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湖南福寿山蚀变花岗岩的工程地质特征及其蚀变程度评价

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工程地质学报 2024年

作者：任明浩邓雅丽袁广祥董金玉王洪建赵菲黄志全洛阳理工学院华北水利水电大学地球科学与工程学院

花岗岩因良好的物理力学性质，在水利工程中多被选作坝基，但热液蚀变作用可引起深部花岗岩岩体矿物组成、结构构造、化学成分和物理力学性质发生显著变化。因此，研究深部花岗岩体的热液蚀变特征对水利工程具有重要意义。湖南福寿山作... 详细信息

花岗岩因良好的物理力学性质，在水利工程中多被选作坝基，但热液蚀变作用可引起深部花岗岩岩体矿物组成、结构构造、化学成分和物理力学性质发生显著变化。因此，研究深部花岗岩体的热液蚀变特征对水利工程具有重要意义。湖南福寿山作为平江抽水蓄能电站库区，库区范围广泛出露晚中生代花岗岩，主要岩石类型为二长花岗岩。工程勘察表明，该花岗岩岩体内部发生了不同程度的黏土化和绿泥石化蚀变，且蚀变程度具有明显的分带性。本论文通过研究不同蚀变程度花岗岩的矿物组成、地球化学成分和力学指标，查明福寿山花岗岩黑云母发生了强烈的绿泥石化；长石蚀变为黏土矿物，含量最高可达30%～40%，以高岭石和蒙脱石为主。随距离硐口深度的增加，花岗岩风化强度逐渐减弱。深部岩石蚀变主要受结构面控制，在结构面两侧形成一定宽度的蚀变带。强风化花岗岩力学参数显著劣化；随着硐深增加，岩石的力学性质随风化程度降低整体呈现增强趋势，但在结构面两侧的热液蚀变带中明显降低；硅化作用可增强岩石点荷载强度，但会导致岩石纵波波速及回弹值降低。结合研究区蚀变岩体的宏观特征及镜下矿物特征等定性内容和权重分析法计算得到的岩体蚀变程度定量评价指标，本文建立了花岗岩岩体蚀变程度的分类标准。本文提供的蚀变程度影响福寿山花岗岩岩体质量的评价方法，可以为抽水蓄能电站工程施工和决策提供科学依据。

关键词：蚀变花岗岩风化作用热液蚀变工程地质特征蚀变程度评价

不同支承条件下两类单层网壳地震响应随PGA的变化规律

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空间结构 2024年第3期 27-33+43页

作者：孙震阳王宁刘璐白文彪华北理工大学建筑工程学院华北理工大学轻工学院

采用ABAQUS有限元软件建立两种采用不同支承(考虑和不考虑山墙)的单层柱面网壳模型，对比两种模型的动力响应差异，及其随PGA的变化规律，并进一步对比两种支承下梁单元和壳单元两类网壳的动力特性.两类模型的主要差别为是否能考虑球节... 详细信息

采用ABAQUS有限元软件建立两种采用不同支承(考虑和不考虑山墙)的单层柱面网壳模型，对比两种模型的动力响应差异，及其随PGA的变化规律，并进一步对比两种支承下梁单元和壳单元两类网壳的动力特性.两类模型的主要差别为是否能考虑球节点的刚度，模型均考虑SSI的影响.由两种支承方式下壳单元模型之间的位移-时程曲线可知，考虑山墙作用的壳单元模型由于网壳与山墙之间的作用力加剧了支承处构件的变形，相较于不考虑山墙的壳单元模型，大大降低了结构的稳定性；节点刚度对不同支承条件下结构的动力特性影响很明显，当不考虑山墙作用时，梁单元模型的整体稳定性比壳单元模型要好得多.

关键词：单层网壳精细化模型支承方式土-结构相互作用

高效率制备双亲性纳米粒子及采油应用前景分析

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化学工业与工程 2024年

作者：史磊马志闫海俊臧龙曹杰宋颖郭锦棠华北油田公司工程技术研究院天津大学化工学院

针对纳米粒子在驱替过程中降低油水界面能力差，乳化能力差的问题，通过pickering乳液界面保护法非对称修饰纳米SiO2成功制备具有双亲性结构的Janus-纳米SiO2。通过验证，亲油改性剂十六烷基三甲氧基硅烷成功引入，几乎所有的纳米SiO2... 详细信息

针对纳米粒子在驱替过程中降低油水界面能力差，乳化能力差的问题，通过pickering乳液界面保护法非对称修饰纳米SiO2成功制备具有双亲性结构的Janus-纳米SiO2。通过验证，亲油改性剂十六烷基三甲氧基硅烷成功引入，几乎所有的纳米SiO2在制备的过程都被石蜡成功保护，成功制备双亲性Janus-SiO2。该方法是一种可大批量高效简单制备Janus-纳米SiO2的方法，为油田领域大批量应用需求提供基础。Janus-纳米SiO2比亲水纳米SiO2和亲油纳米SiO2的乳化能力更强，稳定性更高，所以它的携油能力更强；在油藏高含水情况下，Janus-纳米SiO2形成的乳液液滴浮在水相上，可随水的运动被带出，提高油藏采收率；Janus-纳米SiO2在较低的浓度下即可形成稳定的乳液层，有利于节约成本，有油田领域应用前景。

关键词： Janus纳米SiO pickering乳液提高采收率

Ni/P金刚石复合镀层的抗接触疲劳性能研究

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兵器材料科学与工程 2024年

作者：原征宇范亚洲郑州工商学院工学院华北水利水电大学地球科学与工程学院

在高载荷、高频率的接触疲劳下，材料表面的耐磨性、抗疲劳性、硬度等对提高机械零件的寿命和可靠性至关重要。为向多领域提供性能优异的镀层材料，利用金刚石的硬度和耐磨性，研究Ni/P金刚石复合镀层的抗接触疲劳性能。用粒径分别为2、... 详细信息

在高载荷、高频率的接触疲劳下，材料表面的耐磨性、抗疲劳性、硬度等对提高机械零件的寿命和可靠性至关重要。为向多领域提供性能优异的镀层材料，利用金刚石的硬度和耐磨性，研究Ni/P金刚石复合镀层的抗接触疲劳性能。用粒径分别为2、4、8 μm的金刚石及Ni/P基础镀液制备Ni/P金刚石复合溶液，将其喷涂在20钢试块上，制成3种镀层试件，通过接触疲劳试验机、摩擦磨损试验仪测试不同试件的性能。结果表明：金刚石粒径为8 μm的试件抗接触疲劳效果较好，在接触疲劳试验中的特征寿命较长，其摩擦因数较小，耐摩擦性能较强，同时硬度、耐蚀性也较高。在高温下该组试件的氧化增质量较低，当温度为800 ℃时，其硬度仍大于9 700 kg/mm2，因此得出，金刚石粒径为8 μm的Ni/P金刚石复合镀层具有良好的抗接触疲劳性能。

关键词：金刚石复合镀层抗接触疲劳特征寿命摩擦因数耐蚀性

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下肢穿戴式助行器结构设计与仿真分析

机械传动 2024年第4期48卷 95-102页

作者：王新鄢沛峰华北理工大学轻工学院河北唐山063000 华北理工大学机械工程学院河北唐山063210

设计了一款下肢穿戴式助行器,主要作用是辅助脑卒中、偏瘫等有下肢运动障碍的患者进行日常行走活动。首先,在对下肢运动机制、关节结构以及自由度组成分析的基础上,建立了下肢穿戴式助行器的三维结构模型;应用三维红外动作捕捉系统采集... 详细信息

设计了一款下肢穿戴式助行器,主要作用是辅助脑卒中、偏瘫等有下肢运动障碍的患者进行日常行走活动。首先,在对下肢运动机制、关节结构以及自由度组成分析的基础上,建立了下肢穿戴式助行器的三维结构模型;应用三维红外动作捕捉系统采集正常人行走步态数据,拟合出对应关节角度曲线;建立助行器简化D-H模型,对助行器进行了运动学建模分析;将动作捕捉实验(简称动捕实验)采集的步态数据作为仿真驱动,对助行器进行了运动学仿真验证。结果表明,仿真得到的关节角度变化曲线与实验采集到的角度曲线基本一致,角速度变化曲线与踝关节质心位置变化曲线符合正常人体行走规律,验证了下肢穿戴式助行器的结构设计的合理性。

关键词：下肢穿戴式助行器下肢运动机制动作捕捉实验运动学建模运动学仿真

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艾灸机器人柔性臂的设计与仿真

机械传动 2024年第9期48卷 82-88页

作者：王新侯腾达华北理工大学轻工学院河北唐山063000 华北理工大学机械工程学院河北唐山063000

对艾灸机器人柔性臂进行了设计和仿真。柔性臂选用热塑性聚氨酯弹性体(Thermoplastic Polyurethane,TPU)材料、分段式波纹管结构,包括弯曲段和伸长段。应用Abaqus CAE分析软件,对波纹管壁厚、波纹角等结构尺寸进行了设计优化,从弯曲角... 详细信息

对艾灸机器人柔性臂进行了设计和仿真。柔性臂选用热塑性聚氨酯弹性体(Thermoplastic Polyurethane,TPU)材料、分段式波纹管结构,包括弯曲段和伸长段。应用Abaqus CAE分析软件,对波纹管壁厚、波纹角等结构尺寸进行了设计优化,从弯曲角度与气压关系、灵活度方面对柔性臂进行了运动学仿真分析,并对柔性臂力学性能进行了计算分析。结果表明,设计的艾灸应用场景的机器人柔性臂能够满足负载能力和灵活度的要求。

关键词：艾灸机器人柔性臂结构波纹管仿真设计

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装配式钢结构全栓接刚节点的抗震性能分析

兵器材料科学与工程 2024年

作者：乔光华程远兵郭子龙戚福周郑州升达经贸管理学院建筑工程学院华北水利水电大学中原工学院

地震时强烈振动可能导致栓接节点的螺栓松动、滑移甚至断裂，影响节点的整体承载能力和稳定性，增加结构倒塌的风险。为减轻对主体结构的破坏，对装配式钢结构全栓接刚节点的抗震性能进行分析。计算出高强螺栓的用量并构建结构的几何模... 详细信息

地震时强烈振动可能导致栓接节点的螺栓松动、滑移甚至断裂，影响节点的整体承载能力和稳定性，增加结构倒塌的风险。为减轻对主体结构的破坏，对装配式钢结构全栓接刚节点的抗震性能进行分析。计算出高强螺栓的用量并构建结构的几何模型，输入Abaqus有限元软件中，考虑节点参数构建有限元模型，确定加载制度，以及地震载荷影响下该结构节点的抗震性能。模拟结果表明：相比于普通钢结构节点，用高强螺栓连接的装配式钢结构栓接节点，翼缘塑性铰外移，地震时稳定性更高；不同阶段该节点上的螺栓均发挥较强作用，不会出现严重应力集中，节点不易开裂；峰值载荷后该节点骨架曲线平滑稳定地下降，不会失去稳定性，具有较强抗震性能。

关键词：装配式钢结构全栓接刚节点加载制度抗震性能 Abaqus有限元

高能激光短距离传输光束质量测量仿真与实验研究

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红外与激光工程 2024年第9期53卷 294-302页

作者：李杨刘磊王钢王文涛唐晓军华北光电技术研究所北京100015 北京理工大学光电学院北京100081

准确测量光束质量对于高能激光系统性能的评估至关重要,相比传统的远距离传输测量后再修正的方法,短距离传输后的光束质量更接近激光系统出口处的真实情况。建立激光短距离传输模型,采用多层相位屏法,分析空气湍流等因素对激光远场光斑... 详细信息

准确测量光束质量对于高能激光系统性能的评估至关重要,相比传统的远距离传输测量后再修正的方法,短距离传输后的光束质量更接近激光系统出口处的真实情况。建立激光短距离传输模型,采用多层相位屏法,分析空气湍流等因素对激光远场光斑形态和光束质量的影响。结果表明,在20 m的较短传输路径上,风速、空气相对湿度、功率等影响热晕效应的因素对光束质量影响较小,常规条件范围内,光束质量因子β值劣化不超过15%,而空气湍流效应对高能激光光束质量的影响较明显,随着空气湍流强度C_(n)^(2)由1×10^(-18)m^(-2/3)增大到1×10^(-12)m^(-2/3),β值从1.0848增大至8.9933;湍流强度对不同口径激光光束的光束质量影响也不尽相同,口径越大,受湍流强度影响越大。文中搭建实物光路,使用700 mm口径平行光管进行验证,在C_(n)^(2)<1×10^(-14)m^(-2/3)的情况下,测得2.63,与模拟结果相符,实验中还发现,可以通过搅散空气的方法来减小湍流强度。实验结果表明:将空气湍流强度控制在1×10^(-14)m^(-2/3)以下,光束质量因子不小于3的高能激光系统光束质量测量偏差小于5%,为大口径激光系统出口光束质量测量提供一种解决方案。

关键词：高能激光光束质量测量湍流效应热晕效应数值模拟

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基于化学润湿作用的雾化除尘实验研究

过程工程学报 2024年第1期24卷 97-106页

作者：王烁鑫李海英张军亚刘绍谦华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210 天津市城安热电有限公司天津300204 山东华宇工学院能源与建筑工程学院山东德州253034

针对传统的湿法雾化除尘过程存在喷嘴易堵塞、耗水流量大、雾滴粒度不均匀、能耗较高等问题,采用基于化学润湿作用的雾化除尘方法,考察了润湿剂种类、喷嘴出口结构、气液压力比等因素对钢铁生产过程转炉烟气中微细颗粒去除效率的影响。... 详细信息

针对传统的湿法雾化除尘过程存在喷嘴易堵塞、耗水流量大、雾滴粒度不均匀、能耗较高等问题,采用基于化学润湿作用的雾化除尘方法,考察了润湿剂种类、喷嘴出口结构、气液压力比等因素对钢铁生产过程转炉烟气中微细颗粒去除效率的影响。结果表明,在水中加入阴离子型润湿剂十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和非离子型润湿剂曲拉通(TX-100)、吐温20 (TW-20)都可降低溶液的表面张力,其中SDS溶液的润湿性最好。通过实验研究,与锥形、扇形喷嘴相比,多孔形结构喷嘴的雾滴粒径更小且分布更均匀,气液压力比为1.25时,0.05wt%SDS溶液的雾化雾滴索特尔平均直径可达到64.53μm,PM_(2.5)和PM_(10)的去除效率可达74.28%和76.41%。研究结果可为钢铁、电力、建材等传统重工业微细粉尘的预处理及高效除尘工艺技术提供基础支撑,对PM_(2.5)和PM_(10)的高效去除具有重要意义。

关键词：转炉烟气雾化特性细颗粒物去除效率

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