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金属橡胶无序式网格互穿结构的热力学性能研究

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机械工程学报 2024年第8期60卷 165-175页

作者：任志英黄子豪方荣政王秦伟莫继良秦红玲福州大学机械工程及自动化学院福州350116 福州大学金属橡胶与振动噪声研究所福州350116 西南交通大学机械工程学院成都610031

金属橡胶是一种弹性多孔纯金属材料,其内部的网格互穿结构复杂而无序,难以通过一般方法准确描述,这限制了其在高温环境下的可控应用。为此,通过虚拟制备技术构建了综合考虑金属橡胶材料属性、线匝几何尺寸及工艺参数等因素的金属橡胶有... 详细信息

金属橡胶是一种弹性多孔纯金属材料,其内部的网格互穿结构复杂而无序,难以通过一般方法准确描述,这限制了其在高温环境下的可控应用。为此,通过虚拟制备技术构建了综合考虑金属橡胶材料属性、线匝几何尺寸及工艺参数等因素的金属橡胶有限元模型。在此基础上,推导出金属橡胶内部金属丝微元热传导的动态理论公式并进行相关的有限元分析。结果表明:当仅有热载荷时,金属橡胶主要由连续金属丝实现传热并通过界面接触进行换热,温度场沿成形方向呈梯度分布。此外,由于材料的膨胀其宏观尺寸会增大,但在外部约束与孔隙收容机制的作用下其热膨胀系数小于实心材料的热膨胀系数。而当同时存在热-力载荷时,金属橡胶展现出了良好的结构稳定性与耐热性。通过材料高温准静态压缩试验对材料的热力学性能进行了测试,验证所建立的有限元模型能够有效地反映与预测金属橡胶材料复杂的热力学性能,为材料在高温环境下的应用提供了一定的理论指导。

关键词：金属橡胶网格互穿结构虚拟制备热力学性能

高Nb锆合金在含氧蒸汽中耐腐蚀性能恶化的机理

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金属学报 2024年第4期60卷 509-521页

作者：黄建松裴文徐诗彤白勇姚美意胡丽娟谢耀平周邦新上海大学材料研究所上海200072

为探究高Nb锆合金在含氧蒸汽中耐腐蚀性能恶化的机理,研究了Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr-1.0Nb(质量分数,%)合金在除氧(DE)、300μg/kg溶解氧(DO)、1000μg/kg DO的400℃、10.3 MPa过热蒸汽中的腐蚀行为,采用SEM、TEM和XPS分析了氧化膜的... 详细信息

为探究高Nb锆合金在含氧蒸汽中耐腐蚀性能恶化的机理,研究了Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr-1.0Nb(质量分数,%)合金在除氧(DE)、300μg/kg溶解氧(DO)、1000μg/kg DO的400℃、10.3 MPa过热蒸汽中的腐蚀行为,采用SEM、TEM和XPS分析了氧化膜的显微组织和Nb元素价态。结果表明:Zr-0.75Sn-0.35Fe-0.15Cr-1.0Nb合金在400℃过热蒸汽中的耐腐蚀性能随着DO浓度升高而变差;合金在含氧蒸汽中耐腐蚀性能恶化的机理主要有2方面,一方面是DO加速了氧化膜中Nb元素的氧化,促进了Nb^(2+)向Nb^(5+)的转换;另一方面是DO促进了第二相氧化成m-Nb_(2)O_(5)以及非晶,进而促进了裂纹的萌生与生长,裂纹为O的扩散提供了快速通道,氧化膜显微组织的演化速率更快,最终加速了合金的腐蚀进程。

关键词：锆合金溶解氧腐蚀显微组织

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二级柔性减振系统设计及力学性能分析

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 494-501,618页

作者：石先杰郭卓涛黄舟周春辉任志英中国工程物理研究院总体工程研究所绵阳621999 福州大学机械工程及自动化学院福州350116

为解决二级减振引起个别仪器振动的局部放大、使得力学环境不能满足运行要求的问题,首先,针对金属橡胶双层减振系统,充分考虑安装板的柔性刚度,建立了刚柔复合的二级减振系统模型;其次,基于目标频率对二级减振的频率响应函数进行系统的... 详细信息

为解决二级减振引起个别仪器振动的局部放大、使得力学环境不能满足运行要求的问题,首先,针对金属橡胶双层减振系统,充分考虑安装板的柔性刚度,建立了刚柔复合的二级减振系统模型;其次,基于目标频率对二级减振的频率响应函数进行系统的刚度解耦,实现了减振器刚度的求解,并应用有限元进行随机振动分析,验证了刚柔复合二级减振系统理论模型的可行性;最后,利用振动台进行了试验验证。结果表明,当二级减振系统满足工程刚度需求,其一阶固有频率低于40 Hz时,减振效率可达到70%以上,试验与仿真结果基本一致。

关键词：二级柔性减振金属橡胶减振器随机振动固有频率减振效率

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基于Roe-Siegmund循环内聚力模型焊趾疲劳裂纹萌生仿真

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焊接学报 2024年第3期45卷 61-67,I0006页

作者：赵秋唐琨李英豪吴维青福州大学福州350116 福州大学福建省高校测试中心福州350116

为建立焊趾疲劳裂纹萌生行为仿真方法,基于Roe-Siegmund循环内聚力模型对ABAQUS进行二次开发,形成用于反映疲劳累积损伤的VUMAT子程序,依据文献方法及试验数据获取Q345焊接区域材料的内聚力参数,通过Voronoi图法和内聚力单元法生成具有... 详细信息

为建立焊趾疲劳裂纹萌生行为仿真方法,基于Roe-Siegmund循环内聚力模型对ABAQUS进行二次开发,形成用于反映疲劳累积损伤的VUMAT子程序,依据文献方法及试验数据获取Q345焊接区域材料的内聚力参数,通过Voronoi图法和内聚力单元法生成具有疲劳累积损伤特性和晶粒特征的微观模型,并与宏观对接焊缝模型合并,进行多尺度疲劳裂纹萌生仿真模拟,获得裂纹萌生路径、临界循环次数及晶粒力学响应特征.结果表明,此方法能够自发地选择符合实际情况的裂纹萌生位置以及短裂纹扩展路径,完成对焊接区域材料微观断裂过程的模拟,不同仿真组获取的临界循环次数存在于一定的分布范围内,模型中的累积内聚力长度需通过试验数据进行拟合.

关键词：焊趾裂纹萌生循环内聚力模型内聚力单元法 Voronoi图法

中国“无废城市”发展水平的空间关联结构与影响机制

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环境科学 2024年第8期45卷 4980-4992页

作者：高煜昕高明福州大学经济与管理学院福州350116 福州大学福建绿色发展研究院福州350116

基于熵权TOPSIS法测度2004~2021年中国“无废城市”发展水平,采用社会网络分析法和空间杜宾模型探究“无废城市”发展水平的空间关联网络结构与影响机制.结果表明:①“无废城市”发展水平在全国、东部和中部总体呈下降趋势,在西部总体... 详细信息

基于熵权TOPSIS法测度2004~2021年中国“无废城市”发展水平,采用社会网络分析法和空间杜宾模型探究“无废城市”发展水平的空间关联网络结构与影响机制.结果表明:①“无废城市”发展水平在全国、东部和中部总体呈下降趋势,在西部总体呈上升趋势;②“无废城市”发展水平的空间关联呈现核心-边缘结构,网络密度总体呈上升趋势,网络整体趋于稳定状态;③北京、上海、江苏、浙江、福建和广东处于网络的中心和主导位置;④北京、天津、上海和江苏属于“净受益”板块,浙江、福建和广东属于“经纪人”板块,其余省份属于“净溢出”板块;⑤城镇化水平、经济发展水平、技术创新水平、外商投资水平、环境规制、政府干预和人口规模分别对本地或邻近省份“无废城市”发展水平产生显著影响.研究结果可为各地区“无废城市”建设与协同发展政策的提出提供借鉴.

关键词： “无废城市” 发展水平空间关联结构社会网络分析空间杜宾模型

模糊偏好关系下考虑从众行为的群体共识决策方法

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系统科学与数学 2024年第4期44卷 981-998页

作者：刘伟王应明福州大学经济与管理学院福州350000 福州大学决策科学研究所福州350116

随着决策面临的环境越来越复杂,个人决策因其局限性难以达到有效决策的标准,致使群体决策变得更为常见;而当决策者行动时,常需考虑他人的判断和行为,使得从众行为成为群体决策中的重要影响因素.因此,文章基于模糊偏好关系提出一种考虑... 详细信息

随着决策面临的环境越来越复杂,个人决策因其局限性难以达到有效决策的标准,致使群体决策变得更为常见;而当决策者行动时,常需考虑他人的判断和行为,使得从众行为成为群体决策中的重要影响因素.因此,文章基于模糊偏好关系提出一种考虑从众行为的群体共识决策方法,能有效节省达成共识所付出的成本.首先,根据模糊偏好关系的特征,设计一致性检验方法和调整模型,为后续的共识达成提供可靠的偏好关系.其次,考虑到专家受到群体规范的压力而产生从众行为,从而对初始效用值进行修正.然后,提出考虑从众行为的最小成本共识模型,进一步设计相应的共识达成算法.最后,计算各已选方案到理想点的距离,运用TOPSIS方法对已选方案进行排序,并通过一个企业产品升级改良的算例来分析说明所提方法是有效的和可行的.

关键词：群体共识模糊偏好关系从众行为最小成本共识模型 TOPSIS

考虑专家社会影响力与信任演化的社会网络群体共识决策方法

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系统科学与数学 2024年

作者：刘伟王应明福州大学经济与管理学院福州大学决策科学研究所

在社会网络环境下的群体决策中,专家在群体中的权重和专家间的信任关系是影响共识达成的关键因素,但在许多研究中信任关系是不变的且专家权重仅由信任关系确定,因此创新地提出一种考虑专家社会影响力与信任演化的群体共识决策方法,有效... 详细信息

在社会网络环境下的群体决策中,专家在群体中的权重和专家间的信任关系是影响共识达成的关键因素,但在许多研究中信任关系是不变的且专家权重仅由信任关系确定,因此创新地提出一种考虑专家社会影响力与信任演化的群体共识决策方法,有效促进群体共识的达成。首先使用信任传播与聚合方法将不完整的社会信任矩阵转化为完整的社会信任矩阵,随后根据专家的加性偏好关系和社会信任矩阵获得专家的社会影响力,进而得出专家权重。然后以各专家的最优方案是否得到采纳以及专家方案排序向量与群体方案排序向量间的差异为依据建立信任演化模型,并根据信任演化模型提出考虑信任演化的共识达成过程。再通过仿真模拟的方法求出社会影响力中各指标的权重系数,并对提出的共识达成方法进行可行性验证,论证所提模型的合理性与有效性。最后,通过一个算例以呈现本文方法的详细求解过程,进一步论证模型的可行性与有效性。

关键词：社会网络群体决策共识达成信任演化社会影响力

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基于区块链声誉管理的拜占庭机器人识别方法

模式识别与人工智能 2024年第3期37卷 267-281页

作者：黄捷曾佳洲福州大学电气工程与自动化学院福州350108 福州大学5G+工业互联网研究院福州350108

基于区块链技术,提出具有身份认证和任务监管的声誉管理系统(Reputation Management System with Identity Authentication and Task Supervisor,RMS-IATS),解决群机器人内拜占庭机器人的识别问题,避免拜占庭机器人对群机器人造成安全威... 详细信息

基于区块链技术,提出具有身份认证和任务监管的声誉管理系统(Reputation Management System with Identity Authentication and Task Supervisor,RMS-IATS),解决群机器人内拜占庭机器人的识别问题,避免拜占庭机器人对群机器人造成安全威胁.首先,改进经典的基于区块链的群机器人声誉管理系统(Reputation Management System,RMS),引入惩罚因子,针对长期存在拜占庭行为的机器人实施更严厉的声誉值惩罚.其次,为了加快拜占庭机器人的识别速度,设计一种身份认证协议,将身份非法的机器人赋予一个较低的初始声誉值.再者,设计一种双层通信网络,用于机器人间的通信,解决群机器人系统因采用区块链技术带来的通信延迟问题.最后,通过仿真实验验证基于区块链的RMS-IATS和双层通信网络的有效性.相比经典的群机器人RMS,RMS-IATS在仿真模拟中识别不同类型拜占庭机器人所需的时间更短.相比使用区块链技术,在系统中使用双层通信网络进行通信时,可大幅减少系统的最大通信延迟.

关键词：区块链群机器人拜占庭机器人声誉管理系统(RMS) 身份认证任务监管

基于共价有机框架非金属位点的光催化CO_(2)还原

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 201-208页

作者：黄浩铭林清清牛青宁江淇李留义毕进红于岩福州大学材料科学与工程学院生态材料先进技术重点实验室福建福州350108 福州大学环境与安全工程学院福建福州350108

光催化CO_(2)还原制备碳基化学品,是解决能源危机的理想途径之一.以往的研究主要聚焦于金属位点催化,尽管金属催化剂具有显著的应用潜力,但其高昂的成本和金属中心易失活的问题,限制了其广泛应用.因此,模拟植物光合作用,探寻基于非金属... 详细信息

光催化CO_(2)还原制备碳基化学品,是解决能源危机的理想途径之一.以往的研究主要聚焦于金属位点催化,尽管金属催化剂具有显著的应用潜力,但其高昂的成本和金属中心易失活的问题,限制了其广泛应用.因此,模拟植物光合作用,探寻基于非金属位点的光催化剂,为CO_(2)还原提供了新的解决思路.共价有机框架材料(COFs)作为一种新型有机晶态多孔材料,因其高度有序的结构和π共轭体系,通常表现出半导体特性.在COF中引入氮官能团,能有效增强对CO_(2)的吸附和活化能力,有望在COFs上实现非金属光催化CO_(2)还原.本文利用COF异质结材料研究了非金属位点催化CO_(2)还原过程.采用原位合成方法制备出ZnIn_(2)S_(4)@TAz-COF异质结材料.红外光谱、Raman光谱和X-射线衍射等方法证明了异质结材料的成功合成.扫描电镜和透射电镜观察显示,ZnIn_(2)S_(4)纳米片与COF形成了异质互融界面,这对后续研究电子转移路径和光催化增强机制至关重要.通过紫外-可见光漫反射光谱、紫外光电子能谱和Mott-Schottky表征,分析了复合前后样品在能带结构上发生的变化和单独组分的功函数.由此推断,当两者复合后,在费米能级差的驱动下,TAz-COF表面的电子流向ZnIn_(2)S_(4),在界面处形成内建电场,这与差分电荷计算结果相一致.进一步的原位光照X射线光电子能谱研究证实,ZnIn_(2)S_(4)@TAz-COF异质结两相之间存在电荷转移,在界面处形成由TAz-COF指向ZnIn_(2)S_(4)的内建电场.这驱动了ZnIn_(2)S_(4)导带上的光生电子与TAz-COF价带上的光生空穴定向迁移和复合,而TAz-COF导带上还原能力较强的光生电子和ZnIn_(2)S_(4)价带上氧化能力较强的光生空穴被空间分离并参与光催化反应.在以水为电子供体的光催化还原CO_(2)反应中,该异质结材料表现出较好的还原CO_(2)到CO活性和良好的稳定性,其转化效率可与部分金属催化的CO_(2)还原体系相当.密度泛函理论计算和原位光谱分析结果表明,吖嗪基团是CO_(2)分子的吸附和活化位点,吖嗪中的氮原子与CO_(2)中的碳原子的强相互作用确保了CO_(2)向COOH*中间体的转化,最终通过光生电子和质子的协助在COF表面转化为CO.综上所述,本文制备了ZnIn_(2)S_(4)@TAz-COF异质结光催化材料.在可见光照射下,该材料界面处形成的内建电场有效驱动了光生电子和空穴的定向迁移,使得COF导带上具有较强还原能力的光生电子与ZnIn_(2)S_(4)价带上具有较强氧化能力的光生空穴实现了高效的空间分离.在没有金属助催化剂和空穴牺牲剂的条件下,ZnIn_(2)S_(4)@TAz-COF复合光催化剂表现出较好的光催化CO_(2)还原活性.本工作不仅为深入理解非金属位点催化CO_(2)还原机理提供了新视角,也为设计和构建高效CO_(2)还原光催化材料提供了参考.

关键词：共价有机框架光催化二氧化碳还原异质结构非金属位点