2020年细胞力学热点回眸

 概述了2020年细胞力学研究的热点和进展，探讨了细胞膜表面张力、细胞粘附力、细胞弹性模量、细胞与纳米颗粒相对刚度等对细胞生物学行为的影响及其在疾病诊疗中的应用。     

基于LabVIEW的电梯钢丝绳状态监测多通道数据采集

针对电梯钢丝绳运行状态存在的在线监测困难、故障检测不准确的问题,搭建模拟电梯钢丝绳运行的实验台,通过设计励磁器、检测器结构,设计基于LabVIEW的电梯钢丝绳状态监测多通道数据采集系统。对钢丝绳断丝、磨损等常见故障信号进行多通道采集并实时显示波形图、存储数据以便进行进一步分析。试验表明,该系统可以多通道采集钢丝绳的漏磁信号,提高了信号的空间分辨率,能准确地检测不同程度的钢丝绳断丝磨损等故障信号,并将采集到的数据以TDMS文件的形式保存下来进行波形回放,进一步定量分析故障部位及程度。     

钢支撑滞后架设对深基坑内支撑轴力的影响

为探究钢支撑滞后架设对基坑内支撑轴力的影响,以某地铁车站深基坑为研究对象,基于有限元计算结果,系统分析了钢支撑滞后架设对基坑各内支撑轴力的影响规律。结果表明:钢支撑滞后架设对与其相邻的上道支撑轴力影响较大,对与其相隔的上道支撑轴力影响较小,对在其之后架设的支撑轴力影响很小;支撑滞后架设会使其自身少承担坑后主动土压力,第1道支撑主要分担了第2道支撑由于滞后架设而少承担的主动土压力,第2道支撑主要分担了第3道支撑由于滞后架设而少承担的主动土压力,第1道支撑和坑底被动区土体共同分担了2、3道支撑均出现滞后架设而少承担的主动土压力;第3道支撑滞后架设会导致第1道钢筋混凝土支撑出现拉力,说明了深基坑第1道支撑普遍采用钢筋混凝土支撑而不选择钢支撑的优越性。相关研究成果可为类似工程设计及施工提供参考。     

气田采出水乳化规律及其与界面张力的关系研究

为了得到不同影响因素对气田采出水乳化的作用规律，以及乳化规律与界面张力的关系，首先研究了气田采出水的矿化度和主要无机盐（CaCl₂、NaCl）浓度对其乳化规律和界面张力的影响。研究发现：静置初始乳化程度、乳化稳定性和界面张力均随矿化度或无机盐浓度的增加而逐渐降低；增加相同质量浓度的CaCl₂或NaCl时，CaCl₂对乳化程度和界面张力的影响更大。其次，通过研究不同泡排剂含量下的乳化规律，发现增加微量泡排剂就可大幅提升静置初始乳化程度和乳化稳定性：泡排剂质量分数从0仅提升至1‰，静置初始浊度即提高1倍，静置48 h后浊度的降低幅度从94%降至43%。此外，增加矿化度和泡排剂含量均会使油/水界面张力降低，不过二者对静置初始乳化程度的变化趋势影响相反，说明仅凭界面张力的变化无法判断初始乳化程度上升或下降的变化趋势。但对比不同影响因素下界面张力的变化幅度和静置初始乳化程度的变化幅度发现，在单因素实验中，当界面张力的变化幅度越大时，气田采出水静置初始乳化程度的变化幅度也越大。     

基于径向基函数网络模型的中国生态压力指数评价

为了解决生态压力指数法参数繁多、计算量大、难以进行多区域评价以及因计算过程包含主观因素而导致评价结果偏差等问题, 构建一种简单易行、科学有效的生态压力评价方法。选取生态压力评价相关指标, 建立径向基函数网络(RBFN)模型, 根据目前已有的生态压力指数计算结果, 进行模型训练和检验, 分别对2008年和 2013年中国31个省、自治区和直辖市的生态压力进行评价, 并利用GIS软件, 对评价结果进行可视化表达。结果显示, 中国有一半的地区处于极不安全的生态压力状态, 北京一直是全国生态压力最大的地区; 2008-2013年, 有22个省级行政区的生态压力变大; 生态压力最大的是华北地区, 生态压力最小的是西北地区。     

新型耐盐蠕虫状胶束体系的性能和驱油效果研究

利用两性表面活性剂十六烷基磺基甜菜碱(HDAPS)、阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和助剂在高盐条件下制备两种蠕虫状胶束体系,即HDAPS-SDS体系和HDAPS-SDS-0.2%助剂混合体系,研究体系的黏弹性能、降低油水界面张力性能和驱油效果。结果表明,质量分数为0.73%的HDAPS-SDS体系所形成的蠕虫状胶束在60℃时黏度为42.3 mPa·s,与原油界面张力最低值为6.0×10-2mN·m-1;加入0.2%助剂后,0.73%HDAPS-SDS体系的黏度提高到51 mPa·s,并可与原油达到6.7×10-3mN·m-1的超低界面张力;两种新型蠕虫状胶束具有流度控制和降低油水界面张力的双重作用,具有较好的驱油效果。     

Research on mine dustfall agents based on the mechanism of wetting and coagulation

Mine dust is classified as one of five natural coal mining disasters because it can harm the health of miners and poses a serious threat to the safety of the coal mine. Therefore, preparation of an effective dust suppression agent is highly desired. To improve the capture efficiency of fine dust, this study examines the dust suppression effects of various combinations of wetting agents, additives, and coagulation agents by using the optimum seeking method to reduce mine dust, particularly respirable particles. The optimal formula is shown to contain 10wt% fatty alcohol polyoxyethylene ether（JFC）, 4.96wt% cationic polyacrylamide, and 4wt% calcium chloride. The dust suppression effect can be achieved at 96.1% in 5 min by using the optimal formula.     

冷连轧机厚度和张力系统的智能解耦控制

现代冷连轧机组中的厚度和张力系统具有多变量、强耦合、不确定等特点.以某厂1700mm冷轧机组为背景,以现场数据为核心,建立了厚度和张力耦合系统数学模型.针对系统模型的参数扰动以及外部扰动等不确定性,提出了基于准对角递归神经网络多变量PID控制策略,该策略具有较强的表达和处理瞬态信息的能力,实现了厚度和张力系统的解耦控制.仿真结果验证了本算法的有效性,其解耦响应速度和抗干扰能力明显优于传统解耦控制效果,适合解决非线性系统的动态问题.     

受限于对称性破缺狭缝间氢键流体的界面性质

利用经典流体的密度泛函理论并结合改进的基本度量理论研究了受限于对称性破缺狭缝间氢键流体的界面性质.首先,根据氢键流体在狭缝间的吸附-脱附等温线以及相应的巨势等温线获得不同条件下氢键流体的界面张力.在此基础上,集中讨论了对称性破缺程度、氢键键能以及狭缝间距等因素对氢键流体界面特征的影响.结果表明:流体的界面性质与这些因素密切相关,研究结果可为进一步揭示对称性破缺条件下流体的相平衡及界面特征提供可能的理论线索.     

690合金传热管疲劳裂纹扩展研究

采用销加载拉伸方法和直流电压降法测试技术,测量了室温和高温325℃空气中3种不同工艺的690合金传热管的疲劳裂纹扩展速率.试验采用Paris-Erdogan公式进行拟合分析,证明了结果的真实性和可靠性.高温加速了疲劳裂纹扩展.由疲劳裂纹扩展速率曲线可以预测出3种690管材在高温325℃下的门槛应力强度因子幅值ΔKth,扫描电子显微镜下观察断口形貌,疲劳裂纹的扩展为穿晶形式,在穿晶断口上观察到明显的疲劳辉纹和微塑性区.