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化学与材料科学

  • 多孔螺旋碳纤维气凝胶吸附亚甲基蓝性能研究

    吴智清;文亚东;曹若昭;刘兴龙;刘浩;陶锋;王志俊;

    以废弃茶叶中的螺旋导管为原料,成功制备出一种多孔螺旋碳纤维气凝胶(PSCFAs)吸附剂,考察了KOH浓度、活化温度和活化时间等对PSCFAs孔结构和吸附亚甲基蓝(MB)性能的影响,并探究了PSCFAs对水中污染物MB的吸附动力学、等温吸附模型、最佳吸附浓度和循环稳定性。研究表明,活化剂的浓度为1 M、温度为700℃、活化时间为1 h时获得的PSCFAs样品比表面积最大(约为1 469.03 m~2/g),孔隙总体积最大(0.594 cm~3/g),对水中MB的最大吸附浓度高达476 mg/g。PSCFAs对MB的吸附行为符合Langmuir方程(R~2=0.999 56-0.999 72)和二阶动力学模型(R~2=0.998 7)。

    2023年05期 v.38;No.144 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1596K]
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  • 扫描速度对选区激光熔化高强Al-Mg-Sc-Zr合金组织与性能的影响

    陶靖;刘桐;黄仲佳;吴敏;骆良顺;苏彦庆;周晓宏;

    采用选区激光熔化(SLM)技术在不同扫描速度工艺条件下制备了高强Al-Mg-Sc-Zr合金,采用了光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、室温拉伸实验、室温摩擦磨损实验等方法,研究了激光扫描速度对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:当激光功率不变,扫描速度在1 250~1 850 mm/s时,随着扫描速度从1 250 mm/s升至1 850 mm/s,合金致密度和力学性能均呈现先升高后降低的趋势。当扫描速度达到1 850 mm/s时,由于能量密度低导致粉末无法充分熔化,层间润湿不充足,形成大量不规则孔隙,降低了材料力学性能。选区激光熔化成形合金在不同扫描速度下均可以完成冶金结合,且致密度均高于98.9%,当扫描速度为1 450 mm/s时,合金成形性能达到最优,致密度为99.87%,其屈服强度、抗拉强度和断后延伸率分别为379 MPa、420 MPa和17.0%,摩擦磨损实验表明其磨损量和磨损速度均为最低,耐磨性能显著优于其他参数。

    2023年05期 v.38;No.144 9-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 2794K]
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  • 超声波轧制微成形过程中铜箔严重塑性变形行为的研究

    宋子良;杨利军;张振猛;张昊;王晨阳;黄健豪;朱协彬;陈志浩;

    对微尺寸厚度铜箔的超声冲击(UI)和超声滚压(URIP)塑变过程进行了理论分析,得出了与静载荷、振幅和材料厚度有关的超声动态冲击效应判据。通过Abaqus数值模拟和实验观察到与应力叠加不同的动态冲击塑性变形模式,模拟与计算的临界载荷、振幅值均为168.5 N、9.4μm,验证了判据的有效性。材料厚度的减小显著增强了弹塑性应力波在界面的反射刚壁效应,使UI产生的等效塑性应变(PEEQ)呈指数型增长并均匀分布。单道次URIP作用下200μm退火铜箔平均晶粒由5.5μm显著细化至0.5μm,且铜箔横截面上形成的亚微米晶粒尺寸呈现均匀分布形态,与在宏观材料表面产生的梯度结构组织不同。高效、均匀的细化效果显示了超声振动在微尺寸厚度箔材强化上的应用潜力。

    2023年05期 v.38;No.144 19-28+37页 [查看摘要][在线阅读][下载 2786K]
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机械与车辆工程

  • 基于液冷的锂离子电池液冷板设计及优化

    唐顺;王海;徐曼曼;杨春来;王雷;桂劲松;谭铁龙;王向东;

    新能源汽车的快速发展对电池热管理技术提出了更加严格的要求。液体冷却方式可以有效将电池运行温度控制在一个适宜的范围,使电池获得高效的充放电能力。在常规的大平板液体通道中,对流换热能力会随着液体边界层的发展而逐步恶化,导致电池散热能力下降。因此,基于常规流道设计出内部带有鳍式结构的液体通道,此种鳍式结构会将液体边界层进行重新初始化,提高换热效率。通过与常规流道结构分析对比,发现带有鳍式结构的异向流动的双通道具有更强的散热能力。然后针对冷却液流速、液体通道的宽度以及鳍式结构的深度这3个因素进行分析,结果发现:增大冷却液流速、液体通道的宽度以及鳍式结构的深度可以提升电池散热效果,但会存在极值,需要通过合理调节以上3个参数,才能得到最佳的散热效果。

    2023年05期 v.38;No.144 29-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1981K]
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自动化与信息工程

  • 基于改进型自抗扰控制的四旋翼无人机姿态控制系统研究

    俞苏苏;齐晶晶;万鸾飞;刘丙友;

    针对四旋翼无人机姿态控制系统在外界干扰下,跟踪精度和抗扰动性能易受到影响的问题,提出一种改进型自抗扰控制(ADRC)算法。首先,基于原点平滑性和连续性考虑设计了改进型非线性函数。其次,基于线性扩张状态观测器(LESO)和非线性扩张状态观测器(NLESO)各自的优点,设计了线性/非线性可切换的改进型扩张状态观测器(IESO)。最后,基于IESO设计了改进型ADRC,将其应用于四旋翼无人机姿态控制系统,并从响应速度、跟踪精度、抗干扰能力三方面对其进行仿真实验验证。实验结果显示,IESO具有更好的观测效果,改进型ADRC的控制性能比传统的线性ADRC和非线性ADRC更优。

    2023年05期 v.38;No.144 38-45+65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1966K]
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  • 基于改进SuperPoint网络的视觉SLAM算法研究

    方鑫;孙新柱;陈孟元;陈何宝;

    针对传统视觉SLAM算法在视角变换和光照变化时易导致位姿估计精度低甚至跟踪失败等问题,启发于SuperPoint网络在特征提取上的强鲁棒性,提出一种基于轻量级SuperPoint网络的视觉SLAM算法(Light Weight SuperPoint network based-on visual SLAM,LWS-vSLAM)。首先,为解决SuperPoint网络编码层计算量过大引起的系统实时性下降问题,采用LWS-NET轻量化特征提取网络,该网络编码层采用轻量级注意力模型对图像特征进行降采样来减小计算量。其次,为解决在视角变换和光照变化环境下存在较多误匹配问题,利用LWS-NET网络的特征检测分类层的插值计算完成图像中优质特征点的筛选,并以优质特征点为中心进行区域内误匹配剔除。最后,将LWS-NET特征提取与匹配网络与ORB-SLAM2系统后端非线性优化、闭环修正和局部建图进行融合,设计一个完整的单目视觉LWS-vSLAM系统。在公共评测数据集TUM、KITTI中进行仿真实验,实验结果表明,算法平均每帧运行时间相较于SuperPoint缩短约30%,轨迹误差相较于ORB-SLAM2减少13.7%,显著提升了在视角变换和光照变化下的定位精度。

    2023年05期 v.38;No.144 46-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 2794K]
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  • 动态场景下基于改进运动性判断的SLAM算法

    贡鹏昊;陈孟元;李明好;

    针对同步定位与地图构建(SLAM)算法中易受场景中动态物体的干扰,造成定位精度不理想等问题,本文提出一种动态场景下基于改进运动性判断的SLAM算法。该算法在特征提取的同时,采用PSPNet语义分割网络获取物体的掩码信息,将不同物体上的特征点区分开。利用背景特征点为样本点计算出基础矩阵,结合语义信息与几何信息判断出物体的真实运动性。当场景被大量遮挡而无法获取足够多的背景点时,从运动物体的跟踪中恢复出当前相机的位姿,提高算法在动态场景下定位的鲁棒性。在TUM公开数据集下的实验结果表明,该算法在动态场景下与ORB-SLAM2相比定位误差减少约94%,表现出良好的构图能力。

    2023年05期 v.38;No.144 56-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2276K]
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纺织与服装工程

  • 天然胶乳改性棉织物的制备及其性能研究

    李开准;王英沣;李煜俊;方斌;

    天然胶乳作为一种性能独特的天然高分子材料,多功能化应用是其未来发展的重点方向。基于此,本文采用一种简单易行的轧烘焙工艺,将天然胶乳整理至棉织物表面,为天然胶乳的应用开拓了新的研究方向。实验中对天然胶乳的整理工艺进行了研究,并对天然胶乳的添加量、烘焙温度、烘焙时间等变量进行了优化;采用扫描电子显微镜和红外光谱仪对样品的表面形态和化学结构进行分析。由于天然胶乳膜的作用,整理后棉织物的力学性能、抗弯性能有所提升,透气性能下降,疏水性能大大提高,织物的整理手感较原棉织物变化不大。整理后棉织物可在60 min内杀死58.14%和85.73%的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌O157:H7,具有一定的抗菌性能。

    2023年05期 v.38;No.144 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1318K]
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  • 冻融循环老化对PE@桉木粉复合材料性能的影响

    卜凡;郭明明;张蕙;陈福涛;杨扬;王宗乾;

    为探究PE@桉木粉复合材料的耐冻融循环老化性能,实验采用相同工艺分别制备了不同颜色的PE@桉木粉板材,系统测试了冻融循环老化进程中板材的吸水性能、膨胀率、力学性能以及色差指标的变化规律,并与PE@徽州混合木粉板材进行对比。结果表明:相对徽州混合木粉,桉木粉具有质地疏松、密度低且颜色浅等特点;随着冻融老化循环次数的增加,制备的PE@桉木粉板材吸水率和膨胀率逐步平稳,且在同等条件下,冻融循环10次后,吸水率是PE@徽州地区混合木粉复合板材的1.10倍,膨胀率与PE@徽州地区混合木粉复合板材持平;冻融老化30次,桉木粉质地疏松与PE混合均匀,制备出的PE@桉木粉板材弯曲强度高于PE@徽州混合木粉板材1.17 MPa;因桉木粉色泽浅,PE@桉木粉板材可加工成盐湖银、浅灰等浅色系列,经5次冻融循环老化后,浅色系板材色差仍能控制在1.1范围以内。

    2023年05期 v.38;No.144 73-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1167K]
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经济与管理科学

  • 考虑知识点掌握缺陷的个性化习题资源推荐

    钱浩文;王忠群;沈超;

    以学习者-知识点掌握缺陷为背景,为学习者提供个性化习题资源为目标,提出一种考虑知识点掌握缺陷的个性化习题资源推荐方法。首先,引入树状关系结构图表示知识点之间的关联关系,对树状关系图中的知识点给予等级划分,赋予各知识点等级相应的权重;然后,依据知识点的权重对学习者-习题知识点的掌握情况进行考察,获取学习者对知识点掌握的缺陷;最后,依据学习者对知识掌握的缺陷情况,进行个性化习题资源推荐。该方法通过计算出学习者对习题知识点的掌握情况,更加明确学习者对其知识点是否掌握,以便提高学习者的学习效率。

    2023年05期 v.38;No.144 79-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 949K]
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  • 通胀风险与跳扩散冲击下企业最优杠杆策略

    鲍琳琳;费为银;潘海峰;

    通胀不确定性对企业投融资决策产生影响,进而影响到企业的最优杠杆策略及市场价值。在通胀不确定下建立企业杠杆的动态模型,利用随机微分方程刻画收益过程、短期债务和通胀变化等;进一步通过伊藤公式和动态规划原理推导出企业价值的哈密尔顿-雅克比-贝尔曼(HJB)方程;最后通过数值模拟分析预期通胀率和通胀波动率变化对股权价值、企业价值和杠杆水平的影响,探讨企业的杠杆选择和融资决策。研究结果表明:在考虑跳扩散冲击和股权发行成本的情况下,高预期通胀率将导致低企业价值,而高通胀波动率却对应高企业价值;高预期通胀率可能使企业的杠杆策略更加激进,而高通胀波动率将促使企业采取审慎的杠杆策略。

    2023年05期 v.38;No.144 88-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 957K]
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