基于SIMP-安定的高速列车组合式座椅底架轻量化设计与分析

在高速列车座椅轻量化设计中,传统设计方法所普遍采用的结构优化技术仅以结构刚度或局部应力水平为目标,无法得到交变载荷作用下效率最高的结构构型.列车座椅在实际使用中受到轨道与应用场景的影响,除主结构需具备一定强度外,其关键部件也要求在交变载荷作用下不发生明显变形.在此背景下,提出了一种采用固体各向同性惩罚微结构插值(SIMP)算法对主结构进行以刚度为目标的拓扑优化,同时以安定直接法对关键部件进行以安定强度为目标的参数优化一体化的设计与分析方法.采用所提出的方法对高速列车组合式座椅底架进行了优化,取得了显著成果.优化后的座椅底架在性能满足要求的前提下,底架主结构减重17%、L型连接件承载交变载荷的结构效率提高23%.所提出的研究方法及结果对于同类结构的轻量化设计具有重要意义.

冷速对液态金属Mg凝固过程中微观结构演变的影响

采用分子动力学方法对不同冷速下液态金属镁(Mg)快速凝固过程中的微观结构演变进行了模拟研究.并采用能量-温度(E-T)曲线、双体分布函数、Honeycutt-Andersen键型指数法、原子团簇类型指数法(CTIM-3)以及三维可视化等方法系统地考察了凝固过程中微观结构演变与相转变过程.结果发现:在以冷速为1×10^(11)K/s的凝固过程中,亚稳态bcc相优先形成,随后大量解体,其变化规律符合Ostwald规则,系统最终形成以hcp结构为主体与fcc结构共存,中间还夹杂部分bcc结构的致密晶体结构.在1×10^(12)K/s冷速下,结晶过程呈现迟缓现象,形成bcc结构的初始温度降低,系统形成以hcp居多、与bcc和fcc三相共存的结构,且因相互竞争、相互制约而导致不易形成粗大的晶粒结构.而在1×10^(13)K/s冷速下,系统则形成以1551,1541,1431键型为主的多种非晶态基本原子团组成的非晶态结构.此外,在冷速1×10^(12)与1×10^(13)K/s之间的确存在一个形成非晶态结构的临界冷速.

微量钇添加对镁钇合金显微组织演化和力学性能影响的模拟

采用分子动力学(MD)模拟方法研究微量Y添加对Mg_(100−x)Y_(x)(x=0.25、_(0.75)、1.5、3、4、5,摩尔分数,%)合金凝固过程中显微组织和力学性能的影响。结果表明:Mg_(100−x)Y_(x)合金在室温下主要形成与单质Mg的HCP结构所不同的FCC晶体结构;Mg_(99.25)Y_(0.75)合金具有较多的FCC团簇结构,含量最高可达56.65%。当Y原子的含量增加到5%(摩尔分数)时,在Mg95Y5合金中形成更多的非晶结构。Mg_(100−x)Y_(x)合金的力学性能与其显微组织密切相关,Mg_(99.25)Y_(0.75)和Mg_(97)Y_(3)合金具有最高的屈服强度,分别为1.86 GPa和1.90 GPa。从原子水平分析Mg_(100−x)Y_(x)合金变形的机理,发现不同Y含量引起的FCC含量的差异会导致合金不同的变形机制。

液相色谱-串联质谱法测定固体及液体药物中27种新型毒品芬太尼类物质

采用QuEChERS法及固相萃取(SPE)法净化样品,结合液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS),建立了固体和液体药物中27种新型毒品芬太尼类物质(芬太尼类似物和代谢物)的测定方法。分析物采用电喷雾离子源,正离子多反应监测(MRM)模式检测,外标法定量。结果表明,27种芬太尼类物质在0.5~50.0μg/L质量浓度范围内呈良好线性关系,相关系数(r^2)均大于0.99,方法的定量下限为10.0μg/kg(固体药物)、10.0μg/L(液体药物);3个加标水平的回收率为84.8%~109%;相对标准偏差(RSD)为0.86%~8.5%。该方法快速简便,耗时短,灵敏度高,稳定性好,可用于药物中芬太尼类物质的定性鉴定及定量检测,有助于落实我国对该类物质的整类列管。

液相色谱-串联质谱法测定畜禽表皮中松香酸和脱氢松香酸

采用液相色谱-串联质谱法对畜禽表皮组织中的松香酸和脱氢松香酸含量进行检测。样品中的松香酸和脱氢松香酸用乙腈提取,经HLB固相萃取柱净化,采用液相色谱-串联质谱进行检测。色谱柱:反相C18柱(100 mm×2.1 mm,2μm);流动相:0.1%甲酸溶液和0.1%甲酸-甲醇溶液(10∶90,V/V);流速:0.3 mL/min;质谱分析采用电喷雾电离正离子模式检测,扫描方式为多反应监测。结果表明:松香酸线性范围为2.0~100μg/L,检出限为1.1μg/kg,定量限为3.6μg/kg;脱氢松香酸线性范围为5.0~250μg/L,检出限为3.9μg/kg,定量限为13μg/kg。在5.0~200μg/kg添加量范围内松香酸和脱氢松香酸的回收率为81.7%~93.7%,相对标准偏差均在12%以内。方法用于实际样品分析,多个畜禽表皮样品中检出松香酸及脱氢松香酸,采用松香甘油酯进行脱毛的鸭皮中也检出了一定含量的松香酸及脱氢松香酸。本实验建立的分析方法简便快捷,具有较好的灵敏度和可靠性,可用于畜禽表皮组织中松香酸和脱氢松香酸的定量确证分析。

止咳水中31种常见毒品成分的快速测定

止咳水试样用50%甲醇水溶液超声提取,经有机滤膜过滤后,利用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)进行检测,建立了止咳水中31种毒品成分的快速测定方法。分析物采用电喷雾离子源(ESI),正离子多反应监测(MRM)模式检测,外标法定量。可待因等28种组分在2~50μg/L浓度范围内线性关系良好,检出限在0.2~2μg/L范围内,在10~50μg/L添加浓度范围内回收率为80.1%~109%;大麻酚、四氢大麻酚、大麻二酚物质在10~200μg/L浓度范围内线性关系良好,检出限均为4μg/L,在50~250μg/L添加浓度范围内回收率为81.2%~109%;化合物的相对标准偏差(RSD)为1.7%~14.4%。所建立的方法灵敏度高,简便快捷,稳定性好,可用于止咳水中毒品类物质的定性鉴定及定量分析,为该类物质的快速检测提供技术支撑。