焊接接头超高周疲劳实验研究

本文基于超声疲劳振动技术,设计了三种焊接接头试样(圆形对接焊接试样及其喷丸处理试样和板状十字焊接试样),并利用超声疲劳试验系统测定了其超高周疲劳性能,实验应力比为-1,频率20kHz,实验在室温条件下进行。实验结果表明,圆形对接焊接接头的疲劳性能高于板状十字焊接接头,喷丸处理能提高焊接接头的疲劳强度。将焊接接头的疲劳性能与对应形状的母材进行对比分析,发现焊接接头的疲劳性能远低于母材。在相同疲劳寿命的条件下,圆形焊接接头试件的疲劳强度仅为母材的45%,十字焊接接头试件仅为母材的29%;圆形对接接头在5×106周次以后,试件仍然发生疲劳断裂,而板状十字焊接接头在超高周区域(107～109周次)存在疲劳极限。超声疲劳断口的扫描电子显微镜分析结果显示,圆形焊接接头试件断口位置主要位于熔合区的焊趾处或焊接接头表面几何非连续处,十字接头试件断口位于焊趾处;焊接接头试件裂纹萌生于焊接缺陷、试样表面夹杂或熔合区的不连续处;喷丸处理对焊接接头的裂纹萌生机制没有显著影响。     

基于格子Boltzmann方法的纤维增强气凝胶复合材料等效热导率求解

对于纤维增强SiO2气凝胶复合隔热材料的等效热导率,以往主要通过提出简化结构之后利用等效电路方法进行理论求解。本文提出一种纤维结构的计算机随机生成方法,生成了不同的纤维气凝胶复合材料等效结构单元;采用三维格子Boltzmann模型求解该等效结构的温度场,并计算了复合材料常温下的等效热导率。本文数值预测结果与理论计算结果及相关实验结果吻合良好,表明本文模型能够有效地预测纤维-气凝胶复合材料的等效热导率。     

毛细管气相色谱法测定烟草及烟气中有机氯农药残留量

烟草样品或从卷烟烟气中收集到的固态悬浮颗粒样品以正己烷在索氏提取器中提取,提取液用弗罗里硅土固相萃取净化,所得溶液经蒸缩至5mL后,供气相色谱法测定。采用DB-5弹性石英毛细管柱分离样品,电子捕获检测器检测,共测定了17种有机氯农药(OCP′s),其检出限(3S/N)在0.02～0.10μg.g-1范围内。平均加标回收率为86%～92%,相对标准偏差(n=7)为3.0%～4.1%。     

毛细管区带电泳法分离测定磺胺药物残留综合实验设计与实践*

结合科研项目,选取学生熟悉的实际样品设计了一个适用于本科教学的仪器分析综合实验——毛细管区带电泳法分离测定磺胺药物残留综合实验设计与实践。详细展示了土壤样品、茶叶样品中磺胺类药物残留完整的分离分析的实验教学过程:首先学生利用有机化学知识对磺胺标准品衍生化,对实际样品进行预处理,然后借助仪器分析化学知识展开分组讨论,从缓冲液浓度、pH、温度等方面探究毛细管电泳分离分析磺胺类药物残留的最优条件,自主设计迁移时间、峰面积重现性实验和加标回收率实验考察实验重现性、精密度,并根据实验实时融入食品、药品安全课程思政。据此培养学生运用综合知识分析和解决实际问题能力、团队分工协助意识和严谨的实验态度,打破科研与教学的壁垒,实现科研对实验教学的带动作用。     

Room temperature direct-bandgap electroluminescence from a horizontal Ge ridge waveguide on Si

We report a lateral Ge-on-Si ridge waveguide light emitting diode(LED) grown by ultrahigh vacuum chemical vapor deposition(UHV-CVD). Direct-bandgap electroluminescence(EL) of Ge waveguide under continuous current is observed at room temperature. The heat-enhancing luminescence and thermal radiation-induced superlinear increase of edge output optical power are found. The spontaneous emission and thermal radiation based on the generalized Planck radiation law are calculated and fit very well to the experimental results. The Ge waveguides with different lengths are studied and the shorter one shows stronger EL intensity.     

饱和土–隧道动力响应的2.5维有限元–边界元耦合模型

针对饱和土中异形隧道的三维动力响应问题,建立了2.5维有限元与边界元耦合模型.将隧道结构视为弹性体,采用2.5维有限元建立隧道模型;将地基土视为饱和多孔介质,采用2.5维边界元建立饱和土体模型.借助组合辅助问题基本解消除了边界积分方程的奇异性.利用饱和土与隧道接触面的位移、面力连续和完全透水或完全不透水边界条件,实现2.5维有限元和边界元模型的耦合求解.模型具有计算效率高、适用范围广的优点.通过与完全透水和完全不透水边界条件下轴对称问题的半解析解以及单相介质的2.5维有限元与边界元耦合模型对比,验证了本文模型的正确性.最后利用该模型计算了饱和土体中类矩形隧道在移动载荷作用下的三维动力响应,分析了不同土体渗透性下位移及孔隙水压力沿隧道轴向、环向和深度的分布规律.结果表明:(1)孔隙水压力随土体渗透性增大而显著减小,位移受土体渗透性影响小;(2)位移及孔隙水压力在隧道环向主要分布在距载荷作用点两侧约2 m的范围内;(3)孔隙水压力沿深度的衰减比土体位移快,且孔隙水压力和轴向位移沿深度的分布受土体渗透性影响大.     

基于改进YOLOv4的扫描电镜磨粒图像智能识别

磨损颗粒分析是设备磨损故障诊断和预测的有效手段，为了提高磨粒检测的自动化和智能化程度，提出1种基于改进YOLOv4的目标检测算法，并应用于航空发动机扫描电镜磨粒图像识别.首先，新算法采用VoVNetv2-39替换YOLOv4原主干网络CSPDarknet53，并引入BiFPN特征金字塔结构与新主干相连，同时调整模型中所有3×3标准卷积为深度可分离卷积，以加强多层次特征融合，构造轻量级网络；其次，利用迁移学习解决扫描电镜磨粒图像数量较少的问题，并通过冻结训练加速模型训练过程；最后，应用实际发动机扫描电镜磨粒图像验证，结果表明：新算法相较于原YOLOv4网络，在保证精度的前提下，网络参数量大幅降低，识别速度提升51.1%，满足实际扫描电镜磨粒图像快速、简洁和高精度的检测需求，具备潜在的工程应用价值.