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高对比度有机刺激响应发光材料研究进展(综述)

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太原理工大学学报 2024年第3期55卷 414-426页

作者：刘丰茂李洁太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室太原030024

【目的】信息技术的不断发展对经济、政治、文化和军事等领域产生了深远影响,信息安全问题也变得愈发突出。将信息深度隐藏是提高信息安全的重要途径之一,开发具有信息深度隐藏功能的材料是研究的热点之一。刺激响应发光材料能够对机械... 详细信息

【目的】信息技术的不断发展对经济、政治、文化和军事等领域产生了深远影响,信息安全问题也变得愈发突出。将信息深度隐藏是提高信息安全的重要途径之一,开发具有信息深度隐藏功能的材料是研究的热点之一。刺激响应发光材料能够对机械力、光、温度、pH值等外部刺激产生响应性荧光信号,而具备信号开关转换功能、高对比度以及高信噪比的发光启亮型材料在信息深度隐藏领域展现出明显的优势和巨大的应用潜力。【方法】按照从分子结构改变到聚集态结构转变的顺序,总结了近五年不同类型的刺激响应发光启亮型材料,并对该材料体系进行了系统归纳。【结论】从发光机制、动力学调控、多相态转换等角度,总结了高性能刺激响应发光材料仍存在的问题,并提出了解决思路,旨在为新型高性能刺激响应发光材料的设计、制备和应用提供可借鉴的理论和实践经验。

关键词：刺激响应发光荧光启亮高对比度多相态信息深度隐藏

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低产煤层气井无机矿物泡排酸蚀解堵特性

煤炭学报 2024年

作者：张惜图胡胜勇冯国瑞赵瑞锦范雯莉李国富武玺太原理工大学安全与应急管理工程学院晋能控股装备制造集团有限公司煤与煤层气共全国重点实验室太原理工大学矿业工程学院山西蓝焰煤层气集团有限责任公司

煤层气开发中无机矿物堵塞容易导致煤层气井低产，严重制约煤层气井的连续稳定排采与产量，酸蚀溶解是高效清理无机矿物的有效手段之一。基于无机矿物的多组分酸液溶蚀实验，考虑泡排作用对无机矿物的润湿携带效果，研究了起泡剂复配酸... 详细信息

煤层气开发中无机矿物堵塞容易导致煤层气井低产，严重制约煤层气井的连续稳定排采与产量，酸蚀溶解是高效清理无机矿物的有效手段之一。基于无机矿物的多组分酸液溶蚀实验，考虑泡排作用对无机矿物的润湿携带效果，研究了起泡剂复配酸液解堵剂对低产煤层气井无机矿物的泡排酸蚀解堵特性。结果表明：氢氟酸对以硅酸盐岩为主要成分的无机矿物的溶蚀效果较盐酸与乙酸最佳，酸液浓度超过12%对无机矿物溶蚀率增长不显著。多组分酸较单组份酸对无机矿物溶蚀率更高，普遍达40% ～ 80%。当复配解堵剂中起泡剂浓度小于0.6%时，随起泡剂浓度增长，溶液表面张力、溶液与无机矿物表面接触角均逐渐减少，泡排作用下泡沫越绵密，起泡能力逐渐增加，泡沫半衰期逐渐延长，泡沫携粉含量越高。当起泡剂浓度超过0.6%后复配解堵液表面张力呈紊乱趋势，泡沫稳定性变差。BS-12泡沫体系泡径大较AEO泡沫体系泡径大小不均对泡沫半衰期影响更为严重。由于APG复配酸液表面张力最小，泡沫稳定绵密且对无机矿物润湿性最好，选取耐酸性强的非离子型表面活性剂APG作为起泡剂复配酸液为优选的溶蚀无机矿物解堵剂。泡排作用促进无机矿物溶蚀率少量增长，酸液浓度对泡沫稳定性、泡沫半衰期起抑制作用，泡沫携带排出的无机矿物粒径越小，粒径范围越窄。

关键词：煤层气井无机矿物泡排酸蚀溶蚀解堵

滩槽交界带不同植被布置方式对水动力特性影响的数值研究

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水电能源科学 2024年

作者：杨帆任春平王鸿飞太原理工大学水利科学与工程学院山西水投防护技术有限公司

为研究滩槽交界带不同植被布置方式对水动力特性的影响,基于Delft3D-FM构建了考虑二次流影响的二维水动力模型,分析了植被平行布置、交错布置、无植被工况下河道断面速度分布、二次流强度和河底剪切应力。结果表明,与无植被工况相比,植... 详细信息

为研究滩槽交界带不同植被布置方式对水动力特性的影响,基于Delft3D-FM构建了考虑二次流影响的二维水动力模型,分析了植被平行布置、交错布置、无植被工况下河道断面速度分布、二次流强度和河底剪切应力。结果表明,与无植被工况相比,植被增加了滩槽间动量交换,布置有植被的河道主槽流速增大,植被区流速减小;植被的存在减小了植被区的二次流强度,增大了主槽的二次流强度和滩槽交界带剪切应力。交错布置植被会明显增大主槽二次流强度。

关键词：滩槽交界带 Delft3D-FM 植被水动力模型水动力特性

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面向电铲自主装卸的矿用自卸车斗型优化

吉林大学学报（工学版） 2024年第5期54卷 1227-1236页

作者：谭晓丹王勇澎 Robert Hall 徐天爽黄庆学吉林大学机械与航空航天工程学院长春130022 太原重型机械集团有限公司矿山采掘装备及智能制造国家重点实验室太原030024 南达科他州矿业理工大学采矿工程与管理学院拉皮德城57701 太原理工大学机械与运载工程学院太原030024

针对现有电铲自主装卸功能在料堆重构、环境感知、目标识别等领域存在技术难度的现状,从降低自主装卸作业任务难度的角度出发,本文提出了一种以载荷均衡分布为目标的矿用自卸车斗型优化方法。首先,构建了一种基于差分迭代的装卸后自卸... 详细信息

针对现有电铲自主装卸功能在料堆重构、环境感知、目标识别等领域存在技术难度的现状,从降低自主装卸作业任务难度的角度出发,本文提出了一种以载荷均衡分布为目标的矿用自卸车斗型优化方法。首先,构建了一种基于差分迭代的装卸后自卸车斗内料堆的轮廓重构方法,并对料堆质心位置进行计算;其次,建立并验证了模拟电铲装卸过程的离散元仿真方法;再次,利用离散元仿真实验,研究了不同斗型结构参数对斗内料堆质心位置的影响;最后,以横向载荷均布为目标,以纵向载荷分布、行驶安全性、斗容变化为约束对斗型进行优化。结果表明:优化后的斗型与原斗型相比,在保持装载能力和行驶安全性的前提下,极端装卸位置时的载荷分布均匀性显著提升,并具有更大的合理装卸面积和更高的作业效率。

关键词：机械设计及理论自主装卸矿用自卸车载荷分布斗型优化

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脆性材料统一断裂相场方法及其裂缝宽度的确定

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工程力学 2024年第6期41卷 1-8页

作者：王飞阳上海理工大学理学院深海高端装备系统研究院上海200093 上海理工大学环境与建筑学院土木工程系上海200093

岩石、混凝土等脆性材料的开裂问题一直是国内外关注的热点和难点,裂缝的演化使得脆性材料的力学性能难以预测。针对脆性材料的拉、剪和拉剪复合开裂问题,将统一拉伸断裂准则引入到相场理论,进而基于谱分解技术提出了统一断裂相场方法,... 详细信息

岩石、混凝土等脆性材料的开裂问题一直是国内外关注的热点和难点,裂缝的演化使得脆性材料的力学性能难以预测。针对脆性材料的拉、剪和拉剪复合开裂问题,将统一拉伸断裂准则引入到相场理论,进而基于谱分解技术提出了统一断裂相场方法,并通过交错算法在商业有限元软件中实现了该方法。拉伸断裂试验和拉剪复合断裂试验数值模拟结果表明:统一断裂相场方法具有热力学一致性,该方法不仅能准确模拟裂缝演化过程中脆性材料的力学性能,还能精准预测拉剪复合裂缝的扩展路径。此外,运用水平集理论构建了一个相场函数,识别了相场裂缝的分界面,进而通过理论推导得出了相场裂缝宽度的计算公式,并对其进行了验证。该研究旨在提出精准预测脆性材料拉、剪和拉剪复合开裂的相场方法,以保障土木工程结构的安全。

关键词：断裂相场方法拉剪复合裂缝热力学一致性交错算法裂缝宽度

活性元含量对低附带毁伤弹药近场冲击波的影响

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兵工学报 2024年第5期45卷 1613-1624页

作者：范瑞军王晓锋王金英周捷王少宏皮爱国北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 中北大学环境与安全工程学院山西太原030051

为提高现有低附带毁伤技术方案的近场毁伤威力,通过在分装式低附带毁伤弹药的重金属颗粒嵌层中加入不同含量的活性元材料,优化活性元配比,从而增强近场毁伤威力。开展碳化钨-铝粉-硝酸钠-氟橡胶(Tungsten Carbide-Al-NaNO_(3)-Fluororub... 详细信息

为提高现有低附带毁伤技术方案的近场毁伤威力,通过在分装式低附带毁伤弹药的重金属颗粒嵌层中加入不同含量的活性元材料,优化活性元配比,从而增强近场毁伤威力。开展碳化钨-铝粉-硝酸钠-氟橡胶(Tungsten Carbide-Al-NaNO_(3)-Fluororubber,WC-Al-NaNO_(3)-FKM)复合材料嵌层中不同含量活性元的静爆试验,利用自由场压力测试系统测得爆炸后的冲击波压力曲线。研究结果表明:活性元含量增加至15%时冲击波超压达到最大,在37.5 CD(装药直径)、50 CD处分别提高57.5%和18.2%;活性元含量增加至20%时比冲量在37.5 CD处最大提高25.7%。在试验结果基础上利用数值模拟方法确定活性元后燃反应模型Miller项参数,得出不同含量活性元后燃反应能量释放规律以及活性元组分反应度随时间的变化关系:在理想情况下,随着活性元含量的增加,后燃反应时间减小。研究结果为低附带毁伤战斗部的近场增强设计提供了一种较好的技术策略。

关键词：活性元含量重金属颗粒嵌层冲击波超压后燃效应

电流退火对Fe_(78)Si_(9)B_(13)合金性能及塑性变形的影响

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金属热处理 2024年第7期49卷 225-230页

作者：牛小淼金涛王泽王涛太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 金属成形技术与重型装备全国重点实验室山西太原030024

通过传统退火和电流退火改变Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶合金薄带的塑性,对退火样品进行纳米压痕测试和塑性成形试验,验证两种退火工艺下Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶合金薄带的性能和成形效果。结果表明,当两种退火工艺的温度相同时,Fe_(78)Si... 详细信息

通过传统退火和电流退火改变Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶合金薄带的塑性,对退火样品进行纳米压痕测试和塑性成形试验,验证两种退火工艺下Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶合金薄带的性能和成形效果。结果表明,当两种退火工艺的温度相同时,Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶合金薄带经电流退火后的硬度和弹性模量较低,塑性成形效果更佳,其中300℃电流退火20 min后的纳米压痕位移最大,非晶合金塑性变形行为的改善也最为明显。

关键词： Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶合金电流退火纳米压痕性能塑性变形

基于大尺寸工程模型的排尘系统实验及参数优化

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煤炭技术 2024年第1期43卷 138-142页

作者：王晖王宏伟曹孟涛太原理工大学安全与应急管理工程学院太原030024 太原理工大学山西省煤矿智能装备工程研究中心太原030024 太原理工大学机械与运载工程学院太原030024

为解决某高瓦斯矿综掘面粉尘污染问题,通过COMSOL软件对压入式通风下粉尘于不同区域运移特性进行研究;选取3种排尘系统参数(风筒风速、压风距离、风筒悬挂高度),以进风侧、回风侧及掘进机操作台位置粉尘质量浓度为分析指标,借助大尺寸... 详细信息

为解决某高瓦斯矿综掘面粉尘污染问题,通过COMSOL软件对压入式通风下粉尘于不同区域运移特性进行研究;选取3种排尘系统参数(风筒风速、压风距离、风筒悬挂高度),以进风侧、回风侧及掘进机操作台位置粉尘质量浓度为分析指标,借助大尺寸工程模型对每种参数下4个方案进行相似实验,优选排尘系统参数。结果表明:压风出口处负压影响下掘进机机尾存在粉尘回流,并于掘进机操作台处积聚;排尘系统参数以风筒风速16~20 m/s、压风距离8~11 m、风筒悬挂高度3.4~3.7 m设置时,掘进机操作台位置最大粉尘质量浓度降低49.02%,排尘40 min清除掘进机两侧96.58%浮尘,提升了压入式通风为基础的排尘系统抑尘效果及排尘效率。

关键词：粉尘防治综掘面压入式通风数值模拟相似实验大尺寸工程模型

C/SiC材质盘式制动器热-机耦合特性分析

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机械设计 2024年第6期41卷 14-24页

作者：甫圣焱马晓欣李福屹计江太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024 河北建筑工程学院机械工程学院河北张家口075000 中国重型机械研究院股份公司陕西西安710032

为了探究新型C/SiC材料用作小型汽车盘式制动器不同载荷条件下的温度和应力特性,文中通过ABAQUS软件建立了C/SiC制动盘的三维热-机耦合模型,对不同初始速度和制动压力下的紧急制动进行了模拟仿真研究,并与传统的HT250制动盘进行了对比... 详细信息

为了探究新型C/SiC材料用作小型汽车盘式制动器不同载荷条件下的温度和应力特性,文中通过ABAQUS软件建立了C/SiC制动盘的三维热-机耦合模型,对不同初始速度和制动压力下的紧急制动进行了模拟仿真研究,并与传统的HT250制动盘进行了对比。结果表明:制动片对C/SiC制动盘产生周期脉冲压力,制动过程中摩擦生热造成制动盘温度周期升降,产生正弦波动的热应力,脉冲压力和正弦波动的热应力二者耦合造成制动盘Mises应力、径向应力和周向应力呈现出周期“脉冲”和“正弦”波动变化。在制动减速度为5.56 m/s2、初始速度为60 km/h条件下,C/SiC制动盘在制动摩擦区峰值温度最高为137.3℃,峰值Mises应力、径向应力和周向应力远远小于材料强度。制动盘芯部的非摩擦区域节点承受周期波动的拉应力,是容易发生疲劳失效的关键位置。随着制动减速度的提高,C/SiC比HT250材质制动盘温升更高,但应力峰值的增幅小,具有更强的抗热衰退性能,满足紧急制动的要求。

关键词： C/SiC 盘式制动器热-机耦合温度场应力场