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石墨炭负载单原子铁催化剂非均相还原NO的微观作用机理:DFT研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第5期52卷 717-724页

作者：赵妍李响黄金凯李先春朱亚明王焕然辽宁科技大学辽宁土木工程学院辽宁鞍山114051 辽宁科技大学辽宁化学工程学院辽宁鞍山114051

基于密度泛函理论和经典过渡态理论,探究了石墨炭负载单原子Fe催化剂(Fe/G)异相还原NO的微观机理,并对催化剂失活原因进行分析。结果表明,基于E-R机理,NO还原反应依次经历了N_(2)O形成与释放、N_(2)形成与释放四个阶段。而基于L-H机理,N... 详细信息

基于密度泛函理论和经典过渡态理论,探究了石墨炭负载单原子Fe催化剂(Fe/G)异相还原NO的微观机理,并对催化剂失活原因进行分析。结果表明,基于E-R机理,NO还原反应依次经历了N_(2)O形成与释放、N_(2)形成与释放四个阶段。而基于L-H机理,NO还原反应主要经历了N_(2)形成与释放两个阶段。在E-R机理作用下,NO分子以N,O-down结构吸附在Fe原子上发生的NO还原反应的控速步骤能垒值仅为15.5 kJ/mol,小于其余路径控速步骤能垒值。由能垒角度分析,Fe原子上残留的活性氧被还原的能垒值高于NO还原生成N_(2)的能垒值。NO分解后残留在Fe原子表面的活性氧抑制了NO的吸附与还原,Fe原子活性位的缺失导致催化剂的失活,单原子Fe的存在促进了NO还原反应的进行。由动力学角度分析,随着反应温度的升高,NO还原速率较活性氧转移速率提升更为显著。

关键词：单原子铁催化剂氮氧化物密度泛函理论机理失活

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融合加速度与计算机视觉实测车致响应的梁桥损伤识别方法

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中国公路学报 2024年第2期37卷 152-167页

作者：吴桐唐亮周丰力张玉丹周志祥重庆交通大学土木工程学院重庆400074 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060

基于结构振型相关参数的损伤识别方法对振型的空间分辨率具有较高要求。为了改进计算机视觉技术在桥梁结构全场振型提取和损伤识别方面的不足,同时充分利用SHM系统各类传感器采集的丰富数据,提出了一种基于计算机视觉和有限数量加速度... 详细信息

基于结构振型相关参数的损伤识别方法对振型的空间分辨率具有较高要求。为了改进计算机视觉技术在桥梁结构全场振型提取和损伤识别方面的不足,同时充分利用SHM系统各类传感器采集的丰富数据,提出了一种基于计算机视觉和有限数量加速度传感器实测桥梁在移动荷载作用下响应的损伤识别方法。首先,通过理论推导研究了损伤前后任意边界条件单跨梁在移动集中力作用下的位移响应,并从理论角度分析了局部刚度损伤引发的结构位移响应和振型改变。在此基础上,提出了一种通过测量少量测点的计算机视觉位移和加速度响应,提取可表征结构真实状态的多阶高空间分辨率振型的方法,所得振型的空间分辨率取决于移动荷载速度和位移采样频率。根据所提取振型的特点,提出了一种多阶全场模态曲率面积差加权融合的结构损伤识别参数,该参数可以直接利用损伤前后该单元前后节点的模态转角求得。为了验证所提出的方法,开展了实验室简支梁模型在不同速度和大小的移动荷载作用下的多工况损伤识别试验。试验结果表明,所提出的方法可以通过计算机视觉和有限数量的加速度传感器实现模型梁全场振型提取,且该振型与测点加速度模态分析得出的结果相符,空间分辨率可达模型梁跨径的1/6 000~1/3 000。此外,所提出的损伤识别指标在不同工况下能够准确地识别损伤位置,即使损伤前后的移动荷载大小和速度存在差异,该指标也能较准确地定位损伤。

关键词：桥梁工程损伤识别计算机视觉模态曲率全场振型

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煅烧硅灰石粉对硫氧镁水泥力学性能的影响

复合材料学报 2024年第1期41卷 395-403页

作者：李知俊胡智淇关岩毕万利辽宁科技大学土木工程学院鞍山114051 大连理工大学建设工程学部大连116081 辽宁科技大学材料与冶金学院鞍山114051

为增强硫氧镁水泥(MOS)的力学性能,本文以煅烧前后硅灰石粉末(WS)作为外掺料,研究了其对MOS力学性能的影响,并利用DSC-TG、XRD、FTIR、NMR、SEM、压汞法(MIP)对煅烧前后(1000℃)的硅灰石粉和WS/MOS混合体系进行分析。试验表明,煅烧可以... 详细信息

为增强硫氧镁水泥(MOS)的力学性能,本文以煅烧前后硅灰石粉末(WS)作为外掺料,研究了其对MOS力学性能的影响,并利用DSC-TG、XRD、FTIR、NMR、SEM、压汞法(MIP)对煅烧前后(1000℃)的硅灰石粉和WS/MOS混合体系进行分析。试验表明,煅烧可以激发硅灰石粉中^(29)Si的水化活性,并且煅烧后的硅灰石粉在镁碱环境中可以激发其水化活性导致WS/MOS复合材料的性能更优。硅灰石能增强MOS的力学性能,同时煅烧后的硅灰石粉对WS/MOS复合体系强度的增幅更明显,当煅烧后WS掺量为20wt%时,MOS 28天的抗折强度和抗压强度达到最大值,分别为11.4 MPa和63.4 MPa,增量可达71.4%和21.2%。WS优化了MOS孔隙结构,降低了MOS大于100 nm的孔的比例,煅烧后的WS与MOS具有良好的界面相容性,更有利于MOS的力学性能的提升。

关键词：硅灰石煅烧 MOS 力学性能微观结构

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石墨烯水泥砂浆抗碳化试验及预测模型分析

材料导报 2024年第5期38卷 199-204页

作者：董健苗何其周铭王振宇庄佳桥邹明璇李万金广西科技大学土木建筑工程学院广西柳州545006 广西科技大学机械与交通工程学院广西柳州545006 广西清鹿新材料科技有限责任公司广西柳州545006

将两种不同尺寸的石墨烯(Peeling graphene, PG)料浆进行分散,制备出石墨烯水泥砂浆,通过快速碳化法对不同龄期的石墨烯水泥砂浆进行碳化试验,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及X射线能谱(EDS)等测试手段观察石墨烯水泥基材料的... 详细信息

将两种不同尺寸的石墨烯(Peeling graphene, PG)料浆进行分散,制备出石墨烯水泥砂浆,通过快速碳化法对不同龄期的石墨烯水泥砂浆进行碳化试验,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及X射线能谱(EDS)等测试手段观察石墨烯水泥基材料的组成以及水化产物的微观形貌。试验结果表明,碳化龄期为56 d时,大尺寸石墨烯(PG1)和小尺寸石墨烯(PG2)水泥砂浆试件的碳化深度分别为3.7 mm、5.5 mm,相比空白组分别降低了58.4%、38.2%。使用R语言中的lm函数,建立了不同碳化时间时三种水泥砂浆试件的碳化深度非线性回归预测模型,研究碳化时间与碳化深度的关系,结果表明,模拟结果与试验实测值吻合度高。

关键词：石墨烯水泥砂浆抗碳化性能微观分析非线性预测模型

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基于疲劳可靠度的钢桥面板限载取值

交通运输工程学报 2024年第1期24卷 245-256页

作者：翟慕赛钱佳宸褚乐陶怡然苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215011

为确定钢桥面板限载的合理取值,建立钢桥面板多尺度有限元模型,利用动态称重(WIM)和Monte Carlo方法生成随机车流样本并进行有限元模型动态加载,通过雨流计数法获取钢桥面板随机疲劳应力谱,基于可靠度理论和疲劳累积损伤理论计算钢桥面... 详细信息

为确定钢桥面板限载的合理取值,建立钢桥面板多尺度有限元模型,利用动态称重(WIM)和Monte Carlo方法生成随机车流样本并进行有限元模型动态加载,通过雨流计数法获取钢桥面板随机疲劳应力谱,基于可靠度理论和疲劳累积损伤理论计算钢桥面板典型细节疲劳可靠度,提出基于疲劳可靠度的钢桥面板限载取值方法;以某跨海斜拉桥钢桥面板为例,基于连续12个月的WIM数据,分别对钢桥面板典型细节进行疲劳可靠性评估,考虑交通量和荷载水平的线性年增长系数,确定了不同交通状况下钢桥面板的限载取值。研究结果表明:当前交通状况下钢桥面板疲劳可靠度指标均高于目标疲劳可靠度指标;交通量和荷载水平对钢桥面板疲劳可靠度指标影响较大,考虑交通量线性年增长系数为2.0%或荷载线性年增长系数为0.4%时,钢桥面板部分细节在设计使用年限内疲劳可靠度指标低于目标疲劳可靠度指标;考虑交通量线性年增长系数为3.0%且荷载线性年增长系数为0.6%时,当前49.0 t限载条件下细节疲劳可靠度指标低于目标疲劳可靠度指标,设置限载为36.5 t时疲劳可靠度能够满足疲劳安全要求;当前荷载水平下行车道最大日均货车交通量为3 820 veh,运营过程中交通量增加显著时应加强钢桥面板疲劳损伤检测,必要时采取车辆分流或桥梁限载措施。

关键词：桥梁工程钢桥面板疲劳可靠度限载动态称重疲劳累积损伤理论

碳纤维增强水泥基复合材料界面优化设计研究进展

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复合材料学报 2024年

作者：李子琪裴纯朱继华深圳大学土木与交通工程学院

碳纤维增强水泥基复合材料（Carbon fiber reinforced cement composite，CFRCC）以其高强度重量比、耐腐蚀性和耐久性而通常用于建筑、基础设施和土木工程等领域。对CFRCC而言，界面是联系基体与增强相的桥梁，界面性能、结构直接关系... 详细信息

碳纤维增强水泥基复合材料（Carbon fiber reinforced cement composite，CFRCC）以其高强度重量比、耐腐蚀性和耐久性而通常用于建筑、基础设施和土木工程等领域。对CFRCC而言，界面是联系基体与增强相的桥梁，界面性能、结构直接关系到复合材料粘结强度，从而直接影响到复合材料的各项宏观性能。然而，碳纤维的疏水性以及其与水性悬浮液之间不充分的结合行为，限制了碳纤维在水泥和其他矿物建筑材料中的应用。为了解决这一问题，学者们研究了物理和化学改性方法，以加强从矿物基质到碳纤维的负载转移。本文介绍了碳纤维、CFRCC及CFRCC界面的性能及存在的问题。总结了近些年国内外学者对CFRCC及其界面改性方法，例如氧化、电泳沉积、等离子体和接枝处理等表面改性方法，并讨论了相关机制分析。还介绍了研究碳纤维本身的特性以及其与水泥基质的结合行为的表征方法。

关键词：碳纤维碳纤维复合材料水泥基复合材料表面改性界面改性界面性能

加速度与计算机视觉多尺度滤波融合的桥梁位移响应监测方法

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土木工程学报 2024年

作者：吴桐周志祥唐亮深圳大学土木与交通工程学院重庆交通大学土木工程学院

为改善现有计算机视觉技术在桥梁结构动态位移监测精度、采样频率、便捷性等方面存在的不足，并充分挖掘各类监测响应中的有效信息，提出一种基于视觉位移和加速度多尺度滤波重构位移的方法，可实现位移在时域和频域的精度提升。首先推... 详细信息

为改善现有计算机视觉技术在桥梁结构动态位移监测精度、采样频率、便捷性等方面存在的不足，并充分挖掘各类监测响应中的有效信息，提出一种基于视觉位移和加速度多尺度滤波重构位移的方法，可实现位移在时域和频域的精度提升。首先推导了位移重构过程在时域和频域的理论表达式，分析了目标精度、时窗长度及采样频率的影响及取值依据，提出由视觉位移提供位移的准静力分量，由加速度提供位移的动力分量，二者通过互补滤波融合实现高精度位移重构；其次，由视觉位移和加速度中的同频带响应进行最小二乘拟合，可以在无需任何结构尺寸与测量参数条件下，快捷、自动计算视觉位移的比例因子。通过对实验室悬索桥缩尺模型进行两种工况的试验和户外两跨连续梁桥的动载试验，验证所提出方法对桥梁位移监测的可行性。模型桥试验中，以位移计实测位移为参考，融合位移的误差比视觉位移最大减小了约50%，比例因子计算误差小于2%；实桥试验中，比例因子计算与传统计算方法的误差小于8%。在两类试验中，相比视觉位移，融合位移均能够获取试验桥梁的高阶响应。研究结果表明所提出的方法能得到高精度、宽频域和低噪声的位移，可推进计算机视觉在桥梁结构健康监测领域的进一步应用。

关键词：桥梁工程桥梁位移监测计算机视觉数据融合互补滤波比例因子

基于活塞压载试验预测高压辊磨机静压功指数的方法

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1272-1280页

作者：吴俊杰马阳崔少文刘恩建郭小飞代淑娟李丽匣辽宁科技大学矿业工程学院辽宁鞍山114051 本溪龙新矿业有限公司辽宁本溪117013 东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

以Bond第三粉碎理论为基础,提出将静压功指数作为评价矿石高压辊磨机料层粉碎比能耗的指标。研究活塞压载试验中不同施载压力对矿石粒度、比能耗和破碎比的影响,确定不同矿石活塞压载试验的适宜条件。通过试验测定3种矿石的高压辊磨机... 详细信息

以Bond第三粉碎理论为基础,提出将静压功指数作为评价矿石高压辊磨机料层粉碎比能耗的指标。研究活塞压载试验中不同施载压力对矿石粒度、比能耗和破碎比的影响,确定不同矿石活塞压载试验的适宜条件。通过试验测定3种矿石的高压辊磨机静压功指数,并将其与高压辊磨机生产实践中粉碎同种矿石的净输入功率进行对比。研究结果表明:在活塞压载条件试验中,随着压力的增加,金矿、磁铁矿和钒钛磁铁矿这3种矿石粉碎产品细粒级质量分数增高、粒度分布更加均匀,三者粉碎效果的差异逐渐减小;在加载压力为80 MPa、加载速度为0.2 mm/s的情况下,金矿、磁铁矿和钒钛磁铁矿这3种矿石的高压辊磨机静压功指数分别为1.36、1.44和1.42 kW·h/t,试验所得高压辊磨机静压功指数与工业生产实际中净比能耗的相对误差绝对值在5.26%以内。试验结果可为高压辊磨机静压功指数的预测及设备选型提供理论基础。

关键词：高压辊磨机 Bond粉碎理论活塞压载试验静压功指数预测模型

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煅烧沸石粉对硫氧镁水泥耐水性的影响

建筑材料学报 2024年第3期27卷 197-205页

作者：周俊峰陈啸洋陈兵毕万利关岩辽宁科技大学材料与冶金学院辽宁鞍山114051 辽宁科技大学化学工程与技术学院辽宁鞍山114051 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 辽宁科技大学科大峰驰镁建材研究院辽宁鞍山114051

为提高硫氧镁水泥(MOSC)的耐水性,以煅烧沸石粉为掺合料制备MOSC,研究了煅烧前后沸石粉对MOSC凝结时间、力学性能、耐水性、相组成、微观形貌和孔结构的影响.结果表明:掺入煅烧沸石粉提高了MOSC的力学性能,且煅烧前后的沸石粉均可在MOS... 详细信息

为提高硫氧镁水泥(MOSC)的耐水性,以煅烧沸石粉为掺合料制备MOSC,研究了煅烧前后沸石粉对MOSC凝结时间、力学性能、耐水性、相组成、微观形貌和孔结构的影响.结果表明:掺入煅烧沸石粉提高了MOSC的力学性能,且煅烧前后的沸石粉均可在MOSC体系中反应形成水化硅酸镁(M-S-H)凝胶,降低了MOSC的总孔隙率,提高了MOSC的耐水性,但掺入煅烧沸石粉的MOSC耐水性更优;MOSC中掺入20%经200℃煅烧、升温速率15℃/min处理的沸石粉后,MOSC的耐水性最优,其28 d抗压和抗折强度保留系数分别可达0.91、0.95.

关键词：硫氧镁水泥煅烧沸石粉耐水性相组成微观形貌