摘要：为了在挖掘机实机定型投产之前更准确地验证各构件的设计参数,提出了一种利用离散元-多体动力学(DEM-MBD)联合仿真预测挖掘作业性能的分析方法。对某国产型号液压挖掘机进行了平地、斜坡工况下的多组实验测试,得到了对应工况的载荷谱数据。根据实验过程中挖掘机的挖掘过程以及料堆形状,利用动力学软件RECURDYN与离散元软件EDEM进行了联合仿真,还原了挖掘过程中挖掘机的作业状态。对比实验采集的载荷谱推导所得的数据和联合仿真数据,结果表明:联合仿真得到的各组油缸推力以及挖掘阻力数据与实验数据的相关系数均大于0.9,证实离散元-多体动力学联合仿真分析方法适用于挖掘机的挖掘作业性能分析。

摘要：冻土层在高寒地区的生态平衡中起着重要作用,但冻土层的修复与保护在高原高寒矿区生态环境治理中经常被忽略,鲜有研究。以木里矿区聚乎更区生态环境综合整治实践为例,通过对原始冻土层的平面分布、垂向分布、地层结构、地温变化等特征的分析,针对破坏的土壤层、地表层、冻土层、煤层顶板岩层等不同研究对象的生态地质层剖面,按照模拟季节性冻土、多年冻土差异变化特征及其生态地质功能的思路,在利用构建人造冻土层和回填层二元结构冻土生态地质层剖面模型的基础上,提出了以冻土概况调查、剖面模型建立、搭接融合、确定回填时间、设计表层保水、布设截排水沟、地貌重塑为流程的人工构建冻土层的修复技术,以实现人造冻土层在物质结构、地下含隔水层结构及水力联系、水源涵养等方面的功能基本达到原始冻土层的水平,同时提供更多对冻土保存有利的条件。采用探坑、钻孔岩心取样和孔内长期地温监测等不同方法手段在以往矿区渣山区和新回填修复采坑内对比实验,证实了原渣山压覆区域多年冻土顶界在稳定抬升,采坑内新回填区已经开始形成新的冻土层;通过对比渣山区自然恢复冻土层和采坑内人工修复冻层形成的时间和厚度,表明人造冻土层构建更有助于该区冻土快速恢复。

摘要：粒子喷射速度的测速是火箭发动机结构改进设计极其重要的依据。但是由于火箭发动机尾焰喷射速度快、背景辐射强,传统的滤光器件(滤光片)与运动目标检测算法无法适用。针对上述问题,本文采取新型量子滤光技术,利用量子高信噪比,低背景噪声的特点,以原子滤光器为核心,将超窄带量子滤光技术应用到粒子图像测速法(Particle Image Ve⁃locimetry,PIV)中,组成量子滤光PIV系统,滤光带宽可窄至GHz量级。同时基于量子滤光PIV系统提出了一种新的基于图像灰度互相关的虚拟粒子图像示踪算法,该算法通过对虚拟粒子的标记跟踪而表征实际粒子的运动轨迹,达到测量粒子速度的目的。经外场试验表明:量子滤光技术抑制复杂背景干扰强,相较于传统滤光器件信噪比提高了30 dB,滤光效果明显;该算法准确性高,粒子测速误差低于0.5 m/s,计算测量精度优于0.06%。同时,相关系统已经在国家相关研究单位获得应用。

摘要：目的重点探究Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢在中国3块不同油田采出水模拟液中的腐蚀行为,为其在石油管材上的应用提供理论指导。方法在Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢中添加Cr和Mo元素,降低Mn元素含量,设计制备Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢。采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢的微观组织进行分析。利用电化学工作站测试Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢在3种油田采出水模拟液中的极化曲线和电化学阻抗谱,并使用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀产物进行微观分析。同时,以相同环境中Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢的腐蚀行为作为对照。结果Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢组织以奥氏体为主,其晶粒中含有大量层错、退火孪晶和高密度位错结构的马氏体。通过分析极化曲线可知,与Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢相比,Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢在3种油田采出水模拟液中均发生了钝化,腐蚀电位提高,腐蚀电流密度明显降低,分别为1.7、0.08、2.1μA/cm^(2)。通过分析电化学阻抗谱可知,Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢在3种油田采出水模拟液中均呈现单一的电容回路,极化电阻Rp分别为3111、5322、3582Ω·cm^(2),而Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢在3种油田采出水模拟液中呈现1个电容回路和1个电感回路,相应的极化电阻Rp仅为530、273、528Ω·cm^(2),远小于Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢。在3种油田采出水模拟液中,Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢试样表面仅存在少量腐蚀产物,而Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢试样表面存在大量的腐蚀产物,并形成了腐蚀产物膜。结论Cr与Mo元素的添加和Mn元素含量的减少,降低了Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢的堆垛层错能,导致晶粒中形成了大量层错、退火孪晶和少量马氏体。在3种油田采出水模拟液中,Cr与Mo元素的添加、Mn元素含量的减少和晶粒中退火孪晶的形成有效提高了Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢的耐蚀性。

摘要：制备基于锌卟啉共价有机框架(COFs)和共轭微孔聚合物(CMPs)的异相光催化剂用于催化光诱导电子转移可逆加成-断裂链转移(PET-RAFT)聚合.这些光催化剂可以高效地将电子转移到链转移剂制备得到具有窄分子量分布(<1.20)和高链端保真度的聚丙烯酰胺和聚丙烯酸酯,聚合速率高于具有相似构建单元的卟啉或镍卟啉光催化体系.同时,对于锌卟啉COF和CMP材料,不同堆积模式和共轭程度影响了光催化剂的结构和光物理性质.比较两者的结构性质和催化性能,说明了在光控聚合中选择高效催化性质的构建单元是催化剂设计的关键要素.此外,相比于COF,CMP光催化剂具有更高的化学稳定性,可以被有效分离并循环使用.这项工作阐明了多孔有机聚合物在光控聚合中的设计要素,为实现异相的光聚合提供重要借鉴.

摘要：针对基于现场总线的多关节机器人系统响应速度慢、通信带宽低以及实时性差等方面的问题,基于ROS和IgH主站,设计了一种多关节机器人控制系统。首先,选取合适的EtherCAT通讯周期、同步信号周期以及轨迹插补周期,将IgH主站和ROS平台融合;其次,对多关节机器人进行运动学建模,建立URDF模型;然后,结合ROS提供的Moveit!功能包集,设计了实时性好、同步性高且性能稳定的机器人控制系统。最后,通过搭建完整的机器人平台进行实验,测量运行过程中的实时任务周期以及轨迹变化。实验结果表明该机器人控制系统具有良好的实时性、同步性以及可靠性。

摘要：无机长余辉材料是一种储能释光材料,其储能特性源于材料内部的电子或空穴陷阱在外界激发光作用下的填充..通过上转换激发的方式对长余辉材料充能是学者们在近几年提出的一种新颖的激发充能机制.这种两步离化的激发设计使长余辉材料的充能摆脱了高能离化光的限制,将充能激发波长扩展至可见光甚至红外光区,为长余辉技术在生物成像等领域的应用提供了原位激发的选择.目前,学者们对上转换充能的研究主要集中在材料的开发和激发路径的设计等方面,而对充能本身的物理过程知之甚少.本文通过构建分析上转换充能的速率方程,预测了激发辐照光对陷阱的光排空影响.在此基础上,选择450 nm激光激发的LaMgGa_(11)O_(19):Mn^(2+)长余辉材料体系为模板,分析了激发光剂量与材料热释光强度的函数关系,揭示了光辐照陷阱填充与光排空之间的动力学竞争.此外,相似的充能动力学规律也适用于其他具有上转换充能性质的长余辉材料.

摘要：被动疏冰涂层作为一种新形防除冰方法,拥有环境友好、耗能低、经济等优势,因此在过去十几年来被广泛研究.但是,目前的主动疏冰涂层仍存在疏冰性与耐久性难以兼容的问题.本文设计了一种兼具高韧性、强基底粘附力和自愈合能力的透明疏冰涂层.涂层具有疏水性、光滑表面及低模量,保障了涂层的低冰粘附强度.通过引入类海绵结构,冰粘附强度可降低至26.7±1.1 kPa.涂层高分子网络的多重氢键赋予其高韧性、强基底粘附力和自愈合能力.因此,涂层在35次结冰/除冰循环和600次机械磨损之后能避免涂层剥离并保持疏冰性,且能愈合机械磨损恢复其疏冰性.另外,涂层在海水及近北极气候暴露8个月后仍能保持良好的疏冰性.该工作为耐久性疏冰涂层的设计提供了一种新思路.

摘要：中间岩柱的稳定性是影响小间距巷道施工成败的重要因素,基于连续-离散耦合方法(CDEM),依托华北某煤矿深埋巷道工程,针对深埋小间距巷道开挖过程中对中间岩柱所产生的应力重分布机制及空间位移变形规律进行研究,以确定合理的巷道间距。结果表明:巷道间距小于等于1.0B时,岩柱应力集中效应显著,发生以拉伸破坏为主的拉剪破坏,同时岩柱的失稳破坏导致巷道以双洞联合模式塌落;巷道间距大于等于1.6B时,应力、位移和破损程度等指标及理论计算结果均显示在开挖完成后岩柱与巷道不会发生坍塌,处于较为稳定的状态。研究成果对小间距巷道的施工控制与事故预防具有一定的指导意义。

摘要：本世纪初,我国正式步入老龄化社会。我国老年人口基数庞大,老龄化速度快,对社区居家养老问题的关注不断升温,老年人需求结构正由生存型向发展型转变。文章概括总结出徐州地区老旧小区碎片化的空间要素类型以及不同空间要素类型养老服务设施的空间适应性,针对不同老旧小区老年人群体多样化的个性需求,提出解决策略。以政府平台作为媒介,社区作为载体,老年人需求作为导向,运用信息化技术手段,为不同社区提供定制化的养老服务设施,以期为开展老旧小区养老服务设施的设计研究提供新的研究视角。