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活性炭及其碱改性对超硫酸盐水泥抗碳化性能的影响

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硅酸盐学报 2024年

作者：宋中旭王洋陈衡葛勇济南大学山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室哈尔滨工业大学交通科学与工程学院

超硫酸盐水泥（SSC）是一种由矿粉、石膏以及少量碱激发剂（5%以内）组成的低碳胶凝材料，其抗碳化性能极差，已为其规模化应用重要瓶颈。将具有高CO2吸附能力的活性炭和经氢氧化钙（CH）改性的活性炭掺入SSC（0.5%和1.0%，质量分数）... 详细信息

超硫酸盐水泥（SSC）是一种由矿粉、石膏以及少量碱激发剂（5%以内）组成的低碳胶凝材料，其抗碳化性能极差，已为其规模化应用重要瓶颈。将具有高CO2吸附能力的活性炭和经氢氧化钙（CH）改性的活性炭掺入SSC（0.5%和1.0%，质量分数），探究它们对SSC碳化前后力学性能、碳化深度、物相组成、微观形貌的影响规律和机理。结果表明，活性炭可为SSC中C-（A）-S-H凝胶提供成核位点，增加C-（A）-S-H凝胶的生成量，提升C-（A）-S-H凝胶的Ca/Si比，密实孔隙结构，改善SSC的力学性能与抗碳化性能。然而，CH改性活性炭降低C-（A）-S-H凝胶的含量，增加浆体的碳化深度和孔隙率，显著降低SSC的力学性能与抗碳化性能。活性炭作为一种提升SSC抗碳化性能的有效组分，在其孔内负载其他功能组分，亦有望为SSC乃至其他水泥基材料的功能化提供重要手段。

关键词：超硫酸盐水泥活性炭抗碳化性能微观结构

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激光清洗技术研究进展及挑战(特邀)

中国激光 2024年第4期51卷 89-112页

作者：朱国栋张东赫李志超苏轩金阳徐杰单德彬郭斌哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(深圳)材料科学与工程学院广东深圳518055 哈尔滨工业大学激光制造研究中心河南郑州450046

开展激光高效清洗基础理论及装备的研究是对《中国制造2025》纲要的具体落实,符合我国可持续发展战略,有利于提高航空航天、轨道交通、海洋船舶等装备的自动化程度,对于我国产业结构的升级与优化具有重要意义。尽管国外发达国家在激光... 详细信息

开展激光高效清洗基础理论及装备的研究是对《中国制造2025》纲要的具体落实,符合我国可持续发展战略,有利于提高航空航天、轨道交通、海洋船舶等装备的自动化程度,对于我国产业结构的升级与优化具有重要意义。尽管国外发达国家在激光清洗的基础理论、工艺探索、工程应用方面开展了大量的工作,但仍普遍存在构件清洗效率低、耦合机制不清晰、评价标准和在线监测技术有待完善等问题。针对我国航天、高铁、海洋等领域对激光清洗的重大需求,以航天新一代固液冲压发动机的TA15钛合金进气道、高铁车体特征件和转向架零部件、海洋船舶制造中的舱口盖等大型复杂构件为研究对象,介绍了激光清洗机制及工艺、清洗过程中多元参数的在线监测、清洗智能装备技术等方面的研究进展,以期为我国未来智能激光制造的可持续发展提供一定参考。

关键词：激光技术激光清洗清洗机制智能选区工程应用

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废旧GFRP回收及其增强沥青性能

北京工业大学学报 2024年第4期50卷 443-452页

作者：余森开林娇王大为中铁十六局集团路桥工程有限公司北京101500 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090

玻璃纤维增强复合材料(glass fiber reinforced polymer,GFRP)因其优异的力学性能和耐腐蚀性而广泛应用于航空、船舶和风力发电等领域。GFRP的广泛使用导致大量废弃物的产生,对环境造成了巨大的危害,因此废旧GFRP的回收处理问题备受关... 详细信息

玻璃纤维增强复合材料(glass fiber reinforced polymer,GFRP)因其优异的力学性能和耐腐蚀性而广泛应用于航空、船舶和风力发电等领域。GFRP的广泛使用导致大量废弃物的产生,对环境造成了巨大的危害,因此废旧GFRP的回收处理问题备受关注。将废旧环氧基GFRP和聚氨酯基GFRP破碎粉末(直径材料,研究了其对沥青基本性能的影响,并对比了硅烷偶联剂对增强作用的影响。结果表明,2种GFRP粉末对沥青的增强作用并不明显,而使用硅烷偶联剂对GFRP粉末进行表面处理后,能够显著改善GFRP粉末与沥青间相互作用,并提高沥青的流变性能和表面自由能,降低玻璃化转变温度,其中硅烷偶联剂对环氧基GFRP的改善效果优于聚氨酯基GFRP。该文为废弃GFRP提供了一种相对有效且环保的物理回收方法,并为纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer,FRP)的回收利用提供了新思路。

关键词：玻璃纤维增强复合材料(GFRP) 固体废弃物回收利用沥青增强作用,表面处理

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激光清洗技术研究进展及挑战（特邀）

中国激光 2024年第4期 97-120页

作者：朱国栋张东赫李志超苏轩金阳徐杰单德彬郭斌哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨工业大学激光制造研究中心哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨工业大学(深圳)材料科学与工程学院

开展激光高效清洗基础理论及装备的研究是对《中国制造2025》纲要的具体落实，符合我国可持续发展战略，有利于提高航空航天、轨道交通、海洋船舶等装备的自动化程度，对于我国产业结构的升级与优化具有重要意义。尽管国外发达国家在激... 详细信息

开展激光高效清洗基础理论及装备的研究是对《中国制造2025》纲要的具体落实，符合我国可持续发展战略，有利于提高航空航天、轨道交通、海洋船舶等装备的自动化程度，对于我国产业结构的升级与优化具有重要意义。尽管国外发达国家在激光清洗的基础理论、工艺探索、工程应用方面开展了大量的工作，但仍普遍存在构件清洗效率低、耦合机制不清晰、评价标准和在线监测技术有待完善等问题。针对我国航天、高铁、海洋等领域对激光清洗的重大需求，以航天新一代固液冲压发动机的TA15钛合金进气道、高铁车体特征件和转向架零部件、海洋船舶制造中的舱口盖等大型复杂构件为研究对象，介绍了激光清洗机制及工艺、清洗过程中多元参数的在线监测、清洗智能装备技术等方面的研究进展，以期为我国未来智能激光制造的可持续发展提供一定参考。

关键词：激光技术激光清洗清洗机制智能选区工程应用

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浅海质点振速场强度的深度分布特性

上海交通大学学报 2024年第7期58卷 995-1005页

作者：张海刚谢金怀刘佳琪龚李佳李智哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 上海船舶电子设备研究所上海201108

质点振速场强度的深度分布特性对水声探测与估计具有重要影响.基于简正波非相干模态和变换到角度积分的近似条件,推导出质点振速的非相干简正波的角度积分形式,避免了本征值和本征函数的复杂计算,并揭示了质点振速强度在声源深度及对称... 详细信息

质点振速场强度的深度分布特性对水声探测与估计具有重要影响.基于简正波非相干模态和变换到角度积分的近似条件,推导出质点振速的非相干简正波的角度积分形式,避免了本征值和本征函数的复杂计算,并揭示了质点振速强度在声源深度及对称深度具有显著变化特性的物理机理.数值结果表明:非相干质点振速的角度积分解析式可实现快速计算,并可较好地表征出质点振速强度的深度分布特性;同时,由于简正波模态幅度函数的叠加效应,垂直质点振速与水平质点振速的深度分布存在显著差异性;随后,以质点振速强度差为研究对象,分析了水平距离、声源频率、声速剖面及海水深度等参数对质点振速场强度的深度分布特性的影响.相关结论可为基于矢量场的被动目标深度估计提供理论依据.

关键词：质点振速深度分布声源深度简正波模态叠加

基于双惯容调谐质量系统的半潜式海上风力机振动控制

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上海交通大学学报 2024年第7期58卷 983-994页

作者：曾伟杰张颖邓燕飞郭川睿任伟新深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518061 广东工业大学机电学院广州510006 哈尔滨工业大学深圳智能海洋工程研究院广东深圳518055

与固定式海上风力机相比,漂浮式海上风力机的振动问题更为突出,进一步控制漂浮式海上风力机的振动成为了工程难题.针对此问题,探索了惯容调谐质量阻尼器(惯容-TMD,即IBA)系统对半潜式海上风力机的振动抑制效果,并提出一种基于结构阻抗... 详细信息

与固定式海上风力机相比,漂浮式海上风力机的振动问题更为突出,进一步控制漂浮式海上风力机的振动成为了工程难题.针对此问题,探索了惯容调谐质量阻尼器(惯容-TMD,即IBA)系统对半潜式海上风力机的振动抑制效果,并提出一种基于结构阻抗的惯容-TMD综合优化设计方法,从整个设计空间出发保证惯容-TMD的最优性.为寻求最优的减振效果,基于达朗贝尔原理建立风力机-惯容-TMD动力学模型,采用双IBA的控制策略同时对半潜式海上风力机浮台和塔筒的振动响应进行抑制,并从增益效果角度,比较了双IBA与双TMD的减振性能.最后对OpenFAST软件进行二次开发,数值验证了风浪联合作用下双IBA相对于双TMD减振性能的提升.结果表明:双减振装置的减振性能相较于单个减振装置有明显提升,且双IBA振动控制效果要优于双TMD;此外,基于惯容器质量增益效果,在达到最优TMD相同减振效果的情况下,机舱惯容-TMD(NIBA)和浮台惯容-TMD(PIBA)分别可将结构减振器中质量元件的质量减少23.9%和32.2%,大幅降低装置成本.

关键词：漂浮式海上风力机惯容调谐质量阻尼器振动控制

基于变分模态分解和希尔伯特变换的转子非平稳信号故障特征识别

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哈尔滨工程大学学报 2024年第5期45卷 825-832页

作者：朱少民夏虹尹文哲王志超张汲宇上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 浙江清华柔性电子技术研究院浙江嘉兴314006 哈尔滨工程大学核安全与先进核能技术工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001

为了提升传统希尔伯特黄变换在处理复杂非平稳信号时的时频分析能力,本文将变分模态分解和希尔伯特变换进行结合,提出了一种时频分析方法变分模态分解和希尔伯特变换。此外,为了对变分模态分解的模态数进行自动调整,还提出了一种基于相... 详细信息

为了提升传统希尔伯特黄变换在处理复杂非平稳信号时的时频分析能力,本文将变分模态分解和希尔伯特变换进行结合,提出了一种时频分析方法变分模态分解和希尔伯特变换。此外,为了对变分模态分解的模态数进行自动调整,还提出了一种基于相关系数的希尔伯特黄变换参数优化方法,有效避免了由于希尔伯特黄变换模态数设置不合理而导致的信号分解不足和分解过剩的问题。利用转子故障信号对变分模态分解和希尔伯特变换方法的时频分析能力进行了验证,并且与传统希尔伯特黄变换的对比突出了该方法在处理非平稳信号中的优势。

关键词：转子非平稳信号变分模态分解希尔伯特黄变换特征识别

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500kV耐张型悬索支撑输电体系动力整体可靠性分析

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中国电机工程学报 2024年

作者：王邦杰王涛李茂华李正良吕大刚谭忆秋重庆大学土木工程学院哈尔滨工业大学交通科学与工程学院中国电力科学研究院有限公司哈尔滨工业大学土木工程学院

作为适用于山区地形的新型输电体系，500kV耐张型悬索支撑输电体系为典型的风敏感结构且可能存在多个失效模式，开展其在随机风荷载作用下的动力整体可靠度研究以评估该耦联系统安全性尤为重要。为此，该文建立耐张型悬索支撑输电体系... 详细信息

作为适用于山区地形的新型输电体系，500kV耐张型悬索支撑输电体系为典型的风敏感结构且可能存在多个失效模式，开展其在随机风荷载作用下的动力整体可靠度研究以评估该耦联系统安全性尤为重要。为此，该文建立耐张型悬索支撑输电体系动力整体可靠性分析框架。首先，发展了该新型输电体系在随机风荷载作用下的非线性有限元模型；然后，考察耐张型悬索支撑输电体系存在的各类张力失效模式，进而，基于状态变量描述法建立耐张型悬索支撑输电体系整体失效模式的单一等价功能函数；最后，通过广义概率密度演化理论开展了耐张型悬索支撑输电体系动力整体可靠性分析。算例结果表明：输电导线和支撑导线悬索的归一化张力极值概率密度函数均为非规则曲线，且分别呈现出右偏分布和左偏分布趋势；输电导线和支撑导线悬索的张力极值分别主要集中在区间60～90?kN和300?～400?kN区间，其对应的动力可靠度分别为0.965?7和1；耐张型悬索支撑输电体系动力整体可靠度与输电导线张力失效模式下的动力可靠度一致，其将随着结构阻尼的减小而降低。结果可为耐张型悬索支撑输电体系抗风整体可靠性设计及工程实践提供参考。

关键词：悬索支撑输电体系随机风荷载概率密度演化方法动力整体可靠度

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海啸波裹挟近海岸漂浮物运动特性模拟研究

工程力学 2024年

作者：方庆贺郭中宇袁文厅陈再现郭安薪哈尔滨工业大学(威海)海洋工程学院山东省高等学校土木工程结构与防灾实验室内蒙古大学交通学院哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室

海啸是威胁沿海建筑物安全的灾害之一，海啸涌波及其裹挟的部分漂浮物对沿岸建筑物产生冲击作用，造成更为严重的工程结构破坏，深入研究近岸海啸波作用下漂浮物的运动行为对近海岸建筑物防护具有重要意义。本研究采用光滑粒子流体动力... 详细信息

海啸是威胁沿海建筑物安全的灾害之一，海啸涌波及其裹挟的部分漂浮物对沿岸建筑物产生冲击作用，造成更为严重的工程结构破坏，深入研究近岸海啸波作用下漂浮物的运动行为对近海岸建筑物防护具有重要意义。本研究采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法，以溃坝波模拟近岸海啸波，对海啸波裹挟漂浮物的动态行为进行了数值模拟研究，探讨了不同条件下漂浮物的运动特性。研究结果表明：采用的SPH模型能够准确的模拟溃坝波，且在预测溃坝波中漂浮物的运动行为方面具有高度准确性和可靠性；在湿床面的条件下，圆柱体漂浮物的相对速度随着漂浮物相对密度的增加而减小，半径越大的漂浮物受相对密度影响越明显，溃坝波平均流速越大，漂浮物相对运动速度越高；在干床面的条件下，相对密度较低的圆柱体漂浮物在溃坝波的作用下具有更高的速度响应以及加速度响应。研究不仅有助于深入理解漂浮物在近岸海啸波中的运动行为特征，也为近海岸工程结构防漂浮物撞击提供了重要的理论支持。

关键词：海啸漂浮物光滑粒子流体动力学溃坝波漂浮物运动