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关键词： 箔片气体动压轴承   流体力学基本方程组   半解析   流固耦合   静平衡位置   刚度   阻尼  

摘要： 为克服传统雷诺方程法在模型精度与普适性上的不足,提出了一种基于流体力学基本方程组的半解析方法,用于精确计算箔片气体动压轴承的刚度阻尼系数。首先建立气膜与箔片之间的流固耦合模型,然后不断改变偏心率以找到轴颈在确定转速下的静平衡位置,再取一次偏心扰动进行稳态计算得到四个刚度系数,最后对轴颈施加两次简谐振动通过瞬态计算获得四个阻尼系数。结果表明:随着转速增大,轴颈静平衡位置逐渐靠近轴承中心,主刚度系数逐渐下降,交叉刚度系数逐渐上升,4个阻尼系数皆逐渐下降。计算得到的刚度阻尼系数可用于后续转子动力学计算。搭建实验平台测试了箔片轴承的刚度系数,实验结果验证了所提计算方法的正确性。

关键词： 乳清分离蛋白   葡萄糖   美拉德反应   乙醇   接枝度   溶解性   稳定性  

摘要： 针对传统的干热法反应周期长,湿热法易导致蛋白质过度变性等问题,建立一种在乙醇-水体系中进行乳清分离蛋白-葡萄糖美拉德反应的新方法,实现产物的高效可控制备。本研究以接枝度为指标,通过单因素实验及响应面法优化反应条件,并对产物的溶解性、乳化性及抗氧化性等性能进行表征。结果表明,最佳制备工艺为乙醇水体积浓度90%、乙醇水体积3 mL、乳清分离蛋白-葡萄糖质量比1:2、反应时间3 h、反应温度70 ℃。在此条件下的接枝物,接枝度为80.74%±1.61%,且系统表征显示其性能得到优化:在反应温度不高于70 ℃条件下褐变程度低、色差变化小,在整个实验pH 2.0-10.0范围,浊度很低且无显著变化(P > 0.05)且溶解性优异(> 85.60%±1.20%),乳化活性、乳化稳定性、DPPH和ABTS.+自由基清除率分别达到:57.29 m2/g±1.01 m2/g、22.58 min±0.52 min、32.19%±2.31%和59.68%±1.96%。本研究证实了乙醇-水体系可高效制备乳清分离蛋白-葡萄糖美拉德反应产物,通过调控反应时间可定向优化其溶解性、乳化性及抗氧化性等性能,为其在食品加工中的应用提供了理论依据。

关键词： 岩土工程   基坑开挖   层状地基   隧道附加应力   非极限状态土压力  

摘要： 为探明层状地基中基坑开挖引起的附加应力场分布规律,综合考虑了地基分层特性以及非极限状态土压力,在层状弹性理论基础上推导获得邻近隧道轴线处的附加应力解析解。通过与均质地基Mindlin解、Boussinesq解及现场实测数据对比验证了所提方法的合理性。结果表明:基坑开挖导致邻近隧道附加应力沿隧道轴线呈上凸形分布;基坑与邻近隧道水平距离的增大将导致隧道水平附加应力明显减小,而基坑开挖深度和基坑形状系数的增大将导致隧道水平附加应力最大值非线性增加;考虑非极限土压力后,相同位置处的隧道附加应力场更加贴合工程实际,忽略非极限土压力的计算理论偏于保守。

关键词： 迭代学习控制   经济模型预测控制   非重复扰动   扩展状态观测器   稳定性  

摘要： 迭代学习模型预测控制作为一种重要的批次过程先进控制方法,具备较强的学习能力和闭环性能.传统的迭代学习模型预测控制算法能有效消除重复扰动影响,同时对小范围实时扰动鲁棒性较强.当被控系统存在较大实时干扰时,经济性能和系统稳定性通常难以保障.对此,提出一种面向非重复扰动的自适应迭代学习经济模型预测控制策略,沿迭代方向和时间方向对系统动态进行分解,将系统扰动拆分为重复部分和非重复部分,分别建立批次间和批次内的动态经济优化问题.批次间执行基于迭代学习控制的离线经济优化,消除重复扰动影响;批次内引入扩展状态观测器对非重复扰动进行估计,基于批次间优化结果在线实施经济模型预测控制,在抑制实时扰动的同时提高系统动态经济性.论文结合观测器稳定性分析方法,对所提自适应迭代学习经济模型预测控制策略的稳定性进行理论证明,并通过间歇反应器仿真实验对算法实施有效性进行验证.

关键词： 水轮机转轮体   电弧增材再制造   热力耦合   残余应力  

摘要： 大型水轮机转轮体电弧增材再制造修复层残余应力状态是影响转轮体修复质量和剩余寿命的关键因素。构建了大型水轮机转轮体电弧增材再制造热力耦合有限元模型,并实验验证,解析了转轮体电弧增材再制造温度场、应力场及最终残余应力的变化规律。结果表明:采用电弧增材对水轮机转轮体局部失效区进行修复再制造,修复区及热影响区最终呈现整体拉应力状态,而纵横向越过修复区的基体区域则呈现低水平压应力状态。增材充型阶段,近熔池基体区域因受热膨胀一定范围内呈压应力状态,后伴随热源移出,熔池及近熔池基体区域出现明显冷缩,转变成拉应力状态,而远熔池基体区域因升温较低,冷缩形成拉应力无法平衡热胀压应力,呈低水平压应力状态;整体冷却阶段,修复区增材充型结束,发生整体冷缩,呈拉应力状态,而越出修复区的基体区域,因受修复区增材持续热影响,发生膨胀挤压,呈压应力状态。伴随冷却进程加深,修复区拉应力逐步上升,冷却至室温时残余拉应力达到峰值(650-800MPa),基体区域压应力则有所降低(-50MPa以内)。此外,修复区与基体结合边缘以及相邻焊道间搭接微区,因局部结构突变,存在明显应力集中,将成为裂纹萌生与扩展的危区。相关研究结果与结论能为大型水轮机电弧增材修复再制造提供一定理论与技术支撑。

关键词： 差异溶蚀   储层稳定性   疏松砂岩   螯合酸   酸化解堵  

摘要： 中东地区某油田的主力产层之一的砂岩储层以砂岩和泥质粉砂岩为主,胶结物以长石为主,岩石疏松易出砂导致堵塞。常规酸化技术见效慢,可能导致疏松砂岩分散,加剧出砂。本文分析储层出砂堵塞机理,并研发一套针对疏松砂岩储层的复合酸化解堵技术,以“先稳定、后解堵”为思路,能缓解油井堵塞伤害,并维持储层稳定性。本文通过室内试验,研发了高冲刷流速条件下的砂岩稳定剂,在1800 mL/h的流速下,出砂率可稳定控制在0.01%以内。应用不同工作液体系的协同作用原理,以“多除垢、少溶砂”为目标,研发了差异化溶蚀的酸化解堵体系,垢样溶蚀率不小于95%,溶砂率小于25%,酸液可控制砂岩的溶蚀率,维持岩石结构稳定。现场试验证明,该技术可提高油井平均产量和有效期,为疏松砂岩油田的酸化解堵处理提供了理论基础与实践方向。

关键词： 骨折   低强度脉冲超声   运动系统损伤   成骨细胞   破骨细胞   骨重塑  

摘要： 低强度脉冲超声(LIPUS)自1994年获美国食品药品监督管理局批准用于治疗骨折以来,以其无创、高效的治疗特点成为促进骨修复的重要物理手段。本文系统综述了LIPUS对骨折修复的影响及其通过声流及空化效应对细胞微环境、血管生成、软骨内成骨及骨重塑的调控,并提出未来研究应深入了解LIPUS治疗骨折的分子机制和智能化超声设备,并对个体进行精准治疗,为骨折治疗领域的深入研究与临床实践提供新方向。

关键词： 高填方路基   强度折减法   坡角   剪胀角   安全系数   BP神经网络   优化设计  

摘要： 本文利用ABAQUS有限元软件和强度折减法,探讨坡角ψ和剪胀角φb对边坡安全系数Fv的影响,并建立神经网络预测模型。基于这些参数开展路基结构的优化设计,明确边坡的稳定域与不稳定域。结果表明:坡角ψ的增加会导致安全系数Fv降低;在坡角ψ较小时,剪胀角φb的增加能显著提升安全系数Fv。所构建的BP神经网络模型的预测结果与真实值高度一致,表明该模型能有效预测安全系数Fv。设定Fv=1.1为容许安全系数,在此基础上建立坡角ψ和剪胀角φb的函数关系,形成优化方程,划分高填方路基的优化设计域。设计人员可根据优化方程直接确定坡角ψ或剪胀角φb进行路基设计。本研究为高填方路基的经济性和安全性提供了重要依据。

关键词： 盐湖提锂   β-二酮   LIX-54   降解   溶剂萃取  

摘要： β-二酮/三烷基氧化膦协同体系在盐湖萃取提锂领域前景广阔,该体系通常需在高pH环境(pH > 9.0)中运行。在此碱性条件下,尽管体系中的三烷基氧化膦具备良好的化学稳定性,协同组分β-二酮却可能发生降解,进而影响体系长期运行效率,因此在该技术的实际工业化应用前,亟须对β-二酮的化学稳定性开展系统评估。本文以典型β-二酮类萃取剂苯甲酰-2-乙基己酰甲烷(LIX-54)为研究对象,系统考察了其在不同温度与碱浓度下的降解行为。通过有机物成分分析、动力学模型拟合及萃取性能评估发现:在pH≤13条件下,LIX-54稳定性良好,温度升高对其降解影响不明显;当[OH-]≥0.5 mol/L时,降解显著发生,且升高温度会明显加速降解过程。经气相色谱分析,确定LIX-54降解产物主要为苯甲酸、2-乙基己酸和苯乙酮,并可能存在2-乙基己基甲基酮。进一步萃取实验表明,LIX-54的降解会导致其与Cyanex923(四种不同支链三烷基氧化膦组成的混合物,支链包括正辛基和正己基等)所构建协同萃取体系的锂饱和容量下降。本研究明确了LIX-54的安全操作窗口(pH≤13),并建立了其降解动力学模型,为优化碱性锂萃取工艺、控制萃取剂损耗提供了关键理论依据与数据支撑。

关键词： 碳/碳复合材料   双向试验   强度准则   破坏模式   高阶张量  

摘要： 文章对碳/碳复合材料开展强度试验和分析研究,尝试建立一种便于工程应用的更准确的强度准则。首先采用Zwick/Roell公司的Z050型双轴力学性能试验机开展了双轴拉伸、拉压、压压试验。然后根据试验过程中破坏模式发生改变的现象,提出了考虑不同破坏模式的,分段连续的高阶张量多项式强度准则。从应变能的角度推导了双向试验中破坏模式发生改变的临界点k值。通过引入三次交叉项,并使强度准则在临界点处连续,确定了准则的具体形式。最后基于完成的碳/碳复合材料双向试验,将新的强度准则与Hoffman准则和Tsai-Wu准则进行对比,发现该强度准则在所有区间的预测效果均优于上述两种准则。该准则是一种适用于各向异性复合材料的考虑不同破坏模式的三次强度准则。