摘要：为研究变密度结构设计对三维机织角联锁复合材料面外力学性能的影响,设计制备了三维机织角联锁不变密度复合材料、三维机织角联锁经纱变密度复合材料和三维机织角联锁纬纱变密度复合材料。结合扫描电子显微镜、数字图像相关技术和X射线计算机断层扫描等检测技术,对角联锁变密度复合材料的面外压缩力学行为、内部损伤量化和渐进损伤等进行了测试与表征。研究结果表明:上疏下密角联锁纬纱变密度复合材料展现出优异的压缩性能,其压缩比强度比不变密度复合材料高3.40%;同时,上疏下密角联锁纬纱变密度复合材料损伤体积仅为11.64 mm 3,远低于不变密度复合材料的26.90 mm 3。进一步分析得到,不变密度复合材料压缩破坏以剪切失效为主,而上疏下密角联锁纬纱变密度复合材料则为基体开裂。

摘要：质子陶瓷电池(PCCs)可广泛用于发电、储能和可持续化学合成等研究领域,其工作温度适中、效率高,具有广阔的应用前景。然而,在中低温时,PCCs氧电极的氧析出反应(OER)和氧还原反应(ORR)动力学缓慢,材料稳定性差,导致其难以高效、稳定地运行。因此,设计和开发活性高、稳定性良好的氧电极对促进PCCs技术的发展至关重要。本工作探讨了PCCs氧电极的材料组分、结构与电化学性能之间的关系,重点阐述了影响氧电极材料稳定性的因素,分别讨论了电解质–氧电极界面,氧电极在高湿度、含CO_(2)气氛和含Cr气氛下的稳定性,以及抑制其衰减的策略,并就氧电极材料设计及未来发展方向进行了展望。

摘要：针对钢悬链立管单面焊双面成形过程,背部焊缝几何尺寸过大会极大降低立管疲劳寿命的问题,采用热输入小、电弧穿透力小的表面张力过渡焊接方法,研究小钝边(0~1 mm)、无间隙V型坡口全位置根焊缝背部成形工艺.对不同焊缝背部几何尺寸试样在120 MPa、150 MPa、165 MPa、175 MPa 4个应力范围下进行疲劳试验,研究不同焊缝背部几何尺寸、焊接位置对海洋立管疲劳寿命的影响.疲劳试验结果表明,该焊接工艺下管道具有良好的疲劳性能,试验数据均在DNV-RP-C203—2012疲劳设计曲线F3之上.将焊缝背面余高hb和焊缝背面宽度Wb控制在合理的范围内可极大提高海洋立管疲劳寿命.随着hb/Wb或hb的增加,焊缝应力集中系数增加,疲劳性能直线下降.不同焊接位置的疲劳寿命也有所不同.受重力影响,平焊位置焊缝背部几何尺寸较大,疲劳性能相对较差,立焊和仰焊位置焊缝背部几何尺寸较小,疲劳性能更好.

摘要：微电子系统的创新功能设计及其柔性集成封装是推进智能可穿戴设备在主动健康监测领域应用发展的核心动力.本研究采用控制处理芯片、温湿度传感器、信号采集与无线传输模块以及光纤等光/电子元器件和功能模块设计与开发了一套温湿度数据可视化监测系统,并基于超低模量有机硅非水凝胶和3D间隔织物为主要材料复合制备了一种兼具本征和结构柔性的可拉伸电路板对其实现了一体柔性集成与封装,发展得到了一款可穿戴人体微环境(数据)可视化监测功能腰带.所使用的新型有机硅非水凝胶复合织物材料杨氏模量和抗弯刚度分别仅为0.113 MPa和114.680 mN·mm,在充分保留原织物基底柔软顺应性的同时,还有效地引入了有机硅类材料固有的优异生物相容性、疏水性和电绝缘性,并实现了断裂拉伸强度和断裂拉伸率等力学性能的进一步增强,分别提高了48.775%和22.507%.经其集成与封装得到的人体微环境可视化监测功能腰带采用假人进行穿戴模拟测试,通过可拉伸光纤显示板颜色变化成功地实现了人体微环境温湿度变化情况实时探测和监控.该功能腰带还可通过与手机和电脑等设备进行连接,实现人体微环境数据的移动监测和云存储,在老年人卧床护理等特殊护理领域显示出优异的应用潜力.

摘要：高层剪力墙结构智能设计包括智能建模和智能优化两个环节。目前智能建模环节缺乏梁自动化布置和荷载自动化布置;智能优化环节只考虑材料成本而未考虑施工的便捷性。此外,现有的智能设计方法均局限于单标准层的高层剪力墙结构。为此,该文提出了高层剪力墙结构多目标智能设计方法,包括多标准层高层剪力墙结构的智能建模和多目标优化。多标准层高层剪力墙结构智能建模包含剪力墙智能布置、梁自动化布置、板自动化布置和荷载自动化布置;以材料成本和施工便捷性为目标,采用分步优化策略和基于小生境技术的遗传算法对高层剪力墙结构进行多目标优化。通过实际工程算例对所提出的方法进行了验证,结果表明,所提出的高层剪力墙结构多目标智能设计方法稳定、可靠,可以较好地兼顾材料成本和施工的便捷性,并能显著缩短设计周期。

摘要：为实现永磁同步风力发电机组轻量化、高年循环效率的设计目标,提出了一种永磁同步发电机-齿轮传动系统机电协同参数优化设计方法。首先建立风轮计算模型,以风电场实测的年风速工况作为风力发电机组的运行工况。接着建立齿轮传动系统的损耗模型,并基于有限元建立永磁同步发电机饱和磁链模型、转矩模型和损耗模型。在此基础上,为最大限度地发挥各参数下发电机组的效率潜力,采用非线性效率最优电流分配策略对发电机的控制电流进行优化。最后在发电机电磁约束、齿轮几何和强度约束、连续传动约束条件下,以发电机和齿轮的参数作为优化变量,以永磁同步发电机-齿轮传动系统的总质量和年循环风速工况下的总损耗作为目标函数,利用NSGA-Ⅱ算法对目标函数进行优化。该过程优化中嵌套优化,整个过程通过脚本自动化运行,最大程度地降低了系统的损耗和质量,减少了时间成本。基于上述方法对8 MW永磁同步发电机-齿轮传动系统进行优化,优化后系统总质量降低了40.2%,系统年循环损耗减少了461 562.53 kW·h,表明该方法有效地降低了系统的质量且提高了年循环效率。

摘要：基于作者2020年参与“十四五”铁人三项项目发展规划编制的系列调研资料,以新制度理论作为分析框架,分析中国铁人三项协会脱钩改革的制度困境,寻找中国铁人三项协会改革的出路。认为中国铁人三项协会脱钩改革的制度困境包括:协会的行业自治权缺乏必要的制度维护,非营利性运营的制度规定具有模糊性,影响协会获取生存与发展的资源;协会运行的制度在规范性维度尚有缺失,制约协会脱钩的进程;协会改革参与主体对认知性维度的制度存在片面性、差异性理解,导致脱钩改革制度的认同困境。提出:调整协会改革规制性维度的制度,增强制度的适用性;完善规范性维度的制度,促进协会健康有序运行;秉承多元化理念建构协会脱钩改革认知性维度的制度,满足不同利益主体对脱钩改革的价值诉求。

摘要：随着搭载平台技术的不断进步,对成像光谱系统的尺寸提出了更高的要求,轻量化、小型化成为成像光谱仪的重要发展方向。针对上述问题,本文设计了一种具有轻小型化特点的自准直型短波红外高光谱成像系统。通过对系统矢量形式的理论推导,得到满足高光谱分辨率、小尺寸要求的自准直系统的初始结构,并逐步进行优化。同时,在狭缝处引入一块平面反射镜,对望远系统进行折叠,避免狭缝与探测器干涉,并进一步压缩系统的尺寸。最终设计的成像光谱仪工作波段为1610~1640 nm,F数优于3,在奈奎斯特频率为20 lp/mm时,调制传递函数(MTF)均优于0.8,全视场均方根半径(RMS)均小于7μm,光谱分辨率均优于0.1 nm。光学系统尺寸优于460 mm×150 mm×150 mm。本文研究为短波红外波段高光谱探测成像光谱仪实现轻量化、小型化设计提供了一定的理论基础。

摘要：针对现有Mini/Micro LED巨量转移运动定位平台不具有轴向微高度调整能力的问题,提出了一种基于轴向平动单自由度洛伦兹磁轴承的复合构型运动定位平台(Motion positioning platform,MPP)。为提高平台轴向悬浮控制带宽与控制精度,设计了“L”型永磁体和倾斜磁化永磁体叠加的多通道磁轴承拓扑构型,利用等效表面电流法建立了气隙区域磁通密度数学模型,得到了影响磁通密度大小和均匀性的结构参数,借助灵敏度分析筛选设计参数并进行优化设计。优化后轴承气隙磁密强度为478.20 mT,气隙磁密轴向波动率为10.6%,分别比原始方案的323.07 mT和10.8%提升48.02%和1.8%。根据优化结果研制了一台基于洛伦兹磁轴承的复合支撑运动平台,并应用于巨量转移设备,进行磁密测量验证和芯片转移效果测试。结果表明,优化方案轴承气隙平均磁密强度为476.75m T,气隙磁密轴向波动率为11.1%,与设计结果相符。转移中使用轴向轴承主动承接芯片,可消除因芯片未完全剥落产生的转移坏点,对提升巨量转移效率和良率有重要意义。

摘要：超构表面(metasurfaces)是一种新型的人工二维平面阵列结构,通过合理设计亚波长纳米结构单元及排布可以实现对空间光场的调控,有望从原理层面上颠覆传统的透镜元件。然而,目前透射型超构表面普遍存在光学效率低的问题,制约着其应用和发展。首次提出了光学薄膜结合超构表面提高光能利用率的设想,期望超构表面结合光学薄膜的结构在不影响超构表面光学特性的基础上,可以显著地提高其光学效率。为了验证这一策略的有效性,仿真模拟了石英基底近红外宽波段的硅纳米块超构表面透镜,并与设计有光学薄膜的超构表面进行了对比。模拟结果表明:光学薄膜对超构表面的聚焦性能没有影响,但可以显著提高超构表面的光学透过率;在1450~1600 nm波段,平均透过率提高了10.5%以上,聚焦效率平均提高了8.3%以上。所提方法为超构表面器件设计带来了新的思路。