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冻-融循环老化对竹纤维/聚丙烯复合材料性能的影响

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复合材料学报 2024年

作者：李振宇李新功中南林业科技大学材料科学与工程学院

竹纤维/聚丙烯（BF/PP）复合材料常应用于户外市政工程领域。在高纬度地区时冷热湿冻的交变作用会使材料性能严重劣化。为探究BF/PP复合材料在高纬度地区的耐老化性能，采用相容剂和偶联剂协同改性的方法制备了BF/PP复合材料，研究了该... 详细信息

竹纤维/聚丙烯（BF/PP）复合材料常应用于户外市政工程领域。在高纬度地区时冷热湿冻的交变作用会使材料性能严重劣化。为探究BF/PP复合材料在高纬度地区的耐老化性能，采用相容剂和偶联剂协同改性的方法制备了BF/PP复合材料，研究了该材料在冻-融循环老化处理后的物理力学性能及表观性能的变化规律。采用5400 s短期蠕变试验方法研究了材料的蠕变行为，并利用扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱分析了材料的微观形貌与化学组成。结果显示：720 h冻-融循环老化后，BF/PP复合材料的抗拉强度、抗弯强度、弯曲弹性模量、无缺口冲击强度的保留率为分别为76.90%、86.89%、82.81%、71.83%；材料产生了较深的交叉裂纹、孔洞和断层，表面疏水性下降，并出现了明显的色泽改变。进一步采用伯格斯（Burgers）模型对BF/PP复合材料的5400 s短期蠕变行为进行了拟合，探明了冻-融循环老化对BF/PP复合材料抗蠕变性能的影响机制。

关键词：生物质复合材料竹纤维老化冻融循环聚丙烯力学性能

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砷酸复盐矿化沉淀高效除砷行为及机理

中国有色金属学报 2024年第10期 3490-3501页

作者：房金梅孙伟韩海生徐龙华岳彤胡文吉豪王宇峰薛凯田佳西南科技大学环境与资源学院中南大学资源加工与生物工程学院

针对常规化学沉淀法处理碱性含砷废水无法高效选择性除砷的问题，提出采用砷酸复盐矿化沉淀法处理含砷废水。对25℃的Mg2+-NH4+-AsO43--OH--H2O体系进行了热力学计算，研究了工艺参数对除砷率的影响，为砷酸复盐矿化沉淀过程建立了动力... 详细信息

针对常规化学沉淀法处理碱性含砷废水无法高效选择性除砷的问题，提出采用砷酸复盐矿化沉淀法处理含砷废水。对25℃的Mg2+-NH4+-AsO43--OH--H2O体系进行了热力学计算，研究了工艺参数对除砷率的影响，为砷酸复盐矿化沉淀过程建立了动力学调控机制，探索了杂质离子对除砷效果的影响。结果表明：pH对除砷率和砷渣品位的影响显著；增大镁盐和氨盐用量能在一定程度上提高除砷率，但镁盐过量时砷渣品位会随镁盐用量的增加而减小；增加镁盐用量有利于缩短达到平衡所需的时间；升温会明显降低除砷率和砷渣品位。杂质离子Ca2+、Fe3+和SiO32-的加入会形成新的化合物并与砷共沉淀，对除砷具有促进作用，而加入PO43-形成磷酸复盐与砷酸复盐的形成存在竞争关系，会抑制砷酸复盐矿化除砷。

关键词：含砷废水热力学动力学砷酸复盐选择性除砷

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无人机集群联合拓扑控制的智能路由规划方法

通信学报 2024年第2期45卷 137-149页

作者：颜志易正伦欧阳博王耀南湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082

针对现有无人机集群路由协议拓扑适变能力弱,易产生包重传、能量空洞和高时延,严重恶化了数据路由性能的问题,针对无人机集群中集群拓扑与路由的耦合特性,提出了一种联合拓扑控制的智能路由规划(IRPJTC)方法。该方法由基于虚拟力的自适... 详细信息

针对现有无人机集群路由协议拓扑适变能力弱,易产生包重传、能量空洞和高时延,严重恶化了数据路由性能的问题,针对无人机集群中集群拓扑与路由的耦合特性,提出了一种联合拓扑控制的智能路由规划(IRPJTC)方法。该方法由基于虚拟力的自适应拓扑控制(VFATC)和基于近端策略优化的地理路由规划(PPO-GRP)组成。其中,VFATC使各无人机根据邻居运动状态信息自适应调整与邻居的距离,保证集群中链路的稳定连接;进一步,PPO-GRP引入VFATC中的链路稳定性指标,并结合端到端时延与能耗指标,设计多目标奖励函数,采用深度强化学习中的近端策略优化算法训练路由策略。仿真实验结果表明,IRPJTC相比于现有路由方法,能在保证分组传输成功率的同时,使端到端时延降低12.11%,无人机集群能耗降低4.56%,且具备更强的能耗均衡能力。

关键词：无人机集群路由协议拓扑控制近端策略优化深度强化学习

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林地开沟机刀具优化设计与试验

中国农机化学报 2024年第3期45卷 38-43页

作者：陈雨丰廖凯陈飞牛贺贺中南林业科技大学机电工程学院长沙市410004

针对林地开沟条件恶劣、开沟困难的情形,设计一种开沟刀,对设计的开沟刀进行切削土壤研究与参数优化。利用LS-DYNA建立开沟刀—土壤切削有限元模型,得到开沟刀土壤切削过程等效应力、切削阻力以及切削能耗的变化规律。以平均切削阻力为... 详细信息

针对林地开沟条件恶劣、开沟困难的情形,设计一种开沟刀,对设计的开沟刀进行切削土壤研究与参数优化。利用LS-DYNA建立开沟刀—土壤切削有限元模型,得到开沟刀土壤切削过程等效应力、切削阻力以及切削能耗的变化规律。以平均切削阻力为指标,建立正交仿真试验,探究刀片厚度、刃倾角和刀片切削速度对平均切削阻力的影响。正交仿真试验结果表明:平均切削阻力最小时的最优参数组合为刀片厚度6 mm,刃倾角45°,刀片切削速度2 m/s;各因素影响平均切削阻力的顺序为刀片切削速度>刀片厚度>刃倾角。对优化后的开沟刀进行静力学分析,刀具的强度与刚度满足要求。林地试验开沟刀切削阻力平均值为232.6 N,试验值与仿真值误差为7.1%,表明开沟刀—土壤切削模型可用于开沟刀参数优化。

关键词：林地开沟机开沟刀有限元分析正交试验

广域电磁法对巨厚盖层下地热勘查效果分析——以长沙黄花国际机场为例

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国土资源导刊 2024年第2期21卷 43-49页

作者：屈利军何峰李波高远湖南省地球物理地球化学调查所湖南长沙410029 湖南科技大学湖南湘潭411201 湖南省地质新能源勘探开发工程技术研究中心湖南长沙410029

为探测巨厚盖层下的地热资源埋藏情况,在对湖南长沙黄花国际机场地区进行综合区域地质—地球物理条件分析研究基础上,采用广域电磁法,经剖面布设、试验分析、数据跳点剔除、滤波去噪、二维反演处理、地质解释等一系列工作后,得出调查区... 详细信息

为探测巨厚盖层下的地热资源埋藏情况,在对湖南长沙黄花国际机场地区进行综合区域地质—地球物理条件分析研究基础上,采用广域电磁法,经剖面布设、试验分析、数据跳点剔除、滤波去噪、二维反演处理、地质解释等一系列工作后,得出调查区断裂构造发育、垂向延伸大、其深部呈低阻的特征,物探推测各地层厚度与后期钻孔揭露误差在6%~17%之间。测井资料显示,在孔深2610 m处,其水温达80℃,说明了该地区地热资源具有进一步勘探潜力。广域电磁法的有效应用,为以后在相似地区开展深部地热资源勘查提供了重要的参考依据。

关键词：地热资源广域电磁法断裂构造低阻特征测井

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基于时差提示SAM的遥感变化检测

信号处理 2024年第3期40卷 417-427页

作者：方乐缘旷洋刘强岳俊湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 中南大学自动化学院湖南长沙410083

遥感变化检测作为观测和分析地表变化的重要手段,以双时相图像为输入,旨在预测变化发生的“位置”。近期出现的基础模型,例如SAM模型(Segment Anything Model),展现出强大的通用性和泛化能力,有望为变化检测任务提供更为有效的解决方案... 详细信息

遥感变化检测作为观测和分析地表变化的重要手段,以双时相图像为输入,旨在预测变化发生的“位置”。近期出现的基础模型,例如SAM模型(Segment Anything Model),展现出强大的通用性和泛化能力,有望为变化检测任务提供更为有效的解决方案。然而,由于遥感图像的特殊成像特性,它们在许多遥感应用中的直接使用往往效果不佳。此外,SAM模型最初被设计用于分割单时相图像,其通过人工添加点或框的提示来实现,但这种过于直观的方法在处理双时相图像输入时并不适用。为了应对上述挑战,本文提出了一种基于时差提示SAM的遥感变化检测方法(TDPS),充分发挥SAM模型强大的视觉识别能力,以改进对遥感图像的变化检测。具体而言,本文首先在SAM骨干网络中引入了低阶可微调参数,以减轻自然图像到遥感图像上的域偏移。其次,本文设计了时相差异提示生成器,通过将双时相图像的特征与查询嵌入一起优化,得到适用于变化检测任务的提示向量。最后,大量实验证明了本文方法的有效性,在两个常用的变化检测数据集LEVIR-CD和WHU-CD上取得了最先进的性能,F1指标相比于最先进方法分别提升了1.4%和2.5%。

关键词：遥感变化检测 SAM 提示学习

冲击作用下CFRP光圆筋与UHPC粘结性能的试验研究

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复合材料学报 2024年第2期41卷 858-870页

作者：蒋正文刘朋杰方志方亚威王志伟湖南大学土木工程学院长沙410082 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室长沙410082 中复碳芯电缆科技有限公司连云港222069

为明确冲击荷载作用下,碳纤维增强复合材料(Carbon fiber-reinforced polymer,CFRP)筋与超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)粘结界面间化学粘结力和摩擦力的应变率效应,以锚固长度和荷载类型为参数,对8组共计24个采... 详细信息

为明确冲击荷载作用下,碳纤维增强复合材料(Carbon fiber-reinforced polymer,CFRP)筋与超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)粘结界面间化学粘结力和摩擦力的应变率效应,以锚固长度和荷载类型为参数,对8组共计24个采用UHPC作为粘结介质锚固的CFRP光圆筋试件(锚固长度分别为20d~35d,d为CFRP筋材直径),分别进行了静力拉拔和筋材应变速率约为4.0 s^(-1)的纵向冲击试验。结果表明:静力和纵向冲击试件均发生了光圆筋拔出的滑移破坏,相较于冲击试件,静力加载后CFRP光圆筋的表面损伤更明显。冲击荷载作用下,CFRP光圆筋与UHPC间界面的化学粘结强度和峰值粘结强度均呈现正的应变率效应,分别较相应的静力强度提高了约53%和17%;而峰值后界面的残余粘结强度即滑动摩擦阻力则表现为负的应变率效应,较相应的静力值降低约38%。基于试验结果,建立了冲击作用下CFRP光圆筋与UHPC间界面动态粘结强度的预测公式。

关键词：碳纤维增强树脂复合材料(CFRP) 超高性能混凝土(UHPC) 冲击荷载粘结强度锚固长度

全氟烷基酸在大型溞体内的竞争富集作用及机制

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中国环境科学 2024年第1期44卷 489-498页

作者：肖璐张尚伟程浩于丹凤姜晓满胡蝶旋文武夏星辉北京师范大学珠海校区理工实验平台广东珠海519087 北京师范大学环境学院水沙科学教育部重点实验室北京100875 北京师范大学环境与生态前沿交叉研究院广东珠海519087 中南林业科技大学环境科学与工程学院湖南长沙410004

全氟烷基酸(PFAAs)是一类在水环境中广泛存在的有机污染物,具有潜在的生物累积性和多种生物毒性.为探究长链PFAAs与其短链替代品在浮游动物大型溞体内的竞争富集作用,通过比较典型长链PFAAs存在和不存在两个暴露条件下短链PFAAs在大型... 详细信息

全氟烷基酸(PFAAs)是一类在水环境中广泛存在的有机污染物,具有潜在的生物累积性和多种生物毒性.为探究长链PFAAs与其短链替代品在浮游动物大型溞体内的竞争富集作用,通过比较典型长链PFAAs存在和不存在两个暴露条件下短链PFAAs在大型溞体内的生物富集,考察PFAAs在大型溞体内的吸收速率常数(ku)、排出速率常数(ke)和稳态生物浓缩系数(BCFss)等指标的变化规律,探讨典型长链PFAAs与其短链替代品的竞争富集作用机制.结果表明,PFAAs在大型溞体内的ku和BCFss值分别与全氟碳原子数、膜−水分配系数和蛋白质结合系数显著正相关,且长链PFAAs对短链PFAAs的生物富集具有明显抑制作用,导致短链PFAAs的BCFss值降低56%~80%.长链与短链PFAAs在蛋白质结合点位的竞争作用可能是短链PFAAs生物富集受到抑制的机制之一.

关键词：全氟化合物(PFAS) 生物富集竞争作用大型溞脂肪酸结合蛋白新污染物

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聚吡咯在电化学中的应用研究进展

现代化工 2024年

作者：王闻达段毅王海平刘思宇郭博森罗卫华中南林业科技大学材料科学与工程学院中南林业科技大学材料表界面科学与技术湖南省重点实验室中南林业科技大学湖南省木本生物质转化工程技术研究中心

介绍了导电聚合物聚吡咯的主要制备方法及其在电化学中的应用进展，并分析了存在的问题，最后对未来的研究方向进行了展望。

关键词：导电聚合物聚吡咯超级电容器锂电池电催化