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微纳织构涂层刀具切削性能研究进展

中国表面工程 2024年第2期37卷 137-160页

作者：田初春蒋宏婉袁森邓静岳熙贵州大学机械工程学院贵阳550025 贵州理工学院机械工程学院贵阳550003

刀具磨损严重、服役寿命短仍然是切削加工所面临的难题。随着现代制造业的发展,钛合金、高温合金等难加工材料在工业中广泛运用。但由于这些材料具有低导热系数、变形系数小等特点,在机械加工中存在切削力和切削温度高、刀具磨损严重等... 详细信息

刀具磨损严重、服役寿命短仍然是切削加工所面临的难题。随着现代制造业的发展,钛合金、高温合金等难加工材料在工业中广泛运用。但由于这些材料具有低导热系数、变形系数小等特点,在机械加工中存在切削力和切削温度高、刀具磨损严重等问题,严重缩短了刀具的服役寿命。通过表面织构技术和表面涂层技术在刀具切削表面置入微纳织构和涂层可以显著改善切削性能;特别是在减小刀具磨损、降低切削力、切削温度以及刀-屑接触界面摩擦因数等方面具有显著效果。系统概述微纳织构涂层刀具的作用机理、切削性能以及应用领域,对微纳织构涂层刀具后续发展有重要推动意义。首先,介绍微纳织构涂层刀具的制备方式。其次,分析总结微纳织构涂层刀具的作用机理,并从抗磨损性、抗粘结性和刀具寿命三个方面总结微纳织构涂层刀具的自身性能。随后,从切削力、切削温度、刀-屑接触处的摩擦因数三个方面总结微纳织构涂层刀具的切削性能。最后对微纳织构涂层刀具在现代制造业中的应用进行阐述。提出在刀具切削表面同时置入微纳织构和涂层的当前研究现状以及未来发展方向,可为进一步研究微纳织构涂层刀具在切削加工中改善切削性能以及加工表面质量与性能提供参考。

关键词：微纳织构涂层刀具作用机理刀具性能切削性能

风热水力耦合作用下风流对隧道冻胀力的影响研究

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：刘文俊凌同华谭嘉诺江永志刘贤俊长沙理工大学土木工程学院怀化学院后勤基建处

寒区隧道围岩冻胀对衬砌结构产生附加荷载，危害着衬砌结构的安全性、耐久性，冷风流作用下寒区隧道热-水-力耦合机理尚不明确，研究其对隧道冻胀力的影响具有重要的理论意义。基于冻融圈层整体冻胀理论，建立考虑风流与衬砌的换热特性... 详细信息

寒区隧道围岩冻胀对衬砌结构产生附加荷载，危害着衬砌结构的安全性、耐久性，冷风流作用下寒区隧道热-水-力耦合机理尚不明确，研究其对隧道冻胀力的影响具有重要的理论意义。基于冻融圈层整体冻胀理论，建立考虑风流与衬砌的换热特性、热-水-力的相互作用与冻胀变形的正交各向异性的多场耦合模型。结合青山沙隧道现场实测冻结深度与冻胀力值，利用COMSOL Multiphysics有限元软件验证了该模型的可靠性。采用单因素分析法，讨论了风流持续时间、风流湿度、风流速度、风流温度对青山沙隧道冻胀力的影响规律，且对该4个因素进行了敏感性评价。研究结果表明：不均匀传热导致冻结深度不一，冻胀力分布不均；冻结深度计算结果中，仰拱最大，拱顶其次，拱脚最小；冻胀力计算结果中，拱脚冻胀力最大，拱顶其次，仰拱最小。随着风流持续时间、湿度、速度的增大与温度的降低，拱脚、拱顶冻胀力均随之变大，仰拱冻胀力增减情况受变形释放的应力影响较大，但三者冻胀力增大率呈现拱脚最大，拱顶次之，仰拱最小的趋势；控制风流持续时间，保持风流干燥、低速、非负温，可以有效减少冻胀力。冻胀力影响因素敏感性呈现“风流持续时间>风流温度>风流速度>风流湿度”的结果。研究结果可为寒区隧道的保温防冻措施设置提供理论依据。

关键词：隧道工程风热水力耦合风流冻胀力正交各向异性冻胀

节水灌溉减氮配施生物炭对水稻光合特性与水氮利用的影响

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农业机械学报 2024年第7期55卷 386-395,438页

作者：张作合周利军李浩宇孔凡丹吕项龙绥化学院农业与水利工程学院绥化152061

为阐明节水灌溉减氮配施生物炭对水稻光合特性及水氮利用的影响,采用田间小区试验与微区试验结合的方法,应用^(15)N示踪技术,以B0N1(不施用生物炭+常规施氮水平)作为对照,设置B1N2(减氮10%+12.5 t/hm^(2)生物炭)、B2N2(减氮10%+25 t/hm^... 详细信息

为阐明节水灌溉减氮配施生物炭对水稻光合特性及水氮利用的影响,采用田间小区试验与微区试验结合的方法,应用^(15)N示踪技术,以B0N1(不施用生物炭+常规施氮水平)作为对照,设置B1N2(减氮10%+12.5 t/hm^(2)生物炭)、B2N2(减氮10%+25 t/hm^(2)生物炭)、B1N3(减氮20%+12.5 t/hm^(2)生物炭)、B2N3(减氮20%+25 t/hm^(2)生物炭)、B1N4(减氮30%+12.5 t/hm^(2)生物炭)、B2N4(减氮30%+25 t/hm^(2)生物炭)等处理,观测水稻植株叶片的光合特性参数以及干物质积累和耗水过程,并建立光合特性参数与水分利用效率(WUE)、氮肥吸收利用率(NUE)、干物质量及产量之间的关系。结果表明:节水灌溉下适量减氮配施生物炭可以增加叶面积指数(LAI)、叶绿素含量(SPAD)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_(s))和蒸腾速率(T_(r)),减小气孔限制值(L_(s));而过量减施氮肥或施加生物炭均会增加L_(s),减小LAI、SPAD、P_n、G_(s)和T_(r);与B0N1处理相比,B1N2处理植株干物质总积累量提高14.79%,而B2N4处理降低16.02%;B1N2处理水稻NUE、产量、WUE显著高于B0N1处理(P处理水稻NUE、产量、WUE显著低于B0N1处理(P处理最优,即节水灌溉下减施10%氮肥配施12.5 t/hm^(2)生物炭有利于提高水氮利用率和产量,研究结果可为节水灌溉减氮配施生物炭模式在寒地黑土稻田的应用提供理论依据和技术支撑。

关键词：稻田节水灌溉减氮生物炭光合特性同位素示踪技术

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考虑材料非线性的RC剪力墙拟静力拓扑优化

武汉大学学报(工学版) 2024年

作者：张鹄志罗鹏许云鹏马哲霖湖南科技大学土木工程学院北京理工大学后勤基建处

为提高钢筋混凝土剪力墙抗震设计的耗能能力，提出一种结合拟静力拓扑优化和拉压杆模型的设计方法。优化中以结构拥有最大耗能能力为优化目标，考虑了钢筋混凝土的材料非线性特性，根据删除单元引起的结构累计塑性应变能变化量建立优化... 详细信息

为提高钢筋混凝土剪力墙抗震设计的耗能能力，提出一种结合拟静力拓扑优化和拉压杆模型的设计方法。优化中以结构拥有最大耗能能力为优化目标，考虑了钢筋混凝土的材料非线性特性，根据删除单元引起的结构累计塑性应变能变化量建立优化灵敏度，可以直观演化出呈现为类杆系结构的最优拓扑结构。从构型上来看，这是一种较理想的耗能结构，其单元主要分布在两侧区域。参考该拓扑结构构建拉压杆模型，根据模型的力学分析结果指导墙体配筋设计。对比仿真的结果表明，较之传统方法，用这种新方法设计的墙体，承载能力得到提升，耗能能力和延性也更强。

关键词：钢筋混凝土剪力墙拟静力优化拓扑优化抗震设计承载能力耗能能力

高等级生物安全设施通风系统风机配置模式综合分析

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科学通报 2024年第7期69卷 825-833页

作者：曹国庆陈紫光王荣建科环能科技有限公司北京100013 天津大学环境科学与工程学院天津300072

高等级生物安全设施是国家生物安全体系的基础支撑平台,是人口健康与动物卫生领域开展科研、生产和服务的重要保障条件,在我国重大疫病防控中发挥着至关重要的作用.生物安全设施安全的核心措施是通过通风空调系统保持负压,送、排风机是... 详细信息

高等级生物安全设施是国家生物安全体系的基础支撑平台,是人口健康与动物卫生领域开展科研、生产和服务的重要保障条件,在我国重大疫病防控中发挥着至关重要的作用.生物安全设施安全的核心措施是通过通风空调系统保持负压,送、排风机是通风空调系统的重要设备,也是实现持续负压环境的核心保障.国内外相关标准规范、指南文件对高等级生物安全设施通风空调系统风机配置提出了明确要求.本文在对比分析这些要求的基础上,结合工程实例梳理了近年来我国高等级生物安全设施建设现状,对高等级生物安全设施通风空调系统风机运行模式、多台风机互为备用、送排风机变频控制、高海拔地区风机选型等关键问题进行了探讨.通过综合分析指出,高等级生物安全设施风机配置模式应经风险评估确定;通风空调系统设置相互独立、互为备用的两台风机是最佳工程选择;风机变频控制是高等级生物安全设施有效的压力梯度控制及节能运行措施之一;高海拔地区高等级生物安全设施应根据环境大气压对风机全压进行修正.

关键词：生物安全实验室高生物安全风险车间通风系统风机配置模式标准规范

定量CT肝脏脂肪含量联合临床指标预测肝硬化患者食管胃底静脉曲张破裂出血风险的初步研究

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放射学实践 2024年第7期39卷 902-906页

作者：张成孟丁治民孙宵宇刘春雨罗慧陈鹏皖南医学院弋矶山医院放射科安徽芜湖241001

目的:采用定量CT(QCT)探讨肝硬化患者肝脏脂肪含量与食管胃底静脉曲张破裂出血(EGVB)的关系。方法:回顾性收集2018年5月-2022年11月经临床病理诊断为肝硬化的患者203例,所有患者均接受了腹部CT平扫、血液生化及胃镜检查,根据胃镜检查结... 详细信息

目的:采用定量CT(QCT)探讨肝硬化患者肝脏脂肪含量与食管胃底静脉曲张破裂出血(EGVB)的关系。方法:回顾性收集2018年5月-2022年11月经临床病理诊断为肝硬化的患者203例,所有患者均接受了腹部CT平扫、血液生化及胃镜检查,根据胃镜检查结果将患者分为EGVB组(100例)和无EGVB组(103例)。采用QCT Pro软件测量每例患者的肝脏脂肪含量。比较两组患者之间的一般资料,将差异有统计学意义的变量纳入多因素二元逻辑回归分析筛选独立预测因子,并以此构建预测模型并绘制动态列线图,采用受试者操作特征(ROC)曲线下面积(AUC)评估模型的鉴别效能,采用布里尔分数(BS)评估模型的校准度。结果:单因素分析表明,肝脏脂肪含量、凝血酶原时间、血红蛋白及Child-Pugh分级对于预测肝硬化患者是否发生EGVB差异具有统计学意义(P<0.05)。多因素二元逻辑回归分析显示,肝脏脂肪含量(OR=1.105,P=0.014)和血红蛋白(OR=0.953,P<0.001)为预测肝硬化患者发生EGVB的独立预测因子,以此构建的列线图模型AUC为0.798,Brier得分为0.183,模型表现出较高的预测能力和较好的校准度。结论:对于肝硬化患者,肝脏脂肪含量增加和血红蛋白的降低会增加EGVB发生的风险。

关键词：肝硬化食管和胃静脉曲张肝脏脂肪含量定量CT

低影响开发技术缓解园区雨水地表径流模拟与管道溢流风险预测

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济南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：王彦凯刘培华张帅赵方波王嘉斌济南大学土木建筑学院济南大学后勤管理处哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院

为了缓解城市内涝灾害并对园区内雨水系统升级改造效果分析提供理论参考，从而推进低影响开发理念下海绵城市建设和城市可持续发展，以济南市某高校典型园区为研究区域，在原始暴雨洪水管理模型的基础上，构建基于城市信息模型优化数据... 详细信息

为了缓解城市内涝灾害并对园区内雨水系统升级改造效果分析提供理论参考，从而推进低影响开发理念下海绵城市建设和城市可持续发展，以济南市某高校典型园区为研究区域，在原始暴雨洪水管理模型的基础上，构建基于城市信息模型优化数据结构的园区暴雨洪水管理模型，利用国家气象信息中心实测的降雨数据对所构建的模型进行子汇水区的参数率定；根据所构建模型的降雨及雨水地表径流过程，研究雨水地表径流与管道出流量的变化规律；通过计算每个子汇水区的管道出流量，综合对比研究区域各段管道出流量、转输流量与管道最大承载能力，分析管道溢流风险的变化趋势，并设计9种适合研究区域实际情况的低影响开发技术方案，评估9种方案的雨水地表径流消减效能。结果表明：所构建的模型具有较好的数据便利性和准确性，出水口处管道出流量模拟值与实测值契合度约为90%；北侧雨水管道系统末端出水口所在子汇水区的雨水地表径流量、出水口处管道出流量的变化规律与雨强重现期呈较强的相关性；管道溢流风险点分布规律受地表硬化程度、地面坡度、管道输水距离等因素影响较大；所设计的9种方案均可有效减少雨水地表径流量和峰值流量，雨水地表径流控制率、径流总量削减率均大于40%，雨水地表径流峰值削减率大于35%，其中方案9效果最优。

关键词：管道溢流暴雨洪水管理模型城市信息模型低影响开发技术雨水地表径流

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干冰粉热冲击破岩基坑围护结构振动安全研究

中国公路学报 2024年第3期37卷 371-381页

作者：王小飞胡少斌王恩元黄俊颜正勇中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 河海大学土木与交通工程学院江苏南京210098 苏交科集团股份有限公司江苏南京210019

为了给干冰粉热冲击破岩现场设定施工参数设计提供参考,并对关键工程结构进行全面的安全评价,首次在居民区附近明挖隧道中进行了隧道开挖工程干冰粉热冲击破岩现场试验。在试验中通过压力传感器获得干冰粉致裂筒内部压力变化曲线,使用... 详细信息

为了给干冰粉热冲击破岩现场设定施工参数设计提供参考,并对关键工程结构进行全面的安全评价,首次在居民区附近明挖隧道中进行了隧道开挖工程干冰粉热冲击破岩现场试验。在试验中通过压力传感器获得干冰粉致裂筒内部压力变化曲线,使用振动和噪音监测系统监测破岩过程中隧道结构的噪音和振动响应。通过希尔伯特黄变换对振动信号进行分解和特征提取,通过振动能量时域分布和频域分布特征获得振动安全评价参数。研究结果表明:(1)干冰气动破岩最大振动速度在砼冠梁8 m处衰减至50 mm·s^(-1)以下,满足安全质点振动速度要求,噪音在4 m处仅为83 dB,对周边居民生活影响很小;(2)干冰破岩诱发振动速度整体上呈衰减趋势,且符合乘幂函数衰减,可以划分为振动速度缓慢降低区(2.5~10 m)和稳定区(>10 m)两个区域;(3)干冰粉致裂管破裂压力在40~60 MPa,干冰粉热冲击破岩是冲击波和高能气体共同作用致裂岩石,可以分为3个阶段,其中高能气体的气楔作用在岩体损伤中占主导作用;(4)HHT与傅里叶变换分析相比更适用于处理振动信号,获得振动速度峰值和主频率后计算振动最大位移可以更好地对隧道结构进行安全评估。干冰粉热冲击破岩是一种比传统钻爆法更加安全的破岩技术,振动弱,噪音小,适合在城市敏感区域应用。

关键词：隧道工程干冰粉热冲击破岩振动安全希尔伯特黄变换

石墨烯柔性生物传感技术与可穿戴式精准医疗健康监护应用

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中国激光 2024年第9期51卷 215-226页

作者：杨晗王铈弘钟豪黄乐阳赵建鑫吕文琦毛则尹邓安妮石艺璇黄琴王一璐黄国亮清华大学生物医学工程学院北京100084

可穿戴柔性电子技术是医疗健康监测,尤其是心血管疾病监测的重要发展方向之一。脉搏波是评估心血管健康的重要信息来源,但它属于非平稳弱信号,对检测端的灵敏度与稳定性具有较高要求。为解决可穿戴健康监测的柔性传感关键技术问题,设计... 详细信息

可穿戴柔性电子技术是医疗健康监测,尤其是心血管疾病监测的重要发展方向之一。脉搏波是评估心血管健康的重要信息来源,但它属于非平稳弱信号,对检测端的灵敏度与稳定性具有较高要求。为解决可穿戴健康监测的柔性传感关键技术问题,设计并开发了具有多级分支微结构的石墨烯柔性压力传感器,显著提高了对脉搏波的传感性能,并构建了可穿戴柔性传感脉搏波健康监测系统,建立了基于单点桡动脉脉搏波和Transformer架构的类感知无袖带血压监测算法,对人体收缩压和舒张压的预测误差分别为(0.7±10.5)mmHg和(0.5±6.1)mmHg。本工作可以为心血管健康动态监测系统与应用研究、可穿戴式精准医疗健康监护提供重要技术支持。

关键词：石墨烯柔性压力传感器脉搏波可穿戴设备无袖带血压测量