摘要：为合理反映钢筋锈蚀后黏结滑移性能劣化对钢筋混凝土(RC)结构抗震性能的影响,在既有黏结应力分布模式的基础上,推导得到钢筋应力-滑移关系,进而通过分析锈蚀对混凝土与钢筋界面黏结滑移机理的影响,建立考虑钢筋锈蚀损伤的黏结滑移本构模型。基于已有拉拔试验结果,与仅考虑纵筋锈蚀率影响的Cheng模型进行对比,验证所建模型的合理性与准确性。基于OpenSees有限元平台,采用纤维梁柱单元和零长度截面单元串联的方式,将所建钢筋黏结滑移模型嵌套于零长度截面单元的钢筋本构中,建立可考虑黏黏结滑移的锈蚀损伤纤维梁柱模型,并通过6根锈蚀RC柱拟静力试验结果验证模型的准确性,结果发现所提考虑黏结滑移的锈蚀RC纤维梁柱模型计算所得滞回曲线与试验滞回曲线吻合良好,累计耗能最大误差不超过15%。此外,通过参数分析研究影响锈蚀钢筋滑移量的因素,结果表明屈服滑移量与极限滑移量随体积配箍率的增大而明显减小,随混凝土保护层与钢筋直径之比(c/d)增大而变化的幅度较小。

摘要：为实现不同尺寸微粒的高效分离,提出一种三角形截面微流道的惯性微流控芯片,研究了微粒在流道中的聚焦与分离特性。首先,设计一种直角三角形截面结构的螺旋流道,采用精密微铣削工艺加工了流道的铝材模具,利用倒模与等离子清洗键合工艺制备微流控芯片。接着,配制三种尺寸(6μm,10μm和15μm)的荧光微粒悬浮液,利用高速摄像机和荧光显微镜拍摄粒子在流道中的运动轨迹,观测不同悬浮液流量时微粒的聚焦效果。最后,对微粒聚焦轨迹图像进行堆叠分析,研究微粒的惯性聚焦与分离行为。结果表明:随着悬浮液流量的增大,6μm粒子逐渐聚焦并向流道外壁面迁移,而10μm和15μm聚焦粒子束则向流道中心迁移。当悬浮液流量为1.5 mL/min时,6μm和15μm混合粒子实现了100%精确分离。研究结果表明,三角形截面螺旋流道可产生强偏置二次流,使不同尺寸微粒实现高效、精确分离,为细胞精准操控提供了一种新的技术手段。

摘要：目的语义实例重建是机器人理解现实世界的一个重要问题。虽然近年来取得了很多进展,但重建性能易受遮挡和噪声的影响。特别地,现有方法忽视了物体的先验几何属性,同时忽视了物体的关键细节信息,导致重建的网格模型粗糙,精度较低。针对这种问题,提出了一种几何属性引导的语义实例重建算法。方法首先,通过目标检测器获取检测框参数,并对每个目标实例进行检测框盒采样,从而获得场景中对应的残缺局部点云。然后,通过编码器端的特征嵌入层和Transformer层提取物体丰富且关键的细节几何信息,以获取对应的局部特征,同时利用物体的先验语义信息来帮助算法更快地逼近目标形状。最后,本文设计了一种特征转换器以对齐物体全局特征,并将其与前述局部特征融合送入形状生成模块,进行物体网格重建。结果在真实数据集ScanNet v2上,本文算法与现有最新方法进行了全面的性能比较,实验结果证明了本文算法的有效性。与性能排名第2的RfD-Net相比,本算法的实例重建指标提升了8%。此外,本文开展了详尽的消融实验以验证算法中各个模块的有效性。结论本文所提出的几何属性引导的语义实例重建算法,更好地利用了物体的几何属性信息,使得重建结果更为精细、准确。

摘要：布洛赫表面波(Bloch surface wave,BSW)具有传输损耗低、显著表面局域场增强、环境敏感等特性,因而被视为研究近场光和物质相互作用的关键技术。其主要在截断的一维光子晶体与外界介质的界面激发并沿此界面传播,通过传播界面微纳结构的设计,可在纳米尺度实现对BSW的有效调控。本文从BSW的模式特性出发,提出了石墨烯加载的一维光子晶体BSW传感器件结构。通过改变石墨烯层的结构参数,调节激发模式在光子带隙中的位置,研究激发模式的光场传输特性,实现对BSW激发波长、振幅和相位的调控。进一步利用其对外界介质折射率变化非常敏感的特性,对其传感检测能力进行研究。结果表明,该器件有望实现高灵敏度的生化传感检测应用。该研究为新型BSW集成光子器件的设计与发展提供了新思路。

摘要：电化学海水提铀是一种可持续补充核燃料的有效策略,但由于海洋中铀的浓度极低(铀质量分数为3.3×10^(-9))与复杂的环境干扰,高活性电催化剂的合理设计仍然是一个挑战。本工作提出界面键合策略,通过简单水热法制备MoS_(2)/八面体Fe_(3)O_(4)复合材料,通过X射线光电子能谱(XPS)、高分辨透射电镜(HRTEM)等一系列表征,表明成功将八面体Fe_(3)O_(4)的{2 2 2}晶面与MoS_(2)的{0 0 2}晶面进行键合。在模拟溶液中,经过7 h的电化学提取,铀提取效率可以达到96%。同时,共存离子下的铀提取实验结果表明,MoS_(2)/Fe_(3)O_(4)对铀具有良好的选择性和对共存离子的抗干扰性。在10 L天然海水中进行电化学提取,提取到27.2μg的铀,提取容量为5.44 mg/g。通过对催化剂与提铀性能之间构效关系的研究,验证了界面键合面向电化学海水提铀的可行性。机理探究揭示了界面键合策略对降低Fe_(3)O_(4)的电荷转移电阻、提高电子在界面处的转移速率与Fe_(3)O_(4)的循环稳定性的促进作用,对电化学海水提铀的催化剂设计与开发提供了思路。

摘要：数控机床铣削过程中出现的颤振失稳是影响数控机床加工效率和加工质量的关键因素。铣削稳定性与工艺参数、工艺系统动力学特性密切相关,而工艺系统动力学特性又随加工位置、刀具悬伸量的变化或刀具的更换而变化。因此,针对多因素影响下的铣削稳定性预测和无颤振工艺参数选择问题,本文以数控机床各向移动部件位置、刀具直径、刀具悬伸量和切削参数为变量,提出一种基于引导聚集算法(Bagging)与带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的切削稳定性预测与工艺参数优化方法。该方法首先采用正交实验设计离散数控机床的工作空间,在每个加工位置对不同悬伸量下的刀具进行锤击实验,由此得到各把铣刀对应的刀尖点频率响应函数;然后,在不同工艺参数方案下进行铣削稳定性理论预测,进而引入Bagging算法建立以各向运动部件位置(x,y,z)、刀具直径d、刀具悬伸量h、主轴转速n、切削宽度a_(e)、每齿进给量f_(z)为输入的极限切削深度a_(plim)预测模型;在此基础上,采用该Bagging模型作为铣削稳定性约束,以加工位置和工艺参数(x,y,z,d,h,n,a_(p),ae,f_(z))为优化变量,建立最大材料切除率和刀具寿命的多目标优化模型,采用NSGA-Ⅱ算法求解该模型得到Pareto最优解集,并结合熵权法和优劣解距离法(TOPSIS)选出Pareto解集中的最佳解。以一台三轴立式加工中心展开实例分析,所建极限切削深度Bagging模型的预测误差为2.99%,且铣削加工实验表明获取的(x,y,z,d,h,n,a_(p),ae,f_(z))最优配置可实现稳定铣削,验证所提方法的可行性和有效性。

摘要：类矩形隧道因其内部空间优势在工程中逐步得到推广,但其施工引发周边土层变化规律与常规圆形隧道的差异尚缺乏深入研究,且该差异与隧道埋深紧密相关.为此自主设计组装了类矩形与圆形隧道开挖装置,以透明土模拟周边土层,并采用粒子图像测速(PIV)技术精准测定土层变形,对不同埋深下等面积类矩形与圆形隧道动态开挖过程中诱发上覆土体变化规律进行了深入分析.试验对比结果表明,两类隧道引发上覆土层变形的滑裂面基本一致,大致符合太沙基理论的竖直滑动面假定,滑裂角θ约等于45°+φ/2;不同埋深情况下,圆形隧道上覆土层竖向变形始终保持“V”型的正态分布,即存在最大值,而类矩形隧道随着地层深度的增加,上覆土层变形由“V”型转变为“W”型,即存在多个沉降最值,表明该类隧道比圆形隧道地层变形更为均匀,且在相同埋深情况下类矩形隧道开挖引发的地表沉降最大沉降值小于圆形隧道,该现象在浅埋状态下尤为明显,二者差异随着埋深增大逐渐缩小,该结论可为施工方案设计选择提供参考.

摘要：针对传统编解码结构的医学图像分割网络存在特征信息利用率低、泛化能力不足等问题,该文提出了一种结合编解码模式的多尺度语义感知注意力网络(multi-scale semantic perceptual attention network,MSPA-Net)。首先,该网络在解码路径加入双路径多信息域注意力模块(dualchannel multi-information domain attention module,DMDA),提高特征信息的提取能力;其次,网络在级联处加入空洞卷积模块(dense atrous convolution module,DAC),扩大卷积感受野;最后,借鉴特征融合思想,设计了可调节多尺度特征融合模块(adjustable multi-scale feature fusion,AMFF)和双路自学习循环连接模块(dual self-learning recycle connection module,DCM),提升网络的泛化性和鲁棒性。为验证网络的有效性,在CVC-ClinicDB、ETIS-LaribPolypDB、COVID-19CHEST XRAY、Kaggle_3m、ISIC2017和Fluorescent Neuronal Cells等数据集上进行验证,实验结果表明,相似系数分别达到了94.96%、92.40%、99.02%、90.55%、92.32%和75.32%。因此,新的分割网络展现了良好的泛化能力,总体性能优于现有网络,能够较好实现通用医学图像的有效分割。

摘要：在有机发光二极管(OLEDs)中,发光层中载流子的平衡以及激子分布区域的拓宽对于提高器件效率是至关重要的。本研究采用SiCzCz∶SiTrzCz2激基复合物(Exciplex)主体设计制备了基于热激活延迟荧光(TADF)材料DMAC-DPS和TDBA-SAF的低效率滚降蓝光发光器件,并以相同Exciplex为主体材料,通过引入红光磷光材料RD071和绿光磷光材料Ir(ppy)2(acac)构建了同一主体的三层发光结构,实现了高显色指数杂化白光OLEDs的设计。SiCzCz∶SiTrzCz2激基复合物作为主体材料不仅拓宽了激子分布区域,平衡了发光层中载流子传输,并通过与TADF/磷光发光材料三线态能级匹配,构建了级联式激子能量传递途径,从而有效地提高了激子利用率、降低了器件的效率滚降。通过优化器件结构,白光OLEDs实现了最高外量子效率(EQE)、电流效率(CE)、功率效率(PE)分别为23.0%、45.9 cd·A^(-1)和33.9 lm·W^(-1),器件具有较高的显色指数(CRI=87)、良好的光谱稳定性和低的效率滚降。本研究为高显色指数、低效率滚降的杂化TADF/磷光白光器件提供了一种新的设计方案。

摘要：以应用于车载辅助电源模块APM(auxiliary power module)的DC-DC变换器设计为研究对象,提出1种由三电平升压型TL-Boost(three-level Boost)拓扑和半桥LLC谐振拓扑构成的两级式DC-DC变换器拓扑结构,分析其工作原理。前级TL-Boost拓扑将宽范围的输入电压转换为稳定电压,保证了后级半桥LLC谐振拓扑的高效率运行。通过搭建实验平台并进行相关实验,结果验证了所提DC-DC变换器的可行性和正确性。