水下缝合摩擦焊接试验装置的研制

为了深入研究水下及深水厚壁钢结构裂纹修复新技术——缝合摩擦焊的连接机理及特性,研制了一种可进行水下焊接的缝合摩擦焊实验装置。实验装置由机械系统、液压系统和电控系统三部分构成。机械系统包括基座、移动工作台、摩擦主轴头以及主轴头的高速旋转装置和轴向移动装置。液压系统为主轴头的高速液压马达提供动力。电控系统采用PLC为主控制器,通过控制伺服电机和液压伺服阀来分别控制主轴头的轴向进给运动和高速旋转运动,并提供操作方便的人机界面,对焊接过程和焊接参数进行实时跟踪和控制。本实验装置为缝合摩擦焊的工艺特性和连接机理研究提供了设备基础。     

长江中下游河道岸滩低空机载LiDAR点云地形滤波算法

探索新兴的低空机载Li DAR技术,解决长江中下游植被高覆盖、高遮挡区岸滩地形测绘难题。提出一种针对多层次、高密度植被覆盖区的低空机载Li DAR点云植被滤波算法,该算法通过多回波分析对点云进行粗滤波后,采用数学形态学运算获取地面种子点,对地形局部进行趋势面拟合,再通过随机采样一致性检测,剔除植被点,保留地面点,从而获取测区的数字高程模型(DEM)。典型测区试验表明,该滤波算法能解决长江中下游河道岸滩地区地形起伏较大、植被高覆盖区域植被点云智能化剥离难题。根据测区实际情况,设计针对性的滤波算法,即使是植被与地面点云高度混淆、激光穿透率低于15%的复杂情形,仍能有效分离出地面和非地面点。     

循环荷载下钙质砂单颗粒破碎试验研究

钙质砂是长期在饱和的碳酸钙溶液中经物理、生物化学及化学作用过程而形成的海洋沉积物,是人工岛建造常用的岩土工程材料,其力学特性直接影响人工岛的安全使用.海洋环境下钙质砂不间断承受海洋动荷载的影响,因此有必要探究循环荷载作用下钙质砂单颗粒动强度特征.为此采用自行设计研制的单颗粒循环加载仪器对不同形状、粒径的南海钙质砂进行单颗粒破碎试验,利用Weibull统计函数描述每种粒径下的单颗粒动强度分布规律.基于试验所得力-位移曲线,发现钙质砂单颗粒在动荷载试验过程中的破坏模式分为两种:一种是颗粒破碎发生在加基值力之前,一种是颗粒破碎发生在加基值力之后.对不同粒径单颗粒动强度统计分析,发现单颗粒动强度的分布与粒径有关,粒径越大则强度越低;相同粒径下不同形状的单颗粒动强度规律为:块状颗粒条状颗粒片状颗粒;同一形状下单颗粒强度服从Weibull分布,在双对数坐标轴下,特征单颗粒动强度与粒径呈线性关系.     

五种土壤胶体对重金属镉的吸附特征研究

土壤胶体作为土壤中最细微、最活跃的部分,在土壤对重金属的累积方面起主要作用.研究不同土壤胶体对镉的吸附-解吸行为、化学形态转化等的影响,有利于摸清不同土壤类型中镉的迁移性和生物危害性,对开展区域农田镉污染修复有重要意义.本文选取蒙皂石、高岭土、针铁矿、氢氧化铝、腐殖酸五种土壤中常见的胶体,探究不同土壤胶体对镉的吸附特征.结果表明:(1)五种胶体对镉的吸附均属于单分子层吸附,蒙皂石能快速吸附大量的镉,但吸附的镉不稳定,解吸率最高;腐殖酸和针铁矿吸附的镉解吸率较低.吸附-解吸实验结果显示,五种土壤胶体对镉的保留吸附量为:腐殖酸(41.38 mg/g)针铁矿(24.95 mg/g)高岭土(19.43 mg/g)蒙皂石(15.06 mg/g)氢氧化铝(10.84 mg/g).(2)镉的形态分析结果显示,蒙皂石和高岭土吸附的镉大多以可交换态存在,针铁矿和腐殖酸吸附的镉形态较稳定,除针铁矿外,残渣态含量均较低,形态分析结果与吸附-解吸实验结果一致.(3)pH对于五种胶体吸附镉的影响程度大小为:腐殖酸针铁矿高岭土蒙皂石氢氧化铝.     

张应力对石墨烯能量带隙的影响

在不考虑电子与电子之间相互作用的情况下,采用紧束缚近似和线性弹性理论解析计算石墨烯在张应力作用下的能量色散.计算结果表明:沿锯齿方向的张应力能使石墨烯产生能量带隙,这个带隙是临界的,需要超过24.5％的临界变形;沿扶手椅方向的张应力不能使石墨烯产生能量带隙;石墨烯能量带隙的获得是处在第一布里渊区的两个非等价的狄拉克点合并的结果;当应变沿扶手椅方向时,2个非等价的狄拉克点随着应变的增大向相反的方向移动不会合并,而当应变沿锯齿方向时;2个非等价的狄拉克点随应变增大彼此接近,最终合并.     

两面针中氯化两面针碱对照品的制备

建立从两面针中制备氯化两面针碱对照品的方法,利用硅胶柱层析、重结晶和反相制备高效液相色谱对两面针的乙醇提取物进行分离纯化,以HPLC对氯化两面针碱进行纯度检查和含量测定,并通过UV、IR、MS、1 HNMR等对其进行结构确证。从两面针叶中分离、纯化出氯化两面针碱对照品,质量分数>99.0%。所建的制备方法简单,制备出的氯化两面针碱对照品符合中药化学对照品的相关要求,可作为两面针药材和含两面针成药质量控制,以及中药药效物质基础用的化学对照品。     

苎麻雄性不育保持系组培再生技术研究

以苎麻雄性不育保持系GS13-X1为实验材料,选用MS培养基附加激素TDZ和2,4-D,研究不同激素浓度组合对种子苗叶片和茎段外植体愈伤诱导与不定芽分化的影响.试验结果表明,GS13-X1再生的最适培养基为MS+0.3 mg/L TDZ+0.05 mg/L 2,4-D+30 g/L蔗糖+7.5 g/L琼脂,叶片和茎段的愈伤诱导率分别为100%和95.24%,出芽分化率分别为11.11%和23.81%.50 mg/L卡那霉素可以明显抑制茎段和叶愈伤诱导与分化.苎麻雄性不育保持系组织培养再生技术是苎麻雄性不育转基因验证的前提条件,也是苎麻遗传工程改良的基础.     

环氧酚醛／镀锡薄钢板体系在功能饮料中的腐蚀行为

利用电化学阻抗谱（EIS）和电化学噪声技术,并结合扫描电镜、能量散射x射线谱等表面分析技术,研究了环氧酚醛／镀锡薄钢板体系在功能饮料中的腐蚀过程并探讨了腐蚀机制．实验结果表明,浸泡前3dEIS图呈现单容抗弧特征,涂层防护性能良好;浸泡28d后EIS图呈现双容抗弧特征,电解质溶液已经渗透通过有机涂层;220d后EIS图呈现3个时间常数的特征,镀锡层与基体金属发生了腐蚀;364d后EIS图又呈现单容抗弧特征,涂层基本失去防护性能．随浸泡时间的增加,电流噪声的幅值逐渐增加,表明腐蚀程度越来越严重．环氧酚醛／镀锡薄钢板体系在功能饮料中的腐蚀过程,大致分为3个阶段：①涂层的润湿过程;②腐蚀性离子的传输并引发腐蚀;⑧腐蚀加剧．其腐蚀机制首先是涂层发生破损形成微孔,接着是涂层下的镀锡层在功能饮料的有机酸中发生腐蚀;镀锡层遭到腐蚀破坏后,由于基体金属碳钢具有更高的电化学活性,腐蚀过程转化为碳钢基体的溶解．     

KOH溶液制作类圆形硅膜阵列研究

由于单晶硅在碱性腐蚀液中的腐蚀速率呈各向异性,在圆形掩膜下很难实现圆形单晶硅膜的制作.利用添加剂异丙醇(IPA)来改善KOH的腐蚀特性,在KOH与IPA混合腐蚀液体系中制备出类圆形硅膜阵列.通过扫描电镜观察腐蚀图形形貌,结果表明带有图案的N型衬底在质量分数为40%的KOH和IPA构成的混合溶液中,腐蚀出底面平整侧壁光滑的圆形硅膜阵列,并且初步探讨导电类型对腐蚀形貌影响机制.     

抛物面槽式太阳能集热器热性能稳态与动态测试方法的比较

抛物面槽式太阳能集热器热性能测试主要可以分为稳态和动态测试2种方法,依据二者所采用的物理模型,比较它们的应用范围,并且分析各自的优缺点.基于北京延庆实验平台测得的天气和集热器运行数据,运用最小二乘法进行模型的多元回归,得到稳态测试模型和动态测试模型的判定系数分别为0.58和0.96.研究表明:对于稳态测试方法,虽然物理参数少,但测试条件要求极高,只能在特定的实验装置上进行,不适合于实际运行方式下的槽式集热器;而动态测试方法充分考虑集热器的光学响应和热容特性,因此很大程度上降低了测试条件,使现场规模化槽式集热器热性能测试成为可能,是未来标准测试方法的发展趋势.