南方典型多雨山区山洪灾害预警指标分析

为研究山洪灾害对山区居民的影响情况,利用水位流量反推法,并考虑前期降雨及土壤含水情况,分别计算较干、一般和较湿3种工况下的临界雨量指标,综合分析得出山洪灾害影响区域的立即转移指标,同时结合涨洪历时,确定合适的提前时间,反推出相应的准备转移指标。以华南山区某典型小流域研究对象,计算分析了典型受山洪影响的沿河村落,确定出不同时段的预警指标,计算结果与山洪灾害现场调查情况较符,为制定防灾减灾对策和措施提供依据。     

基于声发射技术的热障涂层损伤行为

热障涂层以优异的隔热、耐磨和耐蚀性而被广泛应用于航空涡轮发动机中。由于热障涂层体系内部结构复杂,服役环境苛刻,导致其失效不可预测。热障涂层系统内的表面开裂和界面分层是限制热障涂层长时间使用的瓶颈问题,且热障涂层的过早剥落失效会导致合金基体暴露在高温燃气中,这可能引起灾难性的后果。针对涂层的裂纹扩展行为,最重要也最直接的研究方法就是对热障涂层的整个失效过程进行实时无损检测,为寿命预测提供最直接的证据。声发射技术是一种实时动态的无损检测方法,可直接检测热障涂层失效过程中的裂纹扩展行为,因此在热障涂层失效检测领域得到了广泛的应用。然而,造成热障涂层损伤失效的因素较多,如失效机理复杂、失效形式多样,以及声发射信号本身的随机性和不可逆性,使得利用声发射技术检测热障涂层失效整个过程的研究还不够全面。目前,已通过声发射技术的参数分析和波形分析实现了对热障涂层损伤失效的定性、定量和定位分析,并对涂层寿命进行了预测。参数分析是以多个简化的波形特征参数来表示声发射信号的特征,即对一些特征量进行统计的过程,如能量、频率、幅度等。采用声发射特征参数法可定量评估热障涂层的损伤程度并对涂层的寿命进行预测。目前人们从连续损伤累计、某一特定参量变化等多个角度预测热障涂层的寿命,但是各种寿命预测模型主要是根据实验结果的经验或半经验公式,随着热障涂层的发展以及对热障涂层失效机理认识的不断加深,寿命预测模型也在不断发展与完善。波形分析是通过对声发射信号的时域波形或频谱特征分析来获取缺陷信息的一种信号处理方法。从理论上讲,波形分析应当能给出任何所需的信息,因而波形也是表达声发射源特征最精确的方法,目前主要通过小波变换把声发射波形信号从时域变换到频域,进而识别其损伤模式并实现声发射源的定位。本文对声发射技术进行了简要的介绍,总结了声发射技术参数分析和波形分析在热障涂层损伤模式识别、损伤位置的定位、损伤程度的定量评估和剩余寿命预测方面的研究进展,指出了当前研究中存在的问题并对其下一步的发展进行了展望。     

重载齿轮弯曲疲劳寿命测试方法研究现状

重载齿轮是大型机械装置(推土机、挖掘机、装甲车等)传动系统的核心部件,它的主要功能是按照规定的转速比传递运动和转矩。随着科学技术的发展和军事装备的更新换代,重载齿轮的研究除了在材料性能、齿形设计、承载能力等方面取得了新成就外,另一个突出的进步就是在齿轮性能测试技术方面获得了很多成果,使得一些过去难以定量研究的问题(如齿轮的疲劳强度、齿轮传动品质等)都有了比较实用的测量手段。而在重载齿轮疲劳性能研究中,相对于接触疲劳产生的齿面点蚀、胶合、磨损等微小破坏而引起齿轮传动效率降低,啮合不到位等现象,弯曲疲劳则会直接导致齿根产生裂纹甚至形成断齿现象,造成重大事故。因此,准确测试重载齿轮的弯曲疲劳寿命,分析弯曲疲劳性能,进而优化齿轮设计,提升齿轮性能,对监测因弯曲疲劳失效所引起设备故障以及避免服役过程中发生重大事故具有重要意义。重载齿轮弯曲疲劳寿命受多方面因素的影响,其中包括材料性能、加工尺寸、制备工艺以及测试手段等,因此对其弯曲疲劳寿命的定量测试一直是各国研究人员关注的热点话题。关于重载齿轮弯曲疲劳寿命的研究可以归纳为以下三方面:弯曲疲劳原理探究方面已发展到声发射信号检测、光学图像分形理论计算、计算机有限元数学模拟等多方面的实际应用;性能检测实验已有单齿/双齿脉冲加载、动态啮合式加载等多种试验方法;数据处理方面已发展出升降法、成组法、雨流法以及多种S-N曲线拟合的数据处理手段。这些分析方法以及测试手段的应用可以大大节省实验成本、提高分析效率、减少试验误差,进而提高重载齿轮弯曲疲劳寿命检测的准确性。本文从重载齿轮弯曲疲劳寿命的测试原理、试验方法以及测试数据处理三方面出发,根据国内外研究现状,对重载齿轮的弯曲疲劳性能进行机理性与实验性的探究,为测试重载齿轮的弯曲疲劳寿命提供有效的理论依据、具体的测试方法以及准确的数据处理手段。     

基于各向异性二维Ge Se的无偏振器偏振图像传感器

偏振是光的一个重要信息,偏振探测可以把信息量从三维(光强、光谱和空间)扩充到七维(光强、光谱、空间、偏振度、光偏振等),为成像物体提供关键的视觉信息(如表面粗糙度、几何形状或方向),因此偏振成像技术在目标检测等领域有着巨大的潜力.然而这些领域往往需要复杂的偏振编码,现有的复杂透镜系统和偏振器限制了集成成像传感器的小型化能力.本文通过二维各向异性α-Ge Se半导体,成功实现了无偏振器的偏振敏感可见-近红外光电探测器/成像仪.作为传感器系统的关键部件,该原型Au/GeSe/Au光电探测器具有灵敏度高、光谱响应宽、响应速度快(~10³A W^-1, 400–1050 nm, 22.7/49.5μs)等优点.此外,该器件在690–1050 nm光谱范围内表现出独特的偏振灵敏度,并且对沿y方向的偏振光吸收最强,这一点通过分析α-Ge Se的光跃迁行为也得到了证实.最后,将2D-Ge Se器件应用到成像系统中进行偏振成像,在808 nm近红外波段处,在不同的偏振方向上,辐射目标的对比度为3.45.这种成像仪在没有偏振器的情况下,能够在场景中感知双频偏振信号,为偏振成像传感器阵列的广泛应用奠定了基础.     

联苯聚芳醚酮-双马来酰亚胺复合树脂的分相行为和流变行为

离位复合增韧技术是本征脆性的热固性树脂基纤维复合材料提高韧性的有效解决方案,为了更好地结合离位增韧技术和树脂传递模塑(RTM)工艺制备高性能双马来酰亚胺(BMI)树脂基复合材料,本文面向新型热塑性联苯聚芳醚酮(PAEK-B),研究了PAEK-B在BMI树脂及碳纤维复合材料中的分相行为及PAEK-B/BMI复合树脂的流变特性。结果表明,PAEK-B在BMI树脂的注射窗口温度保持一定时间后会发生分相行为,并在RTM工艺制备的碳纤维(CF)/PAEK-B/BMI复合材料中保持了分相结构。BMI树脂的注射温度会影响到PAEK-B在其中的溶解特性,注射温度升高会使BMI树脂的初始黏度变小,但PAEK-B/BMI复合树脂的黏度拐点时间会缩短;PAEK-B/BMI复合树脂符合Winter-Chambon准则,复合树脂的tanδ对频率没有依赖性,且复合树脂的凝胶活化能随着PAEK-B含量的增加逐渐增大。      

电压型逆变器式有源滤波器分析

分析电容器Ｃ的初始充电过程电压型逆变器工有源滤波器的稳定工作状态,提出四个用于判定该种有源滤波器工作和有助于该有源滤波器设计的参数。对充电过程的分析结果表明,此种有源滤波器无需附加设备就能自动完成充电过程。除此之外,作为稳态分析的结果,给出确定电压型逆变器式有源滤波器元件参数的原则。     

基于窄带物联网与机器学习的智慧光伏运维系统

基于物联网思维设计了一款基于NB-IoT技术的智能汇流箱,该产品使用多传感器采集实时数据,并利用基于μCOS-III的嵌入式系统以及MQTT协议云服务器,在极低的配置需求下,保证可靠的数据发布,使客户端的手机APP可实时查看当前每个子光伏阵列的运行情况。     

北京东南郊灌区土壤和农作物有机农药污染风险评估

为研究北京市东南灌区农作物和表层土壤有机氯农药含量水平,2015年利用气象色谱—质谱仪检测了该灌区土壤和作物样品中23种农药组分含量。结果显示灌区表层土壤农药含量为1.2～83.3μg/kg,均值为28.7μg/kg。土壤样品中六氯苯、莠去津、p,p′-DDE检出率均为100%, p,p′-DDT检出率为17%,其余组分检出率仅为0～11%。表层土壤农药各检测组分占总量比例最高的为莠去津和p,p′-DDE,分别占总量的49.9%和35.2%;其次为六氯苯和p,p′-DDT,分别占总量的5.0%和4.2%。土壤六氯苯、莠去津和DDTs含量分别为0.2～9.8μg/kg(均值为1.4μg/kg)、0.5～76.3μg/kg(均值14.3μg/kg)和0.5～54.4μg/kg(均值为11.4μg/kg),均未超过加拿大、越南和我国土壤标准的限值要求。灌区总体上近期没有DDTs输入。冬小麦籽粒、夏玉米籽粒、菜心和油菜农药含量分别为0.229～0.297,ND～1.29,0.5和0.4μg/kg;其余农作物23种农药含量均低于实验检出限。农作物仅六氯苯和莠去津能检测出,其含量分别为ND～1.39和ND～1.2μg/kg。夏玉米籽粒莠去津含量未超过GB 2763—2014《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》含量限值。     

一种12位2 GS/s BiCMOS采样保持电路

基于130 nm BiCMOS工艺,设计了一种12位高速采样保持电路,对电路的主要性能进行了分析。电路采用差分结构,采样开关是开环交换射极跟随开关。在输入信号范围内,缓冲器的线性度较高。采用Cadence Spectre软件进行仿真。结果表明,当采样率为2 GS/s,模拟输入差分信号为992 MHz频率、0.5V_pp幅度的正弦波时,SFDR达75.11 dB,SNDR达73.82 dB,电路功耗仅为98 mW,满足了12位采样保持的要求。     

NaOH激发无机聚合物的水热合成及其性能研究

以NaOH为碱性激发剂,粉煤灰与偏高岭土为前驱体材料进行研究,采用水热合成方法制备无机聚合物。通过单因素试验和正交试验,以强度为指标确定最佳水固比、 NaOH浓度、粉煤灰掺量、蒸养时间和温度。并研究了不同配比试样的抗压强度、流动性能,通过XRD分析其反应产物。结果表明,采用水热合成的方法可以显著提高无机聚合物的强度,同时在进行水热合成之前进行室温下的预养护有利于强度的提高。最优工艺参数为：粉煤灰掺量50%, NaOH溶液为10 mol/L,60℃热固化4 h后脱模,经室温养护24 h,在100℃蒸养24 h可制得地强度高达45．5 MPa聚合物材料。