含碳硼烷单元聚酰亚胺材料的制备及其耐热机制

聚酰亚胺是先进复合材料重要的基体材料之一。在聚酰亚胺主链中成功引入碳硼烷笼状单元,制备出一系列有机-无机杂化的聚酰亚胺材料。从单体设计入手,设计合成了含邻碳硼烷单元的二胺单体(DNCB),再与4,4’-二氨基二苯醚(ODA)和3,3’,4,4’-苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)进行共聚反应,合成前驱体聚酰胺酸(PAA)溶液并制备PAA薄膜,再经高温热亚胺化处理得到含碳硼烷单元的聚酰亚胺。对制备的聚酰亚胺材料的耐热性能和耐热氧化稳定性进行了系统研究,结果表明,碳硼烷单元的引入使聚酰亚胺基体的热稳定性和热氧化稳定性得到显著提升。当二胺单体中DNCB摩尔分数为40%时,N₂气氛下,5wt%热失重温度T_5%提升近13℃,T10%提升近43℃,质量残留率高达82.6wt%;空气氛围下,T_5%提升近36℃,T_10%提升近64℃,质量残留率高达83.1wt%。X-射线光电子能谱(XPS)及扫描电镜(SEM)结果表明在聚酰亚胺主链中引入碳硼烷笼状单元后在高温环境中易在材料表面形成氧化硼(B₂O     

La空位掺杂对La-Ca-Sr-MnO_3磁热性质的影响

用溶胶-凝胶法制备了不同空位掺杂的系列样品La_(0.7-x)Ca_(0.28)Sr_(0.02)MnO_3,研究了La~(3+)空位浓度对样品居里温度和磁热效应的影响。结果表明,在La位掺入少量空位(x0.06),可以实现将样品的居里温度有效调整至室温,同时也促进了样品磁熵变的提高。当La空位掺杂x=0.06时,与未空位掺杂样品相比,居里温度由227 K提高到264 K,近室温,其磁熵变值为3.01 J·kg-1·K-1(外加磁场1 T)。该系列样品在室温附近,较低磁场下,有较强的磁制冷能力。     

基于加速度传感器的检定轻墩铁路桥梁横向位移新方法及振动台试验验证EI北大核心CSCD

截至2019年,全国铁路完成货物发送量43.89亿吨,且货运量年增长率保持在9%~10%。既有线路有很大比例的早期建设的轻型桥墩桥梁,由于其横向刚度较弱,在运营过程中常常出现横向位移较大的现象。随着既有线提速及货运量的增加,这一现象愈加明显。铁路运营期间,为防止列车脱轨,对于该类桥梁的位移变形的要求较高。因此需要一种能够适应恶劣的环境条件,可以实时持续可靠地监测桥梁位移的方法。当前测量桥梁位移的方法,通常基于昂贵的设备和复杂的模型,并且局限于良好的天气条件并不能满足在有限的成本下对桥梁进行持续高效的维护。该文提出一种基于加速度传感器的检定轻墩铁路桥梁横向位移的监测方法。其特点是,依靠低成本易操作的加速度传感器对桥梁高频动态位移和低频伪静态位移进行持续准确的监测检定,而不需要依靠良好的天气环境和架设条件。该研究设计一种巧妙的振动台试验,通过一系列的试验对该方法进行了验证。试验结果表明:加速度传感器能够准确的检定位移,与线性随动位移计相比,最大峰值误差只有11.80%,最大均值位移误差只有8.05%。     

基于非线性振动的斜拉索参数识别无模型方法

基于非线性振动理论提出了斜拉索参数识别的无模型方法.该方法以由奇异摄动法所获得的斜拉索自振频率解析表达式为依据,根据斜拉索频率测试结果和计算值之差构建目标函数,将斜拉索索力、索长等关键参数作为待识别参数,采用最优化方法实现参数识别.通过试验验证了方法的有效性并和有模型方法的识别结果进行了对比.研究表明,所提出的方法可以显著提高斜拉索动力响应分析结果的准确性;无模型方法和有模型方法精度相当.而无模型方法在求解效率、方法的易用性等方面更具优越性,更便于实际工程应用.     

基于人工免疫系统的复合故障诊断技术研究

鉴于多缺陷并存的故障对无量纲指标影响不明显这一特性,直接从各个单独故障的无量纲指标值诊断复合故障,得知无量纲指标值对复合故障的诊断整体不是太理想。针对这一点,先利用对单独故障比较敏感的无量纲指标结合人工免疫系统的阴性选择机制构建无量纲指标免疫检测器,再采用将复合故障特征直接生成无量纲指标免疫检测器的方法来诊断复合故障。该方法操作简单,仿真试验验证该方法的有效性。     

激光熔覆送粉量对17-4PH不锈钢基碳化钨熔覆层组织及性能的影响研究

以机械设备摩擦损伤区域的修复与再制造为背景,选取汽轮机叶片用料17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢作为研究对象,采用激光熔覆技术进行表面创新修复,在17-4PH不锈钢表面以不同的送粉量熔覆Ni和WC合金粉末,观察并测试熔覆层、熔覆层与基材交界处和基材的微观结构和成分分布,测试熔覆层的力学性能,在试验过程中分析熔覆过程中送粉量对涂层品质的直接影响。试验结果表明：在相同的激光功率（1 250 W）和送粉速率（10 mm/s）下,随着送粉量的增大,熔覆层的显微硬度增大。     

溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺/SiO2杂化薄膜及性能研究

以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,4,4′-(六氟异丙烯)二酸酐(6FDA)为二酐单体,4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为二胺单体,采用无水溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺(PI)/二氧化硅(SiO_2)杂化薄膜(PI-SiO_2)。将3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APS)通过化学键合连接到PI分子链上,使SiO_2颗粒在PI基体中均匀分散。研究了PI-SiO_2杂化薄膜的光学性能和热学性能。随着SiO_2含量的增加,PI-SiO_2杂化薄膜的黄色指数明显降低。在SiO_2添加量为40%(wt,质量分数)条件下,制得的PI-SiO_2的玻璃化转变温度最高为314.7℃,热膨胀系数(CTE)为27.65×10-6/℃,具有较好的热性能。     

基于参数识别的结构损伤概率诊断方法

为解决观测噪声等不确定性因素影响下确定性损伤识别方法的损伤误判问题,提出了结构损伤识别的概率可靠度法。通过正则化修正改善参数识别问题的不适定性,利用数据摄动和蒙特卡罗法研究观测噪声对参数识别结果的影响并获得各待识别参数的统计特征,在此基础上基于概率统计理论推导了损伤概率的计算公式。根据损伤识别试验验证了方法的有效性和准确性,分析并比较了概率可靠度法和确定性方法的损伤识别结果。试验研究表明,损伤识别的概率可靠度法能够显著改善传统确定性损伤识别方法的损伤误判问题。     

胶粘剂对表贴式FBG传感器应变传递系数的影响

利用光纤光栅（FBG）传感器对基体表面应变进行测量,通常利用胶粘剂将光纤光栅传感器粘贴在基体表面,使其与基体协调变形。但胶粘剂在不同表面的粘接性能不同,对应变测量所造成的影响也就存在差异。针对这一问题,本文通过实验,简化应变传递模型,对比FBG传感器粘贴在等强度梁以及标准树脂试件的应变测量结果。结果表明:胶粘剂在基体表面的剪切强度越大,表面粘贴式FBG传感器的应变传递系数也越大。      

非线性问题的随机有限元分析

本文将摄动随机有限元法引入到非线性问题的分析中 ,得出了非线性问题的摄动随机有限元递归方程 ,并在此基础上讨论了位移的一阶和二阶统计量