内置工字型CFRP型材高强圆钢管高强混凝土轴压短柱组合效应分析

目的 研究内置工字型CFRP型材的高强圆钢管高强混凝土短柱在轴心压力作用下三种材料的组合效应。方法 采用有限元分析软件ABAQUS对其进行数值模拟,通过相关试验验证模型的准确性,并对典型构件的破坏形态、受力全过程曲线进行分析,揭示构件各组成部分之间的相互作用和工作机理,评估CFRP配置率、钢材屈服强度、混凝土抗压强度、约束效应系数对组合效应的影响。结果 在高强圆钢管高强混凝土柱中内置CFRP型材,对构件的延性及安全裕度有显著提高,并改善了高强圆钢管对高强混凝土的约束,提高了构件的组合效应。结论 CFRP配置率控制在5.9%~8.4%,约束效应系数在1.2~1.4,钢材屈服强度不大于770 MPa时,构件中三种材料组合效应最佳。

中西医结合治疗重症肺炎机械通气患者的疗效及对脱机效果的影响

目的探讨中西医结合治疗重症肺炎机械通气患者的疗效及对脱机效果的影响。方法选取2020年1月至2022年9月于滕州市中医医院接受机械通气治疗的108例重症肺炎患者作为研究对象,按照随机数字表法分为对照组与研究组,各54例。对照组采用机械通气治疗与常规药物治疗,研究组在对照组基础上开展中西医结合治疗。比较两组机械通气时间、住院时间、潮气量、CO_(2)分压、呼吸频率、心率、临床疗效、脱机成功情况及呼吸机相关性肺炎(VAP)发生情况。结果研究组机械通气时间、住院时间均短于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后,两组潮气量高于治疗前,CO_(2)分压、呼吸频率及心率均低于治疗前,且研究组潮气量高于对照组,CO_(2)分压、呼吸频率及心率均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);研究组治疗总有效率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);研究组脱机成功率高于对照组,VAP发生率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论中西医结合治疗重症肺炎机械通气患者疗效显著,可缩短患者的机械通气与住院时间,改善脱机效果,且安全性较高,值得临床推广应用。

页岩层系不同岩矿组合试样渗透率变化规律差异及其机理分析

页岩地层垂向岩矿组合变化大,页岩气开采需要对储层进行大规模人工水力压裂改造。笔者等基于样品的全岩X-射线衍射分析,通过对不同岩矿组合的3块页岩试样进行流—固耦合物理模拟实验,获得了3点认识,反映了不同岩矿成分的页岩在不同条件微裂缝与渗透率的变化特征,以及碳酸盐矿物含量高时的影响。这一实验对于研究页岩储层在压裂过程中的变化具有探索性,对于页岩气生产具有重要的参考意义。

干细胞的趋电性迁移及机制

背景:随着对干细胞技术研究的深入,如何使其准确归巢成为临床应用中的一大难题。除药物和趋化因子等信号的诱导外,电场也被广泛应用于指导干细胞的定向迁移,并可增强其迁移速度和定向性。目的:旨在分析总结电场对干细胞迁移特性的影响,同时综述可能的作用机制。方法:通过检索Pub Med和中国知网数据库,收集截至2024年3月的相关文献,英文检索词:“stem cells,direct current electric field,pulsed electric field,migration,electric field device,mechanism”;中文检索词:“干细胞,直流电场,脉冲电场,迁移,电场装置,机制”。排除不能获取全文和与主题无关的文献。结果与结论:根据筛选要求共纳入58篇文献,包括中文文献15篇及英文文献43篇。文献以脂肪间充质干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞、表皮干细胞、人胚胎干细胞和人诱导性多功能干细胞为研究对象,在迁移装置中研究电场的不同参数对上述干细胞迁移的影响及其机制。(1)电场作为一种简单、无创且稳定的干预方式在指导干细胞定向迁移的过程中起着积极作用;(2)不同类型的干细胞发生趋电性迁移的方向不同,同时大部分干细胞的迁移速度和定向性是随着电场强度增加而增加的;(3)不同的电场装置在观测干细胞迁移时的侧重点不同,可根据实验目的而择优选择相关装置;(4)不同干细胞趋电性迁移的机制不完全相同,多数干细胞迁移过程中有MAPK通路、ROCK活化以及PI3K功能的参与,同时还有其他蛋白质复合物与信号通路参与调控该过程;(5)除电场参数不同之外,细胞本身的衰老情况和培养环境也会对趋电性迁移的结果产生影响。总而言之,电场作为一种影响干细胞迁移特性的重要信号,与其他新兴材料结合在组织工程应用中展现出了一定的潜力,有望在指导干细胞归巢方面发挥更加重要的作用,促进骨组织再生和修复以及神经系统、自身免疫系统以及肿瘤等疾病的研究取得更大的突破。

基于电碳联合机制的电动汽车共享充电两阶段博弈协同调度策略

针对电力需求响应机制下电动汽车(electric vehicle,EV)共享充电调度场景中多元主体决策间的复杂博弈关系,该文提出了一种基于电-碳联合机制的EV共享充电两阶段博弈协同调度策略。首先,依据电-碳联合市场交易利润导向,构建第一阶段完全信息动态博弈的电-碳联合竞价策略;其次,依据电-碳联合市场分配导向,构建第二阶段序贯博弈的电-碳联合分配策略。该两阶段策略分别采用交替方向乘子(alternating direction method of multipliers,ADMM)和最优响应算法进行优化,确保多主体共享充电最优均衡。算例分析表明,该策略可促进各主体参与电-碳联合市场交易,在确保自身利益最大化的前提下,实现EV充电负荷和共享充电设施合理匹配,降低充电成本,优化EV共享充电期间的碳排放量,其对“碳达峰、碳中和”政策实施意义重大。

先进绝缘材料电场辅助性能调控及制备研究进展

电工材料作为电工装备的基础,其特性直接决定极限运行参数,开发具有新功能、高性能的先进电工材料有助于电工装备挑战更高参数极限。受学科发展战略引导、重大科学问题启发,该文从电场辅助制备的物理机制、几类典型绝缘材料性能调控及制备机理等方面综述了电场辅助先进绝缘材料性能调控及制备的研究进展。首先,总结电场辅助制备电工材料的物理理论,详细阐述电泳、介电泳、自组装等机械效应和焦耳热、弛豫损耗等能量效应的机理。其次,以机械效应为主探讨电场辅助在以智能绝缘材料、导热绝缘材料、高密度储能材料、纤维增强材料和介电功能梯度材料为代表的先进绝缘材料性能调控领域的应用现状;以能量效应为主探讨电场辅助在热塑(固)性聚合物熔融(固化)、功能陶瓷快速烧结领域的研究进展。最后,对先进绝缘材料电场辅助性能调控及制备研究趋势进行展望,可为革新电工材料制造工艺、开拓传统高电压学科研究新方向提供一定理论参考。

阴阳离子组合捕收剂在低品位锂云母矿浮选回收中的应用及选择性吸附机理研究

针对强酸性矿浆体系(pH=2~3)胺类捕收剂浮选锂云母矿时,存在硫酸耗量高、设备腐蚀严重、浮选泡沫黏度大、废水处理困难等问题,以湖南某含钨锡锂铷多金属矿的钨锡选别尾矿(锂云母浮选给矿,Li_(2)O品位0.44%)为研究对象,在中性矿浆环境和不脱泥条件下,采用阴离子捕收剂WJ和阳离子捕收剂DDA(十二胺)组合对该低品位锂云母矿进行浮选回收,并通过原子力显微镜和芘荧光光谱从微观层面探究了阴阳离子组合捕收剂的协同效应与吸附机理。结果表明:相比单一DDA,采用WJ+DDA组合(质量比3.5∶1),捕收剂用量降低130 g/t,获得的锂云母精矿中Li_(2)O品位提高0.35%,Li_(2)O回收率提高1.41%,且浮选泡沫清爽,脉石夹带少。WJ+DDA组合捕收剂分子更密集地吸附在锂云母表面,而在石英/长石表面基本不发生吸附。相比单一WJ或DDA,WJ+DDA组合捕收剂具有更大的非极性和更强的疏水性,因而具有更高的表面活性。

电场强度对微波场非热效应杀菌效果及机制的影响研究

目的研究在相同辐照时间和样品终温下,不同电场强度对微波场非热效应灭活生孢梭菌的效果及机制的影响。方法利用同步升温法将微波场的热与非热效应区分开来,以获得非热效应对微生物的影响。基于微波加热腔内电场强度呈中间高两边低的分布,将初温不同的两组样品置于加热腔内不同位置(1号和2号位)以分析不同的电场强度对微波场非热效应的影响。经相同处理时间后样品终温基本一致(排除温度对非热效应的影响),进而分析电场强度对非热效应的杀菌效果及机制的影响。通过平板计数法、紫外分光光度计和激光共聚焦扫描显微镜分析不同电场强度对非热效应带来的杀菌效果、胞内大分子的泄漏量以及细胞膜通透性变化的影响。结果初温为10℃和30℃的样品分别在电场强度较大的1号位和电场强度较小的2号位经微波辐照1.5 min后,两样品终温无显著差异(P>0.05)。微波场非热效应导致的1号位微生物降低的数量级、胞内大分子的泄漏量以及细胞膜通透性的改变均显著高于2号位(P<0.05)。结论相同的辐照时间下,随电场强度的增大微波非热效应对细胞膜通透性的破坏作用也随之增强,造成更多的胞内物质泄露,最终导致更多的微生物灭活。因此,电场强度的增加可以带来更多的非热效应及其对微生物的致死效果。

Effects of Rice Combine Harvester Application to Harvest Chinese Milk Vetch Seeds

During the test, the seed yield, Iabor efficiency, harvesting costs and eco-nomic benefits were compared and analyzed between mechanical harvesting tech-noIogy and traditional artificial harvesting technoIogy of Chinese miIk vetch seeds to studied the mechanical harvesting technoIogy and appIication effects. The resuIts showed that mechanical harvesting technoIogy increased the yield of 92.7 kg/hm2, reducing the seeds Ioss. It improved the Iabor efficiency and reduced the harvesting cost. For exampIe, a rice combine harvester was the equal of 18-20 person in the harvest quantity in one day, which directIy reduced the Iabor cost of 2 175-3 000 yuan/hm2 and increased the economic income of 3 307-4 099 yuan/hm2. So it wiI pIay an important roIe in soIving the shortage of Chinese miIk vetch seeds and ac-ceIerating the deveIopment of Chinese miIk vetch green manure crop in south China rice region.

Characterization of Electrical Tree Degradation of Epoxy Resin under Thermal and Temperature Stresses by Photoelastic Effect

Epoxy resin is widely used in the support,insulation,and packaging components of electrical equipment owing to their excellent insulation,thermal,and mechanical properties.However,epoxy-resin insulation often suffers from thermal and mechanical stresses under extreme environmental conditions and a compact design,which can induce electrical tree degradation and insulation failure in electrical equipment.In this study,the photoelastic method is employed to investigate the thermal-mechanical coupling stress dependence of the electrical treeing behavior of epoxy resin.Typical electrical tree growth morphology and stress distribution were observed using the photoelastic method.The correlation between the tree length and overall accumulated damage with an increase in mechanical stress is determined.The results show that compressive stress retards the growth of electrical trees along the electric field,while tensile stress has accelerating effects.This proves that the presence of thermal stress can induce more severe accumulated damage.

沉箱码头在空中和水下爆炸作用下的累积毁伤效应研究

为了揭示沉箱码头在空中接触爆炸和水下近距离爆炸荷载作用下的累积毁伤效应,对沉箱码头模型开展多类型单次组合爆炸试验,并建立有限元模型对沉箱码头的毁伤过程进行数值模拟,分析了空中、水下单次组合爆炸作用下沉箱码头的毁伤发展和破坏机理。结果表明,在空中爆炸和水下爆炸下,沉箱码头呈现出不同的破坏模式,空中接触爆炸下沉箱码头仅上部面板局部破坏,面板爆心位置形成局部破口,而水下近距离爆炸下沉箱和面板均发生明显破坏,沉箱迎爆面中下区域混凝土保护层破碎,面板与管沟连接处形成横向通长裂缝。在空中和水下单次组合爆炸荷载下,沉箱码头上部结构的破坏现象和毁伤程度存在叠加效应,码头面板的二次毁伤在已毁伤形态的基础上发展形成,二次毁伤现象与单次爆炸下的毁伤现象具有一定相似性和累积效应。空中和水下单次组合爆炸作用下,码头面板和管沟连接区域由于应力集中为码头的薄弱部位,沉箱封仓板由于上下填砂的缓冲作用毁伤效应较轻微。

湖南省热水圩地热田干热岩形成的热源机制与成因模式

湖南省热水圩地热田90℃以上的高温温泉指示该地热田具备良好的地热地质条件,是潜在的干热岩勘查有利地段。为合理评价热水圩干热岩的储层温度与勘查开发前景,对汝城地区热水圩地热田的深部地质构造、地球化学和重磁电震地球物理特征、地温场特征等进行综合分析,自深至浅揭示热水圩地热田深部热结构,探讨干热岩形成的热源机制与地球动力学过程。结果表明:(1)利用SiO_(2)地热温标估算的热水圩地热田深部热储温度为79.4~143.9℃;(2)热水圩附近中棚岩体、鱼王岩体等花岗岩体平均生热率为7.07~8.44μW/m^(3),明显大于中国大陆主要地质构造单元的地壳平均生热率;(3)重磁特征反映出热水圩地区岩石圈厚度相对较薄,大地电磁与地震波速解释的区域内壳内高导低速体与深大断裂带相吻合,指示这些深大断裂有可能构成深部热物质上侵的通道。在此基础上,总结归纳了湖南省热水圩地热田干热岩的成因模式:太平洋板块俯冲与回撤,导致板块前缘形成强烈的热扰动,造成软流圈的隆起和幔源热物质的上侵,形成相对较高的幔源热源;生热率较高的花岗岩体与铀矿体放射性产热形成了良好的地壳热源;深大断裂构成深部热物质上侵的通道,同时为浅部干热岩的形成提供重要热源。有利的热源条件及沿深大断裂的深部热物质上侵,使湖南省东南部形成以热水圩周边岩体为代表的干热岩有利靶区。根据综合确定的地温梯度推算,热水圩地热田呈隐伏状态的、致密的、裂隙不发育的埋深在4000~6000 m的花岗岩体温度可达176.8~256.6℃,是良好的、近期可勘查开发的干热岩体。

钢结构体系高标准仿古建筑梁柱木包镶技术研究

仿古建筑面临现代钢结构体系复原木柱、木梁等大木构件的难题。通过钢衬板实木包镶钢柱、型钢干挂实木梁枋垫包镶等技术,在上海岩花园项目中,模拟实现了中式建筑的木圆柱、木方柱、三架梁、五架梁、随梁、瓜柱、穿插枋、木檩、木枋等各类组合形式构,有效隐藏了各类机电管线,满足了现代建筑结构安全、节能、消防等各项规范的要求,也为后续地杖、彩绘、木质油饰等装饰提供了良好的实木基层。钢结构仿古包镶技术可为今后仿古建筑新建工程、低碳绿色中式修缮项目提供借鉴。

机械设计课程传动组合教具的创新设计

机械设计课程包含多种机械结构,若只是依靠以往的教学方式,往往很难使学生系统化掌握专业知识,而且机械设计课程所编写的有关机械传动内容,大多是从工作原理、传动结构特性,到强度计算、教具应用和维护的编写顺序,尤其是强度计算内含大量复杂公式与参数,还有各种表格与图形,具有较大的学习难度。组合传动机构的创新设计,能够系统巧妙地结合零散的机械设计教具,与机械设计课程理论、实践学习要求相符合,而且可以将学生对机械设计课程学习的热情全面激发出来,有助于提高学生的机械创造力。

Filler Size Effect on Tuning Electrical,Mechanical,and Thermal Properties of Field Grading Composites

field-grading composite with a low switching field,stable nonlinear conductivity performance,and excellent mechanical and thermal properties was prepared by using hybrid ZnO micro-spherical varistors of different particle sizes as the fillers and silicone rubber as the matrix.The hybrid effects of particle size on the electrical,mechanical,and thermal properties of ZnO micro-spherical varistors composites are investigated.An increase in the ZnO micro-spherical varistor size in the composites will lower the switching field but lead to degradation of the mechanical properties and stability of the nonlinear conductivity properties.The silicone rubber is incorporated with a mixture of hybrid ZnO micro-spherical varistors of different sizes at an optimal mass ratio range exhibited low switching field,stable nonlinear conductivity performance,and excellent mechanical and thermal properties.Our findings are helpful to comprehensively regulate performance of advanced field-grading materials and increase stability and durability of electronic and electrical devices.

基于压电效应的压电式传感器特性研究

高压铁塔作为输电线路的支撑部件,能够承受输电线路的重量和风力等外力,确保电力系统安全可靠运行,但铁塔在遭受强风、地震等自然灾害或者由于结构老化、材料疲劳等原因,可能发生倒塌,造成人员伤亡和财产损失。针对这一问题,从压电式传感器的压电效应入手,对压电式传感器机理、微观特性及仿真分析等方面进行研究。首先,分析了传感器的测量原理;然后,从压电元件在压力载荷下的应变、压电材料的正负电荷中心偏移、压电元件表面的电荷积累3个方面剖析了压电元件的微观特性;接着,基于COMSOL机电-耦合多物理场进行仿真分析,可直观地观察到不同模态下的应变和电场分布云图,定量地表述了应变和电场之间的关系;最后,从铁塔安全监管的视角,设计了一款基于压电式传感器的安全预警系统,可实现对高压铁塔的全天候实时监测。

机械电气设备故障的应急处理措施分析

随着我国工业发展的不断推进,机电一体化的重要性日益凸显,其用途不再局限于机械制造。然而,在实际应用中,由于使用时间较长或者操作人员的失误,设备可能出现一些故障。为了提高维修效率,必须采取紧急应对措施,降低机械电气设备故障造成的影响,同时提升设备维修效率。鉴于此,对机械电气设备故障的应急处理措施进行分析,以供相关人员参考。

Micro Mechanical Model of 3D Woven Composites

A combined beam model representing the periodicity of the microstructure and micro deformation of 3D woven composites is developed for predicting mechanical properties. The model considers the effects of off axial tension/compression and bending/shearing couplings as well as the mutual reactions of fiber yarns. The method determining microstructure by using woven parameters is described for a typical 3D woven composite material. An analytical cell, constructed by a minimum periodic section of yarn and interlayer matrix, is adopted. Micro stresses in the cell under in-plane tensile loading are obtained by using the proposed beam model and macro modulus is then obtained by the averaging method. Material tests and a 2D micro FEM analysis are made to evaluate this model. Analyses reveal that micro stress caused by tensile/bending coupling effect is not negligible in the stress analysis.

The reliability of AlGaN/GaN high electron mobility transistors under step-electrical stresses

In spite of their extraordinary performance, AlGaN/GaN high electron mobility transistors （HEMTs） still lack solid reliability. Devices under accelerated DC stress tests （off-state, VDS = 0 state, and on-state step-stress） are investigated to help us identify the degradation mechanisms of the AlGaN/GaN HEMTs. All our findings are consistent with the degradation mechanism based on crystallographic-defect formation due to the inverse piezoelectric effects in Ref. [1] （Joh J and del Alamo J A 2006 IEEE IDEM Tech. Digest p. 415）. However, under the on-state condition, the devices are suffering from both inverse piezoelectric effects and hot electron effects, and so to improve the reliability of the devices both effects should be taken into consideration.

ELECTRIC FIELD EFFECTS ON YOUNG'S MOLULUS OF NANOWIRES

As an important component of nanodevices and nanomachine constructions, the mechanical performance of nanowires （NWs） has been a subject of intense research efforts due to gaining relevance in controlling functionality of nanoelectromechanical systems （NEMS）; meanwhile, one of the characteristics of the NEMS is the dependence of the functionality of the systems upon the applied electric field. The study of the electric effects on the Young＇s modulus of nanostructures is of certain usefulness in the design of NEMS and the precise measurement of mechanical properties of one-dimensional nanostructures. This paper reviews the origin of the size-dependence of the elastic property of NWs and the factors influencing the discrepancies and inconsistencies in the measured values of the Young＇s modulus for the NW, besides the surface effects, nonlinear effects, the electromechanical coupling effects as a possible effect responsible for the differences in quantitative and qualitative performance of the measured Young＇s modulus for the NWs versus the diameter are clarified.