碳纤维复合材料在轨道交通领域的研究与应用进展

近年来,我国轨道交通领域发展迅速,轨道交通装备减重提质是一个热门趋势,碳纤维复合材料因其具备高的比强度、比模量、耐疲劳性等特点成为首选轻量化材料。碳纤维复合材料代替传统金属材料能更好地满足提速、环保、舒适等要求。介绍了碳纤维复合材料在轨道交通装备的应用优势,综述了碳纤维复合材料在国内外轨道交通领域的应用现状,分析了碳纤维复合材料的先进成型工艺技术进展,以期为国内轨道交通领域发展提供帮助。

监督抑或合谋——多个大股东并存对企业社会责任的影响研究

新时代背景下探寻我国企业社会责任的履行动因具有重要的现实与理论意义。多个大股东并存这一特殊股权结构安排所引致的监督抑或合谋势必会对企业社会责任履行产生迥异影响。本文以我国沪深A股非金融类上市公司为研究样本,并采用和讯网发布的社会责任评分来刻画企业社会责任绩效,系统考察了多个大股东并存对企业社会责任的影响及机理。研究发现,多个大股东并存这一股权结构安排有效提升了企业社会责任绩效。强化监督意愿与增强监督能力是其中两条影响机制。进一步研究表明,多个大股东并存对具体领域的企业社会责任履行产生差异化影响,且通过提升企业社会责任绩效而改善了公司未来财务绩效。本研究不仅拓展并丰富了多个大股东并存与企业社会责任各自领域的研究视角及相关文献,也为切实提升我国企业社会责任履行程度提供了基于优化股权机构的全新治理思路。

二维相关光谱法及其在蛋白类物质分析中的研究进展

二维相关光谱法是将特定形式的微扰作用于样品,通过测定一系列扰动作用下的动态光谱,结合数学相关分析,获取与样品中分子结构及作用力相关的二维相关谱特征。该方法主要基于分子振动光谱,将一维光谱扩展到二维空间,能有效提高光谱分辨率,从而识别原始光谱中重叠的分子振动变化特征,为研究分子内及分子间的化学键变化提供依据,在生物医学、药学、食品科学、环境科学以及高分子材料等领域应用广泛。自1986年Noda提出广义二维相关算法以来,二维相关光谱衍生出了投影二维相关、串联二维相关、基于模型的二维相关、异质谱二维相关、移动窗口二维相关等算法。随着近年来生物技术的迅速发展,多肽、蛋白质、酶等蛋白类物质由于参与人体重要生理化学反应过程,对其结构(尤其是高级构象)的分析是研究蛋白类物质质量及疗效的关键。二维相关光谱方法为生物医药中蛋白类物质结构研究提供了快速、无损的定性定量分析方法,可分析蛋白质类物质高级结构中的细微变化,为生物大分子药物机制机理研究提供有力的支撑。综述了二维相关光谱技术的基本原理、谱图解析方法和技术进展,以及其在蛋白类物质分析中的应用方向和前景,为相关领域研究人员应用二维相关光谱法开展蛋白类物质的结构和分子间相互作用等研究提供参考。

基于双光谱二维相关谱的葡萄糖溶液温度扰动分析方法研究

在近红外光谱分析应用中,温度扰动导致的光谱变化对于定量分析的准确度影响较大。针对温度扰动识别及定量分析的需要,研究了基于双光谱二维相关谱(2T2D-COS)的光谱扰动分析方法。选择葡萄糖水溶液为样本,根据人体血糖浓度范围和在体组织温度范围设计实验,测量样本在浓度扰动和温度扰动下的透射光谱。对其进行基线校正和滤波预处理后,通过2T2D-COS分析得到浓度扰动和温度扰动下的异步谱。结果表明,温度扰动引起的交叉峰出现在强氢键结合水对应的特征吸收波长(1474 nm)和弱氢键结合水对应的特征吸收波长(1410 nm)附近,而葡萄糖浓度扰动引起的交叉峰出现在水分子对应的特征吸收波长(1450 nm)和葡萄糖分子对应的特征吸收波长(1595 nm)附近。为了定量分析样品温度,进一步提取了温度扰动异步谱交叉峰1410 nm波长下的切片谱,其在1410~1600 nm波段的相关峰强度随温度的升高而增大,与样品温度之间具有较好的相关性;选择波长(1475±4)nm范围内的切片谱,对谱峰强度积分后进行线性拟合,建立样品温度的线性回归模型,对温度的预测均方根误差可以达到0.1259℃。以上结果表明,双光谱二维相关谱只需要对两条光谱进行运算,就可以通过异步谱中交叉峰的位置判别扰动来源,还可以根据交叉峰的强度对温度进行定量分析,且只需要较窄特征波段的光谱就可以建立高精度的温度预测模型,为简化在体光谱测量系统的设计,减少在体温度变化的影响提供了重要参考。

基于同位替换的深度程序生成模型测试及修复方法

程序的编写是软件开发中的主要活动.提高程序编写的效率一直是软件工程研究关注的重要问题.基于深度学习的程序生成是提高程序编写效率的重要途径.该类方法借鉴了自然语言处理中的基于深度神经网络的机器翻译方法,试图将输入的自然语言描述自动转换为对应程序.然而,现有程序生成方法的生成效果很难让人满意.在这类方法中,对输入自然语言描述的微小改动可能使得输出的代码发生巨大改变.这种变化会给开发者带来理解上的困难.为了解决这个问题,本文提出了一种感知上下文语境的测试和修复算法(COTE).COTE将变异和蜕变测试相结合以实现程序生成系统中相应问题的自动测试并在测试的基础上实现自动修复.本文在常用程序生成工具CodeGPT上对COTE进行验证.实验结果表明:在COTE的测试下,CodeGPT大约有39%的输入存在问题;同时,COTE可以自动修复其中33%~42%的问题.

连接件对碳纤维复合材料汽车传动轴振动性能的影响

利用脉冲激振实验技术和有限元分析方法,分别从实验和有限元计算的角度研究了不同的连接件重量和结构对碳纤维复合材料传动轴自由状态下的固有频率的影响。结果表明:具有不同重量和不同结构的连接件的碳纤维复合材料传动轴的固有频率具有很大差异,随着重量的增加,固有频率降低;当连接结构变化时还会引起传动轴振型的变化。另外,传动轴固有频率的有限元分析结果与实测结果误差在5%以内,仿真模型分析有效。在保证连接件性能的前提下,传动轴连接件轻量化和结构优化是有效提高复合材料传动轴固有频率的重要途径。

传感网中基于压缩感知的丢包匹配数据收集算法

为了提高传感网中数据重构精度以及降低不可靠链路丢包对压缩感知(Compressive Sensing,CS)数据收集的影响,本文提出了一种基于压缩感知丢包匹配数据收集算法(Packet Loss Matching Data Gathering Algorithm Based on Compressive Sensing,CS-MDGA).本文算法通过压缩感知技术构建了全网数据间的“关联效应”,并设计了基于丢包匹配的稀疏观测矩阵(Sparse Observation Matrix Based on Packet Loss Matching,SPLM),证明了该观测矩阵概率趋近于“1”时,满足的等距约束条件(Restricted Isometry Property,RIP),完成了节点间多路径路由数据的可靠交付.仿真实验结果表明,本文算法在链路丢包率为60%情况下,相对重构误差仍小于5%,验证了本文算法不仅具有较高的重构精度,而且还可以有效缓解不可靠链路丢包对CS数据收集的影响.

不同内径碳纤维复合材料轴管的振动性能研究

利用脉冲激振实验技术和有限元分析方法,分别采用实验和有限元计算两种方法研究了轴管内径对碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CFRP)轴管自由状态下的振动性能的影响。结果表明:随着CFRP轴管内径的增加,其固有频率值增大,当轴管内径从50 mm增加到70 mm时,固有频率增加了39.13%,仿真和实测固有频率结果基本一致,仿真模型可靠。不同内径CFRP轴管在自由状态条件下第一阶振动都发生了弯曲振动,振动时1/4和3/4处不变形而中间和两端变形较大。随着CFRP轴管内径增加,振动衰减系数逐渐减小,衰减系数下降速率逐渐变缓。轴管内径引起阻尼性能的变化对轴管自由状态振幅衰减有较大影响,但是对固有频率影响较小。

复合材料模量对汽车传动轴固有频率的影响

利用Ansys Workbench有限元软件和脉冲激振技术,分别从有限元理论计算与实验相结合的角度研究了不同纤维增强复合材料对汽车传动轴固有频率的影响规律。采用玻璃纤维、玄武岩纤维、T700碳纤维及T800碳纤维等四种不同纤维制备了复合材料传动轴轴管,并根据GB/T 1548—2008,表征了复合材料的力学性能。利用有限元仿真与脉冲激振模态测试两种方法表征了不同纤维缠绕的复合材料汽车传动轴的固有频率。结果表明:脉冲激振模态测试传动轴的固有频率方法结果比较直观,可以准确地得到传动轴的固有频率;有限元仿真分析与脉冲激振法实测结果有一定偏差,但可以通过仿真模型的调整,使仿真结果更加准确;提高复合材料的拉伸模量是提高复合材料传动轴固有频率的有效途径之一。

1∶1 DR胸片在全身放疗中的应用及质控研究

目的探讨1∶1 DR胸片在全身放疗中应用的准确性与质量控制。方法选取符合纳入标准的47例患者行1∶1 DR胸片检查。按患者胸部的体厚(前后径)分为A、B、C 3组,A组17例(体厚H1≤20 cm);B组15例(体厚H2>20~24 cm),C组15例(体厚H3>24 cm)。根据1∶1 DR胸片肺野形状大小做一个肺挡铅,在全身放疗中对肺进行有效屏蔽。设患者胸部左右径为S1,其胸部图像两侧胸壁之间距离为S2。质控前照片打印比例为100%,质控后根据患者胸部厚度范围设置照片打印比例分别为93%、91%、89%。比较质控前后各患者的S1与S2,同时比较同一患者S2在不同呼吸状态下的变化。结果质控前A、B、C 3组胸部图像两侧胸壁距离(S2)明显大于胸部左右径(S1)(P<0.05)。质控后A、B、C 3组胸部左右径(S1)与胸部图像两侧胸壁距离(S2)差异无统计学意义(P>0.05)。同一患者深吸气屏气状态S2明显大于平静呼吸屏气状态S2(P<0.05)。结论质控后根据患者胸部厚度大小,确定胸部图像打印比例分别为93%、91%、89%,能够得到DR胸片上的肺野与其肺大小一致的DR胸片,即1∶1 DR胸片,根据其制作的肺挡铅在全身放疗中能够对肺部进行准确屏蔽,值得推广应用。

PMI泡沫对碳纤维复合材料抗低速冲击性能的影响

采用落锤冲击试验开展了PMI泡沫对碳纤维复合材料抗低速冲击性能的影响研究。对厚度为5mm的碳纤维复合材料层合板、PMI泡沫(厚为3mm)夹芯碳纤维复合材料(上下蒙皮各为2.5mm)试件分别用5J、10J、20J、40J能量进行低速落锤冲击实验。实验结果表明,泡沫夹芯碳纤维复合材料的吸能效果好于碳纤维复合材料层合板。随着冲击能量的提高,两者的冲击吸能效果差距越来越小,但夹芯板的冲击损伤情况好于层合板,同时碳纤维复合材料层合板的吸收/冲击能量比的值逐渐增大,而泡沫夹芯碳纤维复合材料的逐渐减小,但在40J及其以下的冲击能量下,夹芯板的吸收/冲击能量比都高于层合板。

酚酞基聚芳醚酮/环氧树脂共混体系流变性能及固化反应动力学的研究

利用酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)对环氧树脂进行了增韧改性,系统研究了不同PEK-C含量的PEK-C/E51/E100共混体系的流变性能,采用DSC分析了在不同升温速率下不同PEK-C含量对共混体系固化反应的影响,并详细计算了各共混体系固化反应的表观活化能和固化反应级数。结果表明,PEK-C的引入缩短了共混体系的凝胶时间,这可能与PEK-C中的羟基对环氧树脂的固化具有促进作用有关;同时,PEK-C的加入并不影响环氧树脂的固化机理。

风电叶片用碳纤维复合材料大梁制备工艺及性能

通过对比三种不同工艺制成的碳纤维复合材料大梁的各项力学性能,探究风电叶片碳纤维复合材料大梁的最佳制备工艺。结果表明:拉挤工艺制作的碳纤维复合材料大梁,在拉伸、弯曲、层间剪切、压缩性能方面呈现最优的效果,并且保持了较高的纤维体积含量。

柠檬桉树脂总黄酮的提取纯化及抗氧化活性

采用溶剂法提取纯化柠檬桉树脂总黄酮,对粗提物(A)和纯化物进行抗氧化活性研究。用盐酸-锌粉、浓硫酸、三氯化铁、硝酸铝等方法定性鉴别树脂总黄酮,以芦丁为标准品定量分析树脂总黄酮含量为4.64%(以柠檬桉树脂固体粉末的质量为基准,下同)。粗提物(A)经氯仿-乙酸丁酯、氯仿-二甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺-氯仿两次超声萃取后得到纯化物B、C、D中总黄酮质量分数分别为10.39%、18.03%、44.15%。考察了A、B、C、D对2,2-二苯基-1-苦味基肼自由基(DPPH·)的清除活性、总抗氧化能力和还原能力。结果表明,质量浓度为0.14 g/L时,A、B、C、D对DPPH·的清除活性分别为91.75%、74.22%、88.44%、91.56%;总抗氧化能力分别为19.99、1.75、4.39、3.79μmol芦丁当量(RE)/g;还原能力分别为1.16、0.36、0.39、0.45μmol RE/g。

一种结构信息增强的代码修改自动转换方法

在开发过程中,开发人员在进行缺陷修复、版本更新时,常常需要修改多处相似的代码.如何进行自动代码修改已成为软件工程领域的热点研究问题.一种行之有效的方式是:给定一组代码修改示例,通过抽取其中的代码修改模式,辅助相似代码进行自动转换.在现有工作中,基于深度学习的方法取得了一定进展,但在捕获代码间的长程信息依赖关系时,效果不佳.为此,提出了一种结构信息增强的代码修改自动转换方法 Exp Trans.Exp Trans在解析代码时采用图的形式来表示修改示例,显式地指出了代码中变量之间的依赖关系,同时结合图卷积网络和Transformer架构,增强了模型对代码的结构信息和依赖信息的捕获能力,从而提升了代码修改自动转换的准确性.实验结果表明,对比同类型基于深度学习的方法,Exp Trans在准确率上提升了11.8%~30.8%;对比基于人工规则的方法,Exp Trans在修改实例的数量和准确率上均有显著提升.

间接法建立长春地区健康成人血清前清蛋白参考区间及与国内其他地区参考区间的比较

目的采用间接法建立长春地区血清前清蛋白(prealbumin,PA)参考区间,并验证其适用性。方法调取2020年6月~11月吉林大学第一医院实验室信息系统中14003例健康体检者的PA检测结果。偏度-峰度检验分析数据正态性,杜奇法剔除离群值后入组13772例,其中男性7502例,女性6270例。根据性别、年龄将受检者分组(男女各6组:18~30岁,31~40岁,41~50岁,51~60岁,61~70岁和>70岁),Z检验比较组间差异,非参数方法计算参考区间。将获得的参考区间与国内其他地区参考区间进行比较并验证。结果男女PA差异有统计学意义(Z=77.48,Z*=22.72)。男性在70岁之后差异有统计学意义,其参考区间分别为230~400mg/L(18~70岁),190~340mg/L(>70岁)。女性无年龄差异,参考区间为190~320mg/L(18~89岁)。对建立的PA参考区间进行验证符合标准。结论长春地区健康成人血清PA参考区间存在性别和年龄差异。间接法建立参考区间简便可行,适于临床实验室推广和应用。

Lenke 1型青少年特发性脊柱侧凸病人矫形术后肩平衡的相关因素分析

目的探讨术前右肩高Lenke 1型青少年特发性脊柱侧凸(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)病人术后的肩关节高度变化,并分析术后肩平衡的影响因素。方法回顾性分析2015年1月至2017年12月于我院手术治疗的术前右肩高Lenke 1型AIS病人41例,根据术后肩部平衡状态分为双肩平衡组和双肩失衡组。分别测量两组病人术前、术后3个月及术后2年的影像学肩关节高度差(radiographic shoulder height,RSH)、上胸弯Cobb角、主胸弯Cobb角、锁骨角、胸廓锁骨角度差(clavicle chest cage angle difference,CCAD)和T1倾斜角,并计算主胸弯矫正率、上胸弯矫正率、主胸弯柔韧度、上胸弯柔韧度等;分析双肩失衡组病人末次随访时RSH与术前影像学指标的相关性。结果双肩失衡组术前的锁骨角和CCAD值均高于双肩平衡组,上胸弯柔韧度低于双肩平衡组(P<0.05)。Pearson相关分析显示术前锁骨角、CCAD与术后RSH呈正相关(P<0.05,r>0);上胸弯柔韧度与术后RSH呈负相关(P<0.05,r<0);锁骨角变化、主胸弯及上胸弯矫正率、主胸弯角度变化与RSH变化呈正相关(P<0.05,r>0)。Logistic回归分析未见双肩失平衡的独立危险因素。结论术前锁骨角、CCAD及上胸弯柔韧度是Lenke 1型AIS病人术后RSH的预测因素,应避免主胸弯过度矫正导致术后肩失衡的发生。

构建核壳结构增强Ho3+离子在镥基纳米晶中的红光上转换发射

本文主要以具有六方相结构的NaLuF4:Yb3+/Ho3+/Ce3+纳米晶体为核,采用外延生长法构建具有同质结构的NaLuF4:Yb3+/Ho3+/Ce3+@NaLuF4:Yb3+核壳纳米晶体.借助X-射线衍射仪及透射电子显微镜对样品的晶体结构、形貌及尺寸进行表征.在近红外光980nm激光激发下,通过构建核壳结构及有效调控外壳中敏化离子Yb3+离子的掺杂浓度,实现Ho3+离子在NaLuF4纳米晶体中的红光发射增强.实验结果表明:在相同的激发条件下,具有核壳结构的NaLuF4:Yb3+/Ho3+/Ce3+@NaLuF4:Yb3+纳米晶体的红光发射均得到了增强,同时,当外壳中Yb3+离子的掺杂浓度为10.0%时,其上转换红光发射强度最强,为NaLuF4:Yb3+/Ho3+/Ce3+晶体核红光发射强度的5.8倍.根据其光谱特性及发光动力学过程,讨论了同质壳及壳中敏化离子掺杂浓度变化对其发光特性的影响规律.这种具有较强红光发射的核壳结构纳米晶体在生物医学、防伪编码、多色显示等领域具有较大的应用前景.

Ho^(3+)离子掺杂单颗粒氟化物微米核壳结构的上转换发光特性

构建核壳结构可有效降低材料的表面缺陷及实现掺杂离子的可控区域分布,已成为目前增强及调控材料发光特性的有效手段之一.为此,本文以外延生长技术,构建了一系列NaLnF_(4)(Ln=Y,Yb,Ho)@NaLnF_(4)(Ln=Y,Yb)核壳微米结构,并实现了Ho^(3+)离子上转换发光的增强及可控调节.借助共聚焦显微光谱测试系统,在980 nm近红外激光激发下,研究Ho^(3+)离子在不同单颗粒核壳结构中的上转换发光特性.结果表明,当包覆NaYF_(4)惰性壳时,NaYF_(4):Yb^(3+)/Ho^(3+)及NaYbF_(4):Ho^(3+)微米棒的上转换发射强度均得到了明显增强,而NaHoF_(4)@NaYF_(4)微米核壳结构的发射强度却没有发生明显的变化.当在其NaYF_(4)惰性壳中引入Yb^(3+)离子时,NaYF_(4):Yb^(3+)/Ho^(3+),NaYbF_(4):Ho^(3+)及NaHoF_(4)微米核壳结构的发射强度及红绿比均再次得到了明显增强.基于对其光谱特性及动力学过程的研究,其发射增强主要由于壳层中的Yb^(3+)离子通过能量迁移及传递过程有效地提高Ho^(3+)离子激发,进而在双向协同的作用下实现其发光有效增强及色彩调控.由此可见,对于微米晶体而言,构建其不同的核壳结构不仅可实现其发光有效增强,且可根据掺杂离子的不同及其区域分布实现光谱的精准调控,为拓展高效发光特性的微米晶体在防伪、微纳光电器件等领域的应用提供新途径.

构建垂直金纳米棒阵列增强NaYF4:Yb^3+/Er^3+纳米晶体的上转换发光

以金纳米棒垂直阵列(gold-nanorods vertical array,GVA)为衬底,SiO2为隔离层,构建GVA@SiO2@NaYF4:Yb^3+/Er^3+纳米复合结构.在近红外980 nm激发下,通过改变中间隔离层SiO2的厚度,研究GVA对NaYF4:Yb^3+/Er^3+纳米晶体上转换发光的调控规律.实验结果表明,当SiO2层的厚度增大至8 nm时,Er^3+离子整体的上转换发射强度增大近8.8倍,且红光强度增强尤为明显,约为16.2倍.为了进一步证实GVA对Er^3+离子红光发射的增强效果,以红光发射为主的NaYF4:40%Yb^3+/2%Er^3+纳米晶体为对象展开研究,发现Er^3+离子红绿比由1.84增加到2.08,证实该复合结构更有利于提高红光的发射强度.通过对其光谱特性、发光动力学过程的研究并结合其理论模拟,证实了上转换发光的增强是由激发与发射增强共同作用,而激发增强占据主导地位.采用该套复合体结构实现上转换荧光发射的增强,不仅有效地利用了贵金属的等离激元共振特性,而且对深入理解等离激元增强上转换发光的物理机理提供理论依据.