摘要：高速列车端部的吸能结构在碰撞事故中具有至关重要的作用,为保护乘客提供了最后的安全保障。在一般情况下,吸能结构通过其自身的塑性变形来耗散碰撞冲击能量,然而,这种方式可能导致试验研究的重复性较差,同时,也存在冲击力不稳定性问题,为此,本文提出一种新型金属/碳纤维混合摩擦吸能结构(HFEAS),该结构由轴瓦、防爬装置、预紧螺栓、内管铁、摩擦板和摩擦金属/CFRP管组成。利用MM3000摩擦试验机测定样件摩擦因数,基于试验结果并结合复合材料的损伤特性,建立混合摩擦吸能结构的有限元模型,对有限元模型进行试验验证,研究不同结构参数对其耐撞性的影响。通过采用GRSM方法进行多目标优化,确定该新型摩擦吸能结构撞击力学参数的最优参数配置,并基于试验设计移动最小二乘法建立摩擦管直径D、螺栓预紧力F和钢铁层厚度t关于能量吸收(EA)、比能量吸收(SEA)和初始峰值(PCF)的响应面模型。采用多目标遗传算法对其力学参数进行优化,通过多目标优化的帕累托前沿得到该摩擦吸能结构的最优参数配置。研究结果表明:螺栓预紧力F对HFEAS的影响最大;当F从1 000 N增加到10 000 N时,峰值力增加了7倍,平台力增加了10倍。混合摩擦吸能结构将复合材料的轻量化与摩擦学特性相结合,为吸能结构的改进和发展提供了新的方向。

摘要：为了验证所提出的装配式局部活性粉末混凝土框架梁柱节点的抗震性能,对4个足尺节点进行了低周反复荷载试验,在试验的基础之上,针对节点的连接特点,提出了强度和变形计算方法,构建了平顶的三折线骨架曲线理论模型.通过理论计算得到试验滞回曲线各阶段曲线刚度值,并拟合得到试件在低周往复荷载作用下各级加载、卸载刚度与加载位移角的关系,进而根据滞回规则建立恢复力模型.计算结果表明:通过理论计算所建立的三折线骨架曲线和滞回曲线与试验结果均吻合较好,能够较好地反映该类连接节点在各阶段的受力特点,为弹塑性分析和抗震设计提供理论依据.

摘要：开发多活性位点绿色高效絮凝剂对构建低絮凝剂用量的高效固液分离过程、实现选矿废水高效处理与循环回用具有重要意义.本文为考察天然阳离子型线性高分子壳聚糖接枝阳离子型聚丙烯酰胺(Chi-g-CPAM)的絮凝性能,改变引发剂质量分数将壳聚糖、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵通过紫外引发水溶液聚合法进行接枝共聚,合成了分子结构不同的Chi-g-CPAM,使用石英晶体微天平(QCM-D)研究了其在SiO2芯片表面的吸附行为和后继原位絮凝高岭土的动力学,分析了絮体结构变化;并采用动力学方程拟合以揭示絮凝机理;最后进行了絮凝剂沉降性能试验.结果表明,长支链可增强絮凝剂对高岭土的架桥网捕作用,加快沉降;接枝率越高则有助于降低上清液浊度.引发剂质量分数为0.10%所合成的Chi-g-CPAM支链相对多而长,在SiO2芯片表面平衡吸附量最大,为(–11.68±0.40)Hz,吸附的第Ⅰ、Ⅱ阶段K值分别为0.1814和0.5054,吸附构象趋于向外伸展,后继所絮凝高岭土量少且絮体结构疏松,架桥、网捕和电中和作用协同使其在沉降试验中表现的沉降速率最大(12.18 m·h–1),上清液浊度最低(13 NTU).支链多而长的Chi-g-CPAM絮凝高岭土的过程复杂,准一级、准二级动力学和Elovich方程对其拟合效果均较好.引发剂质量分数为0.15%和0.05%时,对应所合成支链多而短、支链少而短的Chi-gCPAM在SiO2表面呈扁平的“列车式”吸附构象,架桥和网捕能力低,絮凝沉降性能差.多活性官能团絮凝剂的分子结构影响其在矿物表面的吸附构象,是决定其絮凝性能的关键因素之一.本研究对选矿大分子药剂的分子结构设计具有重要意义.

摘要：为有效评估城市辐射场的环境热效应、完善城市热环境营造技术体系,开展了城市辐射场热效应评价研究。阐述了由下垫面和建筑表面组成的城市辐射场的形成方式,分析了辐射场的热作用过程,提出了一种基于下垫面和建筑表面的辐射场热效应评价方法。以西安夏季为例,开展了基于评价指标的辐射场热作用优化设计。结果表明:改善后的场地辐射热指数明显下降,沥青下垫面辐射热指数下降14.8%,空气温度下降3.0%;铺面砖下垫面辐射热指数下降24.3%,空气温度下降2.4%。城市辐射场热效应评价指标可有效表征城市辐射热作用,对研究城市热辐射作用、指导城市热环境设计具有借鉴作用。

摘要：随着新型电力系统的“双高”特征凸显,电网中的宽频动态成分日益复杂,对功率及电能计量技术提出了新的需求与挑战。发展量子功率及电能标准是电力量子计量技术研究的主流趋势,但传统的差分测量方法在传递交流量子电压阶梯波量值时,量子电压的合成频率被限制在1 kHz以下,以确保测量准确度达到10^(-6)量级。针对上述问题,文中提出了一种基于可编程约瑟夫森电压的宽频量子功率及电能标准设计方案,通过下采样原理的宽频量子差分测量方法,实现宽频信号向低频量子电压阶梯波的可靠量值溯源,有望将功率及电能的量子测量频率从当前的工频提升至10 kHz以上。通过构建实验系统,以脉冲驱动型交流约瑟夫森电压标准的输出为被测信号,证明所述下采样测量方法在1 kHz频点上的有效值测量结果与传统差分测量结果的一致性优于3×10^(-6),扩频测量至10 kHz时没有显著的测量偏差,以上测量结果为构建最优合成不确定度达到10^(-6)量级的宽频量子功率及电能标准提供了技术支撑。

摘要：精准检测棉花中混杂的小型异纤是保障纱线与织物质量的基础和关键。针对现有算法在棉花小型异纤检测中存在的漏检率高、网络结构复杂等问题,提出一种基于卷积神经网络轻量化的改进单步多框检测器(SSD)的棉花异纤检测方法。首先,通过引入深度可分离卷积、倒残差结构等创新性设计,将SSD算法中原有骨干特征提取网络VGGNet16替换为MobileNetv2网络;然后,对于SSD算法中生成的候选框尺寸与棉花异纤大小不匹配导致棉花背景占比过高,从而引起正负样本不均衡的问题,采用K-means++算法对棉花异纤尺寸进行聚类分析,根据聚类结果修正候选框尺寸。通过算例进行验证,结果显示所提方法在实现模型轻量化的同时有效提升了异纤检测效果和计算效率。

摘要：针对深海特定层位海水样品的采集需求,研制了全海深压力触发式保压采水系统。系统设计工作压力为120MPa,包括采样模块、压力补偿模块、定压触发主控模块、供电单元等。系统还具备保压转移接口,以便后续在高压环境下对保压微生物样品开展研究。首先对所研制的电动采样机构的密封特性进行了建模与分析,在此基础上进行了采样驱动器的选型,使得其最大可产生超过160 MPa的密封接触压力。根据样品回收过程中的压力变化特性,对活塞式补偿器进行了设计,以提高样品的保压率。在120MPa高压环境下对保压采样系统进行了测试,样品保压率均在85%以上,能够实现定深采水功能。

摘要：为了实现钢框架结构在地震作用下的集中耗能和震后功能快速恢复,提出了一种带可拆换T型钢连接件的梁柱节点。通过控制T型钢连接件与框架梁的承载力比值,即设计承载力系数,即可实现集中耗能的设计目标,震后仅需更换受损的T型钢连接件即可快速恢复结构功能。设计并制作了4个带T型钢连接件的梁柱节点试件,通过试验和有限元相结合的方法研究了其抗震性能。对典型试件拆换受损的T型钢连接件,并采用可拆换残余转角、滞回性能和组件耗能等指标,从功能恢复效率和功能恢复质量两个方面评估了其震后功能快速恢复性能。研究表明:所有试件均呈现出半刚性节点的特性。采用低屈服点T型钢的试件具有较高的刚度、较好的延性和较大的安全储备,建议在工程中优先采用。除了设计承载力系数较大的试件在试验后期钢梁悬臂段根部出现轻微塑性以外,其余试件的梁柱等非耗能构件均处于弹性状态,且T型钢的耗能比例达到90%以上,为震后功能快速恢复提供了可能。T型钢腹板较薄的RT-2试件具有最大的T型钢可拆换残余转角和梁端可拆换残余转角,采用低屈服点T型钢试件的拆换性能优于普通钢试件。拆换试件与原试件相比,虽然延性系数略有降低,但初始刚度和承载能力几乎没有差别,T型钢连接件仍能发挥集中耗能的作用,试件拆换后功能快速恢复性能良好。

摘要：自供电状态下振动能量采集型磁流变阻尼器阻尼性能较差,需要对其进行优化设计与性能分析。通过对峰值感应电压、功率密度以及自供电电流的分析计算得出比较系数,以此为指标选取发电装置各关键尺寸;然后在自供电状态下,采用多目标优化算法对减振装置活塞头尺寸及阻尼间隙宽度进行寻优;最后对优化前后的装置进行仿真分析与对比。结果表明,优化后装置的发电性能及其在自供电状态下的阻尼性能均有明显提升;在频率为4 Hz、幅值为10 mm的振动激励下,优化后峰值感应电压提高30%,输出阻尼力提高8.7%,自供电电流强度提高20%,对应的阻尼力提高17%。

摘要：随着我国对节能环保的要求提高,利用铁路开展驮背运输有了新的需求,驮背车辆服役过程中曲线通过性能差,车轮磨耗问题严重,目前对驮背运输车辆的动力学等问题的研究并未系统开展。本文选用均载组合式小轮径转向架作为驮背车辆的方案,并利用simpack软件建立小轮径转向架车辆动力学模型,考虑模型中的非线性力元特性。然后利用动力学模型分别对新轮和磨耗到限车轮的车辆动力学性能进行分析,最后采用NSGA-2优化算法对小轮径转向架中的V形橡胶堆参数进行优化,进一步提升小轮径驮背车辆曲线通过性能,减小车轮磨耗。研究结果表明:小轮径转向架空、重车新造和磨耗到限的蛇行临界速度最小为95km/h。在所计算的速度范围和曲线、道岔工况下,车辆曲线通过性能和平稳性指标都满足GB/T5599—2019标准中的相关限值。利用NSGA-2优化算法对小轮径转向架中V形橡胶堆参数进行优化,优化后有效提升了车辆曲线通过性能,减小了车轮磨耗,优化后轮轴横向力减少11.87%,一位右侧车轮脱轨系数减少15.45%。在600m曲线半径上,一位左侧车轮磨耗深度减少42.85%,一位右侧车轮磨耗减少28.25%。V形橡胶堆参数对车辆动力学性能具有重要影响,通过设置合理的V形橡胶堆参数可以提升小轮径驮背车辆曲线通过性能,为小轮径转向架的设计和研发提供参考。