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石墨炭负载单原子铁催化剂非均相还原NO的微观作用机理:DFT研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第5期52卷 717-724页

作者：赵妍李响黄金凯李先春朱亚明王焕然辽宁科技大学辽宁土木工程学院辽宁鞍山114051 辽宁科技大学辽宁化学工程学院辽宁鞍山114051

基于密度泛函理论和经典过渡态理论,探究了石墨炭负载单原子Fe催化剂(Fe/G)异相还原NO的微观机理,并对催化剂失活原因进行分析。结果表明,基于E-R机理,NO还原反应依次经历了N_(2)O形成与释放、N_(2)形成与释放四个阶段。而基于L-H机理,N... 详细信息

基于密度泛函理论和经典过渡态理论,探究了石墨炭负载单原子Fe催化剂(Fe/G)异相还原NO的微观机理,并对催化剂失活原因进行分析。结果表明,基于E-R机理,NO还原反应依次经历了N_(2)O形成与释放、N_(2)形成与释放四个阶段。而基于L-H机理,NO还原反应主要经历了N_(2)形成与释放两个阶段。在E-R机理作用下,NO分子以N,O-down结构吸附在Fe原子上发生的NO还原反应的控速步骤能垒值仅为15.5 kJ/mol,小于其余路径控速步骤能垒值。由能垒角度分析,Fe原子上残留的活性氧被还原的能垒值高于NO还原生成N_(2)的能垒值。NO分解后残留在Fe原子表面的活性氧抑制了NO的吸附与还原,Fe原子活性位的缺失导致催化剂的失活,单原子Fe的存在促进了NO还原反应的进行。由动力学角度分析,随着反应温度的升高,NO还原速率较活性氧转移速率提升更为显著。

关键词：单原子铁催化剂氮氧化物密度泛函理论机理失活

蒸养条件下机制砂混凝土的力学性能及干缩性能

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1886-1897页

作者：刘穗虎曾晓辉唐卓谢友均龙广成周俊良马刚中南大学土木工程学院湖南长沙410075 悉尼科技大学土木与环境工程学院绿色科技中心澳大利亚悉尼2007

为推动机制砂在预制混凝土构件中的应用,实现机制砂在建筑行业的更广阔应用,进而有效减缓天然砂资源短缺的问题,通过混凝土抗压强度、动弹性模量和干燥收缩试验等宏观性能测试和扫描电镜测试、压汞测试及显微硬度测试等微观测试方法,探... 详细信息

为推动机制砂在预制混凝土构件中的应用,实现机制砂在建筑行业的更广阔应用,进而有效减缓天然砂资源短缺的问题,通过混凝土抗压强度、动弹性模量和干燥收缩试验等宏观性能测试和扫描电镜测试、压汞测试及显微硬度测试等微观测试方法,探讨养护条件和砂型对混凝土力学性能及干缩性能的影响规律及相应机理。试验结果表明:无论采用河砂还是机制砂,蒸养混凝土相较标养混凝土具有更高的早期力学性能和更低的干燥收缩,但高温导致水化产物分布不均,阻碍了后续的水化反应,使其后期力学性能出现不同程度的劣化。结合微观测试结果可知,孔径粗化、界面过渡区间隙增大和水化产物结构疏松是造成蒸养混凝土后期性能劣化的主要原因,但采用机制砂替代河砂能有效减弱蒸养热伤损效应产生的劣化影响。此外,蒸养机制砂混凝土相较蒸养河砂混凝土具有更高的力学性能和更优的微观结构,具体表现为:蒸养机制砂混凝土孔结构更加细化,界面过渡区间隙更小,同时基体显微硬度均值更高,整体密实度更高。但小于50 nm毛细孔增加将导致蒸养机制砂混凝土干缩变形增大。基于GL 2000收缩模型,通过引入考虑机制砂的影响因子,建立了蒸养机制砂混凝土干燥收缩预测模型,可较准确且有效地进行蒸养机制砂混凝土的干燥收缩预测。

关键词：机制砂蒸养混凝土力学性能干缩变形收缩预测模型

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钢骨混凝土复合受扭柱抗震性能试验研究

建筑钢结构进展 2024年

作者：邱昕玥邵永健谢强苏州科技大学土木工程学院

为研究H型钢钢骨混凝土柱在压弯剪扭复合受力作用下的抗震性能，对7个H型钢钢骨混凝土柱和1个钢筋混凝土柱进行拟静力试验，以探究扭弯比、轴压比、配箍率等对柱试件抗震性能的影响。分析了柱试件在低周反复加载试验中裂缝产生和发展的... 详细信息

为研究H型钢钢骨混凝土柱在压弯剪扭复合受力作用下的抗震性能，对7个H型钢钢骨混凝土柱和1个钢筋混凝土柱进行拟静力试验，以探究扭弯比、轴压比、配箍率等对柱试件抗震性能的影响。分析了柱试件在低周反复加载试验中裂缝产生和发展的规律及破坏特征，讨论了各试件的扭矩-扭率滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性、刚度退化和损伤分析。结果表明：H型钢钢骨混凝土（HSRC）柱在复合受力状态下均发生受扭破坏，其扭矩-扭率滞回曲线呈现捏拢的“S”形。但相较普通钢筋混凝土试件，其承载能力和抗震性能更优。提升扭弯比、轴压比、配箍率以及采用箍筋焊接并配置栓钉能提高试件承载能力，但提高配箍率和配置栓钉会使试件刚度退化速率加快。

关键词：钢骨混凝土柱复合受扭抗震性能拟静力试验

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基于疲劳可靠度的钢桥面板限载取值研究

交通运输工程学报 2024年

作者：翟慕赛钱佳宸褚乐陶怡然苏州科技大学土木工程学院

为确定钢桥面板限载的合理取值,建立钢桥面板多尺度有限元模型,利用动态称重(WIM)和Monte Carlo方法生成随机车流样本并进行有限元模型动态加载,通过雨流计数法获取钢桥面板随机疲劳应力谱,基于可靠度理论和疲劳累积损伤理论计算钢桥面... 详细信息

为确定钢桥面板限载的合理取值,建立钢桥面板多尺度有限元模型,利用动态称重(WIM)和Monte Carlo方法生成随机车流样本并进行有限元模型动态加载,通过雨流计数法获取钢桥面板随机疲劳应力谱,基于可靠度理论和疲劳累积损伤理论计算钢桥面板典型细节疲劳可靠度,提出基于疲劳可靠度的钢桥面板限载取值方法;以某跨海斜拉桥钢桥面板为例,基于连续12个月的WIM数据分别对钢桥面板典型细节进行疲劳可靠性评估考虑交通量和荷载水平的线性年增长系数,确定了不同交通状况下钢桥面板的限载取值。研究结果表明:当前交通状况下钢桥面板疲劳可靠度均高于目标疲劳可靠度。交通量和荷载水平对钢桥面板疲劳可靠性影响较大,考虑交通量线性年增长系数2.0%或荷载线性年增长系数0.4%时,钢桥面板部分细节在设计使用年限内疲劳可靠度低于目标疲劳可靠度;考虑交通量线性年增长系数3.0%、荷载线性年增长系数0.6%,当前49.0 t限载条件下细节疲劳可靠度低于目标可靠度,设置限载值为36.5 t时疲劳可靠度能够满足疲劳安全要求;当前荷载水平下行车道最大日均货车交通量为3 820辆,运营过程中交通量增加显著时应加强钢桥面板疲劳损伤检测,必要时采取车辆分流或桥梁限载措施。

关键词：桥梁工程钢桥面板疲劳可靠度限载动态称重疲劳累积损伤理论

基于光频域反射技术的腐蚀前后螺栓预紧力损失识别

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激光与光电子学进展 2024年

作者：王大鹏窦崴苏州科技大学土木工程学院

针对螺栓连接钢构件在腐蚀状态下螺栓预紧力损失难以识别监测并定位的问题，基于光频域反射技术（OFDR）进行光纤标定试验、钢构件螺栓连接腐蚀试验和基于ANSYS软件的数值模拟，研究了螺栓连接件盖板表面的应变分布情况。试验与数值模... 详细信息

针对螺栓连接钢构件在腐蚀状态下螺栓预紧力损失难以识别监测并定位的问题，基于光频域反射技术（OFDR）进行光纤标定试验、钢构件螺栓连接腐蚀试验和基于ANSYS软件的数值模拟，研究了螺栓连接件盖板表面的应变分布情况。试验与数值模拟结果表明：当螺栓预紧力为100kN时，可准确识别螺栓10%以上预紧力的损失并定位。采用纵向粘贴方式，排除光纤粘贴的顶端效应的误差影响，分布式光纤在腐蚀前后试验结果与模拟结果对比分析所得应变损失率分别为10.6%、16.7%和28.1%，且试验结果与模拟结果所得应变分布规律吻合，证明了OFDR技术能够很好的应用于螺栓连接试件在腐蚀工况下的螺栓预紧力损失识别与定位。

关键词：光频域反射技术分布式螺栓连接螺栓腐蚀损伤识别数值模拟

非保守广义Chaplygin系统的Herglotz型Noether定理

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力学学报 2024年

作者：张毅苏州科技大学土木工程学院

Herglotz原理是非保守系统的变分原理,它是经典Hamilton原理的一个推广.在非保守情形,现有推广形式的Hamilton原理尽管也可导出运动方程,但实际上不再是变分原理. Noether定理是分析力学的一个基本原理,它阐明了对称性和守恒律的相关性... 详细信息

Herglotz原理是非保守系统的变分原理,它是经典Hamilton原理的一个推广.在非保守情形,现有推广形式的Hamilton原理尽管也可导出运动方程,但实际上不再是变分原理. Noether定理是分析力学的一个基本原理,它阐明了对称性和守恒律的相关性,利用Noether定理可找到比牛顿力学和分析力学更多的守恒律. Chaplygin系统是一类特殊而又应用广泛的非完整系统,其方程可独立于约束方程进行研究.非保守广义Chaplygin系统则是Chaplygin系统对非保守力学的推广,因此研究建立该系统的Herglotz型Noether定理具有重要意义.文章针对非完整约束系统,提出基于Herglotz原理建立非保守广义Chaplygin系统的动力学方程,利用变分关系以及虚位移的Chetaev条件,从关于Hamilton-Herglotz作用量的微分方程出发推导建立其全变分方程并求解,由此导出非保守广义Chaplygin系统的作用量的全变分.给出Herglotz型Noether对称变换及准对称变换的定义,在此基础上利用全变分公式导出其判据(Noether等式),建立并证明非保守广义Chaplygin系统Herglotz形式的Noether定理,得到新型守恒量.最后,针对两个具体的非保守非完整系统,建立了它们的Herglotz型广义Chaplygin方程、判据方程和Chetaev条件,解出生成元,由文中所得定理找到了系统的守恒量,验证了结果的有效性.

关键词：非保守广义Chaplygin系统 Herglotz原理 Noether定理作用量变分

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一种抗畸变的增强型八节点等参元

中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2024年第3期63卷 163-171页

作者：乔海青鲍四元沈峰苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215011

为了提高平面问题的求解精度,基于勒让德正交函数族引入泡状函数来增强映射关系的思想,构造Q8_Legendre单元。针对单元的位移场中含有泡状函数导致单元刚度矩阵规模变大的问题,在得到单元刚度矩阵后附加自由度凝聚,以减小整体刚度矩阵... 详细信息

为了提高平面问题的求解精度,基于勒让德正交函数族引入泡状函数来增强映射关系的思想,构造Q8_Legendre单元。针对单元的位移场中含有泡状函数导致单元刚度矩阵规模变大的问题,在得到单元刚度矩阵后附加自由度凝聚,以减小整体刚度矩阵规模、节省计算机内存空间。算例表明,随着泡状函数项数的不断增加,Q8_Legendre单元能够通过分片试验,使得单元的位移精度得到改善,而应力精度保持相当。当出现畸变网格时,Q8_Legendre单元表现出抗畸变的性能,且不会出现闭锁现象。

关键词：平面问题泡状函数位移修正模型高斯积分抗畸变

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基于区块链的公平可验证搜索加密方案

计算机工程与应用 2024年第6期60卷 301-311页

作者：李洋王静宇刘立新内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010 中国人民大学信息学院北京100872

针对现有搜索加密方案缺乏对数据拥有者行为约束的问题,提出了一种基于区块链的公平可验证搜索加密方案。该方案提供公平高效的搜索和验证。引入向量数字承诺约束数据拥有者行为,同时采用区块链计算哈希验证基准实现高效的轻量级多关键... 详细信息

针对现有搜索加密方案缺乏对数据拥有者行为约束的问题,提出了一种基于区块链的公平可验证搜索加密方案。该方案提供公平高效的搜索和验证。引入向量数字承诺约束数据拥有者行为,同时采用区块链计算哈希验证基准实现高效的轻量级多关键字搜索结果验证,避免第三方验证不可信问题。方案通过对偶编码算法函数和局部敏感哈希函数将关键字映射至布鲁姆过滤器中,实现模糊搜索的同时提高搜索前关键字转化为向量的效率。经实验表明,该方案搜索前关键字转化效率更高,验证过程与现有使用公钥密码原语的验证方案相比,时间消耗更少。安全性分析证明该方案在随机预言模型下是安全的。

关键词：可搜索加密云存储区块链布鲁姆过滤器模糊搜索

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基于动作捕捉与深度学习的跳跃荷载重构方法

振动与冲击 2024年第5期43卷 231-238页

作者：王浩祺于秉仟陈隽同济大学土木工程学院上海200092

通过学科交叉,采用医学和运动生物力学中的动作捕捉技术开展了27人次的跳跃荷载试验,总计获得9 985条单次跳跃的反力时程曲线及其对应的人体特征点运动轨迹。利用卷积神经网络技术,以特征点轨迹作为网络输入,分别以地反力三参数模型和... 详细信息

通过学科交叉,采用医学和运动生物力学中的动作捕捉技术开展了27人次的跳跃荷载试验,总计获得9 985条单次跳跃的反力时程曲线及其对应的人体特征点运动轨迹。利用卷积神经网络技术,以特征点轨迹作为网络输入,分别以地反力三参数模型和多参数模型的目标参数作为输出,训练获得轨迹与地反力之间的高维非线性关系,实现了跳跃荷载重构。与实测荷载的对比表明,跳跃荷载三参数模型能较好地重构单次跳跃曲线的幅值,而多参数模型能更好地反映荷载的时频域特征,适用于不同的使用场合。该方法可作为一种新型的跳跃荷载间接测量手段,结合计算机视觉技术开展服役工程结构的人致荷载监测。

关键词：跳跃荷载动作捕捉卷积神经网络(CNN) 荷载重构振动舒适度