摘要：丙烯是重要的化工原料,广泛用于生产聚丙烯、环氧丙烷、丙烯醛、丙烯腈和丙酮等重要化工中间体以及合成树脂、合成橡胶和许多精细化工产品.目前生产丙烯的方法主要有石脑油裂解、催化流化裂化、丙烷脱氢、烯烃复分解和甲醇制烯烃等.其中丙烷脱氢因具有较高的丙烯选择性和较低的原料成本而备受关注,尤其是页岩气在全球的大量发现和开采,使得丙烷的原料成本持续下降,丙烷脱氢技术的迅速发展,但高效催化剂研发成为提升生产效率的关键.商业Pt基催化剂通常采用合金化的手段优化Pt颗粒的表面结构和中间体的吸附状态,进而获得较好的催化性能,但金属助剂的引入在一定程度上会弱化Pt位点的C–H键活化能力.针对该问题,本文从惰性C–H键活化角度出发,揭示了一种新的C–H键界面活化机制.通过金属-载体强相互作用诱导形成Pt-Ga_(2)O_(3)反向界面结构,密度泛函理论计算结果表明,Pt与Ga_(2)O_(3)之间存在强烈的电子扰动现象,使得界面处O位点表现出类金属的电子特性,在费米能级附近存在连续的电子态,这与Ga_(2)O_(3)本身离散性电子态呈明显对比,显示出Pt-Ga_(2)O_(3)反向界面结构的独特性质,使得界面O位点表现出极强的H吸附能和C–H键活化能力,其催化丙烷分子中亚甲基C–H键断裂的活化能仅为0.21 eV,远低于Pt(111)晶面的0.64 eV.原位红外光谱结果表明,反应过程中该界面结构会产生大量的羟基.根据过渡态的精细结构可知,反应位点是通过抓取H原子并随即稳定产生的C自由基完成C–H键的断裂,分析结果表明,H吸附能与反应能垒有着紧密的关联,而Pt-Ga_(2)O_(3)反向界面结构中,Pt基底赋予界面O位点独特的电子结构,同时也可以作为电子受体接收H传递的电子,从而表现出极强的H结合能和C–H键活化能力,其C–H断裂能垒要远低于各类Pt位点.进一步的分析表明,首个C–H键在Pt–O界面位发生断裂后,所形成的H物种会由O位点溢流至Pt颗粒表面,最终以H_(2)形式释放,留下的2-丙基碎片再经历甲基的C–H键断裂、H溢流、脱氢等步骤形成丙烯分子.而Pt颗粒表面的Ga_(2)O_(3)团簇也起到分割表面位点的作用,促进丙烯脱附的同时,有效弱化C–C键的断裂趋势,减少裂解副产物,生成丙烯的选择性超过99%.综上所述,本文构建的Pt/Ga-Al_(2)O_(3)界面位催化剂在丙烷脱氢反应中的性能要明显优于Pt/Al_(2)O_(3)以及工业常用的PtSn/Al_(2)O_(3)催化剂,揭示了一种全新的C–H键活化策略,并探究其中的化学机制,既可以深化对界面协同催化的理解,又可以为高性能催化剂的设计提供借鉴和指导.

摘要：为了实现复杂环境下航空零件孔特征的高效高精度检测,提出了一种集成视觉显著性和群决策的检测方法。在经典FT显著性检测算法中引入图像增强步骤,并为每个像素赋予以最大显著区域中心为参考的权重,使用改进后的方法对图像进行孔区域分割。设计具有多尺度多结构元素的新型数学形态学边缘检测算法,结合轮廓细化算法对孔区域进行轮廓提取。最后,利用Meanshift算法寻找轮廓点的圆心位置,建立新的基于群决策的圆半径计算模型,获得孔特征的关键几何参数。结果表明:改进的视觉显著性特征检测算法能够生成更加突显孔特征的全分辨率显著图;新型数学形态学边缘检测算法能获得简化且可靠的轮廓点;该方法在不均匀光照、各类孔缺陷和孔内壁干扰等条件下均显示出较好的稳定性;即使在噪声密度高达30%时仍能成功完成孔检测,且圆心坐标和半径的误差均小于0.012 mm;平均检测时间仅为0.236 s。该方法能够在复杂环境下对航空零件孔特征进行准确、稳定的检测。

摘要：基于无线感知技术的人车识别方法,具有部署成本低、无侵入性等优点,是智能交通系统智慧水平提升的关键手段。然而,现存人车识别无线感知方法,多以2.4 GHz无线能量数据为基础,忽视sub-GHz在该领域中的应用,且鲜有工作探讨天线高度和人车识别性能内在联系。为此,旨在厘清载波频段、天线高度与算法性能关联关系,提出基于卷积神经网络的人车识别无线感知方法(Wireless Sensing-Based Human-Vehicle Recognition with Convolutional Neural Network,WsHVR-CNN),阐明人车识别无线感知方法设计依据与多参数影响机理。实验表明,sub-GHz与2.4 GHz无线能量数据均可为人车识别无线感知方法建构奠定基础,而基于2.4 GHz频段所构的WsHVR-CNN性能最优,在天线高度为0.8 m时准确度达到98.15%。此外,所开发的数据集公开于https://***/TZ-mx/WiParam,为相关工作深入研究提供基础。

摘要：近年来,基于激光增材制造技术的先进结构材料和构件制备及应用取得了重要进展,并由此带动了该技术在金属功能材料制备与调控方面的发展。作为金属功能材料典型代表的形状记忆合金兼具形状记忆、超弹性和弹热效应等新奇特性,这些特性与合金的微观组织、微结构演化高度相关,但难以通过传统制备和表征手段实现精细化调控和实时相变测量,因而通过激光增材制造技术调控微结构并进行原位同步辐射观测成为形状记忆合金性能提升的重要手段。本文综述了基于激光增材制造的形状记忆合金设计、微结构调控、工艺-结构-性能关系以及国内外研究现状,并从技术原理、材料特性、工艺优化、结构调控和原位表征等方面对形状记忆合金激光增材制造研究进展进行了介绍,归纳整理了现阶段激光增材制造形状记忆合金的主要性能。另外,本文介绍了激光增材制造过程的原位X射线衍射表征方法以及该表征方法的典型应用,对增材制造过程中合金的相变动力学测量及单晶原位表征方法进行了梳理,并对该技术的未来发展趋势进行了展望。

摘要：电动汽车能量及行驶距离是其重要参照数据,为提高两项性能策略优化,根据ECER13法规曲线和I线的再生制动控制方法,可以在前、后轴之间进行分配以确保车辆的安全性和稳定性;其次,在液压制动和电动机制动之间进行分配,根据不同的制动强度,分为四类进行研究;最后建立模型,嵌入到AVL_CRUISE软件中,选用NEDC和CLTC_P两种工况联合仿真。结果表明,此方案可满足制动稳定性的需求,其动力分配曲线也契合相应的制动特征,能够高效地回收制动能量,强化电池荷电状态(SOC),提升电动汽车的续驶能力。

摘要：该文依托滇中引水工程香炉山隧洞,开展深埋隧洞掘进过程中岩爆风险预测研究,提出基于数值样本和随机森林(random forest,RF)的岩爆风险快速预测代理模型。以地应力和围岩本构参数作为模型输入特征,以围岩最大弹性应变能密度作为输出特征,开展使用隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)掘进深埋隧洞过程中的多工况数值仿真,基于正交试验设计构建了611组数值样本,并通过围岩能量演化分析和相关性分析,验证输入、输出参数的合理性。进一步以RF为基分类器,利用10折交叉验证优化超参数,建立了岩爆风险快速预测代理模型,并对比多种机器学习算法,验证所提代理模型的预测准确性和适用性。结果表明:所提方法具有良好的预测性能和泛化能力,测试集样本的预测准确率达82.02%,优于用于比较的其余4种机器学习模型,为快速预测深埋隧洞施工期岩爆风险提供了一种研究路径。

摘要：流场可视化指将流体运动的数据转换为视觉形式,以便更好地理解和分析流场的流动。利用流线来实现流场可视化,是当前最为热门的方法。文中提出了一种学习、聚类三维流场流线特性的方法。首先设计了一种基于卷积的自编码器来提取流线特征。该方法中的自编码器由编码器和解码器组成,其中编码器用卷积层降维的方式来提取输入流线的特征,而解码器使用转置卷积对流线特征进行上采样,以此重建流线。通过训练不断减小输入流线与重建流线的差异,可以让编码器提取到的流线特征更加准确。其次,改进了CFSFDP算法,用于流线特征聚类。针对原CFSFDP算法需要手动选取聚类中心,以及对距离参数过于敏感的缺点,改进了其指标计算方法,实现对聚类中心的自动选取,并且引入了高斯核密度估计,实现对截断距离参数的自适应计算。实验结果表明,所提方法在流线特征的学习以及聚类上具有良好的效果。

摘要：针对机械手抓取形状多样化的目标件和调整夹持力大小的问题,设计了一种具有力感知的复合驱动双指柔顺夹持手。首先基于人手指关节双指贴合抓取原理,分析不规则目标件外形轮廓抓取特征,提出一种复合驱动的双指柔顺夹持手结构;其次根据柔顺夹持手驱动特点和夹取力的控制要求,采用气缸与步进电机相结合的混合驱动方式,并结合夹持手力传感器反馈,实现对不规则形状目标件的包络贴合抓取;最后对所设计的复合驱动双指夹持手进行了样机研制和力感知柔性抓取验证,测试结果实现夹持手指根节角度调整范围为-15°~15°,夹持手接触力传感器测试误差5%左右。该夹持手结构为精准夹取形状多样性的目标件提供了可靠的技术支撑,也为多指夹持手机构设计和夹持力感知研究提供了理论借鉴。

摘要：针对航空钣金机匣材料难于成形,且成形后的产品精度难以控制等问题,本文以高温合金GH3030为材料,在阐明钣金机匣冷态强旋成形回弹理论与载荷作用机制基础上,使用***有限元软件,导入实验室之前所得到的GH3030的本构方程,在软件中建立了航空机匣锥形件冷态强旋的仿真模型,分析了旋轮间隙、旋轮进给比、芯模半锥角等旋压参数对钣金机匣冷态强旋成形回弹与载荷的影响规律;采用正交实验得到了各工艺参数对回弹角度影响的主次规律,并在此基础之上得到最优工艺参数组合;采用BBD(Box-Behnken design)响应曲面设计实验方法,得到旋压过程中最大成形力与旋压参数的量化回归模型,并对回归方程进行方差分析,计算回归方程的多元相关系数、可信度以及精确度。最终结果表明:所得到的模型的可信度和精准度较高;在最终实验结果与仿真结果中取点验证,发现误差在10%以内,因此,回归模型较为精准。最后,进行了旋压实验,对比分析了仿真结果与旋压实验实测结果的回弹角度,其平均误差在6.2%以内,验证了仿真结果及回归模型的可靠性。研究表明:仿真分析的回弹角度与实验测得回弹角度变化趋势几乎相同,并且误差较小,控制在12%以内,表明仿真分析的结果能够较准确地展现旋压件的回弹规律。本文的研究结果为实现高温合金钣金机匣锥形件冷强旋的精确成形提供了理论指导和技术支持。

摘要：海上风能资源远超陆地,而我国海域随着离岸距离增加,大陆架水深增加幅度减缓,针对此特点,如何优化设计适应我国海域水深条件的系泊系统是目前发展浮式风机遇到的重大难题之一。本文以5MW-OC4半潜式浮式风机作为研究对象,浮式风机采用悬链线式系泊方式,使用SESAM软件在渤海某海域40 m水深下对浮式风机进行频域和时域计算。系泊配件在单独和组合使用时分别进行参数敏感性分析,再将浮筒和配重块组合使用对系泊系统进行优化。研究结果表明:浅水条件下,系泊配件组合使用和单独使用时改变相同系泊参数对浮式风机整体响应影响规律相同,但组合使用时改变系泊参数对系泊系统性能优化的效果要更明显,组合使用时更改配重块位置参数时均值的优化差值能达到15.7%,而纵荡、纵摇以及张力响应的优化差值基本都在10%以内,因此选择合理的配件组合方式可以显著改变浮式系统的整体特性并影响系统的安全性和成本。