摘要：为探究不同碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastic,CFRP)布层数对轴压煤圆柱力学特性及能量演化的影响,结合室内单轴压缩试验,采用有限差分-离散元法(FDM-DEM)进行数值模拟。试验结果表明,无论是未约束煤圆柱,还是CFRP约束样本,应力-应变曲线均经历了压密、弹性、屈服和峰后4个阶段。CFRP布约束样本在屈服和峰后阶段表现出明显的延性破坏,其平均峰值应力、峰值应变和弹性模量分别比未约束样本高出约2、2.5和1倍。数值模拟结果显示:随着CFRP布层数增加,峰值应变和峰值应力分别提升至733%和548%;而弹性模量并未单调上升,表明在设计CFRP布层数时需平衡强度与刚度。此外,CFRP布层数的增加导致破坏机制由张拉破坏转变为剪切破坏,表明其对煤圆柱的应力分布和破坏过程影响显著。煤圆柱的总能量和耗散能随着CFRP布层数的增加显著提升,能量吸收效率最高可达10.51倍,显示其抗失稳能力显著增强。为量化CFRP布的约束效应,引入了“等效厚度”概念,发现其随着CFRP布层数增加呈非线性增长趋势,且在6.78层时,等效厚度趋近于无穷大,说明了CFRP布在提升煤圆柱结构稳定性方面的重要性,为未来研究提供了重要参考。

摘要：针对2.5D针刺C/SiC复合材料的失效破坏进行了试验和仿真计算研究。开展了室温、500℃、1000℃无氧环境下0°层、网胎层材料的拉伸、压缩破坏试验以及2.5D针刺C/SiC复合材料的拉伸、压缩和弯曲破坏试验,并利用电子显微镜对试验件断口进行观察,分析了2.5D针刺C/SiC复合材料在不同温度下的损伤模式和失效机理。基于试验数据与观察结果,建立了通过单一铺层性能参数获取宏观针刺元件力学性能的方法,并依据多尺度理论和渐进损伤方法,借助Abaqus子程序二次开发进行了针刺C/SiC复合材料强度仿真分析。仿真预测的应力分布、失效模式与试验结果吻合较好,采用最大应变准则的强度预测精度可达94.7%,验证了分析方法在室温与高温环境下的准确性。

摘要：炭烟颗粒和NO_(x)作为柴油机尾气的主要污染物严重危害了人体健康与环境.因此,炭烟与NO_(x)的催化净化得到了广泛关注.本文设计制备了具有独特孔结构的三维有序大孔(3DOM)ZSM-5分子筛催化剂,并将其作为载体,制备了一系列3DOM ZSM-5担载MO_(δ)(M=Mn,Fe,Co,Ce,Pr,W)的催化剂.所制备催化剂均具有独特的多级孔结构,有利于炭烟与NO_(x)等小分子的捕捉与传质,可进一步增强催化剂的催化性能.其中,MnO_(δ)/3DOM ZSM-5催化剂具有最佳的同时消除炭烟与NO_(x)的催化性能,其炭烟燃烧的峰值温度最低(453℃),80%以上NO转化率的初始温度最低(184℃)且温度窗口较宽(184~362℃).该催化剂优异的催化性能与其良好的氧化还原性能、丰富的酸位点、充足的活性氧以及丰富的多级孔结构有关.动力学测试结果表明,MnO_(δ)/3DOM ZSM-5催化剂具有最高的本征活性.根据催化剂的活性测试和原位漫反射红外光谱(in situ DRIFTS)结果,推断了该催化剂在不同温度下的反应机理.在低温(300℃)主要以炭烟燃烧为主,包括活性氧机理和NO_(2)辅助机理.

摘要：研究高强方钢管高强混凝土纯弯构件的恢复力模型,为该类构件的抗震设计和实际工程应用提供参考。进行6根高强方钢管高强混凝土纯弯构件的滞回性能试验研究,利用ABAQUS有限元分析软件建立大量精细化的数值计算模型,分析材料强度和含钢率对构件滞回特性的影响规律。随着钢材强度等级的提高,抗弯承载力近似呈线性增长,且随着含钢率的提高其线性增长速率增大;混凝土抗压强度对曲线下降段影响显著,强度越高,构件的脆性越大,延性相对越差;含钢率的改变对曲线弹性段刚度和抗弯承载力均有影响,且在不同钢材屈服强度作用下,其承载力随含钢率增大提高的幅度不同。确定了弯矩-曲率骨架曲线各特征点参数的计算方法,基于滞回准则,提出了适用于高强方钢管高强混凝土纯弯构件的恢复力模型。

摘要：目前,模铸在生产特殊钢、大单重、小批量铸件时有明显优势。然而,模铸钢锭普遍具有内部缺陷较多、成材率较低和锭模损耗较大等缺点,如何优化锭型结构成为了提升钢锭内部质量的根本手段。基于多相凝固模型,以5 t方锭为研究对象,重点研究了不同冒容比、缓冷工艺和强冷工艺对钢锭宏观偏析行为的影响。结果表明,增大冒容比或采用强冷工艺对改善宏观偏析有明显效果,而缓冷工艺效果不佳,对于该锭型,冒容比增加至11.5%以上可控制头部正偏析处于冒口线以上。能够为设计人员节约锭型设计时间,同时为现场实际生产提供数据参考。

摘要：针对计算资源有限的工厂化养殖对鱼群识别精度和速度之间的平衡要求,提出一种基于YOLOv9和FasterNet改进的轻量级养殖鱼群识别模型FasterYOLOv9-Slim。首先在YOLOv9中引入轻量级骨干网络FasterNet以减少模型参数和计算量;其次利用高维检测头剪枝(HDPrune)降低网络深度以减少干扰信息积累;最后结合改进的特征融合模块FasterRepNCSPELAN4和下采样模块ADown、DownSimper,构建高效的颈部网络(DFA-Neck),增强特征表达同时降低计算需求。为验证所提出算法的有效性,设计了消融试验和对比试验,消融试验结果表明,FasterNet和HDPrune分别在降低参数和减弱干扰信息方面起到有效作用,DFA-Neck在整体网络中有效地协调了两者;对比试验结果显示,FasterYOLOv9-Slim在工厂化养殖红鳍东方鲀数据集上的表现超越了YOLOv7、YOLOv8和YOLOv10系列模型中同等规模的先进识别模型,保证高精度的同时,参数值分别降低了34.14%、64.02%和22.22%。在与ShuffleNet、MobileNet和RepViT等先进轻量级网络的对比中展现出较好的综合性能。研究表明:该方法能够有效平衡模型在计算资源有限的工厂化养殖条件下鱼群识别的精度和速度。

摘要：针对跟踪路径复杂、立体空间运动、模型参数动态变化、风浪流扰动下的多无人潜航器(unmanned underwater vehicle,UUV)协同路径跟踪问题开展研究.首先,针对UUV跟踪复杂路径情形设计自适应前视距离策略,使得UUV可以更好地跟踪复杂水下路径;其次,针对立体空间运动的UUV集群,设计三维视距制导律和协同控制律引导UUV集群在三维空间中沿参数化路径运动;最后,针对模型参数动态变化、风浪流扰动影响下的UUV集群,设计自抗扰控制器实现对动态变化模型、总扰动信息和速度信息的统一估计,保证动力学控制的稳定性.仿真结果验证了所提出基于自适应视距制导的无人潜航器三维协同路径跟踪控制方法的有效性.

摘要：抓取搬运机器人在制造业领域广泛应用。为了模仿自然界象鼻的弯曲包络抓取行为,设计了一种基于绳索和形状记忆合金弹簧联合驱动的模块化仿象鼻机器人。阐述了象鼻机器人结构设计及弯曲变形调节机理。基于D-H法建立了象鼻机器人正运动学模型,采用蒙特卡洛法得出机器人的工作空间。利用Adams对象鼻机器人进行运动学仿真分析,调节模块之间拉伸弹簧刚度大小,通过开合端张角的仿真结果,验证了象鼻机器人作为抱持机构的可行性。搭建象鼻机器人样机完成弹簧等效刚度不同拉力映射下的弯曲实验,验证了象鼻机器人的多形态弯曲包络性能。

摘要：电磁辐射不仅对人类健康构成威胁,而且影响电子设备的正常运行,特别是来自电子设备的无用电磁波还会降低其性能。为应对这一问题,研发了多种微波吸收材料。由于生物质材料具有低成本、轻质、可再生、环保及易于获取的优点,因此受到广泛关注。其中,经碳化和活化处理的生物质材料(生物质转化碳)在微波吸收领域中表现突出,其不仅能有效降低电磁辐射,还能促进环保,创造更为生态友好的环境。生物质转化碳基材料的微波吸收能力与成分、微观结构和孔隙特性密切相关,因此对生物质转化碳基微波吸收材料的最新研究进展进行了综述,包括不同类型的生物质材料及其碳化和活化技术。为了进一步提升生物质转化碳基材料的微波吸收性能,提出了多种改进策略,如掺杂其他杂原子、与磁性材料或介电材料复合等。掺杂技术可增强材料的电磁损耗能力,而复合技术可进一步提升材料的吸波效果和稳定性。同时,还总结了生物质源碳基材料在电磁波吸收应用中的实际效果,探讨了其吸波机理及未来的发展方向。生物质转化碳基微波吸收材料在减少电磁污染方面具有良好的应用前景,结合理论和实验结果,未来有望推动轻量化、高效微波吸收材料的设计和应用,为相关领域的进一步研究提供了重要参考方向。

摘要：基于Matlab/Simulink平台建立了超级电容和动力电池混合驱动仿真系统。在保证制动效能和制动稳定性前提下,以充分发挥超级电容的高能量回收率,降低动力电池的放电电流为目的建立控制策略,以该控制策略为基础完成混合系统的参数匹配。仿真结果表明所完成的系统设计有助于提高动力电池寿命,延长车辆续驶里程。