摘要：目的:明确张拉膜结构风致气弹响应特征及气弹失稳机理。,创新点:1.采用无接触测量技术设计鞍形张拉膜结构气弹模型风洞试验;2.研究鞍形张拉膜结构的气弹响应特征;3.给出鞍形张拉膜结构的失稳机理。方法:1.在风洞中测量两个形状相同但预张力不同的封闭式鞍形张拉膜结构气弹模型在不同风速下的均匀流中的位移响应及膜面上方不同高度的风速时程;2.通过对位移响应及风速时程进行,分析,明确结构的响应随风速变化特征及气弹失稳原因。.结论:1.膜结构在风荷载作用下变形到平衡位置,并.围绕该平衡位置以特定振幅进行振动;2.大部分风向角下,多个模态被激发,结构振幅及各阶模态阻尼比随风速增大而逐渐增大;3.特定风向角下,只有单阶模态被激发;低风速下,结构振幅和模态阻尼比随风速增大而缓慢增大;超过一定风速后,结构发生涡激共振引起的气弹失稳,振幅随风速增大开始迅速增大,达到不发生涡激共振时的2–4倍,结构阻尼比随风速增大发生迅速衰减;随着风速的继续增大,结构振动中可能出现其他模态的气弹失稳;4.结构前两阶模态的无量纲气弹失稳临界风速约为0.8–1.0。

摘要：碳量子点材料具有低生物毒性、良好的生物相容性、优异的光学性质且原材料易于获得、成本低,易修饰光色易调节,因此常被应用于传感与检测。本文阐述了碳量子点的常用制备方法和发光原理,介绍了碳量子点在检测重金属离子方面的优势,并描述了近年来碳量子点材料的研究进展及其在重金属离子检测方面的应用。最后,对碳量子点材料的发展前景进行了简要展望,以期为设计与制备性能更加优异的碳量子点材料提供有意义的理论指导。

摘要：透平是热力循环中实现热功转换的核心设备,优化透平几何参数以改善气动性能,是提升系统热效率的关键。该文以面向某船舶主机烟气余热利用的超临界二氧化碳布雷顿循环透平设计参数为基础,给出向心透平主要几何参数,采用耦合CO_(2)真实物性参数的CFX仿真方法,分析几何参数动、静叶包角以及叶轮出口几何角对透平性能的影响规律并进行参数优化,进一步研究非设计工况下的透平运行特性。结果表明:增大静叶包角会使动叶前缘出现扰动涡流并减少余速损失,增大叶轮出口几何角,动叶包角对透平效率的影响规律不变,但效率峰值点会沿动叶包角减小的方向移动;动、静叶包角和叶轮出口几何角分别为49°、21.5°、25°时透平设计点总-静等熵效率高达87.99%,相比优化前,提高0.54个百分点;透平偏离设计点±20%工况下等熵效率大于80%。结果可为超临界二氧化碳高速向心透平设计提供一定参考。

摘要：中国大学生机械工程创新创意大赛——铸造工艺设计赛在培养学生专业素养、合作精神以及提高学生综合能力等多方面有着积极的促进作用。本文作者结合参加多届铸造工艺设计赛并获奖的经验体会,借助铸钢提升箱体和球墨铸铁小型箱体两个具体案例阐述铸造工艺设计赛中基于最小铸出孔和槽、机械加工余量和起模斜度等基本设计原则将零件变为铸件的关键设计过程,以期促进提高学生在铸造工艺设计赛中的参赛水平。

摘要：小型核电厂非能动余热排出系统(PRS)冷却水过冷沸腾会引起流动不稳定问题,从而影响反应堆安全性。通过静态传热分析,获取流动状态下避免净蒸汽产生的传热管外壁温度限值,并通过提高冷却水出口管出口位置标高和冷却水管内径的方法提高PRS系统冷却水的自然循环流量。研究结果表明,改进方案实施后,冷却水自然循环能力提升,系统排热能力有所提升,可以有效降低冷却水沸腾强度,避免产生过多蒸汽,使PRS系统稳定运行。

摘要：向环氧树脂基体中加入纳米填料是实现其多功能化的常用手段,其中拥有一维纳米结构的氮化硼纳米管(BNNTs),因具有超高导热系数、宽能级带隙、高长径比、高力学强度而备受关注.然而,表面惰性、易团聚、与环氧树脂之间界面作用弱等缺点极大地制约了BNNTs进一步应用.基于此,本文提出采用表面包覆介孔二氧化硅(mSiO_(2)),并接枝硅烷偶联剂功能分子的方法,优化BNNTs表面特性.结果表明,通过表面结构设计及功能化,可显著改善BNNTs的分散特性,提升其与环氧树脂的界面作用.以此所制备的环氧复合电介质可实现力学韧性和导热系数的同步提升,并兼具较低的介电常数与损耗.此外,mSiO_(2)独特的纳米介孔结构赋予复合电介质大量的深陷阱,有效阻碍了电子的迁移,进而提高复合电介质的电气强度.本文为环氧树脂的多功能化提供了新思路,亦对揭示纳米填料表面特性-复合电介质微观结构-宏观性能之间的关联关系提供了一定实验数据支撑.

摘要：高灵敏度的红外探测系统对于远距离探测有巨大的潜力,但光学系统内部的噪声会抑制探测系统的信噪比,从而降低探测灵敏度与探测距离.本文基于红外超导纳米线单光子探测器,设计了一个工作在中红外波段的光学系统,构建了红外光学系统自发辐射计算模型,理论分析了红外光学系统的信噪比和噪声特性.首次提出了利用高性能超导单光子探测器精确表征红外光学系统的微弱背景辐射光信号,为优化设计红外系统提供了依据.并且基于超导单光子探测器的光子计数能力,研究了光学系统的背景辐射对红外探测系统性能的影响,并优化了光学系统的性能.实验结果表明,超导单光子探测器对于分析红外光学系统具有较高的灵敏度,最小可分辨移动距离为2.74×10^(-2)mm,在黑体温度为100℃时,光子计数率提高了6.4×10^(4)cps(1 cps=1 cycle per second),光学系统的耦合效率提升了97%;在黑体温度为102℃时,光子计数率提高了9.1×10^(4)cps,光学系统的耦合效率提升了114%,降低了杂散辐射对探测系统的影响,同等条件下系统信噪比提升2.7倍,对于超导红外探测系统的应用研究具有重要意义.

摘要：近年来,矩形平面投影气膜结构被广泛应用于大跨度气膜煤仓等设施中,但是规范中尚无该类结构的风振系数。本文通过风洞测压试验,测量了典型矢跨比矩形平面投影气膜结构的风荷载;运用非线性动力时程分析法分析了结构的风振响应。研究了风速、风向、跨度、矢跨比和内压等参数对结构变形和响应极值的影响。结果表明:结构呈现迎风面及背风面凹陷、顶部和两侧向外凸的平均变形特征;极值响应的分布受结构参数和风向角的影响;响应的大小与跨度和矢跨比呈正相关;增大内压在一定程度上可以提高结构的抗风性,内压调控区间建议为400~500Pa;给出了可供抗风设计参考的位移风振系数及应力风振系数。

摘要：为减少蓖麻收获的切割功耗,该研究对前期设计的蓖麻波形圆盘割刀进行刃口曲线拟合与优化。基于国内种植的低矮蓖麻物理力学特性,采用B样条算法和基于三点圆曲率分析并带几何约束的最小二乘拟合方法对蓖麻波形圆盘割刀刃口曲线进行参数拟合。并采用SPH-FEM(smoothed particle hydrodynamics-finite element modeling)耦合仿真方法模拟蓖麻茎秆切割过程,以刀盘厚度、底圆曲率半径和刃口角为试验因素,以最大切割力、切割功耗为评价指标进行正交旋转组合试验,对割刀结构参数进行优化,并对优化参数组合进行试验验证。最优割刀参数组合为:刀盘厚度3 mm、底圆曲率半径7 mm、刃口角19°,此时最大切割力为109.763 N、切割功耗为1.43 J。台架试验验证表明,SPH-FEM耦合仿真方法与台架试验获得的最大切割力(112.5 N)和切割功耗(1.45 J)基本吻合,误差在5%以内,所提方法能很好地研究模拟蓖麻割刀的切割过程,可为蓖麻收获装备研制提供支撑。

摘要：为了降低航行阻力,满足豪华邮轮营运经济性的需求,对某8万总吨级豪华邮轮进行了基于阻力性能的全船线型优化及截流板设计。首先,结合CAESES的半参数化变形和SHIPFLOW的势流计算方法,针对目标船进行了兴波阻力最小化的线型优化,再对典型优化方案采用STAR-CCM+计算粘流总阻力,评估优化效果;其次,针对优化的船型方案进行了截流板的设计,进一步降低船型总阻力;最后,通过模型试验验证优化效果。试验结果显示,优化线型安装优选截流板后相对于原型实船有效功率下降了7.8%,证明了所采用的豪华邮轮线型优化和截流板设计方法的可行性。