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动静荷载下煤岩体应力波传播与衰减特征

中南大学学报（自然科学版） 2024年第9期55卷 3469-3479页

作者：金志豪李远栾亚伟王春晓周明北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学顺德创新学院广东佛山528399

首先,采用霍普金森压杆(SHPB)试验系统对短试样(长度为50 mm)和长试样(长度为300 mm)煤岩开展多种应变率和不同传播距离的冲击试验,并将应变片粘贴在长试件的不同位置;其次,结合自主研发的干耦合式超声波测试系统开展多应力水平和多频... 详细信息

首先,采用霍普金森压杆(SHPB)试验系统对短试样(长度为50 mm)和长试样(长度为300 mm)煤岩开展多种应变率和不同传播距离的冲击试验,并将应变片粘贴在长试件的不同位置;其次,结合自主研发的干耦合式超声波测试系统开展多应力水平和多频率的超声波测试试验;最后,揭示应力波在煤岩传播过程中的能量损失规律以及高频波与低频波的衰减规律。研究结果表明:在冲击试验中,入射、反射及透射应力波峰值均随应变率增加而增大,但由于应变率增加时波频率增加,高频波在穿越微观结构面时更易衰减,透射系数随应变率增加而呈线性减小;透射波在传播距离300 mm以内衰减较快,衰减量达30%,透射波随距离增加大致而呈现指数形式的衰减规律;超声波由于振动幅值小且频率高,在传播过程中距离达到75 mm时迅速衰减,之后的衰减幅度逐渐趋于平缓。高频率更易与煤体的细观结构发生相互作用而被吸收,致使高频波随传播距离衰减更快,频率与波幅值衰减呈线性关系。

关键词：应力波超声波煤岩体波传播冲击荷载霍普金森压杆

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纳米纤维素的点击反应改性及应用研究进展

材料导报 2024年第17期38卷 284-293页

作者：龙娟李宇展李志强钟土华国际竹藤中心北京100102 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

纳米纤维素是从植物细胞壁中提取的一种直径小于100 nm的棒状、须状或纤丝状纤维素,具有密度低、可再生、可降解和生物相容性等特性,同时具有模量高、热膨胀系数低等优点。纳米纤维素表面化学性质单一,含有大量羟基,具有强亲水性质,限... 详细信息

纳米纤维素是从植物细胞壁中提取的一种直径小于100 nm的棒状、须状或纤丝状纤维素,具有密度低、可再生、可降解和生物相容性等特性,同时具有模量高、热膨胀系数低等优点。纳米纤维素表面化学性质单一,含有大量羟基,具有强亲水性质,限制了其应用范围。纤维素表面大量活泼的羟基为进行化学改性提供了各种可能性。通过对纳米纤维素进行表面化学修饰或功能化以拓展其应用领域。点击化学具有高度选择性、模块化、产率高、反应迅速等优点,反应条件相对简单,对水、氧气都不敏感。近年来,点击化学越来越多地被用于纳米纤维素的化学改性和功能化。本文主要综述了点击化学中叠氮-炔基和硫醇-烯烃两类反应用于纳米纤维素改性的研究进展,简单概述了点击反应改性的纳米纤维素在复合材料、水凝胶和气凝胶等方面的应用,最后总结了基于点击化学策略制备、改性和应用纳米纤维素所面临的困难和挑战。

关键词：纳米纤维素点击化学叠氮-炔基点击反应硫醇-烯烃点击反应纳米材料

高熵硬质合金WC-AlCo_(0.4)CrFeNi_(2.7)的制备及表征

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材料导报 2024年第4期38卷 164-169页

作者：张明晨郭瑞鹏张勇北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083 太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 北京科技大学磁光电复合与界面科学北京市重点实验室北京100083 北京科技大学顺德研究生院广东佛山528399

以气雾化法制备的AlCo_(0.4)CrFeNi_(2.7)高熵合金粉末和碳化钨(WC)分别作为粘结相和硬质相,采用放电等离子烧结制备高熵硬质合金,研究了粘结相含量和烧结温度对硬质合金的微观结构和力学性能的影响。结果表明,粘结相占比为10%(质量分数... 详细信息

以气雾化法制备的AlCo_(0.4)CrFeNi_(2.7)高熵合金粉末和碳化钨(WC)分别作为粘结相和硬质相,采用放电等离子烧结制备高熵硬质合金,研究了粘结相含量和烧结温度对硬质合金的微观结构和力学性能的影响。结果表明,粘结相占比为10%(质量分数)经1300℃烧结的高熵硬质合金具有最佳力学性能,硬度和断裂韧性分别为1575HV_(30)、9.2 MPa·m^(1/2)。相对于粘结相含量对合金性能的影响,烧结温度的影响效果更显著;两者分别通过影响WC晶粒大小、相对密度以及有害的脆性金属间化合物的生成来影响高熵硬质合金的力学性能。

关键词：高熵合金硬质合金粘结相

无标度网络下ESG评分对信用风险传染的影响

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复杂系统与复杂性科学 2024年

作者：刘学娟张静怡曹辉北京科技大学经济管理学院北京科技大学土木与资源工程学院

为研究ESG评分对企业间关联信用风险演化的影响，本文根据异质网络的平均场理论构建了考虑ESG评分的企业间关联信用风险传染模型，并基于BA无标度网络进行仿真模拟。研究发现：提升企业ESG评分可以有效控制信用风险传染，企业影响力较... 详细信息

为研究ESG评分对企业间关联信用风险演化的影响，本文根据异质网络的平均场理论构建了考虑ESG评分的企业间关联信用风险传染模型，并基于BA无标度网络进行仿真模拟。研究发现：提升企业ESG评分可以有效控制信用风险传染，企业影响力较弱时提升企业ESG评分有利于抑制信用风险传染的企业数量，企业影响力较强时提升企业ESG评分有利于降低信用风险的传播速度；增大ESG评分在企业信用评价指标中的占比有利于控制企业关联信用风险传染。

关键词：关联信用风险 ESG评分传染病模型 BA无标度网络平均场理论

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复合搅拌工艺电弧炉熔池混匀与界面传质特性

钢铁 2024年第2期59卷 85-98页

作者：张福君杨树峰刘威孙烨焦傲腾李京社北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083

全废钢电弧炉冶炼过程中缺失C-O反应,加之熔池呈浅碟型,单一搅拌方式搅拌强度低,反应动力学条件差,是制约电弧炉高效冶炼的主要原因之一。为了改善电弧炉冶炼过程熔池内动力学条件、提高冶炼效率,采用物理模拟方法,研究了单一搅拌方式... 详细信息

全废钢电弧炉冶炼过程中缺失C-O反应,加之熔池呈浅碟型,单一搅拌方式搅拌强度低,反应动力学条件差,是制约电弧炉高效冶炼的主要原因之一。为了改善电弧炉冶炼过程熔池内动力学条件、提高冶炼效率,采用物理模拟方法,研究了单一搅拌方式形成的流场特性,在此基础上进一步探究了不同复合搅拌组合条件下熔池混匀与界面传质特性,探究最佳的复合搅拌方式。研究结果表明,氧气射流、侧吹形成的流场相似,主要分布在熔池上部和中上部,复合搅拌不能消除单一搅拌形成的弱搅拌区域;底吹形成的流场可以贯穿整个熔池,但在远离流股中心处和底部仍然存在弱搅拌区域,与射流复合搅拌可以大幅提高搅拌效果,平均混匀时间为53~86 s。在射流和底吹复合搅拌的死区部位添加侧吹喷枪,形成“三元”复合搅拌,可以进一步强化熔池搅拌效果,平均混匀时间为31~68 s,远低于“二元”搅拌,但熔池内部混匀效果与钢-渣界面传质效果对搅拌工艺参数要求并不一致,甚至相反。综合在“三元”搅拌条件下的冶金效果,1组和5组综合冶金效果最佳。

关键词：电弧炉水模拟复合搅拌混匀时间传质速率

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基于监测数据的钢桁梁桥温度变形研究

工程力学 2024年第S01期41卷 310-316页

作者：杨欣张举兵李小龙何秋雨李子欣周毅北京科技大学土木与资源工程学院城镇化与城市安全研究院北京100083 中交公路规划设计院有限公司北京100088 北京科技大学顺德创新学院佛山528399

温度的周期变化会使大跨度桥梁产生显著的结构变形。利用某三跨连续钢桁梁桥的现场监测数据,该文研究了支座纵向位移、主梁跨中挠度与结构温度变化的相关关系,并分析了现场实测结果与有限元模拟结果的差异。研究表明:与环境温度相比,背... 详细信息

温度的周期变化会使大跨度桥梁产生显著的结构变形。利用某三跨连续钢桁梁桥的现场监测数据,该文研究了支座纵向位移、主梁跨中挠度与结构温度变化的相关关系,并分析了现场实测结果与有限元模拟结果的差异。研究表明:与环境温度相比,背景桥梁的结构温度在白天更高,夜晚更低,变化幅度约是环境温度的2倍。由于不受日照辐射影响,结构温度在夜间的分布比白天更为均匀。结构温度变化对背景桥梁的支座纵向位移有显著影响,而对主梁跨中挠度影响较小,且支座摩阻力使左右边墩支座表现出不同的运动模式。在短如一天的时间尺度上,支座位移与结构温度表现出滞回关系。这种非线性现象可能与支座处的摩阻力和时变非均匀温度变化有关。

关键词：钢桁架桥温度分布支座位移摩阻力滞回效应

一种用于天基低轨卫星网络边缘计算的GA-DDPG卸载算法

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工程科学学报 2024年第2期46卷 343-353页

作者：史栋元王丽娜北京科技大学计算机与通信工程学院通信工程系北京100083

低轨卫星网络是第六代移动通信系统(6G)网络的重要组成部分,弥补了地面基站覆盖的盲区.由于星上计算能力和电池容量受限,导致任务出现时延长和能耗高的问题,因此在低轨卫星网络中引入边缘计算,边缘计算的一项关键技术就是计算卸载.针对... 详细信息

低轨卫星网络是第六代移动通信系统(6G)网络的重要组成部分,弥补了地面基站覆盖的盲区.由于星上计算能力和电池容量受限,导致任务出现时延长和能耗高的问题,因此在低轨卫星网络中引入边缘计算,边缘计算的一项关键技术就是计算卸载.针对计算卸载过程中星间环境动态变化和高维动作空间的问题,提出一种基于遗传算法(GA)和深度确定性策略梯度(DDPG)的天基低轨卫星网络边缘计算卸载算法——GA-DDPG算法.卫星边缘计算环境的不断变化会导致DDPG奖励稀疏和探索性不足,将GA引入到DDPG算法中,首先,利用GA的选择算子使DDPG算法能够适应不断变化的卫星环境;然后,针对动作空间维度变大导致DDPG算法收敛不稳定的问题,利用GA种群的多样化探索和种群的冗余提升DDPG算法收敛的稳定性.仿真结果表明,GA-DDPG卸载算法能够降低天基低轨卫星网络计算负载,且时延和能耗均低于DDPG卸载算法和GA卸载算法.与DDPG卸载算法相比,GA-DDPG卸载算法还能提升收敛速度和稳定性.

关键词：低轨卫星边缘计算任务卸载遗传算法深度强化学习星间链路

钢中不同形状夹杂物在超重力场中上浮模拟研究

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工程科学学报 2024年第5期46卷 812-821页

作者：段禹奇郭磊张帅郭占成北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083

超重力可促使夹杂物快速上浮,缩短其在钢液中的上浮时间.为研究夹杂物形状对其在钢液中的上浮行为的影响,本文使用流固耦合方法跟踪计算流体与固体界面状态,在二维纵切面中构建了三种具有不同形态比的夹杂物并在超重力场中进行上浮行为... 详细信息

超重力可促使夹杂物快速上浮,缩短其在钢液中的上浮时间.为研究夹杂物形状对其在钢液中的上浮行为的影响,本文使用流固耦合方法跟踪计算流体与固体界面状态,在二维纵切面中构建了三种具有不同形态比的夹杂物并在超重力场中进行上浮行为模拟研究.结果表明,夹杂物的上浮速度与自身形状和上浮角度有关,形态比越趋近1或上浮角度越接近垂直,上浮速度越快.在重力系数G=1000的超重力场中,长度为1μm的夹杂物未发生旋转.长度为10、20μm的夹杂物会自初始角度(45°、90°)旋转至水平后稳定上浮.超重力系数会影响夹杂物的旋转状态,随着重力系数的降低,夹杂物的旋转速度逐渐降低.当G=50时,长度为20μm的夹杂物(初始角度90°)未能完全旋转;同时也证明相较于垂直角度,初始即倾斜的夹杂物更易发生旋转.最后,指出通过模型预估离心处理时间应以水平状态下夹杂物的上浮速度为准,并基于该结论给出了夹杂物上浮去除的大致时间.

关键词：夹杂物形状超重力数值模拟流固耦合

檩高对明清古建筑感烟探测器响应特性影响研究

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清华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：蒋慧灵杨雷音周亮北京科技大学土木与资源工程学院北京科技大学大安全科学研究院

明清时期“有檩式”古建筑具有构造独特、形态复杂的屋顶结构,对火灾烟气的流动产生显著影响,但现有火灾探测器的布置方案较少考虑这一因素,难以实现有效的早期火灾探测。为加强对明清时期古建筑的火灾防控,该文以硬山顶建筑为例展开研... 详细信息

明清时期“有檩式”古建筑具有构造独特、形态复杂的屋顶结构,对火灾烟气的流动产生显著影响,但现有火灾探测器的布置方案较少考虑这一因素,难以实现有效的早期火灾探测。为加强对明清时期古建筑的火灾防控,该文以硬山顶建筑为例展开研究,采用FDS (fire dynamics simulator)进行火灾数值模拟,分析不同火源位置和不同檩高条件下烟气的蔓延情况,通过设置感烟探测器阵列,进一步探究檩高对各个位置探测器响应特性的影响。研究发现,烟气蔓延过程与探测器响应时序密切相关;火源位于正脊轴线下方,当檩高不超过30 cm时在正脊中心处的探测器最先响应,超过30 cm后在靠近正脊中心两侧的顶棚处布置探测器则可以实现快速响应;火源位于墙角位置,当檩高不超过20 cm时正脊处的探测器均可在60 s之内做出响应。该研究结果可为明清时期同结构类型建筑火灾探测器的合理布置提供技术支撑。

关键词：硬山顶檩高烟气蔓延感烟探测器响应特性