电化学氧化的变化规律,讨论了阴极区电化学还原对煤表面润湿性、Zeta电位等煤表面性质的影响,以及阴极区添加煤浆的电还原制氢及其耦合技术,以期为CSE制氢与煤低碳清洁利用提供理论支撑。此外,本文还展望了CSE的发展方向,提出了高性能CSE电极催化材料开发及煤氧化-还原反应调控机理研究是该技术获得突破的关键。

关键词：电解制氢电化学煤浆氧化煤结构

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单晶硅磨抛协同加工的分子动力学

中国表面工程 2024年第2期37卷 199-210页

作者：郭磊郭鹏举刘天罡郭万金吕景祥靳淇超长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室西安710064 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 中天引控科技股份有限公司西安710010

磨削与抛光是实现单晶硅材料超精密表面加工的重要工艺方法,磨抛协同加工过程中由磨粒运动状态主导的二体与三体磨损机制对材料去除效率以及表面加工质量具有重要影响。采用分子动力学方法,建立固结与游离运动状态双磨粒协同作用下的单... 详细信息

磨削与抛光是实现单晶硅材料超精密表面加工的重要工艺方法,磨抛协同加工过程中由磨粒运动状态主导的二体与三体磨损机制对材料去除效率以及表面加工质量具有重要影响。采用分子动力学方法,建立固结与游离运动状态双磨粒协同作用下的单晶硅表面超精密磨抛加工过程仿真模型,分析磨粒切入深度、横向与纵向间距干涉等因素对磨削力、材料相变、表面损伤及材料去除行为的影响规律,阐释单晶硅磨抛协同超精密加工表面形貌演化规律。研究表明:受磨粒运动状态驱动的单晶硅材料表层损伤原子数量随固结及游离磨粒切入深度增大而增加,磨粒切入深度对工件的材料去除、裂纹生长及损伤行为影响显著;法向和切向磨削力随磨粒切入深度增加而增大,且在同等切入深度变化时法向磨削力增加幅度大于切向磨削力;通过单晶硅金刚石结构分析磨粒间干涉区域的损伤情况可知,随着磨粒间纵向间距增加时,工件所受干涉作用减小,六角金刚石晶体结构减少;相比较固结磨粒,游离磨粒对工件的损伤区域更深,产生瞬态缺陷原子更多。研究结果可为实现超精密磨抛协同加工工艺高材料去除效率和高表面质量提供理论基础。

关键词：单晶硅分子动力学固结磨粒游离磨粒磨抛协同加工

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抽采钻孔孔周煤体渗流阻力分布特征试验研究

采矿与安全工程学报 2024年第3期41卷 645-654页

作者：张天军武晋宇庞明坤张磊孟钰凯刘荣涛西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 西安科技大学能源学院陕西西安710054

瓦斯抽采钻孔孔周煤体的孔隙结构变化是影响其渗流阻力的重要因素之一。为研究钻孔孔周粉碎区和裂隙区煤体渗流阻力的演化特征,采用稳态渗流法,研究了三轴压实状态下初始孔径大小对破碎煤样内部孔隙压力的影响规律,并对渗透过程中试样... 详细信息

瓦斯抽采钻孔孔周煤体的孔隙结构变化是影响其渗流阻力的重要因素之一。为研究钻孔孔周粉碎区和裂隙区煤体渗流阻力的演化特征,采用稳态渗流法,研究了三轴压实状态下初始孔径大小对破碎煤样内部孔隙压力的影响规律,并对渗透过程中试样分层界面对孔隙结构属性参数的影响进行了分析。结果表明:单一孔径试样在同一渗流速度下,随着孔径的增加,渗透状态逐渐由层流过渡到紊流,渗流阻力由黏滞阻力为主发展成惯性阻力为主,双重孔径组合试样最小孔径大小是影响孔压梯度变化的先决条件;双重孔径组合煤体平均颗粒粒径介于0.1~1.025 mm,孔喉比分布在2~4,且渗透压降随孔喉比的增加呈二次曲线规律增长;孔径大小的变化对渗透率的影响较大,随着初始孔径的增大,其影响瓦斯通过煤体的能力增强;单一孔径试样与双重孔径组合试样非达西流因子分别与粒径的倒数和粒径差的倒数呈线性关系,且随着非达西流因子的增加,非达西渗流效应越来越明显,说明非达西流β因子增长趋势受孔径大小的影响,且孔径大小突增导致流体与渗透骨架的相对接触面积减小,非达西流β因子进一步增加;可见,在瓦斯运移过程中,钻孔孔周煤体的破碎程度与煤层渗透性具有良好的一致性,结合渗透率与非达西影响因子,可以对试样孔隙几何结构参数作出定量描述,从而揭示孔隙结构变化对渗流阻力的影响。

关键词：抽采钻孔瓦斯渗流破碎煤岩渗流阻力界面改变

基于薯蓣皂苷元催化合成N-甲基吲哚孕烯醇酮化合物及其抗肿瘤活性

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高等学校化学学报 2024年第4期45卷 54-61页

作者：董远马养民马思悦孙任伟中国轻工业轻化工助剂重点实验室陕西科技大学化学与化工学院西安710021

利用N-甲基吲哚对类固醇药物的前驱体16-脱氢孕烯醇酮乙酸酯(16-DPA)的D环C16位进行修饰,采用ZrCl_4-乙酸乙酯廉价催化体系,合成了16个3β-乙酰氧基-16α-3'-吲哚孕烯醇酮化合物和6个3β-羟基-16α-3'-吲哚孕烯醇酮衍生物.该方法具有收... 详细信息

利用N-甲基吲哚对类固醇药物的前驱体16-脱氢孕烯醇酮乙酸酯(16-DPA)的D环C16位进行修饰,采用ZrCl_4-乙酸乙酯廉价催化体系,合成了16个3β-乙酰氧基-16α-3'-吲哚孕烯醇酮化合物和6个3β-羟基-16α-3'-吲哚孕烯醇酮衍生物.该方法具有收率高、立体选择性好和底物适应性强等优点.通过噻唑蓝(MTT)比色法测试了22个化合物对三阴性乳腺癌细胞(MDA-MB-231)的抗肿瘤活性.初步测试结果表明, 3β-乙酰氧基-16α-3'-吲哚孕烯醇酮化合物6h和6i对MDA-MB-231癌细胞有较好的抑制活性,其半数抑制浓度(IC_(50))分别为18.07和23.22μmol/L;而化合物7a~7f均对MDA-MB-231癌细胞有较好的抑制活性,其中化合物7e的抗肿瘤活性最好,其IC_(50)为12.50μmol/L.目标化合物为药物筛选提供了一定的参考.

关键词： 16-脱氢孕烯醇酮乙酸酯孕烯醇酮 N-甲基吲哚抗肿瘤活性

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黄河中下游河水及沉积物花粉分布与传输特征

地理学报 2024年第5期79卷 1246-1264页

作者：刘德新潘燕芳何雪莉吴朋飞马建华谷蕾河南大学地理与环境学院开封475004 河南大学黄河中下游数字地理技术教育部重点实验室开封475004 河南大学黄河文明与可持续发展研究中心开封475001

厘清河流花粉现代过程是重建流域古环境的基础。尽管学界较早开展了河水花粉研究,但花粉进入河流之后如何传输、受何种动力影响等问题尚不清楚。本文选取黄河中下游干、支流布设采样断面,在丰水期采集河水和沉积物样品开展花粉分析,采... 详细信息

厘清河流花粉现代过程是重建流域古环境的基础。尽管学界较早开展了河水花粉研究,但花粉进入河流之后如何传输、受何种动力影响等问题尚不清楚。本文选取黄河中下游干、支流布设采样断面,在丰水期采集河水和沉积物样品开展花粉分析,采用地理探测器等研究方法,探究花粉分布特征及影响因素。结果表明:(1)不同流域植被组成不同,花粉类型百分比和浓度存在较大差异,河水干流花粉浓度大于支流,而沉积物花粉百分含量与浓度干流普遍低于支流。(2)悬浮物浓度是影响河水花粉含量的主要因素,且在晋陕峡谷之外的样点表现尤为突出;粗沙多、流速快可能是导致晋陕峡谷干流悬浮物浓度高而花粉浓度低的原因。(3)黏粒含量是影响沉积物花粉含量的主要因素,且黏粒分别和粉砂、流速交互作用的影响更为突出;黄河出晋陕峡谷后沉积物花粉含量明显增加。(4)水库前后河水和沉积物花粉浓度变化分别与悬浮物和黏粒一致,相较于水样,水库后沉积物花粉浓度减少更为明显。(5)河流花粉与表土花粉有良好的对应关系,能较好的反映流域整体植被面貌。研究结果可为利用冲积物或者有河流注入的湖泊花粉开展古环境重建提供支撑。

关键词：河水花粉沉积物花粉空间分布传输机制黄河中下游

基于响应面法的X型桁架阵列通道冷却性能优化

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航空动力学报 2024年第1期39卷 19-27页

作者：席雷高建民徐亮赵振李云龙西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

基于数值结果构建了有关X型桁架通道壁面平均努塞尔数、摩擦因数和综合热力系数的2阶响应面模型,分析了桁架杆直径比、桁架杆夹角和桁架杆倾角等对X型桁架通道冷却性能的影响规律,并优化得到了最佳参数。结果表明:增大桁架杆直径比和桁... 详细信息

基于数值结果构建了有关X型桁架通道壁面平均努塞尔数、摩擦因数和综合热力系数的2阶响应面模型,分析了桁架杆直径比、桁架杆夹角和桁架杆倾角等对X型桁架通道冷却性能的影响规律,并优化得到了最佳参数。结果表明:增大桁架杆直径比和桁架杆夹角均可以快速地提高平均努塞尔数,但也相应地增大了摩擦因数;增大桁架杆倾角先提高后又降低了平均努塞尔数和摩擦因数;增大桁架杆直径比、桁架杆夹角和桁架杆倾角均会使综合热力系数先增大后减小。当桁架杆直径比为0.0750、桁架杆夹角为60°和桁架杆倾角为33.79°时通道的传热性能最优;当桁架杆直径比为0.067、桁架杆夹角为37.88°和桁架杆倾角为31.36°时通道的综合热力性能最优。

关键词：桁架阵列冷却通道流动与传热响应面法优化设计

基于静止轴系改进高频方波注入同步磁阻电机无传感器控制

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电工技术学报 2024年第12期39卷 3658-3669页

作者：王建渊李英杰景航辉张彦平王海啸西安理工大学电气工程学院西安710048

同步磁阻电机因为其成本低、可靠性高,发展前景可观。在低速域无传感器控制方面,因同步磁阻电机转子具有凸极性,使用高频方波信号注入方法进行转子角度估计最为合适。但是,电机在低速运行中伴随着交直轴电感交叉饱和问题,该问题影响着... 详细信息

同步磁阻电机因为其成本低、可靠性高,发展前景可观。在低速域无传感器控制方面,因同步磁阻电机转子具有凸极性,使用高频方波信号注入方法进行转子角度估计最为合适。但是,电机在低速运行中伴随着交直轴电感交叉饱和问题,该问题影响着电机的动稳态性能。为此,对传统高频方波注入控制方法进行改进,提出基于静止轴系的双高频方波注入无传感器控制方法,降低高频幅值带来的高频转矩脉动,抑制因交叉饱和效应导致的角度估计误差,提高电机动稳态性能。在1.5 kW同步磁阻电机实验平台上进行实验验证。结果表明,与传统高频注入法相比,改进高频注入法消除了交叉饱合引起的角度估计误差,并降低高频信号带来的转矩脉动问题,提高了电机的动稳态性能。

关键词：同步磁阻电机双高频方波注入离线参数辨识高频转矩脉动交叉饱和

氯盐侵蚀环境下液体橡胶改性CFRP-钢界面耐久性

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复合材料学报 2024年第6期41卷 3215-3227页

作者：庞育阳吕远晨王强郑州大学土木工程学院郑州450001 河北工业大学土木与交通学院天津300401

设计了54个碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)-钢双搭接试件,研究了液体橡胶改性剂掺量和腐蚀龄期对CFRP-钢改性界面在高温水浴和常温干湿循环两种氯盐侵蚀作用后力学性能的影响。结果表明:在高温水浴及常温干湿循环作用下未改性试件分别呈... 详细信息

设计了54个碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)-钢双搭接试件,研究了液体橡胶改性剂掺量和腐蚀龄期对CFRP-钢改性界面在高温水浴和常温干湿循环两种氯盐侵蚀作用后力学性能的影响。结果表明:在高温水浴及常温干湿循环作用下未改性试件分别呈现CFRP层间剥离破坏和钢/粘结剂界面剥离破坏,而液体橡胶改性试件可将破坏模式转变为粘结剂内聚破坏,其中10wt%液体橡胶提升界面耐久性效果最优,在高温水浴和常温干湿循环氯盐侵蚀180天后,试件极限荷载保留率相较未改性试件分别提升了28.11%和29.94%。基于试验结果,建立了适用于两种氯盐侵蚀环境下的改性界面粘结-滑移模型,模型预测结果与试验结果吻合较好。

关键词：氯盐侵蚀液体橡胶改性 CFRP加固钢板粘结-滑移关系耐久性