兰州化物所与美国加州大学洛杉矶分校合作制备出强收缩高能量密度水凝胶材料

环境响应型水凝胶,也称为“刺激响应”或者“智能”水凝胶,因为其高的含水量、弹性、渗透性、外界刺激响应性和大的变形等优点,被广泛应用于生物医学、软体机器人等领域。目前,大多数智能水凝胶的响应变形均凭借凝胶体内和体外渗透压的变化。然而,在这种渗透驱动机制下,凝胶材料的驱动力和响应速度间相互矛盾。要打破这个矛盾,需要从分子尺度设计并且提出一种异于传统“渗透型”水凝胶的非常规驱动机制。     

铝合金板件自冲铆接性能的响应面-遗传算法优化

为了改善自冲铆接的接头性能,提出了融合二阶响应面模型和存档微遗传算法的多目标优化方法。介绍了自冲铆接原理和铆接过程,建立了提高接头底切量、剩余厚度、底部厚度的多目标优化模型。选择了待优化的模具参数,基于极差分析和主效应图对模具参数的灵敏度进行了分析。基于中心复合实验设计法与二阶响应面法,对模具参数和质量参数之间的函数关系进行了拟合,经决定系数和修正决定系数验证,二阶响应面的拟合精度较高。使用存档微遗传算法对多目标优化模型进行求解,获得了优化的模具参数。经生产验证并与工厂的自冲铆接接头相比较可知,优化的接头底切量提高了10.00%,底部厚度提高了8.61%,剩余厚度提高了3.11%,抗拉剪能力提高了5.68%。以上数据表明,经过优化后,自冲铆接的接头性能得到了有效提高。     

响应面法优化己二酸二甲酯低压催化加氢工艺研究

利用CuO-ZnO-Al₂O₃催化剂对己二酸二甲酯催化加氢制1,6-己二醇低压工艺进行研究。采用单因素实验法探究了反应压力、液时空速、反应温度、氢酯摩尔比对反应的影响。并采用Box-Behnken Design对加氢工艺进一步优化。在3 MPa条件下,以反应温度、液时空速、氢酯摩尔比为变量,以1,6-己二醇收率为响应值,建立回归方程。响应面优化后确定的最优工艺条件为:反应温度为204.2℃、液时空速为0.206 h^-1、氢酯摩尔比为120,该条件下1,6-己二醇收率可达97.71%。     

改性沸石填充电化学反应器处理生活污水中氨氮的试验研究

利用改性沸石填充电化学反应器对30 mg/L的模拟生活氨氮污水进行处理试验研究，考察了电流密度、氯离子浓度和初始pH对该反应器处理氨氮污水的影响，并对各因素下反应器处理低浓度氨氮污水的反应结果进行了探讨与分析。结果表明，在电流密度为13.19 mA/cm²、初始pH为7.89、氯氮比为6.2时，其氨氮的去除率可达到96.71%;各因素交互作用对于该体系下氨氮去除效果影响大小为：电流密度&氯氮比>电流密度&pH>氯氮比&pH。     

响应面法优化农产品中抗性淀粉的体外检测

目的 采用响应面法优化农产品中抗性淀粉(Resistant Starch, RS)的体外检测方法。方法 选择谷类、薯类、豆类3类抗性淀粉主要来源的农产品，设计单因素试验和Box-Behnken试验。单因素试验考察了水浴时间、淀粉葡萄糖苷酶（AMYLOGLUCOSIDASE, AMG）作用温度、AMG作用时间、AMG添加量和离心力与离心时间5个条件，并选择AMG作用温度、AMG作用时间、AMG添加量来设计Box-Behnken试验。结果 根据单因素试验，确定了水浴时间为14 h，离心条件选择4500 g离心5 min；根据响应面实验确定对RS含量检测结果影响程度排序为AMG添加量＞AMG作用时间＞AMG作用温度。结合单因素响应面试验，确定最佳检测方法为水浴14 h，4500 g离心5 min，AMG作用温度49℃、AMG添加量0.2 mL、AMG作用时间38 min。结论 优化后的方法重复性良好，适用于玉米、马铃薯和红豆3类样品，且有望适用于其他主要农产品。     

基于响应曲面法的涡轮增压器废气阀门激光焊接工艺优化研究

激光焊接技术凭借其高效、高精度的特点已广泛应用在汽车制造产业,在涡轮增压器的生产中,激光焊接也逐步被应用于实现废气阀门与阀杆的连接。虽然当前对于激光焊接的工艺研究很多,但对工艺参数的优化也一直缺少一个科学有效的方法。本文以熔接深度、熔接宽度和内部缺陷作为响应变量,选取焊接功率、焊接速度作为因子,运用响应曲面法(RSM)设计实验方案,通过对响应结果进行分析,研究焊接参数对焊接质量的影响,拟合能够预测最优参数的数学模型,最终将获得的最优参数运用到生产中进行验证。     

袁河新泉乡段梯级溢流堰水动力模拟及侵蚀分析

为了分析梯级溢流堰对袁河新泉乡段河道行洪及河床抗冲的影响,优化河道治理工程中溢流堰布置,建立了将拦河溢流堰作为闭边界条件的二维水动力数值模型,采用非结构化网格的有限体积法,对比分析了十年一遇洪水情况下梯级溢流堰建设前后河道水动力、河道水位、流场沿程变化特征,讨论了溢流堰布置对河道防洪及冲刷的影响。结果表明,在十年一遇洪水情况下溢流堰会抬升河道水位,平均增加0.49 m,满足河道行洪要求;梯级溢流堰使河道整体形成人工“阶梯深潭”体系,河道流速在空间上发生明显的异质性,堰上流速下降幅度较堰下流速大;水流发生急流与缓流之间交替,水流紊动强烈,加剧了水流能量损失,有效降低流速,减轻了河道冲刷,有利于稳定河岸结构。     

核电厂负刚度阻尼隔震结构的地震响应研究

隔震技术能有效减小核电厂上部结构的加速度响应，但强地震作用下隔震层位移过大会导致管道断裂。本文基于曲面运动原理及预压弹簧伸缩特性提出了一种负刚度阻尼系统，通过球铰在拱球面曲线运动实现负刚度特性，并在弹簧压缩方向提供黏滞阻尼性能。提出了负刚度系统的理论恢复力模型并进行了力学特性分析，设计了负刚度装置并完成了静力试验，结果显示理论恢复力模型与试验结果的一致性较理想。将核电厂负刚度阻尼隔震结构与核电厂隔震结构进行了地震响应对比分析，比较了不同地震波输入下的地震响应。结果表明负刚度阻尼系统可有效同时减小核电厂上部加速度响应和隔震层位移响应。