摘要：为了准确评估超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)遮弹层在战斗部侵彻爆炸作用下的损伤破坏并建立可靠的计算方法,首先,开展了UHPC靶体抗105 mm口径弹体侵彻和5 kg TNT炸药爆炸联合作用试验,获取了侵彻作用后以及侵彻与爆炸联合作用后弹靶的损伤破坏数据;然后,建立了UHPC靶体抗弹体侵彻与爆炸作用的有限元模型,通过对上述试验和已有的有限厚UHPC板埋置装药爆炸试验进行数值仿真分析,验证了有限元模型和分析方法的可靠性;最后,对比了SDB、WDU-43/B和BLU-109/B等3种典型原型战斗部侵彻与爆炸联合作用下,UHPC遮弹层和普通混凝土遮弹层的临界贯彻和震塌厚度。结果表明:3种战斗部侵彻爆炸联合作用下,遮弹层的临界贯穿厚度和震塌厚度范围分别为1.30~2.60 m和1.70~5.00 m,相应的临界贯穿系数和震塌系数范围分别为1.81~2.17和2.46~4.17;与普通混凝土遮弹层对比,3种战斗部侵彻爆炸联合作用下UHPC遮弹层的开坑直径减小了34.4%~42.4%,临界贯穿和震塌厚度分别减小了7.1%~31.6%和39.7%~52.8%。研究结果可为UHPC遮弹层的抗力评估和设计提供参考。

摘要：针对平钢板-UHPC组合桥面板湿接缝抗正弯性能研究不足和能否取消平钢板-UHPC组合桥面板下层纵筋的问题,文章开展了单层纵筋的平钢板-UHPC组合桥面板(即取消下层纵筋)湿接缝正弯曲静力性能足尺模型试验,考察裂纹开展过程、破坏形态、荷载-跨中挠度曲线、荷载-最大裂缝宽度曲线等,并与双层纵筋平钢板-UHPC组合桥面板湿接缝破坏形态和相应曲线进行对比;在相关假定基础上,提出考虑接缝折减系数的平钢板-UHPC组合桥面板湿接缝弯矩-应变关系计算的分层总和法;编写基于文章假定和考虑接缝折减系数的分层总和法计算程序;对9片整体浇筑的平钢板-UHPC组合桥面板的特征弯矩进行计算,并与试验结果进行了对比;根据分层总和法程序计算值与试验值尽量接近或相等求得2种常见界面处理方式的接缝折减系数。结果表明:单层纵筋的平钢板-UHPC组合桥面板湿接缝正弯曲破坏模式为适筋梁破坏模式,相比双层纵筋的原设计,破坏模式、开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、荷载-跨中挠度曲线、荷载-最大裂缝宽度曲线和荷载-相对滑移曲线基本不变;纤维连续性较弱的接缝对平钢板-UHPC组合桥面板湿接缝截面抗压部分能力的影响可忽略不计,对截面抗拉部分能力的影响可通过折减系数考虑,且铁丝网处理的接缝折减系数为0.4,人工凿毛处理的接缝折减系数为0.5。

摘要：目的:本研究设计了一种新型的含筛孔八棱锥内构件,用以强化泡沫排液,提高泡沫分离效率。方法:以重组β-葡萄糖苷酶(Glu-linker-ELP50-GB,GLEGB)发酵液为模型,考察内构件的结构参数(个数、间距、筛孔直径)和泡沫分离实验参数(温度、初始蛋白浓度、气体流速、装液量)对GLEGB富集比和回收率的影响。此外,基于弹性蛋白样多肽(elastin-like polypeptides,ELPs)的温敏性,对重组β-葡萄糖苷酶泡沫液进一步纯化,并通过圆二色光谱仪(CD)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)和傅里叶-红外光谱仪(FT-IR)对纯化后GLEGB的结构进行分析。结果:在内构件数量为5、间距为78 mm、筛孔直径为2 mm、蛋白质初始浓度为0.3 mg/mL、温度为45℃、气体流速为200 mL/min、装液量为100 mL的最佳条件下,GLEGB的蛋白富集比为2.46±0.10是对照柱的1.33倍,对重组β-葡萄糖苷酶泡沫液进一步纯化后GLEGB的纯化倍数为37.25±0.60,此外,结果证明纯化过程不会影响GLEGB的结构。结论:本研究设计的含筛孔八棱锥内构件可以有效地提高从发酵液中分离GLEGB的富集比,为泡沫分离设备的设计、研究及工艺优化提供了新的研究思路。

摘要：大型石化管道服役期间,受复杂工作环境影响,可能发生高频剧烈振动,影响结构正常使用,并存在较大的安全隐患,因此,很有必要对此类振动现象开展相关研究。以某丙烷脱氢装置的大型管道为对象,基于现场实测数据,分析了管道振动特性,并利用传递矩阵法,获取了管道内部不同工况下的气柱固有频率。研究发现:管道振动的加速度幅值大、位移幅值小,振动频率较高,且卓越频率之间存在明显的倍数关系,即倍频现象,如26 Hz和52 Hz;气柱固有频率与管道固有频率接近,结合压缩机的激励频率,引发了管道的共振现象。该研究采用的方法简便高效,可用于分析丙烷脱氢装置大型管道的振动特性,探求管道振动的原因,并为类似管道的性能评估和减振方案设计提供参考依据。

摘要：三周期极小曲面(TPMS)结构因其优异的力学性能,在航空航天领域关键零件轻量化方面展现出广阔的应用前景.为有效增强TPMS结构力学性能及其轻量化程度,提出一种基于应力场引导的多层级TPMS点阵结构设计优化方法,设计出多层级Gyroid点阵结构,采用激光选区熔化技术制备了相应的点阵结构,并与体积分数相同的初级Ti6Al4V Gyroid点阵结构进行了对比研究.在此基础上,通过有限元模拟和压缩试验,系统研究了多层级Gyroid点阵结构的压缩性能、变形行为和能量吸收性能.结果显示,与相同体积分数的初级Gyroid点阵结构相比,多层级Gyroid点阵结构压缩性能显著提升,其弹性模量、屈服强度和极限强度分别提高了约36.52%,58.55%和57.62%,能量吸收能力提升了约42.85%.此外,与初级Gyroid点阵结构在斜压杆中心区域的45°剪切断裂模式不同,多层级Gyroid点阵结构初期在填充区域发生层状断裂,随后在未填充区域的斜压杆中心区域发生45°剪切断裂.基于Johnson-Cook塑性模型和损伤模型所建立的有限元模型能够准确预测多层级Gyroid点阵结构的变形行为和力学性能,其预测误差在20%以内.文章所设计的多层级Gyroid点阵结构具有优异的力学性能和能量吸收能力,为航空航天领域高性能轻量化零件优化设计与制造提供了新的思路与技术支持.

摘要：电网故障期间保持虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)型变流器的暂态稳定性对系统安全稳定运行至关重要,频率稳定性是保持暂态稳定性的前提和基础,应优先考虑,而现有暂态稳定方法却极少关注。为此,该文提出一种面向频率稳定性提升的VSG暂态稳定性增强方法,该方法可同时增强故障期间的暂态稳定性和频率稳定性。首先,全面分析2种故障类型下VSG的惯性和阻尼对暂态稳定性和频率稳定性的影响机理;然后,提出一种引入角频率偏差反馈的有功环控制,并基于小信号和大信号模型综合分析VSG的暂态响应;接着,给出一种考虑最优阻尼比的VSG参数设计方法;最后,通过实验验证理论分析和所提方法的正确性。

摘要：预测并构建了一种Ⅱ型的GaP/SiH异质结构,并对其结构特性、电子特性和光学特性进行了研究.结果表明,该GaP/SiH异质结构属于典型的Ⅱ型范德华异质结构,展现出卓越的能量稳定性.GaP/SiH异质结构的带隙为2.24 eV,Ⅱ型能带结构的排列有效抑制了光生载流子的复合.通过施加不同的双轴应变和垂直应变,可以对异质结的电子结构进行一定范围内的精确调控.GaP/SiH异质结构在可见光和紫外光区也表现出优异的光吸收性能,吸收率可达2.34×10^(6)cm^(−1).GaP/SiH异质结构表现出的优异性能为光电子器件的设计提供了参考.

摘要：针对具有模型不确定和海洋环境扰动的微小型无人水下航行器无速度测量轨迹跟踪控制问题,提出自适应鲁棒积分有限时间预设性能渐近控制方法.构造预置期望收敛时间的预设性能函数与误差转换函数,将跟踪误差由受限状态转化为非受限状态,其中期望的收敛时间可预先设置且不依赖误差初始状态.在此基础上结合状态扩张观测器和误差符号鲁棒积分控制,提出复合扰动快速补偿与连续抑制相耦合的状态输出反馈控制器,其中线性状态观测器用于快速补偿未知速度和复合扰动,而连续误差符号鲁棒积分控制则进一步抑制估计误差和避免抖振.该设计不仅能保证跟踪控制的瞬态和稳态性能,还可避免鲁棒积分控制需要精确已知扰动微分上界的保守假设以及对高控制增益的依赖.稳定性分析证明了闭环控制信号在有限时间内渐近收敛.仿真结果验证了所提出控制方法的有效性.

摘要：提出一种基于二阶线性自抗扰控制(LADRC)的飞轮储能系统直流母线电压二次控制策略来应对飞轮储能系统频繁充放电切换带来的母线电压波动问题,其将母线电压及微分值分别视为状态变量,负载功率、参数不确定性等内外干扰视为扩展状态量进行扰动观测器设计。该策略能将工况切换造成电压波动的观测扰动量实时补偿至控制量中,实现扰动补偿。加入二次控制解决LADRC面对非常值扰动会存在稳态误差的问题,保证飞轮储能系统在充放能切换过程中母线电压具备较好的快速响应和抗干扰性能的同时实现无差控制。最后通过仿真验证了所提策略的有效性。

摘要：合理设计高容量的新型电极材料是进一步提高离子电池能量密度的关键.石墨烯曾被认为是离子电池负极材料最有前景的候选者之一,然而因纯的石墨烯与相应离子的相互作用较弱,导致其理论比容量都不高.基于此,本文通过第一性原理评估氮氧(N,O)锚定的单原子铜掺杂石墨烯的二维材料Cu/NO_(2)G作为锂/钠/钾离子电池负极的可行性.计算结果显示,Cu/NO_(2)G在热力学和动力学上都是稳定的,在吸附Li/Na/K前后均保持良好导电性,并且Cu/NO_(2)G储存Li/Na/K的理论比容量分别高达1639.9 mAh/g,2025.8 mAh/g,1157.6 mAh/g,在Li/Na/K嵌入的过程中,其晶格常数变化微小(<1%),这预示着其循环稳定性能佳.此外,Li,Na,K在Cu/NO_(2)G表面上的迁移势垒分别为0.339 eV,0.209 eV和0.098 eV,表明其具有优异的倍率性能.综上所述,本文结果为合理设计金属单原子掺杂石墨烯作为碱金属离子电池的新型负极材料奠定了坚实的理论基础.本文数据集可在https://***/10.57760/sciencedb.j00213.00063中访问获取.