本科教学中逻辑性课程《纳米材料》的主线设计探索

《纳米材料》课程主要讲解纳米材料的结构与性能之间关系的概念与理论,这种定位决定了纳米材料课应采用逻辑教学法.在这种方法下需找到课程逻辑起点,然后沿着起点设计出一条课程主线,建立课程理论体系,从而合理承接培养方案中的课程群.在《纳米材料》中,纳米结构就是逻辑起点,主线就是"结构与性能"的关系.故该门课程应按"结构和性能"这条主线展开.对现行纳米材料课程内容进行分析,大部分内容均可用主线串联起来.该方法为类似的逻辑性课程教学方法改革以及在课程章节内容之间建立逻辑关联提供借鉴.     

功能化纤维对氨气的吸附性能研究

主要研究了功能化纤维(RPFC-I)对氨气的吸附净化性能.结果表明,RPFC-I纤维对氨气具有良好的吸附净化性能、再生使用性能和吸附灵敏度,对氨气的最大吸附容量可达到93.52 mg/g,再生后纤维交换容量为6.88 mmol/g,略有增加.温度为(26±1)℃时、相对湿度为54%～65%时,纤维对氨气的吸附净化效果最好.初始氨气质量浓度分别为31.0、60.0 mg/m~3时,经纤维吸附净化后分别降至0.1、1.5 mg/m~3,去除率分别为99.7%、97.5%.     

Ti-1300钛合金挤压管材组织性能研究

通过室温拉伸测试和显微组织观察，研究了挤压温度和热处理工艺对Ti-1300钛合金挤压管材显微组织和力学性能的影响，讨论了热加工工艺、显微组织和力学性能之间的关系。结果表明：Ti-1300钛合金在两相区挤压后的横向组织均匀细小，纵向组织沿挤压加工流线破碎均匀；其拉伸强度高达1 445 MPa。管材在相变点以上的高温固溶组织主要由等轴β相晶粒组成，具有较好的塑性。合金两相区挤压后具有较好的强度和塑性的匹配，两相区挤压的塑性明显优于β单相区挤压，尤其面缩。试样经过固溶时效处理后显微组织明显细化，强度大幅度提高，可达1 300 MPa以上。     

循环作用对马蹄寺石窟群岩体性能的影响

马蹄寺石窟群地处河西走廊中部,气候条件十分恶劣。由于常年受到温度、湿度、酸碱盐等作用的影响,石窟岩体性能出现了不同程度的劣化现象。通过开展室内模拟试验,研究以上多种恶劣环境的循环作用对于岩体抗压强度、波速、质量的影响规律,同时使用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、X射线荧光光谱(X-ray fluorescence,XRF)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对循环作用过程中样品的矿物组分、元素含量和微观形貌进行分析研究。研究结果表明,循环作用使样品中的长石类矿物和方解石含量降低,黏土类矿物含量增加,胶结程度下降,孔隙逐渐发展成为横向微裂隙,导致样品的性能出现不同程度的劣化现象。循环作用对岩体性能的影响程度从大到小依次为冻融循环、耐盐循环、耐碱循环、耐酸循环和温湿循环。     

基于修正斜压场的RC框架边节点剪切性能分析

为研究钢筋屈服强度和混凝土抗压强度对钢筋混凝土(RC)框架边节点剪切性能的影响规律,基于修正斜压场理论(MCFT),对某框架边节点的剪切应力-应变骨架曲线进行数值模拟,并与试验结果进行对比.在验证MCFT算法的精度后,研究钢筋屈服强度和混凝土抗压强度两个参数变化对RC框架边节点剪切应力-应变骨架曲线和峰值剪切应力的影响规律.结果表明:基于MCFT可以较好地模拟RC框架边节点的剪切应力-应变关系曲线; RC框架边节点的峰值剪切应力对混凝土抗压强度的变化更为敏感,但当试件的钢筋(HRB400)屈服应力下降幅度超过16.45%时,对钢筋屈服应力的变化更为敏感;当试件的钢筋(HRB400)屈服应力下降幅度超过10%时,节点发生钢筋滑移破坏,此时峰值剪切应力会大幅下降.     

装配式夹芯复合墙板抗震性能模拟分析及优化设计

为了研究装配式陶粒混凝土夹芯复合墙板的抗震性能,本文共建立了4个有限元模型,主要包括普通混凝土夹芯复合墙板、陶粒混凝土夹芯复合墙板、纤维增强陶粒混凝土夹芯复合墙板以及实心陶粒混凝土墙板.通过计算结果与实验结果对比分析,验证了计算模型的正确性.采用ABAQUS模拟求解的分析方法,分别研究了4种墙板的滞回性能、延性、承载及变形能力以及刚度退化等性能.结果表明:夹芯复合墙板表现出相对良好的抗震性能;两侧核心承重部件材料对墙板整体抗震性能影响较大;纤维增强陶粒混凝土表现出较好的延性,整体抗震性能相对较好,具有一定推广价值.另外,发展夹芯节能墙板也符合国家提倡的绿色、节能、保温等发展政策.     

基于退化特征相似性的航空发动机寿命预测

针对航空发动机结构复杂、性能退化参数众多、寿命预测精度低等问题,提出了一种基于退化特征相似性的寿命预测方法。首先通过基于Relief算法的退化特征筛选、基于主成分分析(principal component analysis,PCA)的特征提取和基于核函数的特征平滑,提取低维正交多变量退化特征;然后进行特征的相似性匹配,寻找与当前样本特征片段最相似的一组历史样本中的特征片段集合,将这些片段对应的RUL信息融合并采用密度加权方法得到当前样本的寿命预测估计值;最后通〖JP2〗过美国国家航空航天局(national aeronautics and space administration,NASA)提供的航空涡轮扇发动机仿真数据集验证了该方法的有效性,其寿命预测性能高于现有几种代表性方法。     

相参频率捷变雷达目标稀疏重建性能边界综述

相比频率固定的脉冲多普勒体制, 频率捷变体制在抗干扰方面具有显著优势。但在该体制下, 基于匹配滤波的信号处理算法存在旁瓣平台问题, 难以与动目标检测兼容。压缩感知理论将目标参数估计建模作为欠定方程求解, 为该问题提供了解决思路。在相参频率捷变雷达中, 压缩感知能否准确重建目标是一个基础性问题。本文梳理了针对该问题的相关研究, 借助相变理论与相变曲线的解析表达式, 定量描述了捷变频雷达重建目标的成功概率与主要系统和目标参数之间的关系; 该理论性能边界与仿真实际所能达到的性能相接近。此外, 还探讨了现有成果在实际应用中的价值, 展望了未来研究方向。     

模具的石膏改性研究

石膏模具存在重量轻、生产效率高、能耗少等诸多优点,因此,在国内外得到广泛应用。但是,它也存在强度较低、使用寿命不长、质量不优良和抗冻性差等缺点,所以,如何有效地提高石膏模具的性能、最大限度发挥其优势成为当前需要解决的主要问题。本文着重研究了石膏模具改性方法,以优化改性剂配方,揭示改性机理,有效提高石膏模具的性能。     

采用显式动力学的轴承性能退化评估指标构建

针对非平稳工况下常规时域统计特征对滚动轴承早期微弱故障不敏感的问题，提出一种对早期微弱故障敏感且能表征性能退化趋势的性能退化评估指标，即特征相似比(FSI)。首先，对4种变工况轴承振动信号进行测试，分析统计特征对径向载荷、转速波动和故障程度的敏感性；然后，选择对工况不敏感但对故障程度敏感的特征作为最佳特征；最后，通过计算相邻两样本最佳特征的相似比构建FSI指标。采用所构建的FSI指标对轴承仿真故障数据和全寿命疲劳试验数据进行试验验证，结果表明：轴承发生早期故障时，最佳特征幅值增加9.4%,高于均方根值的4.7%、绝对均值的5.2%;全寿命轴承出现微弱故障时，FSI幅值增加21.8%,高于均方根值的6.5%,且FSI准确表征了轴承性能退化趋势。