摘要：氯盐环境作为一种较为常见的化学侵蚀环境,研究其对超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)和普通混凝土(normal concrete,NC)界面耐久性能的影响对于UHPC加固混凝土结构和UHPC-NC组合结构的工程应用均具有重大的现实意义.基于此,通过在常规环境以及氯盐环境下的推出试验,获得了干湿循环次数(0次、25次、50次)、氯盐浸泡天数(0 d、50 d、100 d)及界面处理方式(钢丝刷刷毛、高压水射流冲毛、表面缓凝处理)对UHPC-NC界面黏结强度、界面黏结刚度及界面黏结滑移曲线的影响.结果表明:在100 d试验周期内,干湿循环及氯盐浸泡作用造成的界面黏结强度损失率不超过20%;氯盐环境作用时长的增加会导致界面黏结刚度的降低;随着界面粗糙度的增加,UHPC-NC试件的界面黏结强度以及界面黏结刚度均会增加;界面粗糙度的提高有助于界面抗氯盐侵蚀能力的提升.受到界面处理方法的影响,UHPC-NC试件经历干湿循环及氯盐浸泡后,荷载滑移曲线呈现2种不同的形式,分别对应光滑界面(钢丝刷刷毛界面)和其他界面(高压水射流冲毛界面和缓凝剂处理界面).各组试件的黏结滑移曲线在荷载到达峰值前趋于一致;荷载到达峰值后,前者存在荷载骤降段及持荷段,后者则随着滑移量的增加荷载不断降低.根据UHPC-NC黏结滑移曲线特征,提出了黏结滑移建议模型.

摘要：含盐废水在有限通道内的喷射闪蒸–掺混蒸发(FME)是实现深度脱盐的有效途径之一。本文以准饱和NaCl水溶液为工质,在实验研究的基础上围绕FME中液滴群的运动、蒸发、析晶过程建立了完整的计算模型。据此在液滴群初始粒径为20~200μm、初始温度为100~120℃、初始盐质量分数为0.26、初始速度为20 m·s^(-1),掺混热空气速度为15 m·s^(-1)、温度为100~300℃,喷射角0?~90°的范围内对FME流场开展了数值模拟。结果表明:在喷射角从顺流掺混的0°增大至横流掺混的90°的过程中,晶体析出位置逐渐由喷射轴线处移至雾羽流场上部,使得析出晶体易于分离;随着喷射角、过热度或掺混风温的增加,液滴群的截面平均盐结晶质量分数增加,而平均粒径与析晶距离均减小。为衡量析晶效果,定义完全析晶效率为给定距离内液滴群结晶盐质量流量与喷嘴入口盐溶液所含溶解盐质量流量之比。结果指出:增加喷射角度或掺混风温是提高完全析晶效率的有效手段。提出了该完全析晶效率的半经验计算式,其计算值与模拟值的主体误差在±35%之内。本文研究结果可为工业脱盐装置的设计和运行提供技术支撑。

摘要：为了进一步小型化头戴式显示装置(Head-worn Display,HWD),提出一种基于非对称光纤悬臂梁(Asymmetrical Fiber Cantilever,AFC)的李萨如轨迹扫描近眼显示系统,以及李萨如轨迹上的像素划分准则。研究了该系统的扫描轨迹、图像重建能力、显示分辨率和显示帧速率的影响因素。根据高分辨率、高帧速率指标设计了正交谐振频率组成,确定了非对称光纤悬臂梁的结构参数。研制的显示单元实物直径为2 mm,长度为19 mm。谐振频率下的分辨率为160×120 pixel,帧速率为10 Hz,图像重建误差率为0.002%,最高分辨率能够达到290×220 pixel,最高帧速率为95 Hz。基于显示单元实物搭建了光纤扫描式近眼显示系统,使用相机模拟人眼观察记录了该显示系统的实验结果,验证了基于非对称光纤悬臂梁的HWD显示性能及其未来应用潜力。

摘要：为了探究木屑颗粒堆积参数对液体渗流特性的影响规律,参照达西渗流实验,设计开发了渗流实验系统,选取颗粒床层湿度、渗流速度、床层储水量及透水率作为评价颗粒床层内液体渗流特性的指标,在对各因素进行初步筛选的基础上,实验研究木屑颗粒堆积床层的粒径分布、压缩高度比以及渗透压力(注水量)对液体渗流特性的影响.实验结果表明,相同粒径分布,注水量为1500 mL时,压缩高度比从0.80降到0.50,木屑颗粒床层湿度变化幅值为3.32%;相同粒径分布,压缩高度比为0.50,注水量从1500 mL增加到3000 mL时,木屑颗粒床层湿度变化幅值为2.30%;相同压缩高度比和注水量,全粒径分布、不同级配粒径分布及小粒径分布时木屑颗粒床层最大湿度分别为54.4%、54.0%及53.7%,变化幅值为0.7%.在本文研究范围内,压缩高度比对颗粒床层湿度影响最大,初始注水量次之,颗粒级配影响最小.相同粒径分布,注水量为2000 mL时,压缩高度比从0.80降到0.50,木屑颗粒床层渗流速度变化幅值为18.92×10^(-4) m/s;相同粒径分布,压缩高度比为0.50,注水量从1500 mL增加到3000 mL时,木屑颗粒床层渗流速度变化幅值为1.08×10^(-4) m/s;相同压缩高度比和注水量,全粒径分布、不同级配粒径分布及小粒径分布时木屑颗粒床层最大渗流速度分别为20.7×10^(-4) m/s、15.4×10^(-4) m/s及18.2×10^(-4) m/s,变化幅值为5.3×10^(-4) m/s.在本文研究范围内,压缩高度比对颗粒床层渗流速度影响最大,颗粒级配次之,初始注水量影响最小.综合各类因素考虑,不同粒径级配的木屑颗粒床层,压缩高度比为0.70、注水量为2000 mL时木屑颗粒床层中的液体渗流特性较好,此时,床层湿度为52.5%,平均渗流速度为9.86×10^(-4) m/s,床层储水量为1149 mL,床层透水率为42.56%.相关结果可为后续可压缩性颗粒堆积物的存放以及水基灭火剂开发需要关注的参数提供指导.

摘要：为了满足Wi-Fi 6射频前端对高线性度、高发射功率的需求,基于GaAs HBT工艺设计工作于2.4~2.5 GHz的功率放大器.利用有源自适应偏置、二次谐波阻抗控制和多级放大器失真互补实现所设计放大器的高线性输出功率,通过键合金线的高品质因子寄生电感降低输出匹配的插损,并将直流与射频功率检测集成.测试结果表明,所设计放大器的小信号增益为30.6~30.7 dB,输入输出回波损耗均小于-10 dB,输出1 dB压缩功率为29.2 dBm,对应功率附加效率为26.4%.在802.11ax标准、MCS7调制策略、40 MHz带宽的测试信号下,当误差矢量幅度小于-30 dB时,所设计放大器的最大输出功率为24.1 dBm.在MCS9调制策略下,当误差矢量幅度小于-35 dB时,所设计放大器的最大输出功率为23.6 dBm;在MCS11调制策略下,当误差矢量幅度小于-40 dB时,所设计放大器的最大输出功率为22.4 dBm,对应最大功率附加效率为10.2%.

摘要：为了解决异常缺陷面积大小不一及背景干扰问题,基于残差池化自编码机提出一种无监督异常分割模型,检测和分割物体表面的异常缺陷。所提模型设计并使用残差池化模块,增加传统模型对异常的逆向重建能力,使正常和异常之间的分水岭更加明显,解决了大面积缺陷分割不完全的问题;在异常评分阶段引入高斯平滑函数,使模型具有鲁棒性,减小了背景对模型的干扰。在公开的MVTEC AD数据集上进行验证,结果表明,所提模型在图片级别检测精度上达到95.6%、像素级别检测精度上达到96.5%、区域级别的检测精度上达到91.7%,证明了所提模型的有效性,将该模型与其他异常分割方法进行比较,证明了模型的优越性。

摘要：随着电动汽车的规模化发展,研究如何有效考虑用户的出行行为机理并制定合理的充电站充电价格,对电力-交通网络的协同优化调度具有重大意义。针对此问题,提出了考虑用户出行成本预算的电力-交通耦合网络充电站定价策略。首先,建立考虑出行成本预算的交通用户均衡模型,将均衡状态通过变分不等式进行等效描述,从而对电动汽车出行需求和充电行为进行刻画。其次,构建考虑功率削减的配电网二阶锥优化模型,将充电站定价问题转化为含有变分不等式约束的优化问题,并根据问题设计交替迭代算法和外梯度算法进行求解。最后,通过算例对所提模型和方法的有效性进行验证,结果表明了考虑出行成本预算对耦合网络充电定价的必要性。

摘要：手爪是作业型机器人系统中重要组成部分,其作业形式和性能决定着机器人的整体能力。通过对手爪的创新设计可有效降低机器人对材料加工、零部件装配、运动感知和控制算法开发等依赖,显著提升机器人对复杂作业环境和对象的自适应能力。当前机器人手爪的种类主要分为刚性手爪和柔性手爪两大类。相比刚性手爪,柔性手爪在未知环境下作业、夹持几何非规则物体、夹持表面易碎物品和安全人机交互等方面具有良好的优势。与此同时,柔性手爪在实现柔顺性变形同时也存在因结构刚度不足而导致输出力小、操作精度差等问题,目前尚未被很好地解决,因此如何在保证柔性手爪柔顺变形的同时保持手爪的载荷输出能力是当前亟需解决的问题。针对柔性手爪的机构设计和变刚度技术共性话题,结合提升柔性手爪的形状自适应性和作业载荷能力的背景需求,从柔性手爪的构型设计和变刚度技术两个方面详细分析了柔性手爪在发展中所取得的显著进展和不足,系统总结了柔性手爪的研制技术和所面临的主要挑战,为柔性手爪的多功能化和智能化提供新思路,拓展柔性手爪的应用领域,提升机器人的整体作业能力。

摘要：理想的骨折内固定植入物刚度应具有随时间变化的性能,使骨折在不同愈合阶段都能产生合理的力学刺激,可降解材料可以满足这一性能。考虑到材料降解过程的时间依赖性,提出一种具有时变刚度的骨折内固定植入物复合结构拓扑优化设计方法。采用相对密度和降解残留率描述两种具有不同降解速度和弹性模量的材料分布和降解状态,建立降解模拟-力学分析耦合数学模型;基于变密度法设计双材料复合结构,使之具有时变刚度特性。以胫骨骨折治疗用的接骨板为例,采用所提出方法设计具有时变刚度特性的复合结构接骨板,优化结果显示高刚度的材料1形成柱状的支撑结构,低刚度的材料2分布在降解边界和内部。利用骨重塑模拟模型对优化后的接骨板进行评估,经过11个月重塑,使用可降解时变刚度接骨板、钛合金接骨板和不锈钢接骨板的骨痂平均弹性模量分别为8634、8521、8412 MPa,表明使用可降解时变刚度接骨板可使骨痂取得更好的重塑效果。

摘要：考虑到传统压电悬臂梁存在固有频率高,输出性能低的缺点,本文基于增强负泊松比结构设计了一种压电俘能器,在弹性基板中引入了负泊松比结构和X型肋骨。利用有限元方法建立了压电俘能器的动力学模型;通过数值方法进行了模态和压电耦合分析,并对增强负泊松比结构的俘能器进行了参数分析;搭建了实验平台,制作了压电俘能器样品,对输出性能进行验证。研究结果表明:与传统平板结构俘能器相比,增强负泊松比结构俘能器的一阶谐振频率低,输出电压和功率高,X型肋骨的加入提高了结构的刚度和非线性;相比于负泊松比结构的俘能器,X型肋骨的加入不仅改善了结构的疲劳性能,还拓宽了工作带宽。