基于计算机模拟技术探究风电主轴热处理过程

基于计算机模拟技术,对42CrMo4合金钢风电主轴热处理过程进行了有限元模拟,对热处理过程中温度场、应力场、相场及硬度场的变化进行了分析。模拟结果表明,水淬过程会产生较大应力,最大应力为354 MPa,回火能够降低由水淬产生的应力,对应的最大应力降低到119MPa;主轴水淬后获得马氏体量占比约为10%,最高硬度达到50.9 HRC,其硬度的增加和马氏体含量成正比;经过高温回火,马氏体可以转变为回火索氏体,硬度降为30 HRC;主轴经热处理后最终的组织为珠光体+贝氏体+回火索氏体+铁素体,硬度范围为26.8～30 HRC,证明可以用计算机模拟技术预测大型锻件热处理结果,为制定热处理工艺提供理论依据。     

三芳胺类荧光探针合成及对化妆品中Hg2+的检测

基于汞离子促进硫代缩醛脱保护作用,设计合成了一种三芳胺类荧光探针N-(1,1′-联苯-4-基)-N-(4-(双(乙基硫代)-甲基)苯基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称L),并采用核磁共振、红外光谱及高分辨质谱对其结构表征。荧光发射光谱表明,在乙腈(ACN)/4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)(V∶V=9∶1,HEPES 10mmol·L^-1,pH=7.4)缓冲溶液中,探针可实现对Hg²⁺的“turn-off”检测,检测过程具有响应时间短、离子选择性好、抗共存金属离子干扰性强等优点。在0～20μmol·L^-1范围内,Hg²⁺浓度与荧光强度呈现良好线性关系,探针对Hg²⁺检测极限低至1.57×10^-8 mol·L^-1,可实现Hg²⁺的痕量检测。将探针L应用于化妆品中Hg²⁺检测,加标回收率96.3%～101.7%,相对标准偏差0.52%～2.76%,准确度较高,具有良好的应用前景。     

红外光谱探究常见污染气体对丝织品结构的影响

丝织品是由丝蛋白质组成,高温、高湿及污染物等因素会使其结构发生变化。为了科学地评估博物馆中污染气体对丝织品结构的影响,采取人工模拟实验制备二氧化氮、二氧化硫、乙酸和氨气常见博物馆污染气体环境,利用傅里叶红外光谱（FTIR）从丝蛋白质肽链结构、二级结构等方面探讨4种污染气体对丝织品蛋白质结构的影响。实验结果表明,二氧化氮老化30 h后样品的红外光谱在1 382 cm-1波数附近出现甲基对称变角振动吸收峰,而其他气体老化50 d的丝织品仍未产生甲基对称变角振动,说明二氧化氮对丝织品破坏最严重。所有污染气体老化后,样品的红外光谱在975和999 cm-1丝蛋白-Gly-Ala-和-Gly-Gly-肽链（一级）结构特征吸收峰处均有不同程度减弱,但碱性气体氨气较酸性气体减弱更明显。傅里叶红外光谱技术结合酰胺Ⅲ带（1 330～1 200 cm-1）去卷积和高斯拟合法研究表明,50 d氨老化后仅引起丝蛋白质非结晶区的轻微变化,α-螺旋、无规卷曲、β-折叠含量变化幅度较小,丝蛋白二级结构变化较小。相比而言,酸性气体对丝蛋白二级结构影响更加显著,出现β-折叠相对含量大幅降低、无规卷曲相对含量明显增加,其结晶区遭受严重破坏。在4种气体中,二氧化氮对丝织品二级结构影响最显著,老化30 h后β-折叠相对含量由原始值30.36%降低至18.12%,约降低40%。相应的二氧化氮对丝织品强度破坏最严重,在β-折叠含量降低的同时,材料的力学强度出现了显著降低。利用波数在1 700和1 640 cm-1红外光谱吸收峰的比值（A_{1 700/1 640}）和波数在1 620和1 514 cm-1红外光谱吸收峰的比值（A_{1 620/1 514}）判断样品的老化方式,实验结果表明二氧化氮、二氧化硫、氨气老化样品的方式主要为氧化老化,而乙酸老化的样品则发生氧化老化和水解老化两种老化方式。随着老化时间的延长,4种气体中二氧化氮老化样品的A_{1 620/1 514}比值增加最多、氧化最严重。推断与二氧化氮的强氧化性有关,也与二氧化氮使丝织品产生显著的甲基对称变角振动有关。建议博物馆应严格监测和控制二氧化氮气体浓度。该研究为制定合理的丝织品文物存放环境提供科学依据,对丝织品文物的保护具有重要意义。     

基于能值的海岸带生态修复成效评估——以鹦鹉洲湿地为例

鹦鹉洲湿地自建成以来已开展了连续5年以上的实地调查和监测,结合长期监测数据构建科学系统的修复成效评价体系对海岸带生态修复工程的评估具有重要的参考价值.采用能值分析方法,通过实地调研、科学监测和查阅文献,搜集所需相关数据,构建了湿地生态系统能量分析结构图和能值指标体系,对自然资产、生态服务等主要能值指标进行了分析,并比较了不同修复时期湿地的功能表现.研究结果表明:2021年,鹦鹉洲湿地自然资产总能值为8.92×10¹⁶ sej,相当于能值–货币价值22.47万元,湿地生态服务总能值为8.88×10¹⁷ sej·a^-1;实施生态修复后,鹦鹉洲生态质量明显改善,其自然资产和生态服务能值分别是修复前的5.01倍和5.73倍;鹦鹉洲湿地生态系统的能值自给率(emergy self-support ratio, ESR)为0.47,能值产出率(emergy yield ratio, EYR)和能值可持续指数(emergy sustainable index, ESI)分别为28.29和25.03,表明湿地产出效率高且可持续发展空间较...     

叶片宽度比对同心双螺旋静态混合器混合性能的影响

同心双螺旋静态混合器是一种新型的静态混合装置,能够实现流体在混合管内的同心反向螺旋流动。为探究同心双螺旋元件内外叶片宽度比对混合效果的影响规律,利用Fluent中多相流混合模型对低雷诺数状态下该混合器内的混合过程进行了数值模拟,研究结果表明：在较低雷诺数下,同心双螺旋静态混合器与对应尺寸的传统Kenics型混合器相比混合效果明显提升,在叶片宽度比e为0~3/2时混合效果提升6.9%~28%;随着内外叶片宽度比的增大,混合效果呈现先增后减的规律,当e=2/3时混合效果最好;在不同的宽度比下,流体的分离强度沿混合管轴向变化规律相同,即在第一个混合元件内分离强度下降缓慢,第二、三个元件内下降迅速,第四个元件内几乎保持不变而处于维持混合状态,说明本文所研究的混合器使用较少的混合元件即可达到较好的混合效果。     

凹槽状PDMS基底上水滴的挥发及Cassie-Wenzel转变行为

通过在线跟踪水滴在凹槽状聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底上的挥发行为, 研究了蒸馏水的挥发规律Cassie-Wenzel转变行为. 结果表明, 初始阶段, 水滴处于Cassie状态, 且在垂直于凹槽方向(V)和平行于凹槽方向(P)上存在显著的各向异性. 水滴的挥发过程依次表现出接触直径不变模式、 接触角不变模式及共同减小模式, 与平滑基底上水滴的挥发规律类似. 在挥发过程中, 发生了Cassie-Wenzel转变, 转变发生的时间与PDMS基底上突起部分的面积分数(即固相率)呈现良好的线性关系. 随着挥发的进行, 水滴的各向异性在接触角不变模式阶段消失, 即挥发导致水滴从开始的椭球缺状变为球缺状.     

交叠车站与区间隧道列车振动对环境的影响

以北京地铁5号线崇文门车站下穿既有地铁2号线区间隧道为背景,研究了上下交叠地铁区间隧道与车站在列车同时通过时,其振动对周围环境的影响.根据5号线崇文门车站与2号线区间隧道的空间相对位置,建立了三维弹塑性有限元模型;采用车辆-轨道耦合动力学模型,得到作用于道床底部的列车动载;根据各种可能的列车荷载组合,分别研究了15种动载组合情况下地表振动的规律.     

低温环境对叠层橡胶支座变形特性影响的试验研究

为探索低温变化对叠层橡胶支座变形特性的影响,利用沈阳冬季寒冷环境温度对两种叠层橡胶支座在不同温度下进行刚度对比试验,证明了低温变化对橡胶支座垂直压缩刚度均有较大影响,对水平刚度影响随橡胶支座胶质及制作工艺不同而不同,同时也证明了橡胶支座水平刚度随压应力增大而增大,以及往复水平荷载作用下两种橡胶支座的水平刚度变化特性,设计使用叠层橡胶支座时,应给出不同环境温度下的垂直压缩刚度及水平刚度·     

一种侧链共轭聚噻吩衍生物薄膜的三阶非线性光学响应

合成了一种侧链共轭的聚噻吩衍生物聚3-（5′辛基-噻吩乙烯基）噻吩（POTVTh）,并通过溶液旋涂制备了聚合物薄膜.吸收光谱显示该聚合物薄膜具有较小的禁带宽度和宽的光谱响应.采用Z扫描技术在800 nm下用飞秒激光器研究了该聚合物薄膜的三阶非线性光学特性,非线性吸收系数为5.63×10^-7cm/W,非线性折射率为-6.38×10^-11 cm²/W,三阶非线性极化率为4.21×10^-9esu,比侧链未共轭的 关键词： 聚噻吩衍生物 侧链共轭 三阶非线性极化率 非线性折射率     

Theoretical Strength of Face-Centred-Cubic Single Crystal Copper Based on a Continuum Model

The constitutive relation of single crystal copper based on atomistic potential is implemented to capture the nonlinear inter-atomic interactions. Uniaxial loading tests of single crystal copper with inter-atomic potential finite-element model are carried out to determine the corresponding ideal strength using the modified Born stability criteria. Dependence of the ideal strength on the crystallographic orientation is studied, and tension- compression asymmetry in ideal strength is also investigated. The results suggest that asymmetry for yielding strength of nano-materials may result from anisotropic character of crystal instability. Moreover, the results also reveal that the critical resolved shear stress in the direction of slip is not an accurate criterion for the ideal strength since it could not capture the dependence on the loading conditions and hydrostatic stress components for the ideal strength.