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ISSN:1007-9432
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综述

金属材料损伤理论模型的研究综述
引用本文: 范沁红,高宏伟,楚志兵.金属材料损伤理论模型的研究综述[J].太原理工大学学报,2023,54(02):225-234;HTMLPDF浏览:摘要↓

金属材料塑性变形中伴随着表面缺陷、内部缺陷、损伤裂纹等,这些缺陷形式严重制约着金属的加工及其性能的提升。基于连续损伤力学理论和细观损伤力学理论,综述了其所对应的力学损伤模型,然后依据损伤模型的构建,可以有效地预测出材料的裂纹损伤,从而对后续的二次开发和仿真应用做了良好的铺垫。通过研究对比,Johnson-Cook模型以其简单的乘法形式、出色的预测应变速率和温度范围内力学行为的能力得到了研究者们的广泛应用,其形式非常适合于有限元程序模拟及其验证,而且该模型一直在不断地完善与优化。...

化学工程与技术·材料科学与工程

pg-C3N4/CQDs复合物可见光下光催化产过氧化氢的性能研究
引用本文: 罗一飞,石建惠,王辉,杨恬甜,居晨珂.pg-C3N4/CQDs复合物可见光下光催化产过氧化氢的性能研究[J].太原理工大学学报,2023,54(02):235-240;HTMLPDF浏览:摘要↓

光催化产过氧化氢(H2O2)相比于传统的蒽醌法,具有清洁环保、条件温和、功耗低等优点。石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种很有前途的产H2O2的光催化剂,但由于其比表面积小、光响应范围窄、光生电子-空穴易复合等缺点,产H2O2的效率比较低。利用盐酸三聚氰胺作为前驱体合成多孔石墨相氮化碳(pg-C3N4),同时在其表面负载碳量子点(CQDs),制备得到pg-C3N4/CQDs复合光催化剂,并通过XRD、TEM、UV-Vis、TP、PL等表征测试样品的结构、形貌、光学和电化学性能。该催化剂具有较大的比表面积,同时基于CQDs的光学特性和良好的捕获、转移电子的性质,极大地提...

芴羟甲基化一步法合成9-芴甲醇用于蒽渣中菲的提取分离
引用本文: 乔娅斐,刘俊丽,叶翠平,郭美鑫,李文英.芴羟甲基化一步法合成9-芴甲醇用于蒽渣中菲的提取分离[J].太原理工大学学报,2023,54(02):241-246;HTMLPDF浏览:摘要↓

针对芴和菲性质相似用常规分离法分离困难的问题,采用反应-分离耦合技术,以碳酸钾为催化剂,将芴转化为9-芴甲醇,考察了影响芴一步法合成9-芴甲醇的因素,并将其用于蒽渣中菲的提取分离。结果表明:以DMSO+10%乙醇为溶剂,n(芴)∶n(甲醛)∶n(碳酸钾)=1∶1∶0.2,13 ℃下反应15 min,9-芴甲醇的收率约为25%,选择性>84%.乙醇能够抑制9-芴负离子的生成,无机盐影响了传质过程,使脱水反应速率降低。以芴和菲的混合物(质量比1∶4)为原料,经5次反应-分离后菲的收率和纯度分别为97.6%和93.2%;9-芴甲醇总收率为66.5%,平均纯度为95.0%....

成膜物质对水性超薄型防火涂料性能的影响
引用本文: 郝海东,王雨昕,张思宇,郭精茂,王欣,马建超.成膜物质对水性超薄型防火涂料性能的影响[J].太原理工大学学报,2023,54(02):247-256;HTMLPDF浏览:摘要↓

以膨胀倍率和钢板背温为考察指标,探究成膜物质环氧乳液、纯丙乳液、苯丙乳液等对水性超薄型防火涂料耐火性能的影响。结果发现复合环氧乳液∶纯丙乳液质量比1∶1成膜物质的防火涂料膨胀倍率最高,为14.4,燃烧80 min时钢板背温最低,为284.3 ℃,防火性能最佳。表征表明该成膜物质软化温度与膨胀(P-C-N)体系分解温度相匹配,可有效包裹P-C-N体系产生的气体,促进炭层形成多孔结构,阻滞热量传递;在燃烧中成膜物质等有机物分解完全,且多孔炭层表面含有TiO2及TiP2O7无机物组分,进一步增强其热屏蔽性和抗氧化性,最终残留重量为28.18%,具有...

Te和Y共掺杂提高n-Mg3.2Sb1.5Bi0.5热电性能的研究
引用本文: 强宇,康泽鹏,陈少平,樊文浩.Te和Y共掺杂提高n-Mg3.2Sb1.5Bi0.5热电性能的研究[J].太原理工大学学报,2023,54(02):257-263;HTMLPDF浏览:摘要↓

Mg3Sb2材料是优秀的中温区热电材料,具有极低的热导率,然而其载流子浓度偏低。通过机械合金化法结合放电等离子烧结(SPS)技术制备n型Mg3.2Y0.05Sb1.5Bi0.5Teδ样品,并研究了其热电传输性能。结果表明阴离子位掺杂元素Te可以进一步提高阳离子位掺杂的Mg3.2Y0.05Sb1.5Bi0.5材料的载流子浓度。载流子浓度从5.021019 cm-3增加到9.761019 cm-3,接近理论预测的最佳值,同时功率因子也从10.89 μWK-2cm-1提高到15 μWK-2cm-1.此外,Te元素进入晶格后,材料的晶格热导率也有大幅的降低,从0.92 Wm-1K-1降低到0.68 Wm-1K-1.载流子浓度最高的样品在...

纳米硅溶胶改性水泥基材料性能及机理分析
引用本文: 孙浩程,柴肇云,沈玉旭,郭俊庆,辛子朋,李天宇.纳米硅溶胶改性水泥基材料性能及机理分析[J].太原理工大学学报,2023,54(02):264-271;HTMLPDF浏览:摘要↓

针对普通水泥基材料存在早期强度低、抗变形能力弱等问题,通过纳米硅溶胶对水泥基材料进行改性,采用电液伺服万能试验机、X射线衍射及扫描电镜等手段对纳米硅溶胶改性不同水灰比水泥基材料的流动性、结石率、单轴抗压强度、弹性模量、水化产物及微观形貌进行研究。结果表明:硅溶胶掺量在0.5%以内、水灰比小于1.0时可显著提高水泥浆液的流动性,最大提高20.24%;结石率随着纳米硅溶胶掺量的增加而增大,且硅溶胶对水灰比大于0.7浆液的结石率提高明显,最大提高24.49%;当硅溶胶掺量为2%时,结石体的抗压强度增幅最大且随着养护龄期的增加,...

机械工程

改进的模型预测控制在陶瓷基滚抛磨块烧结炉中的应用
引用本文: 闫飞,薛志勇,杨胜强,陈群立,田建艳,阎颖.改进的模型预测控制在陶瓷基滚抛磨块烧结炉中的应用[J].太原理工大学学报,2023,54(02):272-279;HTMLPDF浏览:摘要↓

为了优化烧结型滚抛磨块的制备,提升磨块的品质,在分析滚抛磨块烧结过程特点和非最小状态空间模型预测控制(NMSSMPC)在乙烯裂解炉的应用基础上,提出了基于卡尔曼滤波的非最小状态空间模型预测控制(KF-NMSSMPC)的方法,将其应用于滚磨烧结炉中。该控制算法通过在模型预测控制(MPC)中加入滤波器来消除烧结过程中的量测噪声和信道噪声带来的影响。KF-NMSSMPC能够有效地适应这样的工业条件,同时还能节能降耗。大量仿真实验结果表明,在模仿实际工业条件下,KF-NMSSMPC比NMSSMPC能有效抑制干扰,快速地跟踪烧结轨迹,降低误差,提高烧结控制过...

圆柱形锂离子动力电池卷绕过程中的应力分析
引用本文: 陈敬宜,王根伟,宋辉,雷建银,吴桂英.圆柱形锂离子动力电池卷绕过程中的应力分析[J].太原理工大学学报,2023,54(02):280-289;HTMLPDF浏览:摘要↓

在锂离子动力电池的制造过程中,卷绕是极为关键的一道工序。为了保证电池的安全稳定,卷绕过程中不能产生弯折、褶皱,甚至断裂。电池型号不同,适合的卷绕方式不同,最适合的卷绕方式可以根据卷芯成品外半径来确定。首先,把电池卷绕层作为薄膜材料,在卷绕张力的约束下对卷芯的本构方程进行分析,得到平面应变状态下卷芯内r处的环向应力分布函数和径向应力分布函数;进而得到卷绕n圈完成后,卷芯内任意r处的环向应力和径向应力。根据卷绕张力的类型,对不同卷芯外半径下的环向应力进行算例分析,从而得到适合不同卷绕外半径的卷绕方式。随...

CoCrNiSi0.3中熵合金动态剪切性能及其织构演化研究
引用本文: 王平,赵英杰,胡广,张团卫,马胜国,王志华.CoCrNiSi0.3中熵合金动态剪切性能及其织构演化研究[J].太原理工大学学报,2023,54(02):290-300;HTMLPDF浏览:摘要↓

利用分离式霍普金森压杆对CoCrNiSi0.3中熵合金进行动态加载,研究不同应变率下的压缩性能,发现其对应变率较为敏感,且有明显的应变率强化效应。准静态压缩下(应变率10-4 s-1),应变率敏感度m为0.13,而动态压缩下(应变率5 150 s-1)m为0.25.通过帽型剪切实验,研究了该合金的剪切性能,结果表明准静态剪切屈服强度为330 MPa,动态剪切的屈服强度为630 MPa.随预留剪切区域宽度的增加,峰值应力有所下降,但剪切失效应变明显增加,当预留剪切区域宽度为50 μm时,剪切应变高达12.8.通过剪切“冻结”实验,研究了剪切变形的增大对材料内部的晶...

矿业工程

榆神矿区导水裂隙带高度多因素影响规律及保水采煤分区
引用本文: 张帅,冯国瑞,张东升,蔚蔚.榆神矿区导水裂隙带高度多因素影响规律及保水采煤分区[J].太原理工大学学报,2023,54(02):301-312;HTMLPDF浏览:摘要↓

通过融合数理统计、多元回归与空间分析方法,分析了导水裂隙带发育高度受多种因素影响规律,构建了综采导水裂隙带高度与煤层采高、采深、开采推进速度多因素之间的非线性统计关系式;基于导水裂隙带经验公式及保水采煤阈值,将榆神矿区划分为五类,工况一条件下矿区内基于水资源保护的安全开采区域(WRSE)面积为4.24109 m2,占比为82%;基于水资源保护的非安全开采区域(Non-WRSE)的面积为920 835 911.3 m2,占比为18%;工况二条件下矿区内WRSE的面积为3.87109 m2,占比为77%;Non-WRSE的面积为1.14109 m2,占比为23%;工况三条件下矿区内WRS...

高抽巷层位变化对采空区瓦斯分布规律的影响研究
引用本文: 李颖,赵东,陈涛.高抽巷层位变化对采空区瓦斯分布规律的影响研究[J].太原理工大学学报,2023,54(02):313-320;HTMLPDF浏览:摘要↓

为研究高抽巷在采空区瓦斯抽采和上隅角瓦斯治理方面的应用,以及探究高抽巷抽采层位对采空区瓦斯分布规律的影响,以李阳煤矿15302综放工作面为研究对象,运用Fluent数值模拟软件对采空区未抽采和不同层位高抽巷抽采时的瓦斯分布进行模拟,通过对比瓦斯抽采浓度和上隅角瓦斯浓度的数据,分析高抽巷在不同层位的瓦斯抽采效果,将模拟结果与现场实际相结合,设计适合的高抽巷抽采层位方案,并用现场实测数据进行验证。结果表明:高抽巷瓦斯抽采浓度随抽采位置距顶板垂直高度的增加而升高,随着距回风巷水平距离的增加先升高后降低,上隅角瓦斯...

鄂尔多斯盆地东南缘延长组凝灰岩的时空分布特征
引用本文: 田凯文,冯志强,刘永江,史建儒,雷勇,续世朝,王权,魏荣珠.鄂尔多斯盆地东南缘延长组凝灰岩的时空分布特征[J].太原理工大学学报,2023,54(02):321-331;HTMLPDF浏览:摘要↓

以山西永和延长组2段凝灰岩夹层为重点研究对象,通过详细野外调查及年代学分析,明确了该区凝灰岩岩石学特征,精确限定该区凝灰岩的关键时限,同时与鄂尔多斯盆地南缘陕西延长组7段凝灰岩特征对比,探讨鄂尔多斯盆地延长组凝灰岩形成的大地构造背景。研究结果表明:山西永和凝灰岩夹层厚度较薄(10~30 cm)且蚀变强烈,具有典型凝灰岩结构及中酸性火山岩特点;分布具有明显的区域性,主要集中于鄂尔多斯盆地东南缘,北至宁武盆地,南到大宁地区,东到永和交口,具有由西南向东北方向厚度逐渐减薄的趋势;两个凝灰岩样品锆石加权平均年龄分别为...

一二维耦合的水动力水质模型在闸汾河控河段的应用
引用本文: 项飞,郝瑞霞,张倩楠.一二维耦合的水动力水质模型在闸汾河控河段的应用[J].太原理工大学学报,2023,54(02):332-340;HTMLPDF浏览:摘要↓

为了研究受闸控河段的水动力特性及污染物运移规律,采用MIKE软件,建立汾河二坝水闸回水区二维模型与回水区上下游和潇河河段一维模型相耦合的水动力和水质数学模型。以汾河二坝蓄水位维持正常蓄水位的控制为前提,在汾河生态基流和典型洪水过程、A和B污水厂分别正常运行和非正常排污的四种情景下,模拟了闸控河段的水动力特性和COD浓度的迁移变化规律。计算结果表明:增大河道来流量有利于污染物快速排出,随着河道来流量的增加,污染范围也有所不同,生态基流下,污染物以团状缓慢下移;典型洪水下,污染物主要贴近河岸以带状快速下移。研...

京津冀地区城市绿色空间与生态环境质量时空演变规律探讨
引用本文: 孙琦,陈宇灿,鲁峻铭,赵玉玲,何永云.京津冀地区城市绿色空间与生态环境质量时空演变规律探讨[J].太原理工大学学报,2023,54(02):341-349;HTMLPDF浏览:摘要↓

未来城市发展更加需要依托城市群这一载体,区域生态环境的变化是其能否保持可持续发展的重要基础。基于2000-2020年三期MODIS遥感数据,通过划分城市绿色空间及构建遥感生态指数RSEI模型,辅以趋势分析等方法,定量分析城市化背景下京津冀地区土地生态环境的时空动态变化和演变规律。结果表明:1) 京津冀地区主要绿色空间为中、高植被密度区并呈逐年增加的趋势。随着城市灰色空间以及人造绿色空间增加,转换为无植被覆盖区和低植被覆盖区的面积占13.58%;2) 植被密度整体呈上升趋势并可划分为3个梯度,第一梯度为张家口、承德和保定3个城市,...

土木工程

BFRP筋增强生态高延性混凝土的干燥收缩性能
引用本文: 柴丽娟,柳丽,刘占超,王柳叶.BFRP筋增强生态高延性混凝土的干燥收缩性能[J].太原理工大学学报,2023,54(02):350-355;HTMLPDF浏览:摘要↓

生态高延性混凝土(ecological high ductility concrete,Eco-HDC)具有优异的抗拉性能,可用来浇筑桥面无缝连接板。为避免Eco-HDC收缩引发的开裂问题,采用BFRP筋作为抗裂筋。为结构设计优选BFRP筋保护层厚度,从BFRP筋对Eco-HDC收缩的影响角度,研究保护层厚度对试件干燥收缩的影响,对比分析配BFRP筋与不配筋对Eco-HDC收缩性能的影响。试验结果表明:随着龄期的增加,素Eco-HDC和BFRP筋增强Eco-HDC的干燥收缩均逐渐增加,BFRP筋压应变呈增加趋势,养护1~7 d时增加趋势较为明显,之后增加趋势逐渐变缓;随着保护层厚度的减小,BFRP筋增强Ec...

考虑径厚比影响的圆柱壳滞回破坏机制分析
引用本文: 王希慧,吴涛,周艳生,钱永梅,黄伟,王进沛.考虑径厚比影响的圆柱壳滞回破坏机制分析[J].太原理工大学学报,2023,54(02):356-365;HTMLPDF浏览:摘要↓

为了明确径厚比对于圆柱壳结构滞回性能的影响,通过低周往复荷载试验和数值模拟,研究了不同径厚比圆柱壳的滞回破坏模式和耗能能力。结果表明,径厚比会影响圆柱壳的最终破坏模式,随着径厚比的增大,破坏模式从底部象足式屈曲转变为褶皱式屈曲破坏。累积等效塑性应变和等效黏滞阻尼系数都随着径厚比的增大逐渐降低,径厚比越大,塑性发展越不充分,结构的耗能能力越弱。圆柱壳的塑性强化阶段随着径厚比的增大逐渐缩短,当径厚比超过250后,结构未经历塑性强化直接进入屈曲发展阶段,径厚比越大,局部屈曲出现越早,导致截面未达到全塑性弯...

一种新型全装配柱座式节点力学性能的数值分析与设计方法
引用本文: 许宸嘉,雷宏刚,段雨童,王国庆.一种新型全装配柱座式节点力学性能的数值分析与设计方法[J].太原理工大学学报,2023,54(02):366-374;HTMLPDF浏览:摘要↓

提出一种方钢管柱与H型钢梁连接的柱座式全装配节点,在梁柱交汇处形成节点中心,由法兰盘连接上下柱,由端板连接钢梁。通过改变节点的端板厚度、螺栓直径和法兰盘与加劲板的开孔直径等参数,采用ABAQUS软件对4组节点试件进行了有限元数值分析,在单调加载制度下研究了各节点的极限承载能力与变形破坏模式,分析了参数改变对节点性能的影响;通过对节点进行往复加载获取节点的滞回曲线、骨架曲线,分析其耗能性能、延性性能及刚度退化等抗震性能。研究结果表明:该节点具备良好的抗震性能和耗能能力,端板厚度与螺栓直径对节点承载力有较为显...

逆流式露点蒸发冷却器的参数分析及结构优化
引用本文: 丁震萍,杜震宇,华靖,张敏.逆流式露点蒸发冷却器的参数分析及结构优化[J].太原理工大学学报,2023,54(02):375-383;HTMLPDF浏览:摘要↓

以ISO 7730作为热舒适标准,模拟分析侧进风露点蒸发冷却器在干燥较热地区的适用性。综合考虑产出空气温度、冷却效率和制冷量,采用有限元法对蒸发冷却器的运行参数和几何参数进行优化,研究了一次风入口速度,一二次空气风量比,通道间距和通道高度对系统冷却性能的影响。结果表明,随着一次风风速的增加,产出空气温度和制冷量都会提高,在送风参数满足要求的前提下,可通过增加一次风风速来增加制冷量;当一二次空气风量比为0.4,通道间距为5 mm时,在一次风入口速度为1~7 m/s的范围内,通道高度大于0.8 m的露点蒸发冷却器满足热舒适要求...

信息与计算机

联合Gabor滤波器和核池化特征学习的单样本人脸识别与验证
引用本文: 周稻祥,冯姝.联合Gabor滤波器和核池化特征学习的单样本人脸识别与验证[J].太原理工大学学报,2023,54(02):384-391;HTMLPDF浏览:摘要↓

针对深度网络模型的结构复杂问题,受构建Gabor滤波器无需任何学习过程且与训练数据无关,以及径向基(radial basis function,RBF)核池化能够提取非线性二阶特征的启发,提出一种联合Gabor滤波器和RBF核池化的轻量卷积网络方法。首先对人脸图像进行Gabor卷积得到特征图;然后采用双曲正切函数tanh激励特征图以提高特征的表达能力;最后利用多尺度金字塔策略将特征图划分为多个区域,在每个区域上做RBF核池化,所有区域的核池化特征串联得到人脸特征表示。探讨了多个参数对识别性能的影响,对比了协方差池化和核池化的区别和性能。在三个单样...

基于条件分割对抗网络的超声甲状腺结节分割
引用本文: 吴俊霞,强彦,王梦南,武仪佳.基于条件分割对抗网络的超声甲状腺结节分割[J].太原理工大学学报,2023,54(02):392-398;HTMLPDF浏览:摘要↓

提出一种基于条件分割对抗网络(conditional segmentation adversarial network,cSegAN)的超声甲状腺结节分割模型。模型由分割器网络和判别器网络两个部分组成,其中分割器网络设计使用一种多扩张率卷积块联合对结节区域进行准确定位,通过学习提取结节深度和浅层特征信息,获得结节区域二值掩膜;判别器网络对比分割结果与金标准之间的差距对分割结果进行评估。经多次对抗训练,实验结果表明,本文所提模型像素精度达到0.953 1,优于其他分割模型,可以更加准确地实现超声甲状腺结节分割。...


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