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关键词： 花岗岩尾矿   响应面法   最紧密堆积理论   干湿循环   冻融循环  

摘要： 花岗岩尾矿的大规模堆存对生态环境构成严重威胁,亟需开发高效资源化利用技术。本研究以山东省日照市花岗岩尾矿为对象,采用电石渣-矿渣-粉煤灰全固废胶凝材料作为固化剂,联合修正安德森模型(Modified Andreasen and Andersen,简称MAA)与响应面法(Response Surface Methodology,简称RSM)优化尾矿级配,探究固化花岗岩尾矿材料的强度特性及干湿冻融循环下的劣化机制。通过无侧限抗压强度(Unconfined Compressive Strength,简称UCS)、扫描电镜(Scanning Electron Microscope,简称SEM)和压汞(Mercury Intrusion Porosimetry,简称MIP)测试表明:经MAA-RSM优化后(2 mm、0.075 mm、0.005 mm筛孔通过率分别为85.4%、36.6%、16.5%),试样28 d UCS达9.10 MPa,较原始级配提升2.1 MPa;微观分析证实优化级配显著减少大孔(>1000 nm)比例,形成以小孔(10~100 nm)为主的致密结构。干湿冻融循环试验揭示,劣化过程伴随微孔向中孔(100~1000 nm)的转化,强度损失主要发生在前6次循环。

关键词： 量子雪堆博弈   亲缘选择   直接互惠   演化稳定策略  

摘要： 结合量子博弈和合作机制, 构建直接互惠机制下的具有亲缘选择关系属性的量子雪堆博弈模型. 然后分析模型的策略选择以及演化稳定性, 讨论量子纠缠, 亲缘选择和直接互惠对合作行为演化的影响. 结果表明,当纠缠度大于临界值时, 合作成为该博弈的演化稳定策略; 当双方再次相遇的概率较小时, 纠缠度越大, 博弈双方越容易实现合作; 在不同条件下, 亲缘关系对合作行为演化分别有促进和抑制作用; 在任何情况下, 直接互惠机制总是有利于合作行为演化.

关键词： 第一性原理计算   二维Si   C   材料   应力调控   电子性质   力学性质  

摘要： 二维SixCy材料因其独特的结构可调性与优异的物理化学性能成为材料科学领域的研究热点。其中,二维Si2C6、Si6C12、Si12C20被理论预言是一类新型拓扑绝缘体材料,Si2C6与Si12C20是具有狄拉克锥的半金属材料,而Si6C12是具有本征大能隙的高阶拓扑绝缘体材料。目前,应力对二维SixCy (Si2C6、Si6C12、Si12C20)材料电子性质的调控作用尚待研究。本文采用基于密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT)的第一性原理方法探究应变对二维SixCy (Si2C6、Si6C12、Si12C20)材料电子性质的调控规律。计算结果表明,在双轴拉伸断裂应变附近,Si2C6与Si12C20的狄拉克锥仍保持完整,但较小的双轴压缩应变或单轴应变会破坏Si2C6与Si12C20狄拉克点处的简并性,使得Si2C6和Si12C20从拓扑绝缘体转变为平庸的直接带隙半导体。此外,双轴应变对高阶拓扑绝缘体Si6C12的带隙具有调控作用,在0~4%的压缩应变下,Si6C12的带隙随着压缩应变的增大而减小,在0~10%的拉伸应变下,带隙随着拉伸应变的增大而增大。Si6C12的带隙对应变变化较为敏感,有望应用在半导体器件中。在断裂应变附近,Si6C12的价带与导带交叉,体系表现为金属性。在单轴应变下,拉伸或压缩应变会导致Si6C12在Γ点处的能带发生退简并。此外,通过经典分子动力学(Molecular Dynamics, MD)模拟探究Si2C6、Si6C12、Si12C20的力学性质,发现这类材料的断裂强度随着C/Si比值的减小而降低。Si2C6、Si6C12、Si12C20的断裂应变在0.32~0.37之间,高于单晶石墨烯和无缺陷六方氮化硼,具有良好的延展性。

关键词： 构网型柔性直流   Floquet定理   故障工况   宽频带谐振   小干扰稳定性   附加阻尼策略  

摘要： 构网型柔性直流换流站具备频率、电压动态调节和主动支撑能力,以及弱电网下的良好谐振稳定性,但其在各种非故障/短路故障工况下的小干扰稳定性研究仍存在空缺。文中围绕构网型柔性直流的线性周期时变建模和小干扰稳定性开展分析。首先,建立构网型柔性直流的非线性状态空间模型,并通过线性化得到适用于小干扰稳定性分析的线性周期模型。然后,基于该模型并应用Floquet定理研究了系统在不同短路比下多种工况的小干扰稳定性;针对系统在低电网阻抗下的谐振风险问题,提出了一种提升系统稳定裕度的附加阻尼策略。最后,在PSCAD/EMTDC平台进行了仿真验证。结果表明,交流电网发生短路故障会显著影响差模控制参数的稳定边界,其中,三相故障的影响相较于单相故障更显著;构网型柔性直流接入阻抗值较低的交流电网时存在显著的谐振风险,且在故障工况下,随着故障程度加深,其稳定性减弱。

关键词： 强度分析   三维模型   仿真分析   有限元  

摘要： 动力总成悬置支架作为汽车的重要组成部分,可以影响车辆NVH(Noise,vibration and harshness)性能,本文对悬架进行模态和强度分析,建立汽车悬架的有限元三维模型,基于模态分析理论建立悬架系统的频率和振型,识别共振频率范围,再利用强度分析理论,对动力总成悬置支架在多种不同工况下施加不同载荷和受力情况强度进行仿真分析,研究悬架的弱点,调整结构和材料属性,设置优化方案。本文基于流体动力学、拓扑优化理论、有限元等方法研究汽车动力总成悬置支架,改善模态和强度性能及整车转动噪音水平和提高乘坐的舒适性。

关键词： 细粒度金刚石   感应钎焊   残余应力分析   有限元模拟   拉曼光谱  

摘要： 细粒度金刚石微粉因破损形状不规则,与钎料之间线膨胀系数差异较大,钎焊时在金刚石工具界面处极易产生残余应力,严重影响工具的加工使用性能.为了详细分析金刚石微粉钎焊后残余应力的分布状态,文中对不同形体的金刚石(球体、正十二面体和梯台体)进行有限元模拟,模拟出3种形状金刚石键合区残余应力分布,并用拉曼光谱实测3种形状金刚石粉末在钎焊后键合处的残余应力,验证所建模型的准确性.通过数值模拟结果可知,3种金刚石的残余应力从侧壁键合区和金属化合物键合区逐渐扩展至钎料和与钢基体内部,经剖面细节分析,梯台体金刚石的残余应力最大,正十二面体金刚石残余应力最小.基于拉曼光谱峰位移计算可知,3种形态金刚石均受拉应力,梯台体金刚石冷却后残余应力约为552.36 MPa,球体金刚石冷却后残余应力约413.19 MPa,正十二面体金刚石冷却后残余应力约为288.19 MPa,数值模拟计算值和实测值之间容差为3%~25%.

关键词： 水稻   高、低海拔   农艺性状   低温反应   稳定性  

摘要： 全球气候变化给我国水稻生产带来严峻挑战,开展高、低海拔环境下水稻品种主要农艺性状的鉴定评价,对培育耐冷、气候适应性水稻品种意义重大。以436份国内外不同地理来源的水稻品种为材料,在高海拔云南嵩明和低海拔河北曹妃甸鉴定点进行了水稻主要农艺性状的2年重复精准鉴定。结果表明,在高、低海拔环境下的水稻主要农艺性状表现出显著差异;低海拔曹妃甸鉴定点的水稻株高、穗长、有效穗数和结实率的表型均值均显著大于高海拔嵩明鉴定点,而在嵩明鉴定点水稻抽穗期延迟,抽穗天数增加,穗粒数相应增加。不同来源水稻品种间结实率的低温反应指数(LRI,low temperature response index)存在明显差异,其中,中国云南和日本品种结实率的LRI最高,表现出较强的耐冷性。从我国稻区划分来看,西南稻区和西北稻区水稻品种结实率的LRI均值最高,耐冷性最强,其次为华北稻区和东北稻区水稻品种。高、低海拔环境下,穗长和有效穗数的稳定性系数相比于其他性状较小,表型值相对稳定,受环境变异的影响较小;抽穗天数的稳定性系数最大,其稳定性最差,对环境变化最敏感。聚类分析表明,不同来源水稻品种的亲缘关系与其来源地地理及纬度有一定的相关,地理或纬度相近的水稻品种亲缘关系较近。本研究还筛选出耐冷性较强的越光、舞姬、日立23等20份材料与高、低海拔环境下抽穗天数稳定性较好的苏粳2号、中作58、红旗5号等20份材料,这些材料可作为优良亲本,在水稻耐冷与气候变化适应性育种中加以利用。

关键词： 露天铁矿   边坡稳定性   极限平衡法   边坡治理   风险防控  

摘要： 为消除国内某露天铁矿高陡边坡的局部滑坡风险,将其暴露出较大安全隐患的北采场西帮划分为2个分区,运用极限平衡法定量分析边坡稳定性,得到西帮Ⅰ区局部边坡I-1剖面的最小稳定性系数为1.10~1.27,I-2剖面的最小稳定性系数为1.11~1.25。根据《非煤露天矿边坡工程技术规范》,在工况II(自重+地下水+爆破振动力)和工况III(自重+地下水+地震力)条件下,局部边坡的稳定性系数未达到边坡允许安全系数要求,局部边坡存在滑坡、失稳等安全隐患。基于对露天矿山边坡滑坡体常用治理手段的优缺点、适用条件、投资造价等的综合性分析评判结果,研究提出采取电铲+勾机联合作业方式直接对浮石进行清理的治理措施。治理后的局部边坡稳定性分析结果,验证了治理措施的科学性和有效性,并形成了一套系统性的分析方法和隐患治理操作流程,保障了该露天铁矿生产安全,为国内金属矿山露天边坡安全管理提供了成功案例和实践经验。

关键词： 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)   高分子量   熔融纺丝   稳定性   流动性  

摘要： 为探究高分子量聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)熔融纺丝的挤出稳定性,以特性黏度0.85~1.68 dL/g的PBT为研究对象,系统测试其热性能、流变特性,并结合熔融挤出实验,分析挤出过程中PBT的特性黏度、分子量及分布、端羧基含量的变化规律,以揭示高分子量PBT在熔融加工过程中所面临的流动性、热稳定性与降解行为之间的复杂关系。结果表明,随PBT特性黏度升高,熔体表观黏度显著增大,特性黏度≥1.55 dL/g时熔体流变行为偏离阿伦尼乌斯方程,对温度敏感性加剧,且降解程度随PBT分子量增大而加剧,温度超过290 ℃挤出时的降解程度严重,端羧基含量显著升高。综合加工稳定性与降解可控性,特性黏度1.2~1.3 dL/g的PBT在熔融纺丝中兼具良好的熔体流动性、适中的挤出压力与可控的降解程度,可满足高强度PBT纤维的挤出加工要求。研究结果为优化高强度PBT纤维挤出成形工艺提供了依据。

关键词： 钢丝绳   应力松弛   蠕变   丝间接触   有限元分析  

摘要： 针对钢丝绳因应力松弛引起的破坏及现有分析中忽略侧丝间接触等非线性因素的问题,本文基于蠕变理论,采用修正的时间硬化模型,建立了考虑接触与摩擦的钢丝绳应力松弛有限元模型。通过网格无关性验证与模型对比验证,证实了模型的准确性,并分析了应力松弛下钢丝绳的力学特性与接触性能,探究了不同几何与材料参数的影响规律。结果表明:应力松弛使钢丝绳等效应力非线性降低,并改变了中截面的应力分布均匀性;捻角和弹性模量增大会加剧应力松弛与蠕变应变,泊松比增大则可缓解应力松弛,摩擦的影响微弱;芯丝与侧丝间接触压力大于侧丝间接触压力,且应力松弛对后者的影响相对较小;选用小捻角、低弹性模量、大泊松比的钢丝绳,并定期进行润滑处理,可有效降低丝间接触压力与损坏风险。本文研究结果可为钢丝绳的结构优化设计与可靠性保障提供理论依据。