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晕动病的个体易感性分析及物理治疗策略

中国科学:生命科学 2024年

作者：蒋茂松于申齐莉萍曹妍璐吴翔夏书峰刘文龙大连理工大学信息与通信工程学院大连理工大学工业设备结构分析国家重点实验室大连理工大学控制科学与工程学院徐州医科大学医学影像学院大连理工大学人工智能大连研究院人工智能重点实验室

晕动病(motion sickness, MS)是一种由前庭系统受到异常运动刺激所引发的综合征.本文通过探究MS易感性差异的标志物,以实现个体MS易感性分析,并寻找无副作用的物理治疗策略.本文将数值模型和眼震实验相结合,明确眼震慢相角速度(slow pha... 详细信息

晕动病(motion sickness, MS)是一种由前庭系统受到异常运动刺激所引发的综合征.本文通过探究MS易感性差异的标志物,以实现个体MS易感性分析,并寻找无副作用的物理治疗策略.本文将数值模型和眼震实验相结合,明确眼震慢相角速度(slow phase angular velocity, SPV)是个体MS易感性差异的标志物,并将其用于分析个体MS易感性.同时,利用数值模型分析了在低温条件下前庭半规管嵴顶力学行为的变化.在此基础上,本文提出了一种缓解MS症状的前庭系统低温治疗策略,旨在通过调整嵴顶力学性质来缓解MS症状.此外,本文还研发了一种降温设备,并进行了对36名受试者的低温缓解MS的行车实验.实验结果表明,眼震SPV可以作为评估个体MS易感性差异的重要标志物.在正常体温旋转椅实验中,观察到在相同角加速度刺激下, MS易感者的眼震SPV高于非易感者.由于眼震SPV与嵴顶变形之间近似正比例关系,而低温可以增加嵴顶弹性模量.本文通过数值模型验证了在相同角加速度刺激时降温可以减小嵴顶变形,从而降低MS易感者的眼震SPV,使其趋于与非易感者相近的水平.这一发现启发了本研究采用物理降温的方法来缓解MS症状.在低温旋转椅实验中,本文验证了MS易感者的眼震SPV更趋于不易感者.由此,本文研制了一种前庭降温设备,并通过行车实验进一步证明了低温治疗策略的有效性.综上,结合数值模型与眼震实验,提出了一种个体MS易感性分析方法,并提出了一种缓解MS的低温治疗策略,该策略在减轻MS症状方面取得了显著的效果.

关键词：晕动病数值模型 MS易感性眼震慢相角速度治疗策略

溶剂效应对Pt/MIL-100(Fe)催化肉桂醛选择性加氢性能的影响

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高等学校化学学报 2024年第2期45卷 78-87页

作者：蔡佳霓刘颖雅孙志超王瑶王安杰大连理工大学精细化工国家重点实验室大连116024 大连理工大学化工学院大连116024

采用绿色环保的方法制备了MIL-100(Fe),通过双溶剂浸渍法将Pt纳米颗粒限域在MIL-100(Fe)的孔笼内部,经过盐酸质子化和甲醛还原制备出具有加氢中心及Lewis酸中心的双功能催化剂Pt/MIL-100(Fe).以肉桂醛选择性加氢为探针反应评价其催化性... 详细信息

采用绿色环保的方法制备了MIL-100(Fe),通过双溶剂浸渍法将Pt纳米颗粒限域在MIL-100(Fe)的孔笼内部,经过盐酸质子化和甲醛还原制备出具有加氢中心及Lewis酸中心的双功能催化剂Pt/MIL-100(Fe).以肉桂醛选择性加氢为探针反应评价其催化性能,在60℃和1 MPa的最优条件下反应2 h,肉桂醛转化率为88.3%,肉桂醇选择性为84.9%.通过比较Cr,Al和Fe 3种金属中心的Pt/MIL-100催化肉桂醛加氢制肉桂醇及糠醛加氢制糠醇的反应性能发现,Fe中心有利于C=O加氢.重点研究了反应体系中水含量对肉桂醛选择性加氢反应的影响.表征和静态吸附实验结果表明,除去Pt/MIL-100(Fe)孔笼中的游离水有利于肉桂醛在孔道内直接富集,肉桂醛转化率提高;除去金属Fe簇上的络合水有利于肉桂醛C=O基团的吸附,肉桂醇选择性提高.在最优条件下,Pt/MIL-100(Fe)经过5次循环后,催化性能基本不变;X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及低温氮气吸附结果表明反应后催化剂结构仍保持稳定.

关键词：肉桂醛选择性加氢 MIL-100(Fe) Pt 肉桂醇

碳纤维增强陶瓷基复合材料超声振动辅助铣削加工技术的研究进展

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机械工程学报 2024年第9期60卷 26-56页

作者：董志刚王中旺冉乙川鲍岩康仁科大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连116024 大连理工大学辽宁省先进复合材料高性能制造重点实验室大连116024

碳纤维增强陶瓷基复合材料(C_(f)/SiC复合材料)具有良好的化学和热稳定性、高比强度、耐高温以及低密度等优点,被广泛应用于航空航天、高速列车以及核能等领域。目前陶瓷基复合材料构件普遍采用近净成形技术制备,但仍需进行二次加工以... 详细信息

碳纤维增强陶瓷基复合材料(C_(f)/SiC复合材料)具有良好的化学和热稳定性、高比强度、耐高温以及低密度等优点,被广泛应用于航空航天、高速列车以及核能等领域。目前陶瓷基复合材料构件普遍采用近净成形技术制备,但仍需进行二次加工以满足最终装配的尺寸精度和几何公差。然而,由于C_(f)/SiC复合材料具有各向异性和多相非均质的材料特性,其高效低损伤加工需求备受关注。因此,系统地综述了文献报道的C_(f)/SiC复合材料超声振动辅助铣削加工技术相关研究进展。首先概述了陶瓷基复合材料传统机械加工以及特种能场辅助加工技术的研究现状。其次,从陶瓷基复合材料超声振动辅助铣削加工过程中直角切削试验和有限元仿真两方面总结了材料去除机理和超声作用机制;介绍了陶瓷基复合材料超声振动辅助铣削中切削力建模的方法和陶瓷基复合材料加工表面损伤及其剩余强度方面的研究。最后,分析了陶瓷基复合材料超声振动辅助铣削加工的发展趋势以及展望未来研究方向。

关键词：陶瓷基复合材料 C_(f)/SiC复合材料超声振动辅助铣削材料去除机理铣削力模型加工损伤剩余强度

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计及多元不确定性的综合能源系统优化配置

控制理论与应用 2024年第3期41卷 533-542页

作者：周帆陈龙赵珺王伟工业装备智能控制与优化教育部重点实验室(大连理工大学) 辽宁大连116024 大连理工大学控制科学与工程学院辽宁大连116024

综合能源系统的优化配置关键在于设备选型与数量配置,而能源负荷负荷和可再生能源出力预测误差以及故障发生的不确定性将直接影响配置方案的合理性以及经济性.为此,本文提出一种考虑源–网–荷多元不确定性的综合能源系统多目标–机会... 详细信息

综合能源系统的优化配置关键在于设备选型与数量配置,而能源负荷负荷和可再生能源出力预测误差以及故障发生的不确定性将直接影响配置方案的合理性以及经济性.为此,本文提出一种考虑源–网–荷多元不确定性的综合能源系统多目标–机会约束规划方法.考虑可再生能源出力与负荷需求预测误差引起的不确定性,本文构建了满足置信概率的能量供需平衡约束;针对供能网络中设备N-1故障引起的不确定性,提出调整裕度模型,进而构建了调整裕度与N-1设备能量缺额的机会约束.对于获得的帕累托解集,采用信息熵与逼近理想排序法构建多准则评价模型,以确定最优的系统配置.将本文方法应用于某区域综合能源系统的最优结构设计,实验结果表明,本文方法的有效性与可靠性.

关键词：综合能源系统不确定性 N-1故障机会约束多准则评价

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金刚石高效超低损伤加工机理与工艺研究现状

机械工程学报 2024年第3期60卷 337-353页

作者：袁菘郭晓光金洙吉康仁科郭东明大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连116024

随着电子器件向高频高压、大功率方向发展,对半导体器材的性能提出了更高的要求。单晶金刚石具有高热导、耐高温、超宽禁带、击穿电压高等特性,被视为终极半导体材料。若要充分发挥金刚石的性能,其表面需要具有超光滑和近乎无损伤的表... 详细信息

随着电子器件向高频高压、大功率方向发展,对半导体器材的性能提出了更高的要求。单晶金刚石具有高热导、耐高温、超宽禁带、击穿电压高等特性,被视为终极半导体材料。若要充分发挥金刚石的性能,其表面需要具有超光滑和近乎无损伤的表面。然而,金刚石不仅硬度大、化学性质稳定、难去除,而且脆性大、断裂性韧性低、极易产生加工损伤,这严重制约了金刚石在半导体领域的应用。有关金刚石高效超低损伤的加工机理和工艺,国内外学者展开了大量研究。但到目前为止,并没有一套适合于金刚石高效超低损伤的加工理论和工艺。在介绍了金刚石现有加工方法及其优缺点的基础上,概述了金刚石加工工艺的研究现状,并从实验表征和模拟计算两方面系统地总结了有关金刚石高效超低损伤加工机理以及相关的工艺研究进展,最后分析了目前实现金刚石高效超低损伤加工面临的问题、难点及未来发展趋势,为今后金刚石半导体器件的制造技术及理论提供借鉴。分析表明,机理方面,实验表征与模拟计算相结合是获得更多的动态原子细节信息的有效方式,是未来在原子尺度阐明加工机理的发展方向。工艺方面,化学机械抛光方法可以用于平坦化大尺寸材料加工,同时也可以获得具有超光滑超低损伤表面的金刚石,但去除率低是限制该方法应用的瓶颈问题,通过金刚石磨粒+强氧化剂+外部能场辅助的加工方法是实现金刚石高效超低损伤加工的发展方向。

关键词：金刚石高效超低损伤半导体材料工艺与机理

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薄壁CFRP管端面磨削及铣削加工质量对比

复合材料学报 2024年第5期41卷 2503-2519页

作者：田俊超鲍岩康仁科张泽旭郭东明董志刚大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连116024

阵列复材管是由薄壁碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)管在水平面内二维密排形成的蜂窝结构材料,可应用于航空航天等领域。为探索端面磨削和铣削阵列复材管的可行性,以CFRP管元胞为研究对象,考虑其薄壁特征引入切出角度为实验参数,并开展... 详细信息

阵列复材管是由薄壁碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)管在水平面内二维密排形成的蜂窝结构材料,可应用于航空航天等领域。为探索端面磨削和铣削阵列复材管的可行性,以CFRP管元胞为研究对象,考虑其薄壁特征引入切出角度为实验参数,并开展端面加工实验研究切出角度、刀具实际进给率、轴向切削深度和切削速度对已加工表面形貌和力的影响。结果表明:切出角度通过影响加工区域的材料支撑状态和纤维切削角影响损伤的类型及形成过程,过大或过小的切出角度均可能产生加工损伤;通过降低刀具实际进给率、轴向切削深度或提升切削速度均可一定程度上降低切削力并抑制端面磨削时小切出角度条件下的损伤,但上述措施无法抑制端面铣削损伤。端面磨削相比于端面铣削具有更大的高效低损伤加工工艺操作区间,建议优先选用。

关键词： CFRP 蜂窝铣削磨削加工损伤切削力

冷等离子体耦合微量润滑微铣削CFRP加工性能与机理研究

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机械工程学报 2024年第9期60卷 338-350页

作者：王帅帅段振景刘吉宇李育恒王梓恒周瑜阳刘新宋金龙孙晶大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连116024

碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)具有高强度、耐腐蚀、耐高温等优异性能,其结构具有各向异性和非均匀性,机械加工时易出现纤维撕裂、分层和脱粘等损伤,导致表面质量及使用性能难以满足实际需求。冷等离子体射流... 详细信息

碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)具有高强度、耐腐蚀、耐高温等优异性能,其结构具有各向异性和非均匀性,机械加工时易出现纤维撕裂、分层和脱粘等损伤,导致表面质量及使用性能难以满足实际需求。冷等离子体射流中富含活性粒子且宏观温度较低,能有效调控材料特性且不会造成明显损伤。提出采用冷等离子体射流调控CFRP材料的表面浸润性及力学特性,结合微量润滑(Minimum quantity lubrication,MQL)冷却介质辅助微铣削CFRP,实现高质量、低损伤加工。首先通过亲水性改性试验研究射流对CFRP表面浸润性的影响,发现射流能够在40 s内将CFRP表面接触角降低到10°以下,有效提高CFRP的浸润性。然后开展拉伸试验及单颗粒划痕试验研究射流对CFRP力学特性的影响,发现射流作用下CFRP的抗拉强度降低了约17%,同时促进了材料的脆性断裂。最后在不同冷却润滑条件下对CFRP开展微铣削试验,研究了冷等离子体射流及MQL冷却介质对材料切削加工性能的作用效果及机理;结果表明相较于干铣削,冷等离子体射流及MQL冷却介质的复合能场能作用下切削温度降低了28%,切削力降低了10%以上,表面粗糙度降低47%,有效减少已加工表面纤维脱粘、弯曲、撕裂等缺陷,在CFRP等复合材料的辅助加工中有广阔的应用前景。

关键词：碳纤维复合材料微铣削冷等离子体射流微量润滑

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双面研磨技术研究现状与发展趋势

机械工程学报 2024年第7期60卷 266-288页

作者：郭江潘博连佳乐杨哲刘欢高菲康仁科大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连116024

近年来,随着半导体、光学制造等领域的飞速发展,对晶圆、光学窗口及密封环等薄平板件的需求越来越大,加工质量要求越来越高。双面研磨具有加工应力小、效率高等优点,被广泛用于薄平板件的加工。为梳理双面研磨技术发展现状,重点综述了... 详细信息

近年来,随着半导体、光学制造等领域的飞速发展,对晶圆、光学窗口及密封环等薄平板件的需求越来越大,加工质量要求越来越高。双面研磨具有加工应力小、效率高等优点,被广泛用于薄平板件的加工。为梳理双面研磨技术发展现状,重点综述了双面研磨的机理、工艺、应用及装备的最新研究进展;分析了双面研磨理论模型对工艺的优化效果,总结了双面研磨工艺的应用现状。此外,全面比较了行业内代表性厂家双面研磨装备的技术水平,并指出了国内与国外的差距。在此基础上,对双面研磨技术的发展趋势进行了展望,为后续相关研究提供了参考。

关键词：双面研磨技术材料去除工艺优化双面研磨装备

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安全头盔热塑性“复材结构一体化”成形/型与结构优化

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计算机集成制造系统 2024年

作者：韩成祥张向奎刘蕊胡平中车工业研究院有限公司大连理工大学汽车工程学院大连理工大学人工智能学院

为了提高产品性能和满足轻量化的设计理念，提出一种基于热塑性树脂连续纤维铺层的“复材结构一体化”快速成形/型与轻量化结构优化方法。并以安全头盔外壳为载体，较详细地阐述该方法在以热塑性树脂为基体的玻璃纤维复合材料的快速成形... 详细信息

为了提高产品性能和满足轻量化的设计理念，提出一种基于热塑性树脂连续纤维铺层的“复材结构一体化”快速成形/型与轻量化结构优化方法。并以安全头盔外壳为载体，较详细地阐述该方法在以热塑性树脂为基体的玻璃纤维复合材料的快速成形/型以及服役过程中的优化效果和优势。通过采用材料优化和拓扑结构优化相结合的方法，将模压成型和注塑成型两大工艺无缝集成在一起，实现头盔的轻量化制造。结果表明：相比常规的注塑工艺头盔，在刚度保持相同的前提下，使用热塑性连续玻璃纤维复合材料和拓扑优化结构的头盔外壳的重量下降6%，减薄率达到29.7%。材料优化和拓扑优化为整体头盔的设计提供更多自由度，增加了佩戴舒适度的优化空间。

关键词：热塑性连续纤维复合材料拓扑优化 “复材结构一体化”成形/型安全头盔