改进差分进化算法在非线性模型预测控制中的应用

为了解决非线性模型预测控制在实际工程系统应用时,传统方法求解非凸的非线性规划问题容易陷入局部极小,计算量随着问题维数的增加呈几何级数增长的问题,对传统的差分进化算法进行了改进.通过动态调节差分进化算法的主要参数加快差分进化算法的收敛速度,同时采用多种突变策略增加种群的多样性,有效克服了传统差分进化算法容易陷入局部极小的缺点.在简单三容液位系统上的仿真实验结果证明了该算法的有效性和可行性,在工业应用中具有较好的应用前景.     

基于修正压力场理论的超高性能钢纤维混凝土柱抗剪承载力

为了分析超高性能钢纤维混凝土柱抗剪性能,基于修正压力场理论提出了柱子抗剪承载力计算模型.该模型通过柱端部截面中心正应变来考虑轴力和弯矩对抗剪承载力的影响,通过关键参数混凝土主压应变与主压应力间的角度和平均正应变来反映剪跨比、轴力以及配箍率对柱抗剪承载力的影响.结果表明:对剪跨比为1.5~2.0的柱子,该模型剪力计算值与试验值吻合良好.     

PAC对水库型水源水中嗅味物质2-MIB的吸附特性

为解决水库型水源水中季节性藻致嗅味物质的应急处理问题,研究了不同水质条件下粉末活性炭(PAC)对水中嗅味物质二甲基异崁醇(2-MIB)的吸附动力学模型和吸附热力学模型,考察了2类水库型水源水中有机物对吸附作用的影响.结果表明:在试验浓度范围内,纯水、原水A和原水B中PAC对2-MIB的吸附过程符合准二级反应动力学模型,吸附等温线符合修正的Freundlich方程,且吸附速率和吸附容量依次降低;原水A、B中PAC对2-MIB的吸附能力显著降低,但原水B中2-MIB在活性炭表面的吸附势能比原水A中的强,这可能主要是由原水中分子质量500 u的小分子有机物引起的微孔吸附竞争及其极性造成的.     

碳纳米管超晶格结构的第一性原理

针对掺杂N、B、Si的碳纳米管超晶格的电子结构及拉伸性能,运用第一性原理进行了相关研究.结果表明,碳纳米管超晶格会形成类似管状结构.不同掺杂元素导致碳纳米管超晶格的结构稳定性有所不同.碳纳米管经掺杂后,能带中的能隙由半导体性转变为金属性,且费米能级处的态密度值增大,表明碳纳米管超晶格的物理化学活性增强,而结构稳定性降低.对于碳纳米管超晶格而言,结构稳定性从高至低依次为3×1碳氮、1×1碳硼和3×1碳硼纳米管超晶格.     

向列相液晶聚合物接枝碳纳米管制备及其性能

为了制备碳纳米管/液晶复合材料,合成了液晶单体1,4-苯二甲酸二-(4-羧基苯)酯,采用原位聚合法将其与1,6-己二酸、1,4-联苯酚、碳纳米管进行共聚,制备了不同配比的碳纳米管/液晶复合材料.利用红外光谱(FT-IR),差式扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、扫描电子显微镜(SEM)等研究了碳纳米管在液晶基体中的分散以及复合材料的液晶性.结果表明,少量的碳纳米管可以在液晶中分散良好;液晶复合材料的液晶区间变窄,但没有改变液晶复合材料的液晶类型.     

基于超弹性基体的大应变复合材料制备与性能研究

采用物理共混工艺制备了聚二甲基硅氧烷/多壁碳纳米管(PDMS/MWNTs)复合大应变敏感材料,研究了掺杂比例对其大应变敏感特性的影响;在形貌表征基础上建立了敏感机理模型。初步探索了MWNTs和石墨填充PDMS复合材料的大应变特性。结果表明,PDMS/MWNTs复合材料相对电阻变化率与大应变成良好的线性特性,其中MWNTs掺量为9 wt%时复合材料表现出最优的应变特性,应变系数达到3.1;MWNTs和石墨填充PDMS复合材料电阻变化随大应变表现出非线性特性,分析认为MWNTs的远程导电网络和石墨的近程导电网络相互补充,搭建起更加稳定的导电通路,从而减缓了电阻的线性增大。     

Water vapor adsorption in activated carbon modified with hydrophilic organic salts

Five different kinds of hydrophilic organic salts were used to modify commercial activated carbon in order to prepare hydrophilic carbon materials. Properties of the samples were analyzed by surface area analyzer and SEM-EDX. The hydrophilic organic salts with different properties were introduced into activated carbon and significantly affected the properties of the samples.During adsorption experiments, the water vapor adsorption amount in modified samples increases by 0.57-17.12 times in temperature range from 303 to 323 K and at relative pressure below 0.50. Water molecules combined with surface hydrophilic groups through H-bonding exhibit good thermo stability. The effects of temperature, oxygen content and properties of the hydrophilic organic salts on water vapor adsorption were studied. It is indicated that water vapor adsorption in modified samples is mainly affected by the surface oxygen content. The carboxylate radicals in the hydrophilic organic salts greatly affect the micropore structure of the modified samples, while the metal ions in them exhibit limited influence. Different adsorption capacity of modified samples can be explained with the electronegativity of elements presented by Pauling.     

Modified Layer-Removal Method for Measurement of Residual Stress in Pre-stretched Aluminium Alloy Plate

Residual stress is one of the factors affecting the machining deformation of monolithic structure parts in the aviation industry. Thus,the studies on machining deformation rules induced by residual stresses largely depend on correctly and efficiently measuring the residual stresses of workpieces. A modified layer-removal method is proposed to measure residual stress by analysing the characteristics of a traditional layer-removal method. The coefficients of strain release are then deduced according to the simulation results using the finite element method( FEM). Moreover,the residual stress in a 7075T651 aluminium alloy plate is measured using the proposed method,and the results are then analyzed and compared with the data obtained by the traditional methods. The analysis indicates that the modified layer-removal method is effective and practical for measuring the residual stress distribution in pre-stretched aluminium alloy plates.     

柚子皮活性炭对刚果红吸附性能试验

采用氯化锌浸渍法制备柚子皮活性炭,研究了该活性炭对染料废水中刚果红的吸附性能。结果表明：在pH＝11时,吸附效果最好;投加量越大,单位质量活性炭对刚果红的吸附量越小;吸附量随溶液初始浓度的升高而增加;刚果红的吸附在90 min内基本可以达到平衡,柚子皮活性炭对刚果红的吸附是物理性质的、自发的;等温吸附可采用Langmuir等温模型拟合且相关性显著;动力学吸附过程很好地遵循准二级动力学模型,刚果红在柚子皮活性炭孔隙中的扩散不是唯一的速率控制步骤,可能有多个步骤共同控制该吸附过程。     

不同抗剪模型下高强混凝土剪力墙数值模拟分析

基于修正斜压场理论和扰动应力场模型分别对不同剪跨比的高强混凝土剪力墙拟静力试验进行数值模拟,得到相应的滞回曲线和骨架曲线。与试验数据对比,结果表明：较之于修正斜压场理论模型,基于扰动应力场模型计算的PΔ滞回曲线与试验PΔ滞回曲线吻合更好,得到的破坏形态及裂缝分布图与试验基本相同。充分说明了基于扰动应力场模型的有限元数值模型能够较好地模拟循环荷载作用下的高强混凝土剪力墙构件的滞回特性。