单轴循环压缩载荷下混凝土实时损伤演化规律

通过循环压缩加载实验并同时运用超声波探测仪实时测试混凝土试样超声波波速变化,得到了不同应变率条件下循环压缩应力应变曲线及超声波波速实时演化结果。结合超声波波速实时测试结果,将加载过程中材料动弹性模量的衰减与材料初始弹性模型比值的变化表征为材料损伤变量,得到了实时损伤演化实验量化结果,并提出了率相关的损伤演化模型。结果表明提出的损伤演化模型可真实地表征混凝土破坏全过程材料实时损伤演化情况,且对研究混凝土材料失效具有重要的理论意义。     

纳米多孔铁掺杂钒氧化物电极材料的制备及其电化学性能

为了利用简单的生产工艺制备性能优异的锂离子电池负极材料,采用电弧熔炼-甩带的工艺制备出铁钒合金条带,再通过氧化还原方法成功制备出纳米多孔铁掺杂钒氧化物(Fe-VO_x)复合材料,对材料物相和结构进行了表征,并且对比分析了在不同还原温度下纳米多孔Fe-VO_x复合材料的电化学性能。结果表明:在还原温度为500℃、5%H_2/Ar混合气氛下,材料电化学性能最优,在电流密度为0.1 A/g下,初始放电比容量为563.4 mA·h/g,在循环100圈后的放电比容量仍能达到441 mA·h/g,循环容量保持率达到78.2%,远大于石墨的理论比容量372 mA·h/g。这说明纳米多孔铁掺杂钒氧化物复合材料能够有效提高锂离子电池的能量密度,并且具有良好的电化学性能。     

界面亲疏水性对蛋白质聚集、结晶的影响

用硅烷偶联剂与多孔二氧化硅小球反应制备了6种不同化学基团修饰的多孔硅球,研究该界面材料的亲疏水性对蛋白质聚集和结晶行为的影响。通过动态光散射(DLS)和原子力显微镜(AFM)对溶菌酶溶液中聚集体粒径的表征发现:材料的多孔结构能够促进无序多聚体的解聚,防止其阻碍晶体生长;此外,若多孔硅球的界面疏水,则能加快这一过程,使溶液迅速达到只有寡聚体的单分散状态,从而提高结晶速率,亲水界面则相反。扫描电镜(SEM)观察材料界面的晶体形貌进一步表明:具有疏水界面的多孔硅球能更快、更多地诱导蛋白质成核,并通过调控溶液中蛋白质聚集行为来加速晶体生长。     

基于吸附⁃水合法MIL⁃101(Cr)中甲烷储存特性研究

为了在温和条件下提高多孔介质中甲烷的储量,基于吸附⁃水合法研究了MIL⁃101(Cr)中甲烷的储存特性。首先制备了MIL⁃101(Cr)材料,然后对材料进行了表征,最后在271.15 K、0～7.0 MPa及不同含水量下进行了甲烷吸附实验。合成的材料颗粒大小均一,晶粒尺寸为100～150 nm,几乎不含杂质,孔径主要分布在1.7～3.6 nm。吸附实验结果表明,MIL⁃101(Cr)在含水情况下对甲烷的吸附量更高,且随着含水量的增加,甲烷的吸附量增大;多孔介质中水合物成核所需压力比自由体系水合物成核所需压力高,且含水量越大,临界压力越高;实验所用的MOF材料在多次再生后仍具有较好的吸附能力。研究结果对提高天然气的储量具有一定的意义。     

粉末冶金铍铝合金拉伸性能的有限元模拟

采用ANSYS有限元软件分析在微观状态下粉末冶金铍铝合金的强度、内部应力场与颗粒形状、颗粒体积分数及基体强度的关系。该方法简单易行,并能够详尽地给出材料内部应力和应变场的分布细节,为材料的微观结构设计和力学性能改善提供理论支持。结果表明,颗粒的尖锐化会导致颗粒的尖端应力集中,致使低应力水平下材料在尖端处发生断裂。因此,在材料制备的过程中,应采用球形颗粒或对颗粒进行钝化处理;同时,由于颗粒和基体弹性模量的差异,使应力主要集中在颗粒上,而应变主要分布在基体上。通过模拟,比较不同颗粒体积分数和不同基体强度模型的屈服强度。结果表明,颗粒体积分数和基体强度的增加有助于提高铍铝合金的强度。     

黏土多孔材料负载纳米质子化氮化碳(g-C3N4)及其增强光催化性能研究

在蒙脱石的层间域插入季铵盐和正硅酸乙酯.通过水热控制和pH调节使正硅酸乙酯围绕季铵盐胶束水解形成二氧化硅.通过煅烧去除季铵盐胶束,形成蒙脱石多孔材料.将通过质子化和超声处理的纳米级石墨相氮化碳(g-C3N4)负载到多孔蒙脱石多孔材料孔道结构中.通过扫描电镜(SEM)表征了其表面形貌、颗粒大小和微观结构;利用物理氮气吸附-脱附表征其孔道结构;用傅里叶变换红外(FT-IR)表征了表面的官能团;通过X-射线衍射仪(XRD)分析其有序晶体结构和层状结构.通过对水相中罗丹明B的降解研究其光催化性能.实验结果表明,负载纳米级g-C3N4的蒙脱石多孔材料具有优异的光催化降解有机物的能力.     

过滤壁结构对颗粒捕集器深床过滤影响的模拟

针对汽油机颗粒捕集器的动态捕集过程及性能,采用孔径分布概率密度函数以及孔隙率分布函数表征多孔介质的非均匀微观结构,并引入对数正态分布描述入射颗粒粒径分布,研究多粒径颗粒入射状态下过滤壁微观结构对GPF深床过滤过程的影响.结果表明:颗粒物大部分沉积于多孔壁上部1/3左右区域,孔径增大会导致沉积位置向下扩大以及孔隙率、渗透率分布的均匀性提高,而孔隙率变化则对颗粒沉积位置影响较小;相对于孔隙率变化,多孔介质的捕集效率及压降性能对于孔径变化的敏感性更高;大孔隙率小孔径结构的多孔介质具有较高的捕集效率与最好的压降性能.     

超声波钻谐振控制算法设计及试验验证

为解决小天体表面引力小及温差变化大难以实现锚固的问题,提出以超声波钻作为锚固工具并采用模糊控制和恒流控制相结合的策略,实现了低钻压力和高低温环境条件下的超声波钻钻进锚固。压电驱动的超声波钻将高频电能转化为高频机械振动,驱动钻具高频破碎岩石,具有极低钻压力的显著优势,尤其适用于弱引力小天体的钻进锚固作业。针对超声波钻的驱动,对超声波钻的谐振控制算法进行研究。首先,建立超声波钻换能器的等效电路模型,在等效模型基础上研究换能器的阻抗特性、负载特性、温度特性和滞后特性。其次,根据超声波钻的工作特性研究谐振频率识别算法、谐振频率跟踪算法和恒电流控制算法,针对谐振频率跟踪算法研究了基于递归最小二乘估计的频率跟踪算法和基于模糊控制的频率跟踪算法,并对实际控制效果进行对比分析。最后,进行常温常压和高低温环境下钻进试验,试验结果表明,在不同温度环境和不同的钻进对象条件下,所设计的谐振控制算法能够实现对超声波钻的稳定驱动。研究结果表明,所提出的模糊控制和恒流控制能够有效的在低钻压力以及不同温度下实现有效钻进。     

超声波化学法制备尖晶石型纳米铁酸镍

在超声波辐射下用前驱体法合成纳米尖晶石型铁酸镍.对硝酸镍、硝酸铁以及脲的水溶液进行超声波辐射得到前驱体,在950°C下灼烧15 h得到粒径约为15 nm的NiFe2O4颗粒.用X射线衍射、透射电子显微镜以及红外光谱表征,结果表明,用超声波化学法合成的产物确为纳米铁酸镍.     

基于MicroCT多孔材料图像的3D特征分析("研究生论坛"稿件)

多孔材料的微观孔隙结构是影响其宏观物性的关键因素,对其孔隙空间结构特征进行分析具有重要研究意义,然而传统方法却难以对其三维孔隙结构进行定量表征。为了探讨有效、准确、客观的表征孔隙空间结构特征的方法,在本研究中,采用MicroCT在不破坏样品的前提下获取多孔材料二维断层序列图。将Chan-Vese(C-V)水平集方法拓展到3D空间实现3D图像分割获取多孔材料三维分析模型,在此基础上提取多孔材料3D孔隙参数,如孔体积、孔表面积、孔径、孔隙率、连通率等空间孔隙结构参数。三维孔隙参数能客观准确地描述多孔材料的孔隙结构,为表征多孔材料孔隙结构提供了新的方法。     

CHARACTERISTIC GRAIN SIZE: PART Ⅱ MEASURING PRINCIPLES

Grainsizeisoneofthemostimportantmaterialmicrostructuralparametersduetoitssignificanceinmaterialprocessingandqualitycontrol.Itiswellknownthatthecurrently--usedmethodsforgrainsizemeasurementsaremainlybasedupontheinformationfrompolishedandetchedcrosssectionsofmaterialsalthoughgrainspossessthree--dimensionalfeatures.Torelatethesedataobtainedfromthetwodimensionalplanesofmaterialmicrostructuretothesizesofgrains,somesimplifiedassumptionsaboutgrainshapearerequired.Inmostcasesll'2'3),grainshapeisassume…     

基于实时语音的信息隐藏技术的应用研究

利用实时语音传递秘密信息在隐蔽通信中具有重要意义。采用改进的LSB算法和同步技术,将秘密信息隐藏在传输的语音帧中。根据嵌入秘密信息的容量,将密文分段并对每段密文添加同步码,最终将含有同步码的秘密信息嵌入到载体数据的倒数第二位。同时,比较分析了实时传输时每帧的嵌入容量。实验结果表明,该方法具有较强的鲁棒性和不可感知性,且嵌入容量为50个字符时比较合理。     

轻质材料微结构构型的拓扑优化设计

为了减轻结构的质量和降低成本,针对轻质材料,提出将整体的边界条件转化为微结构单胞的边界条件,建立微结构单胞的有限元模型,并运用变密度方法和优化准则法结合求解微结构单胞的拓扑优化问题.优化模型是在相应的体积约束条件下以变形能为目标获得最大刚度的微结构单胞.利用优化准则设计方法的计算公式,改变单元的相对密度值,小于阀值的单元进入下步迭代,如此反复,实现拓扑优化.采用适当的惩罚因子和阀值对迭代进行控制,提高了收敛的速度和精度,优化结果表明,该方法可以获得优化的微结构单胞,得到相同体积下最刚的多孔材料,降低了结构的重量和成本.     

基于超声信号的轴承润滑状态监测研究

介绍了一种基于超声信号的轴承润滑状态监测与故障识别的方法。通过对不同润滑状态下轴承发出的超声信号特征的提取和分析,研究基于超声信号轴承润滑状态监测与故障诊断的可行性。试验结果显示超声信号幅值直方图可以反映轴承的润滑状态;超声信号幅值与轴承故障程度呈线性关系;不同故障状态下超声信号的特征分析显示有效值和排序熵可以作为特征用于轴承故障的自动识别。     

基于差值直方图平移的彩色图像可逆信息隐藏

针对现有直方图平移算法嵌入容量偏低、不适合彩色图像等缺点,提出一种基于预测误差差值直方图平移的彩色图像可逆信息隐藏算法.除使用双分量差值以外,还加入了第3分量计算差值,根据预测误差之间的关系,将差值分成5种,从而有效地减小差值,提高嵌入容量和图像质量.通过扩展像素值嵌入信息,利用像素值可扩展性定位不可扩展像素,并嵌入少量的标志信息代替溢出定位图,采用两轮嵌入避免使用最坏测试法判断像素值可扩展性,以减少辅助信息量,进一步提高嵌入容量.实验结果表明,本文算法在嵌入容量和图像质量两方面均有较大优势,与其它可逆嵌入方法相比,算法整体性能更高.     

多孔混凝土配合比设计方法初探

多孔混凝土是一种具有较大孔隙率和较高强度的生态型混凝土,但由于缺乏合适、统一的配合比设计方法,在一定程度阻碍其应用。根据多孔混凝土的结构特征和功能要求,确定了以孔隙率为主设计参数、通过改变胶结材料和骨料粒径来满足强度的配合比的设计思路。设计方法为首先根据设计要求确定选用的材料,再确定单位体积混凝土中骨料的用量,然后根据骨料的表观密度和设计要求的孔隙率确定胶结材料用量,最后根据成型工艺的要求确定水灰比,从而确定单位体积水泥用量和拌合水用量。试配结果表明该多孔混凝土配合比设计方法具有可靠性和可行性。     

Thermal analysis of a solar parabolic trough receiver tube with porous insert optimized by coupling genetic algorithm and CFD

In this paper, the heat transfer enhancement in a solar parabolic trough receiver tube with porous insert and non-uniform heat flux condition was investigated. A new optimization method, which couples genetic algorithm (GA) and computational fluid dynamics (CFD) based on Socket communication, was proposed to optimize the configuration of porous insert. After the acquisition of the optimal porous inserts, some performance evaluation criterions such as synergy angle, entransy dissipation and exergy loss were introduced to discuss the heat transfer performance of the enhanced receiver tubes (ERTs) with optimal and referenced porous inserts. The results showed that, for a large range of properties of porous insert (including porosity and thermal conductivity) and Reynolds number, the heat-transfer performance of ERT with porous insert optimized by GA is always higher than that of the referenced ERTs. Better heat-transfer performance can further improve the solar-to-thermal energy conversion efficiency and mechanical property of the solar parabolic trough receiver. When some porous materials with high thermal conductivity are adopted, ERT can simultaneously obtain perfect thermal and thermo-hydraulic performance with using the same optimized porous insert, which cannot be achieved by using the referenced porous insert. In the view of those introduced evaluation criterions, using the optimized porous insert can obtain better synergy performance and lesser irreversibility of heat transfer than using the referenced porous insert. Entransy dissipation per unit energy transferred and exergy loss rate have equivalent effects on the evaluation of irreversibility of heat transfer process. These evaluation criterions can be used as optimization goals for enhancing the comprehensive performance of the solar parabolic trough receiver.     

桥面铺装基底粘连结材料性能研究

本文通过对两种桥面铺装层粘结料性能的抗剪试验分析，确定了适宜桥面铺装层的粘结料及其最佳用量，为桥面铺装施工提供依据．     

基于相邻像素的可逆大容量信息隐藏算法

将载体图像按照不同的扫描方式转换为不同的一维序列,通过计算一维序列前后两个元素的差值,再统计出该差值序列中频率出现最多的两个值,计算不同扫描方式中这两个值出现的总次数。选择总次数最大的扫描方式生成的一维序列中进行信息隐藏,在频率最大的两个数据中隐藏信息。实验结果表明,该算法隐藏容量大,载体图像的峰值信噪比高。     

直方图平移的自适应大容量可逆水印算法简

The traditional histogram shifting based reversible watermarking algorithm can only embed at most 1.0 bit watermark information into one pixel in single-pass embedding. Therefore, we have to use multi-pass embedding to achieve a higher embedding capacity. However, in the second-pass and the subsequent embedding process, the prediction error will be affected by the embedding distortion, which reduces the embedding efficiency. To this end, this paper proposes an improved reversible watermarking algorithm by employing histogram shifting. The algorithm embeds 1.0 bit or more bit watermark in one pixel in terms of the context of image. Experimental results show that the algorithm can effectively improve the embedding capacity while maintaining a high image quality.