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考虑加载次序影响的沥青非线性疲劳损伤累积研究

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工程力学 2024年第5期41卷 68-76页

作者：房辰泽冷真郭乃胜李辉蒋继望陆国阳王昊鹏大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026 香港理工大学土木及环境工程学系中国香港九龙999077 诺丁汉大学诺丁汉交通工程中心英国诺丁汉NG72RD

变幅加载下沥青的疲劳损伤累积具有明显的非线性特征,传统的Miner’s线性疲劳损伤累积准则无法表征不同变幅加载次序下沥青的非线性疲劳损伤累积(NLFDA)。该研究旨在建立考虑加载次序影响的NLFDA模型,准确表征加载次序对沥青疲劳损伤累... 详细信息

变幅加载下沥青的疲劳损伤累积具有明显的非线性特征,传统的Miner’s线性疲劳损伤累积准则无法表征不同变幅加载次序下沥青的非线性疲劳损伤累积(NLFDA)。该研究旨在建立考虑加载次序影响的NLFDA模型,准确表征加载次序对沥青疲劳损伤累积的影响。通过开展应力控制的沥青恒幅加载疲劳试验,采用耗散伪应变能(DPSE)表征沥青疲劳损伤,分析恒幅加载下沥青的疲劳损伤累积规律;采用低-高和高-低两种加载次序,开展应力控制的沥青变幅加载疲劳试验,分析变幅加载下沥青的疲劳损伤累积规律;基于损伤等效准则,建立考虑加载次序影响的NLFDA模型,分析加载次序对疲劳损伤累积的影响。结果表明:应力控制模式下的沥青疲劳损伤,呈先缓慢后急剧的非线性增加演化趋势;恒幅加载下沥青疲劳损伤服从Miner’s准则发生线性累积,且累积寿命分数等于1;变幅加载下沥青疲劳损伤不服从Miner’s准则而发生非线性累积。低-高和高-低变幅加载次序下,沥青累积疲劳寿命随一级寿命分数的增大而分别增加和减小,累积寿命分数分别大于1和小于1;建立的NLFDA模型可克服Miner’s准则缺陷,并较为准确地表征加载次序对沥青疲劳损伤累积的影响。

关键词：道路工程沥青材料非线性疲劳损伤累积加载次序耗散伪应变能疲劳寿命

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艺术博物馆空间的阈限性与社交潜能

艺术设计研究 2024年第3期 84-93页

作者：周术乔纳森·黑尔台大学建筑学院英国诺丁汉大学工程学院建筑与建成环境系

在网络城市公共空间持续阈限和公共生活缺失的现实下,本文以阈限理论为框架,梳理了艺术博物馆从“时间阈限”到“空间阈限”的历史演化过程,及其分别在精神和身体层面的社交潜能。并以三个具有空间阈限性的当代艺术博物馆为例,分析了介... 详细信息

在网络城市公共空间持续阈限和公共生活缺失的现实下,本文以阈限理论为框架,梳理了艺术博物馆从“时间阈限”到“空间阈限”的历史演化过程,及其分别在精神和身体层面的社交潜能。并以三个具有空间阈限性的当代艺术博物馆为例,分析了介于“结构/反结构”“公共/私密”之间的空间布局和形态特征,指出其设计核心是为了弱化物质空间的存在,从而释放新的社交可能性。

关键词：艺术博物馆空间阈限性社交潜能

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微生物-碳化改性钢渣及其对水泥水化特性影响研究进展

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复合材料学报 2024年

作者：邓威翟健梁赖淏陆福洋宗有杰熊锐关博文常明丰诺丁汉大学土木工程学院长安大学材料科学与工程学院

微生物诱导碳酸盐沉淀（MICP）是一种新型环保处理技术，其独特的矿化及生物酶催化机制在固废处理及利用方面展现出广阔前景。基于钢渣水化特性，本文探讨了碳化条件及生物酶特性对碳酸盐成核影响，分析并总结了MICP与碳化反应机制、生... 详细信息

微生物诱导碳酸盐沉淀（MICP）是一种新型环保处理技术，其独特的矿化及生物酶催化机制在固废处理及利用方面展现出广阔前景。基于钢渣水化特性，本文探讨了碳化条件及生物酶特性对碳酸盐成核影响，分析并总结了MICP与碳化反应机制、生物-碳化改性中钢渣的物相演变规律、碳酸钙成核及晶体生长等研究进展，从力学性能、水化热及体积稳定性角度进一步综述了改性钢渣对水泥基胶凝材料水化特性影响机制，指出了现阶段微生物-碳化技术在钢渣改性研究中存在的不足，为实现钢渣低污染、高质化利用提供有益参考。

关键词：钢渣水化特性微生物催化酶碳酸盐沉淀碳化反应成核效应

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海滩冲流带水沙运动综述

同济大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 920-927页

作者：潘毅陈自怡刘烨朱芳芳匡翠萍河海大学港口海岸与近海工程学院南京210024 宁波诺丁汉大学理工学院浙江宁波315100 同济大学土木工程学院上海200092

简述了冲流带水沙运动的基本特征,综述了入渗或出渗、段波紊动、泥沙平流、沉降或冲刷延后以及沿岸流、波浪-冲流相互作用和波群作用对冲流带水沙运动影响的最新研究进展;介绍了冲流带水沙运动物理实验的实现方式以及物理实验中冲流带... 详细信息

简述了冲流带水沙运动的基本特征,综述了入渗或出渗、段波紊动、泥沙平流、沉降或冲刷延后以及沿岸流、波浪-冲流相互作用和波群作用对冲流带水沙运动影响的最新研究进展;介绍了冲流带水沙运动物理实验的实现方式以及物理实验中冲流带泥沙运动观测技术的最新进展,论述了用于冲流带水沙运动研究的2类数学模型,并讨论了各自的优缺点。最后,探讨了现有研究成果和研究方法的局限性,并给出了未来的研究展望。

关键词：冲流带水沙运动海岸泥沙

多孔碳纳米纤维负载铜铂合金催化剂的制备及电催化析氢性能

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高等学校化学学报 2024年第6期45卷 120-129页

作者：陈鑫刘婧媛于静哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001

通过静电纺丝和分阶段热处理方法,在多孔碳纳米纤维(PCNFs)上制备了一系列不同合金比例的PtCu纳米合金催化剂,研究了合金颗粒表面形貌和Cu-Pt-Cu结构对析氢反应(HER)的影响.结果表明,PtCu添加摩尔比为1∶2时可获得最佳析氢性能,在酸性... 详细信息

通过静电纺丝和分阶段热处理方法,在多孔碳纳米纤维(PCNFs)上制备了一系列不同合金比例的PtCu纳米合金催化剂,研究了合金颗粒表面形貌和Cu-Pt-Cu结构对析氢反应(HER)的影响.结果表明,PtCu添加摩尔比为1∶2时可获得最佳析氢性能,在酸性条件下电流密度为10 mA/cm^(2)时,过电位为37 mV,拥有良好的长期稳定性.研究结果为PCNFs负载过渡金属与Pt的二元合金纳米催化剂的制备提供了一种新的方法.

关键词：静电纺丝多孔碳纤维铜铂合金析氢反应

二维半导体R57-BN作为钠离子电池阳极材料的理论研究

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高等学校化学学报 2024年第6期45卷 107-119页

作者：王文春马天赐刘春生南京邮电大学电子与光学工程学院南京210023

预测了一种由硼氮元素组成的五边形、七边形二维半导体结构——R57-BN,并基于第一性原理计算对R57-BN作为钠离子电池阳极材料的电化学性能进行了研究.结果表明, R57-BN具有良好的动力学和热力学稳定性,其用作钠离子电池阳极时具有很高... 详细信息

预测了一种由硼氮元素组成的五边形、七边形二维半导体结构——R57-BN,并基于第一性原理计算对R57-BN作为钠离子电池阳极材料的电化学性能进行了研究.结果表明, R57-BN具有良好的动力学和热力学稳定性,其用作钠离子电池阳极时具有很高的理论比容量(662.40 mA·h/g).钠在R57-BN表面的扩散势垒低至0.55 eV,保证了R57-BN的快速充放电性能.此外,吸附钠原子后, R57-BN表现出由半导体向金属性质的转变,保证了其良好的导电性.同时,R57-BN具有较低的平均开路电压(0.50 V),符合阳极材料的合理电压范围(0.1~1.0 V).该研究表明,单层R57-BN具有作为钠离子电池阳极材料的潜力,为开发储钠阳极材料提供一个良好的研究思路.

关键词：第一性原理二维材料电极材料金属离子电池

复合助剂对低温喷雾干燥蓝靛果粉理化性质的影响

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农业工程学报 2024年第2期40卷 93-106页

作者：郑先哲鲁天麟陈启明张雨涵沈柳杨付科森朱海辉柏才宇东北农业大学工程学院哈尔滨150030

为保证低温喷雾干燥后蓝靛果粉品质,采用黄金分割法研究复合助剂(麦芽糊精、β-环糊精和乳清蛋白)对喷雾干燥蓝靛果粉理化性质的影响,分析低温进风温度(50~90℃)对蓝靛果粉花青素保留率、集粉率和含水率的影响规律。结果表明,在麦芽糊... 详细信息

为保证低温喷雾干燥后蓝靛果粉品质,采用黄金分割法研究复合助剂(麦芽糊精、β-环糊精和乳清蛋白)对喷雾干燥蓝靛果粉理化性质的影响,分析低温进风温度(50~90℃)对蓝靛果粉花青素保留率、集粉率和含水率的影响规律。结果表明,在麦芽糊精、β-环糊精的质量比例为85.4%、14.6%时,集粉率高达37.96%;随进料溶液中麦芽糊精质量比例增加,蓝靛果粉玻璃化转变温度、水溶性指数、堆积密度、亮度L^(*)值、红度a^(*)值和色差值ΔE呈增加趋势,含水率、花青素含量和黄度b^(*)值呈下降趋势;在麦芽糊精、β-环糊精和乳清蛋白质量比例为72.9%、12.5%、14.6%时,集粉率达到最高(40.11%);随料液中乳清蛋白质量比例增加,蓝靛果粉含水率、花青素含量呈上升趋势,其玻璃化转变温度、水溶性指数、亮度L^(*)值、红度a^(*)值、黄度b^(*)值和色差值ΔE等指标呈下降趋势;复合助剂显著提高蓝靛果粉集粉率(P<0.05),对其中的花青素起到较强保护作用,其含水率、水溶性指数、堆积密度等理化指标均接近于最优水平。低温喷雾干燥研究发现,随进风温度上升,集粉率和含水率呈负相关,在进风温度90℃时,集粉率最高的配方中可实现较高花青素保留率(89.94%)。低频核磁共振波谱以及质子密度图像信息分析表明,加入的助剂与蓝靛果果汁中水分通过氢键、静电结合力和疏水作用等分子间作用力,形成稳定性高水合物、增强液滴聚结抵抗力,提高料液玻璃态转换温度,从而实现高集粉率和高花青素保留率的蓝靛果果粉低温喷雾干燥;红外光谱分析表明,复合助剂可在蓝靛果果粉中形成分子间氢键,并对花青素等活性物质进行固定包埋保护。研究结果可为蓝靛果粉喷雾干燥加工生产提供理论支撑和参考依据。

关键词：干燥理化特性低温喷雾干燥复合助剂蓝靛果黄金分割法花青素核磁共振

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微波技术在食品和农产品加工中应用研究进展

农业工程学报 2024年第6期40卷 14-28页

作者：郑先哲张雨涵刘成海沈柳杨赵兴隆薛亮亮东北农业大学工程学院哈尔滨150030

微波加热技术具有速度快、可控性高等特点,在食品和农产品的热加工过程中具有较强的应用潜力。该文在分析微波加热原理的基础上,从技术应用、设备研制和仿真研究等方面介绍微波加热应用现状,如在农产品干燥、杀菌、萃取和膨化等方面进... 详细信息

微波加热技术具有速度快、可控性高等特点,在食品和农产品的热加工过程中具有较强的应用潜力。该文在分析微波加热原理的基础上,从技术应用、设备研制和仿真研究等方面介绍微波加热应用现状,如在农产品干燥、杀菌、萃取和膨化等方面进行深入研究和应用。指出微波加热在机理解析、工艺局限性、加热不均匀性和能量利用低等问题,尤其是微波场对物料内极性成分作用机制的研究深度、微波加热时在物料内温度和水分分布的不均匀性规律定量表征等方面,严重影响产品质量稳定性和能量充分利用。从揭示微波在加热腔体内传递和物料内吸收的机理,提高微波加热均匀性和改善加工质量,以及研制智能化工业用微波加工设备等方面,指出微波加热技术在食品和农产品加工中应用热点研究方向。针对微波加热技术在农产品和食品加工中科学问题、技术需求和设备现状,为发挥技术优势、拓展应用领域,该文提出微波加热理论研究与技术应用的发展趋势,以期提高微波热加工技术工业化应用适用性、保证产品质量和能量利用率。

关键词：微波加工食品农产品均匀性能耗

基于ViT-改进YOLOv7的稻田杂草识别

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农业工程学报 2024年第10期40卷 185-193页

作者：陈学深吴昌鹏党佩娜张恩造陈彦学汤存耀齐龙华南农业大学工程学院广州510642

为解决光线遮蔽、藻萍干扰以及稻叶尖形状相似等复杂环境导致稻田杂草识别效果不理想问题,该研究提出一种基于组合深度学习的杂草识别方法。引入MSRCP(multi-scale retinex with color preservation)对图像进行增强,以提高图像亮度及对... 详细信息

为解决光线遮蔽、藻萍干扰以及稻叶尖形状相似等复杂环境导致稻田杂草识别效果不理想问题,该研究提出一种基于组合深度学习的杂草识别方法。引入MSRCP(multi-scale retinex with color preservation)对图像进行增强,以提高图像亮度及对比度;加入ViT分类网络去除干扰背景,以提高模型在复杂环境下对小目标杂草的识别性能。在YOLOv7模型中主干特征提取网络替换为GhostNet网络,并引入CA注意力机制,以增强主干特征提取网络对杂草特征提取能力及简化模型参数计算量。消融试验表明:改进后的YOLOv7模型平均精度均值为88.2%,较原YOLOv7模型提高了3.3个百分点,参数量减少10.43 M,计算量减少66.54×109次/s。识别前先经过MSRCP图像增强后,与原模型相比,改进YOLOv7模型的平均精度均值提高了2.6个百分点,光线遮蔽、藻萍干扰以及稻叶尖形状相似的复杂环境下平均精度均值分别提高5.3、3.6、3.1个百分点,加入ViT分类网络后,较原模型平均精度均值整体提升了4.4个百分点,光线遮蔽、藻萍干扰一级稻叶尖形状相似的复杂环境下的平均精度均值较原模型整体提升了6.2、6.1、5.7个百分点。ViT-改进YOLOv7模型的平均精度均值为92.6%,相比于YOLOv5s、YOLOXs、MobilenetV3-YOLOv7、YOLOv8和改进YOLOv7分别提高了11.6、10.1、5.0、4.2、4.4个百分点。研究结果可为稻田复杂环境的杂草精准识别提供支撑。

关键词：机器视觉深度学习 YOLOv7 ViT 稻田杂草识别