摘要：为探究钢-薄层超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)轻型组合桥面体系在局部轮载下的抗弯性能,设计并开展了4块基于高强螺栓连接的可拆卸式钢-UHPC组合板的四点弯曲试验,研究了钢板类型、抗剪连接件间距对可拆卸式钢-UHPC组合板的破坏模式、荷载-挠度曲线、界面相对滑移、裂缝宽度、截面应变分布等影响规律,研究结果表明:在正弯矩荷载作用下,采用Q355钢板的组合板的破坏模式为高强螺栓被剪断,而采用负泊松比(negative Poisson’s ratio,NPR)钢板的组合板的破坏模式为部分高强螺栓被剪断、部分预埋带垫加长螺母被拔出、UHPC板由于失稳大面积压溃等;在相同的高强螺栓间距下,采用NPR钢板的组合板的板端相对滑移较小,说明NPR钢板有效延缓并限制了钢板与UHPC板的相对滑移,从而提升两者的协同变形能力,继而提高组合板的抗弯刚度及承载力等;由截面应变分析可知,由于NPR钢板的负泊松比效应、高刚度、高屈服强度,整个加载过程NPR钢板与底部UHPC层的拉应变保持着应变协调性,随着荷载的增大截面塑性中和轴的上移幅度可忽略不计。因此,在采用NPR钢板提升钢-UHPC组合板抗弯性能的前提下,应使UHPC厚度与NPR钢板的性能进行匹配,充分发挥两者的材料性能,避免失稳破坏先于UHPC材料强度破坏。

摘要：采用模型试验方法,对多层互剪搅拌桩工法(contra-rotational shear deep soil mixing,简称CS-DSM工法)的工艺因素进行了试验研究,探索了水泥掺量、单位桩长搅拌次数T、单位体积搅拌能量E以及内外钻杆转速比RN等工艺因素对搅拌桩均匀性与强度UCS的影响。模型试验研究发现,通过多层互剪搅拌能够根除地表冒浆、防止糊钻抱钻、提高固化材料利用率。18组模型试验结果阐明搅拌桩在T-E-UCS之间存在固有关联,并揭示出机械参数、输出能量与桩身强度之间的本质关系。提供的计算方法可以定性指导选取合理的工艺参数,实现桩身设计强度目标。作为重要工艺因素,内外钻杆转速比RN与桩身强度试验曲线存在极值点,建议在工程中将1.80~2.20作为获取桩身峰值强度的最优RN值域。CS-DSM工法应用的系列研究结果为高质量搅拌桩工艺控制原则和质量保障体系提供了试验依据。

摘要：为提高钢-UHPC组合结构的延性,本文提出一种采用装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板。设计并完成了不同抗剪连接程度的组合板的抗弯性能试验,分析了组合板试件破坏形态、极限承载力、刚度、裂缝发展规律和板端滑移,并与采用焊接栓钉的钢-UHPC组合板进行了对比分析,讨论了组合板试件的可拆卸性,最后对其极限抗弯承载力和抗弯刚度进行了理论分析并推导了计算公式。结果表明:装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板破坏模式为纵向水平剪切黏结破坏;降低栓钉间距能提高组合板的协同变形能力,从而提高组合板结构的极限承载力、弹塑性阶段的刚度和裂缝控制能力;与采用焊接栓钉连接的钢-UHPC组合板对比,其在发生较大变形的情况下钢板和UHPC板仍然可较容易地拆卸分离;推导了装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板的极限承载力计算方法和抗弯刚度计算公式,提出了抗弯刚度计算时应对UHPC板高度进行折减,折减系数(βU)在正常使用阶段建议为0.85,理论计算结果与试验结果吻合良好。本文研究成果可为采用装配式栓钉的钢-UHPC组合板的设计和应用提供理论依据。

摘要：本文提出并研究了一种基于微环腔辅助干涉的Fano谐振器。在该谐振干涉结构中,输入信号光经环形谐振腔后分成的下路光和直通路光以一定相位差合束,该合束光干涉形成了有别于传统对称Lorentz线型的非对称陡峭Fano光谱。在理论上使用传输矩阵方法分析了非对称线型产生的相位条件,讨论了不同耦合系数、微环损耗对非对称谱线的消光比和斜率的影响,给出了理想条件下谷点波长漂移的计算公式和完全消光条件。分析表明,当两路光信号相位差为94°时,对于耦合系数为0.242、损耗系数为0.995的Fano谐振谱消光比可高达41.54 dB,斜率可高达2372 dB/nm。基于时域有限差分(FDTD)仿真和设计,采用电子束光刻(EBL)直写器件在绝缘层上硅(SOI)平台上进行了验证。实验中两路光的合束采用了多模干涉(MMI)结构,并设计了不同相位差以验证其对Fano谐振非对称线型的影响。实验表明,在本文工艺条件下,可以获得近-25 dB的消光比和1997 dB/nm的光谱斜率。本文提出的Fano谐振结构将为高分辨率光传感、低功耗光开关和高对比度光探测等领域高性能器件的设计开辟新途径。

摘要：通过由试验验证的型号为LJ465Q汽油发动机热力学模型,研究了缸内水和蒸汽喷射时刻对发动机性能和排放的影响规律。结果表明,在发动机2000r/min及全负荷下,喷射质量为9mg,喷射压力为10bar,喷射时刻为(-110~-60)°CA时,水喷射工况输出功率随着喷射时刻滞后逐渐减小,功率最大可提高0.71%,燃油消耗率可降低0.74%,喷水后减少了局部高温和局部过浓区域,有助于明显降低NOx排放,其最大降低了66.3%,HC排放有所增加;过热蒸汽喷射工况输出功率随着喷射时刻滞后逐渐增大,功率最大可提高1.7%,燃油消耗率可降低1.8%,NOx排放量随喷射时刻增大而减少,最大降低了55.2%,HC排放降低了15.4%。综上,缸内蒸汽喷射相比于水对发动机性能和排放的影响效果具有一定优势。

摘要：为提高碳纤维复合材料机器人手臂壳体的综合性能,基于ABAQUS建立了复合材料机械臂壳体的有限元分析模型。应用试验设计方法,以机械臂加栽后的最大形变位移、最大失效因子和质量为正交试验指标,研究了机械臂壳体成形质量的影响因素(总铺层厚度、铺层厚度比、铺层角度比)以及交互作用对机械臂壳体正交试验指标综合影响规律,对成形工艺参数进行优化,得出最优工艺参数为:总铺层厚度为3.5 mm,铺层厚度比为20:6,铺层角度比为2:2:12:2。制备了碳纤维复合材料机械臂壳体,进行了工况实验,实验结果与仿真结果基本一致,验证了有限元分析的可靠性。此项研究可为复合材料在工业机器人上的应用提供理论指导和依据。

摘要：纯电动汽车两挡干式双离合器自动变速器通过控制两离合器的接合与分离完成换挡。由于离合器的摩擦因数随温度改变而变化,采用参数自适应方法对摩擦因数进行了实时在线参数估计。根据换挡动力学模型,设计了一种基于扩张状态观测器的反步控制器,通过给出电机与1挡离合器从动盘的目标转速,将换挡过程转化为转速跟踪问题。通过仿真和硬件在环验证了该控制器在外界干扰的情况下仍能有效保证自动变速器的换挡品质,且具有良好的鲁棒性。

摘要：通过水轮机捕能是当前常用的海洋能利用方式之一。桨叶作为水轮机关键部件,其性能一直是研究的重点。针对目前波浪条件下带负载运转的Savonius型水轮机相关捕能性能研究较少的情况,采用数值仿真方法,结合对应工况条件的物理试验,研究了一种Savonius型水轮机在不同波浪环境下带负载运转的捕能性能。采用Star CCM+仿真软件,建立数值波浪水池,设置环境参数,划分网格调整变量进行水轮机运转的水动力模型数值研究。在造波试验水池中利用推板改变波浪周期与波高,进行水轮机运转的物理试验。采集在不同负载下水轮机桨叶的转速和扭矩数据,计算并分析功率等参数,总结变化趋势,评价捕能效果。研究发现水轮机在1.6 s的波浪周期条件下,桨叶承受1.5 N·m负载时达到最佳捕能效果,其功率为23 W。为实际海域中水轮机桨叶的结构设计研究和相关工程应用提供参考。

摘要：为准确高效鉴定萝卜杂交种的种子纯度,在萝卜杂交种圆都1号亲本全基因组重测序的基础上,利用亲本间的差异性位点设计特异插入/缺失引物,通过InDel标记开展高效准确的圆都1号杂交种纯度鉴定。试验选定引物L-4,其亲本带型互补、清晰度高、分离速度快,以此对358株萝卜杂交种圆都1号进行纯度鉴定,检测出母本或异花粉杂株5株,纯度为98.60%。InDel标记的分子检测结果与田间表型鉴定结果对比显示有355株萝卜的鉴定结果完全一致,吻合度高达99.16%。因此,应用InDel标记引物L-4能够对萝卜杂交种圆都1号进行高效准确的纯度鉴定。

摘要：为提高中华鳖背甲中胶原蛋白的提取率,探索鳖甲脱钙工艺条件,以盐酸为脱钙剂,在超声波辅助处理下对鳖甲脱钙条件进行优化。以脱钙率和胶原蛋白迁出率为评价指标,考察盐酸浓度、料液比、脱钙时间、脱钙温度、超声间隙工作时间和超声功率6个因素对鳖甲脱钙效果的影响,确定单因素最优水平。在此基础上,采用响应面Box-Behnken设计对鳖甲脱钙工艺条件进行优化并建立数学模型,并通过紫外光谱扫描、SDS-PAGE图谱、傅立叶红外扫描、氨基酸分析和圆二色光谱结果探讨超声辅助脱钙过程对胶原蛋白结构性质的影响。结果表明,超声波辅助鳖甲脱钙最佳工艺条件为:盐酸浓度0.8 mol/L、温度25℃、料液比1:40(g:mL)、脱钙时间60 min、超声功率145 W、超声间隙30 s/30 s,在此条件下鳖甲脱钙率为64.97%±1.03%,胶原蛋白迁出率为3.22%±0.84%。超声脱钙处理未引起鳖甲胶原蛋白的亚基组成、三螺旋结构和二级结构组成等结构特征的明显变化。因此超声波辅助盐酸对鳖甲脱钙有较好的效果,这将为鳖甲进一步提取胶原蛋白的研究提供基础。