激光复合冷喷涂技术研究进展

冷喷涂是一种基于材料高速撞击产生剧烈塑性变形实现结合的沉积方法,具备加工温度低、沉积效率高、热影响小等优势,已在增材制造、工业关键零部件的修复再制造等领域展现出巨大潜力。冷喷涂复合制造技术是一种新兴技术,其中激光复合冷喷涂是一个重要的方向,近年来得到了越来越多的关注。对激光复合冷喷涂技术研究进展进行回顾和总结,对激光预处理、激光同步复合和激光后处理3种复合方式进行重点阐释。针对每种复合方式,分别从复合原理、复合优势及复合效果3个方面进行总结,对比激光复合冷喷涂技术与单一技术在沉积层微观组织以及性能等方面的差异。通过对激光复合冷喷涂技术最新进展的全面总结和归纳,将为进一步推动激光复合冷喷涂技术的研究和应用提供指导和参考。

边坡雷达在重大突发性滑坡应急监测中的应用研究

西南地区突发性重大地质灾害常发生于深切河谷区,在应急抢险过程中,存在人员难到达、地面调查与监测困难、灾害持续变形破坏造成的危害大等问题。以西藏自治区江达县白格滑坡和四川丹巴县阿娘寨滑坡应急抢险为例,应用边坡雷达对白格滑坡残留体和阿娘寨滑坡复活体进行应急监测和变形特征研究。结果表明:通过边坡雷达获取各测点的累计视向变形量、变形速率、变形加速度等监测数据绘制监测区变形云图和监测曲线,判识滑坡区变形破坏及发展趋势、研判各变形区所处的变形演化阶段,快速对临滑破坏区进行识别与预报。边坡雷达能对突发性重大地质灾害开展非接触式全天候实时监测,既能实时掌握灾害变形特征,也保证了监测人员安全,对今后类似的突发性地质灾害应急监测和预警预报具有参考借鉴意义。

盐酸不溶灰分测定方法影响肉鸡饲粮代谢能准确性的比较研究

旨在改进美国油脂化学家协会(The American Oil Chemists′Society,简称AOCS)测定盐酸不溶灰分(AIA)标准方法的上样量和过滤介质,以简化测定步骤、提高测定精度,并通过AOCS改进法与AOCS标准方法测定AIA,比较两种方法的重复性、可加性及准确性,为准确评价肉鸡对饲粮的代谢能(AME)提供可靠的技术。本研究分为两个试验。试验一采用单因素完全随机设计,通过两种方法(AOCS改进法、AOCS标准方法)对6个样品(3个饲粮、3个排泄物)分3个批次测定AIA含量,比较两种测定方法的可重复性;然后,通过两种方法测定6个混合饲粮和6个混合排泄物样品AIA的实际含量,同时,根据混合饲粮和混合排泄物的组成及AIA含量得到其AIA的计算值,采用配对设计比较实测值与计算值的差异以检验两种测定方法的可加性。试验二采用配对试验设计,比较两种方法测定AIA计算13个饲粮AME与全收粪法测定AME的差值,验证两种方法评价饲粮AME的准确性。结果表明,AOCS改进法测定3个饲粮和3个排泄物AIA的总变异系数(TCV)分别在2.13%~5.83%和1.71%~2.83%,而AOCS标准方法测定上述样品AIA的TCV分别在4.69%~15.37%和1.50%~5.79%;AOCS改进法测定6个混合饲粮和混合排泄物AIA实测值和计算值的差值分别在0.004%~0.017%和0.002%~0.029%,而AOCS标准方法测定上述样品实测值和计算值的差值分别在0.037%~0.071%和0.015%~0.072%。AOCS改进法测定AIA评价饲粮AME与全收粪法AME测值相差在0.021~0.251 MJ·kg^(-1) DM,而AOCS标准方法测定AIA评价饲粮AME与全收粪法AME测值相差0.025~1.799 MJ·kg^(-1) DM。综上所述,从测定AIA的重复性、可加性及对AME测定值的准确性上,AOCS改进法均优于AOCS标准方法。

自动化建模与优化平台开发及其在切削吸能结构的应用

传统优化设计受限于几何参数化和六面体单元生成困难等问题,优化过程繁琐,效率低下。为规范开发流程,提高优化设计效率,本文搭建以MOO(multi-objective optimization)系统为核心,集成了几何、有限元建模、数据处理以及代理优化等模块的自动化建模与优化平台。自动化建模模块以CAE为核心,基于三次样条函数构造特征截面和映射路径实现自动几何参数化建模,并在扫掠法和模型分解法的基础上,提出基于多截面扫掠法的六面体网格自动化生成方法;此外,在常规基于代理模型的优化流程上,通过数据转换和处理算法实现从数值计算结果提取到代理优化的自动化。研究结果表明:该平台能建立具有较小几何误差和高质量单元的有限元模型,结构耐撞性指标整体上有一定提升,可以显著地提高优化工作流程的效率。

基于ArcGIS和SWMM的闭库排泥库雨水管网改造研究与应用

铝工业排泥库库泥级配以细黏粒为主,目前通过单一管井排出地表水,降雨后地表积水不能及时排出,雨水下渗影响库泥固结,成为天然泥石流风险源。本文以广西百色某排泥库为研究区,构建库区SWMM模型,模拟不同重现期降雨情景,对库区现有排水管井系统进行分析,并重新设计库区排水系统,通过模型优化改进排水系统。研究结果表明:通过参数校准后模型径流系数为0.683,Nash-sutcliffe系数为0.833,构建的模型能够反映现库区水文特性。目前,排水系统排水能力较弱,不同重现期降雨情景下超过85%的管道和节点均发生了超载,且超载时长在7 h以上。针对性进行超载管道改进,改进后不同重现期降雨情景下的节点和管道的超载率、超载时长大幅下降;库面洪峰流量减少约58%,洪峰提前约35 min,库面积水量削减约30%,积水时间下降约3.5 h,库区的排水能力大幅提升,减少积水对库泥积水的影响,为类似工程水文计算提供新手段。

饲料中总铬和铬形态分析研究进展

铬不仅是一种动物所必需的微量元素,还是已确认的致癌物之一,其毒性与摄入的总量及存在的形态有关。铬缺乏会减缓生长速率,影响营养物质代谢,造成紊乱;铬超量会导致中毒甚至死亡,因而检测总铬含量是十分必要的,同时需要选取合适的前处理方法减少提取过程中铬的损耗。三价铬的毒性相对较低,而六价铬的毒性大,因铬形态之间会发生相互转化,在前处理和检测中保证铬形态的稳定性对于结果的准确性来说是至关重要的。全文从样品的前处理方法、检测技术等方面综述了近年来饲料与其他行业中总铬及铬形态的研究现状,并对其优缺点进行了讨论,总结了饲料中总铬和铬形态分析存在的问题及发展方向。

基于NORSOK M501的水下管汇涂装要求

NORSOK M-501是国际上海洋钢结构防护涂层广泛采用的标准,代表了重防腐涂料腐蚀测试的最严格的技术规范。本文基于新版NORSOK M501:2022(第7版),结合新版主要修改点,论述了水下管汇防腐涂装要求,为水下结构涂装设计提供一定的指导。

野番豆茎的化学成分研究

利用色谱法和重结晶的方法从野番豆茎的95%乙醇提取物的石油醚部分和正丁醇部分中分离得到8个化合物,结合化合物的理化性质及波谱数据,将化合物的结构依次确定为:β-谷甾醇(1),豆甾醇(2),亚油酸甘油单酯(3),牡荆素(4),4′-羟基-7-O-β-D-葡萄糖-2,3-二氢黄酮苷(5),柚皮苷(6),橙皮素(7),高北美圣草素(8),其中化合物4~8为黄酮类化合物,化合物1~8均为首次从该种植物中分离得到.对化合物4~8进行了α-葡萄糖苷酶抑制活性筛选,结果表明,化合物4、7及8对α-葡萄糖苷酶具有抑制作用,IC 50值分别为(94.92±4.37)、(41.40±3.68)及(38.70±3.32)μmol/L.

一维法拉第探针阵列束流发散角测量试验研究

研制了用于空间电推进束流发散角测量的一维法拉第探针阵列(FPA),在LIPS-200离子推力器上进行了固定截面和多截面的束流发散角测量试验。试验结果表明:固定截面下一维FPA测量的束流发散角为26.74°±0.04°(置信度P=95.45%),该测量结果与米字型FPA测量的结果(27.07°±0.18°,P=95.45%)的相对误差为1.2%,其合成标准不确定度仅为米字型FPA测量合成不确定度的22.2%。多截面下一维FPA测量的束流发散角为26.54°±0.56°(P=95.45%),该测量结果与固定截面下的测量结果的相对误差只有0.8%,表明多截面下一维FPA测量束流发散角技术是可信的。与传统的米字型FPA相比,一维FPA具有体积小、质量轻、空间分辨率高和动态扫描范围大等特点,同时还可以与推力测量设备集成,降低试验成本。

低氧因子介导脯氨酰羟化酶对牦牛肉肉色稳定性的影响

探讨了低氧诱导因子-1α(Hypoxia inducible factor-1α, HIF-1α)介导脯氨酰羟化酶(Proline hydroxylase domain, PHD)调控糖酵解酶活性及宰后牦牛肉肉色稳定性的变化,以牦牛背最长肌为研究对象,经过二甲基乙二酰氨基乙酸(Dimethyloxalylglycine, DMOG)和利非西呱(Lificiguat, YC-1)处理,通过测定PHD活力、a*值、糖酵解酶活性、线粒体功能、Mb特性等指标的变化来探究PHD对宰后牦牛肉肉色稳定性的影响。研究结果表明:与对照组相比,DMOG组的LDH活力、MRA含量、NADH含量、OMb含量和MMb含量均在6~72 h显著升高(P<0.05),而DMOG组的PHD活力、线粒体膜电位、DMb含量和NAD+含量显著降低(P<0.05),同时DMOG组的Mb二级结构稳定性也高于对照组,YC-1组的作用均与DMOG组相反。综上,HIF-1α介导PHD通过下调LDH及MRA的活性和影响线粒体的功能,降低NADH含量,使MMb无法被还原为OMb。同时,该通路还会使Mb二级结构稳定性下降,最终导致肉色稳定性降低,肉色发生劣变。

机器学习预测筛选MOF气体分离膜的研究进展

金属有机框架(MOFs)气体分离膜因其优异的分离性能在碳捕集、能源气体分离等领域得到广泛关注。尽管采用高通量分子模拟计算可以实现高性能MOF膜的筛选,但随着MOFs数量的激增,逐一计算MOF膜的气体分离性能需要消耗大量的计算资源,而基于机器学习方法可以快速进行MOF膜的性能预测与筛选,进而加速高性能MOF膜的设计制备流程.本综述系统介绍了机器学习预测筛选MOF膜的方法与流程,总结了当前的研究进展,分析了机器学习预测筛选MOF膜未来的方向与挑战.

大体积水工混凝土结构的温度应力计算与分析

水电站的厂房结构复杂,混凝土体积较大,容易在施工期和运行期温度应力的作用下产生裂缝。利用王铁梦教授提出的大体积混凝土抗裂计算方法,在考虑干缩影响的前提下,对某航电枢纽厂房底板混凝土结构和厂房混凝土温度应力进行了计算,对高温季节和低温季节的混凝土浇筑提出了一些温控措施及建议。

氨调控宰后牦牛肉中低氧诱导因子-1α表达对线粒体细胞凋亡及嫩度的影响

为探究氨介导宰后牦牛肉中低氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)表达对线粒体细胞凋亡及肌肉嫩度的影响。以10 mmol/L氯化铵(NH_(4)Cl)、0.9%生理盐水(对照)和10 mmol/L N-硝基-L-精氨酸甲酯盐酸盐(N-nitro-L-arginine methyl ester hydrochloride,L-NAME)3种溶液处理的牦牛背最长肌为研究对象,通过测定HIF-1α表达量、NO含量、能量代谢酶活力、ATP水平、细胞凋亡线粒体途径及肌肉嫩度等相关指标,探讨宰后牦牛肉细胞凋亡与嫩度变化的机制,完善宰后牦牛肉成熟过程中细胞凋亡与嫩度变化理论体系。结果表明:在宰后牦牛肉成熟过程,各处理组HIF-1α表达量、NO含量总体呈现先增加后减少趋势,Na^(+)-K^(+)-ATPase与Ca^(2+)-ATPase活力、细胞凋亡酶9(Caspase-9)与细胞凋亡酶3(Caspase-3)活力和剪切力呈现先升高后降低的趋势。ATP含量、线粒体膜通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,MPTP)开放程度、线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential,MMP)及肌纤维直径和面积随成熟时间延长呈现逐渐下降趋势,而肌原纤维小片化指数(myofibril fragmentation index,MFI)与肌细胞间隙呈现逐渐增大趋势。宰后6~24 h,NH_(4)Cl组HIF-1α表达量和NO含量显著高于对照组(P<0.05),L-NAME组显著低于对照组(P<0.05)。宰后6~72 h,NH_(4)Cl组ATP含量显著高于对照组与L-NAME组。宰后6~24 h,对照组Na^(+)-K^(+)-ATPase、Ca^(2+)-ATPase活力显著高于NH_(4)Cl组(P<0.05),显著低于L-NAME组(P<0.05)。宰后6~120 h,NH_(4)Cl组MPTP开放程度显著小于对照组(P<0.05),L-NAME组显著大于对照组(P<0.05)。宰后0~168 h,NH_(4)Cl组MMP下降47.72%,对照组下降53.54%,L-NAME组下降60.05%。宰后6~72 h,NH_(4)Cl组Caspase-9与Caspase-3活力显著低于对照组(P<0.05),L-NAME组Caspase-9与Caspase-3活力显著高于对照组(P<0.05);宰后6~120 h,NH_(4)Cl组剪切力、肌纤维面积与直径大于对照组,MFI和肌纤维间隙小于对照组,L-NAME组则相反。综上,随着牦牛肉宰后成熟,氨通过上调HIF-1α表达进而使Na^(+)-K^(+)-ATPase与Ca^(2+)-ATPase活力下降、ATP含量增加,从而调控肌细胞能量代谢,维持内环境稳定;通过抑制MPTP开放以及MMP下降,降低Caspase-3/9活力,抑制线粒体细胞凋亡发生,进而引起剪切力增大、MFI减小以及肌细胞形态变化,最终对牦牛肉嫩度产生负面影响。

甘油与烯烃醚化的非均相反应热力学研究

甘油可以与烯烃醚化合成烷基甘油醚混合物。本文基于吉布斯自由能全局最小化法,采用改进遗传算法对丙烯+甘油、异丁烯+甘油合成烷基甘油醚的非均相反应过程进行了热力学平衡分析与比较。在烯烃与甘油的初始物质的量比为4∶1~8∶1时,探究了温度(313 K~573 K)和压强(0.1 MPa~0.8 MPa)对原料转化率、产物选择性和气液相平衡组成的影响。通过热力学计算发现,当烯烃与甘油的进料物质的量比为4∶1,温度在313 K~453 K的范围内时,有利于三烷基甘油醚的生成。当烯烃和甘油的进料比例为4∶1,温度控制在453 K~573 K的范围内时,有利于单烷基甘油醚和二烷基甘油醚的生成。随着压力从0.1 MPa升高到0.8 MPa,生成的三烷基甘油醚的量越来越多。

激光冲击/机械喷丸复合强化对TC4钛合金外物损伤疲劳性能的影响

针对航空发动机叶片前缘外物损伤(foregin object damage,FOD)后疲劳性能严重下降的问题,采用激光冲击/机械喷丸复合强化对TC4钛合金薄壁试样进行表面处理。采用X射线衍射测量复合强化前后试样表面残余应力梯度分布;通过硬度计预制不同形状的凹坑在试样表面引入FOD,利用电磁振动台测试处理前后TC4钛合金薄壁试样的高周一阶振动疲劳寿命;通过扫描电镜分析疲劳断口形貌;采用有限元动力学数值仿真模拟FOD前后试样表面残余应力分布演化规律,揭示了复合强化层对FOD缺口疲劳性能的影响机制。结果表明:相比未强化的FOD和无FOD试样,复合强化FOD试样的平均疲劳寿命分别提高了370%和60%;复合强化后试样表层形成的深层残余压应力场(厚度500μm)是提高FOD试样疲劳寿命的重要原因。

邻苯二甲酸二甲酯对小鼠生长性能、免疫性能及小肠组织形态的影响

本试验旨在探究小鼠生长发育时期接触邻苯二甲酸二甲酯(DMP)对其生长性能、免疫性能及小肠组织形态的影响及孕鼠妊娠期接触DMP对仔鼠生长发育和免疫性能的影响。试验一:选取3周龄的雌性青年ICR小鼠30只,随机分为3组,每组10只。在饲喂相同基础饲粮条件下,2个试验组分别灌胃1000和2000 mg/(kg·d)DMP(以玉米油按照1 mL/kg的给药量稀释),对照组灌胃等量玉米油,试验期21 d。试验二:选取2月龄雌性ICR小鼠20只,随机分为2组,每组10只。2组小鼠饲喂相同的基础饲粮,DMP组灌胃1000 mg/(kg·d)DMP(以玉米油按照1 mL/kg的给药量稀释),对照组灌胃等量玉米油,从配种成功后第1天开始,直至分娩。试验一结果表明:1)与对照组相比,灌胃2000 mg/(kg·d)DMP使青年小鼠末重和平均日增重(ADG)显著降低(P<0.05);各组平均日采食量(ADFI)没有显著差异(P>0.05)。2)各组之间肝脏、脾脏、胸腺指数没有显著差异(P>0.05);与对照组相比,灌胃1000和2000 mg/(kg·d)DMP均显著降低了血清免疫球蛋白G(IgG)水平(P<0.05),对血清IgM水平没有显著影响(P>0.05)。3)与对照组相比,灌胃1000和2000 mg/(kg·d)DMP对十二指肠、回肠绒毛高度、隐窝深度及十二指肠绒隐比均无显著影响(P>0.05),但显著降低了空肠绒毛高度(P<0.05),显著提高空肠隐窝深度(P<0.05),显著降低了空肠与回肠绒隐比(P<0.05)。试验二结果表明:1)与对照组相比,孕鼠妊娠期灌胃1000 mg/(kg·d)DMP会造成仔鼠初生重降低,但差异不显著(P>0.05),断奶重和8周龄体重显著降低(P<0.05)。2)与对照组相比,孕鼠妊娠期灌胃1000 mg/(kg·d)DMP会造成仔鼠肝脏、脾脏指数显著降低(P<0.05),血清IgG和IgM水平显著降低(P<0.05)。3)DMP组仔鼠与对照组相比十二指肠、空肠、回肠绒毛高度显著降低(P<0.05),十二指肠、空肠、回肠隐窝深度无显著变化(P>0.05),空肠和回肠绒隐比显著降低(P<0.05)。综上所述,DMP对小鼠的正常生长发育有一定的影响,会降低小鼠免疫能力,且对小肠组织形态有一定的损伤。

喷丸表面完整性对K4169合金高温疲劳性能的影响

采用表面粗糙度仪、X射线残余应力测试仪和显微硬度计分别对试样表面粗糙度、表面残余应力分布和硬度梯度等表面完整性参数进行表征,研究不同表面完整性状态对K4169合金缺口旋弯试样高温疲劳寿命的影响规律。结果表明:相比未喷丸试样,喷丸试样在632℃、450 MPa条件下的中值疲劳寿命提高了10.2~43.9倍;喷丸后疲劳源数量降至单个,疲劳源萌生位置由表面转移至次表层。喷丸试样表面形成了高幅值的表面残余压应力(–941~–1023 MPa),并产生了一定深度的硬化层(0.10~0.32 mm),较大的喷丸强度获得了较大的硬化层深度;喷丸消除了试样表面加工刀痕,并显著降低了表面应力集中系数;喷丸改善了试样表面完整性,是疲劳寿命提升的主要原因。

激光辅助低压冷喷涂CNTs/Cu复合涂层耐腐蚀性能研究

以铜基材料的修复再制造需求为牵引,采用激光辅助低压冷喷涂技术制备了CNTs/Cu复合涂层并研究其耐腐蚀性能。研究发现,由于表面镀铜及激光加热的协同作用,镀铜CNTs均匀分布在复合涂层中,枝晶状铜粘结相粉末之间以及CNTs增强相与铜粘结相之间均实现了良好的界面结合。由于CNTs/Cu复合涂层较低的孔隙率及CNTs本身较高的比表面积,可以阻止腐蚀液渗入涂层内部,从而提升复合涂层的耐腐蚀性能。

级联H桥电池储能系统的小容量等值设计

建立小容量级联H桥电池储能系统可以较硬件在环仿真更加有效验证控制系统设计和控制算法的正确性。对包含子模块LC滤波器的级联H桥电池储能系统进行建模,得到一种小容量等值设计方法。仿真结果证明,提出的小容量等值设计能满足电流动态响应特性,并且滤波器电容电压、电池电流二倍频波动占比与大容量系统相近。仿真结果验证了小容量等值设计能使系统稳定,且能正确反映大容量系统的目标特性。

乙二醇与甲醇脱水的非均相热力学平衡分析

煤化工行业发展快速形势下的乙二醇和甲醇产能过剩,使二者分子间脱水制乙二醇甲醚的研究成为热点。本文基于吉布斯自由能最小化原理,采用改进后的遗传算法,对乙二醇和甲醇的非均相脱水过程进行了热力学平衡计算。在乙二醇进料100 mol,温度20~300℃,压力0.1~0.7 MPa,甲醇与乙二醇进料物质的量比为1∶2~6∶1的条件下,考察了温度、压力、进料物质的量比对反应物平衡转化率、产物选择性以及气液相平衡组成的影响。计算结果表明:在0.3 MPa、进料物质的量比3∶1的条件下,60~120℃内的气液相共存区间,乙二醇的转化率和乙二醇二甲醚的选择性最高,为99.99%和99.97%;增加压力会影响转化率和选择性发生变化的温度区间,整体趋势没有明显变化;增加进料物质的量比使乙二醇的转化率增加,最高接近100%,提高了乙二醇二甲醚选择性,非均相区间的温度范围由40℃收窄至20℃。