摘要：为了帮助学生深入理解化学分析仪器的构造和工作原理,训练学生的创新思维、实践能力和团队协作能力,增强学生在化学分析仪器相关的基础实验中的参与感,设计了可供学生自行搭建离子色谱仪的新创实验,并将其应用于无机阴离子的检测。实验包含具有完整功能的离子色谱仪整机以及关键部件“电化学离子抑制器”的组装搭建,仪器基本功能的调试和性能测试以及自来水、湖水和茶水等实际水样中阴离子的定性和定量检测。该项目采用商品化的标准组件和自行加工的部件来搭建仪器,实验复现性高,还可以有效训练指导教师专业综合素质,显著提升基础实验教学效果和水平。与商品化整机比较,价格低廉,对教学经费投入要求低,适合在高校中化学及相关专业的仪器分析基础实验教学中推广。

摘要：电解水与一次可再生能源耦合,可同时提供洁净制氢方式与先进的能源转化技术,有望在未来清洁能源经济中扮演重要角色,而实现这一美好愿景的关键在于研发高活性、低成本的析氢/析氧电催化材料。二硫化钼(MoS_(2))是颇具代表性的非贵金属析氢电催化材料,纵观其研究历程,先导性理论预测与材料设计、先进制备与表征技术的应用均在改性研究中发挥了至关重要的作用,这也从一个侧面折射出当代电催化剂的研究模式与发展趋势。本文按照重要发现与进展的时间顺序,梳理了MoS2析氢电催化剂的发展历程,重点论述了增多边缘活性位、提高导电性、构筑基面活性位等改性策略的实施方法、效果与机理,最后从全领域总结了MoS_(2)析氢电催化剂的研究启示并展望其未来发展趋势。

摘要：提出了一种可同时求解结构截面、拓扑、形状和布局优化问题的基于蚁群算法的输电塔结构局部优化设计方法。在统一所有优化变量的基础上,将4类不同层次的优化问题统一为适用于蚁群算法求解的标准化旅行商问题,再采用MATLAB系统平台实现输电塔结构的优化设计和程序化,并以某实际工程为算例对局部优化方法进行验证。结果表明:提出的方法不仅可以简单高效地求解输电塔结构塔身局部的截面、拓扑、形状和布局优化问题,而且具有非常好的实用性和通用性,有望应用于完整的输电塔结构优化设计中。

摘要：南水北调中线工程穿越多个煤矿采空区,对工程的安全施工与运行造成了严重威胁,因此对煤矿采空区进行注浆加固处理已成为工程迫切需要解决的问题。本文根据注浆浆液的宾汉姆流体特性,建立宾汉姆流体本构模型方程。基于采空区三维几何地质信息模型,提出三维宾汉姆流体k-ε紊流数学模型。针对注浆工程中岩层、断裂带、冒落区、采空区、煤层底板等地质层采用不同的地质参数、孔隙率和阻力系数,对宾汉姆流体浆液在采空区中的紊流扩散进行模拟,实现了宾汉姆流体浆液的采空区多孔分序注浆模拟,并分析了浆液的扩散规律。结果表明:在一定时间范围内,浆液扩散半径和采空区的充填率随时间的增加而增加,但其变化率呈逐渐减少的趋势,并最终趋于零,数值模拟的注浆量与实际注浆量相比误差为11.8%。研究可为采空区注浆的设计与优化提供理论依据与技术支持,对确保南水北调渠道长期安全稳定运行具有重要的理论意义和实践价值。

摘要：为分析东洋河流域的水质状况,利用SWAT-WASP松散耦合模型对东洋河各子流域及其河道的氮污染负荷进行了模拟。通过SWAT模型模拟污染负荷的分布情况,分析不同土地利用类型及坡度等级对氮负荷的影响,并将SWAT模型氮负荷量及月流量的输出值作为WASP模型污染负荷的输入值,以实现SWAT-WASP模型的松散耦合,进而完成对东洋河河道氮污染负荷的模拟。从SWAT模型结果分析,耕地、居民用地污染负荷较大,是流域氮污染负荷的主要来源。通过SWAT-WASP耦合对河道水质状况进行分析可知,勃塘沟支流水质情况最差,总氮、有机氮污染浓度最高,且41号河段入库浓度指标均高于Ⅲ类水标准要求。

摘要：地震主震发生之后通常伴随余震。多次地震下结构的损伤破坏累积效应明显,只考虑主震的重力坝抗震设计是不完善的,应考虑整个地震序列的影响。采用塑性损伤力学对重力坝进行非线性动力分析,揭示了主余震型地震序列下的重力坝损伤演化特征和结构能量耗散机理,通过包含能量特性的大坝定量损伤指标评价了余震作用对结构安全性的影响。实例分析结果表明:主震和余震阶段,重力坝动力耗散能均以阻尼耗散能量为主,混凝土塑性耗散能次之,损伤耗散能所占比例最小;从损伤评价指标看,余震阶段重力坝的损伤主要体现在坝体中上部损伤区域的进一步扩展演化;余震作用使坝体塑性变形较单一主震作用下显著增大,从变形控制的角度,设计中需考虑包含余震波的地震序列对结构抗震安全的影响。

摘要：针对数控加工中心中存在影响加工精度的几何误差问题,进行了空间几何误差场建模分析并设计了一种通用的空间误差场仿真分析软件。首先,基于多体系统理论对几何误差元素进行了分析,根据加工中心拓扑结构建立了空间误差场模型,模型与加工中心的工件链和刀具链中的运动轴类型和位置密切相关。为了方便分析不同类型加工中心的误差场,基于Visual Studio平台设计了三轴数控加工中心通用的空间误差场仿真软件,可实现加工中心误差场的可视化,同时可针对工件的加工代码生成补偿后加工代码,有利于加工中心的结构设计和后续误差补偿。最后将误差场仿真软件应用到Carver800T型立式加工中心。结合测量得到的误差项数据对加工中心工作空间误差场进行分析,得到工作空间误差分布曲线以及整个工作空间的误差场分布,同时得到工件补偿加工代码,为该加工中心的精度提高和误差补偿提供了依据。

摘要：针对在隧道等高地温环境中混凝土强度损失大、耐久性差等问题,通过试验研究了添加钢纤维、聚丙烯纤维和玻化微珠的一种复合混凝土在经历热养护后的力学性能,揭示了抗压强度、抗拉强度和破坏特征随养护温度的变化规律。由均匀化理论推导了考虑热-力关系的复合混凝土单轴压缩强度公式。结果表明:相较于无材料添加的普通混凝土,复合混凝土具有更高的抗压强度和抗拉强度,在热养护后强度损失率较小;复合混凝土在破坏后“裂而不散”,具有较高的残余强度;纤维等夹杂材料有助于提高混凝土高温后的强度及耐久性;基于均匀化理论建立的混凝土强度模型与试验结果吻合较好。研究结果可为高地温隧道衬砌结构的优化设计提供依据。

摘要：工程结构一般是由很多构件组成的超静定结构。在风荷载作用下,一个或者几个构件发生风致疲劳破坏不一定导致结构系统失效。首先,结合风速风向联合分布等风荷载特征,给出计算结构系统风致疲劳寿命失效概率的计算流程。其次,由风洞试验结果对目前世界最高的电视塔——610m的广州新电视塔的天线结构进行风振响应分析,风振响应计算中考虑塔身结构的振动对天线结构响应的影响。最后,在以上两步分析的基础上,对该天线结构系统的风致疲劳寿命可靠性进行计算。计算结果表明:用阶段疲劳寿命分枝-约界法识别出17个主要失效模式;S-N曲线中随机变量的参数对主要失效模式的失效概率影响较大;用蒙特卡罗方法计算的100年设计寿命相应的这一实际天线结构的风致疲劳失效概率为4.2%左右。

摘要：以直线振动模型机的承重梁为研究对象,基于功率平衡的基本原理,利用Ritz级数法建立了承重梁的动力学模型,分析了承重梁附加物(筛体质量、激振器及减振弹簧等)所引起的附加力作用,并对承重梁进行了固有频率、振型及动态响应等动力学参数的理论计算.经过对设计的振动筛模型机进行的试验研究,理论计算与试验结果相吻合,表明利用功率平衡和Ritz级数法建立的动力学模型具有阶数低、计算稳定性好、精度较高等优点,计算所得的振动筛承重梁各种动力学特性参数能满足工程需要,能够为大型直线振动筛横梁结构的动态设计提供简便的动力学分析和计算方法.