期刊,陕西师范大学学报（自然科学版） 2024年卷2期_国家学术搜索

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期刊信息/Journal information

陕西师范大学学报（自然科学版）

主　　编：黄春长

出版周期：双月刊

国际刊号：1672-4291

电子邮箱：Lkxuebao@snnu.edu.cn

电　　话：029-85308734

邮政编码：710062

地　　址：陕西省西安市长安南路

陕西师范大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Shaanxi Normal University(Natural Science Edition)CSCDCSSCI北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊是教育部直属高校陕西师范大学主办的自然科学学术性刊物，面向海内外公开发行。它以繁荣科学文化，促进学术交流，发现培养人才，为两个文明建设服务为办刊宗旨，刊登数、理、化、生物环境，计算机科学，体育运动等方面的最新成果。多次获奖，被多个统计源收录。

正式出版

收录年代

高载能超声骨刀的优化设计与性能评估

姜兴刚邓康尹欣江培源...

1-7页

查看更多>>摘要：针对超声骨刀在手术过程中切割效率低和产生骨组织热损伤的问题，设计了具有二级放大结构的高载能超声骨刀。基于驻波理论的等效长度法，结合有限元仿真对其二级放大结构进行设计和优化，测试了其振动性能并进行了骨切割试验。结果表明:具有二级放大结构的超声骨刀的谐振频率为23 306 Hz，振幅为140 μm，骨切割表面平整且无损伤，满足临床手术需求。

关键词：

超声骨刀骨组织二级放大驻波理论有限元仿真

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万方数据

查看更多>>摘要：为研究不同切削条件下旋转超声加工对材料表面残余应力的影响，选取硼化钛晶须(TiB whiskers，TiBw)网状钛基复合材料为实验对象，使用镍基电铸金刚石砂轮进行旋转超声加工，并分析了加工后材料的表面残余应力。结果表明:由于钛基复合材料具有网状结构和优异的高温性能，使切削热和微观相变产生的残余应力较小，磨粒机械作用产生的残余应力更大。随着超声振动的引入，磨粒高频冲击工件表面，使旋转超声加工工件表面残余应力均大于普通磨削。在主轴转速n=9 000 r/min，进给速度vf=8mm/min，加工深度 ap=25μm的加工参数下，旋转超声加工工件表面存在-540MPa的残余压应力，随着主轴转速增大，残余应力显著减小，并且残余应力的影响层深度逐渐减小。超声振动的引入增大工件表面残余压应力，提高材料抗疲劳性能。

关键词：

旋转超声加工TiBw网状增强钛基复合材料残余应力

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电动式换能器:结构、性能及其在声学模拟和校准中的应用与发展趋势

桑永杰张羿双卢苇

14-26页

查看更多>>摘要：电动式换能器以其小尺寸、超低频、超宽带发射的特点，在舰船辐射噪声模拟、声呐系统校准等领域具有广泛应用。总结了电动式换能器的结构及性能特点，讨论了超低频、超宽带发射的原理，回顾了电动式换能器驱动磁路优化、工作频带拓宽、工作深度提升等相关工作。针对电动式换能器研究中的非线性问题，提出了优化驱动磁路来降低输出力的非线性效应、改善电动式换能器与功率放大器的阻抗匹配以降低波形畸变及谐波失真。对于声腔对换能器性能的影响，可以通过在声腔内充入特性阻抗较小的气体以抑制声源级响应起伏现象。电动式换能器未来的研究应以改善大深度环境下超低频段的声辐射性能、提升连续工作时间及可靠性、降低非线性失真为主要方向。

关键词：

电动式换能器非线性声腔声源级

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万方数据

楔形超声切割刀的等效电路模型及其工程设计分析

叶清渝许龙

27-34页

查看更多>>摘要：为优化楔形超声切割刀的工程设计理论，基于变截面弹性体的波动方程，推导了楔形超声刀的等效电路模型。利用等效电路法、有限元法分别计算了楔形超声切割刀的谐振频率和放大系数，根据计算结果设计并制造了相应的实验样品。测试了实验样品的谐振频率、位移放大系数等关键参数。结果表明:楔形超声切割刀的等效电路为非互易二端口等效网络，共振频率的理论计算结果与实验测试结果之间的相对误差小于 5%，等效电路法、有限元法和实验测试所得楔形超声切割刀的共振频率和放大系数结果一致。楔形切割刀的有效机电耦合系数随着纵向尺寸的增大而减小，其位移放大系数随着纵向尺寸增大而增大。研究结果为楔形超声切割刀的工程设计提供了简明理论和设计模型。

关键词：

超声切割等效电路共振频率放大系数

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万方数据

零群速度特征导波在焊缝损伤评估中的应用

任猛孟祥迪邓明晰

35-42页

查看更多>>摘要：通过数值模拟方法研究了零群速度特征导波(zero-group-velocity feature guided waves，ZGV-FGWs)在焊缝损伤检测中的应用。建立了焊缝结构的二维频域有限元模型，损伤程度用不同的杨氏模量表征，验证了焊缝结构中的共振现象并确定了能量集中在焊缝特征区附近时的共振频率。利用三维时域有限元方法确定了ZGV-FGWs共振模式的存在，并分析了不同杨氏模量焊缝的ZGV-FGWs传播特性。结果表明:随着材料杨氏模量的减小，ZGV-FGWs频谱信号幅值显著单调减小，且ZGV-FGWs频谱信号幅值的变化趋势与激励信号的频谱曲线吻合。基于此特性可以设置合适的激励信号，获得幅值变化更强的ZGV-FGWs频谱信号，进而准确评价焊缝的损伤状态。

关键词：

零群速度特征导波焊缝结构共振材料损伤

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基于PVDF梳状换能器的零群速度Lamb波层合板损伤检测的数值研究

郭帅尹莘新邓明晰

43-50页

查看更多>>摘要：为提高层合板损伤检测的准确性与灵敏度，基于聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride，PVDF)梳状换能器激发的零群速度(zero group velocity，ZGV)Lamb波，提出了一种层合板损伤的检测方法。采用二维时域有限元方法，研究了 PVDF梳状换能器对零群速度 Lamb波的激励，通过改变层合板中铝层杨氏模量来表征不同的损伤程度，分析了PVDF梳状换能器电压响应特性与层合板损伤程度之间的关系。结果表明:采用PVDF 梳状换能器能够有效激励零群速度 Lamb波，并获得层合板内部的状态信息。随着损伤程度的增加，PVDF梳状换能器响应的零群速度共振峰频域幅值随着铝层杨氏模量的减小而显著减少，进而灵敏地评价层合板损伤变化。研究结果说明优化设计的PVDF梳状换能器在零群速度 Lamb波的激发与接收性能上都具有优越性，能够有效检测层合板损伤情况。

关键词：

损伤检测PVDF梳状换能器零群速度Lamb波杨氏模量变化

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万方数据

傅里叶变幅杆的外形函数与性能分析

廖迈伟贺西平朱昊昕

51-56页

查看更多>>摘要：为设计振幅放大系数和形状因数均优良的变幅杆，研究了以不同阶次的傅里叶级数为振动位移函数的傅里叶变幅杆模型。推导了不同阶次傅里叶级数时变幅杆的外形函数，计算了相应的形状因数和位移节点。利用有限元方法计算了变幅杆的谐振频率、位移幅值和位移节点，并比较了其与传统变幅杆的性能优劣。结果表明:当面积系数较大时(大于 3。34)，阶梯形变幅杆的振幅放大系数最大，其次是二阶傅里叶、悬链线形、指数形，最小为圆锥形;圆锥形变幅杆的形状因数最大，其次是指数形、悬链线形、二阶傅里叶，最小为阶梯形。谐振频率与面积系数相同的条件下，二阶傅里叶变幅杆的振幅放大系数远大于指数形、悬链线形和圆锥形变幅杆的相应值，其形状因数远大于阶梯形变幅杆。在同时考虑振幅放大系数和形状因数的条件下，相较于传统变幅杆，二阶傅里叶变幅杆综合性能更好。

关键词：

超声变幅杆傅里叶级数振幅放大系数形状因数

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量子纠缠的单配性

郭钰

57-79页

查看更多>>摘要：与宏观物理世界不同，量子世界粒子之间的关联性作为物理资源其关联的强弱不可以任意分配。比如3 量子比特 A、B、C，若 A与B处于极大纠缠态，则 A与C之间不再有纠缠，把这一性质称为单配性。这一性质也是量子信息能够实现安全保密通信的原因之一。自 2000 年Coff-man、Kundu和Wootters(CKW)首次给出纠缠单配性的数学定义以来，学者对这一性质进行了大量研究。基于此，该文系统地对目前研究结果进行梳理，主要对2018 年给出的纠缠单配性新定义以及2019 年基于新定义所得到的结论进行总结，并对量子关联度量多配性新定义及基于新定义得到的辅助纠缠的多配性讨论进行总结。结果表明，新定义对于研究单配性和多配性关系更加便捷，单配性关系取决于约化函数是否为严格凹函数，而辅助纠缠都满足多配性关系。研究结果为今后研究量子关联提供了新思路。

关键词：

量子系统纠缠纠缠度量单配性约化函数辅助纠缠多配性

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关闭时间一致漏洞的Svetlichny不等式

李丹丹高飞严欢

80-88页

查看更多>>摘要：对于任一贝尔不等式，漏洞的存在导致不等式的违背并非都是对局域实在的违背，进而威胁到设备无关量子信息处理任务的安全性。时间一致漏洞(coincidence-time loophole)作为主要漏洞之一，已在两方贝尔不等式的研究中被关闭。Svetlichny不等式作为表征真正多体关联的多方贝尔不等式的典型代表，仍面临时间一致漏洞的威胁。由此，从三方Svetlichny 不等式出发，给出关闭时间一致漏洞的Svetlichny不等式的条件;进一步，讨论更一般情况的结果，给出关闭时间一致漏洞的 n(n≥3)方Svetlichny不等式的条件。该关闭时间一致漏洞的 Svetlichny不等式为设计设备无关的多体量子信息处理协议提供基础工具。

关键词：

时间一致漏洞Svetlichny不等式时间一致事件贝尔不等式

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图卷积神经网络综述

谢娟英张建宇

89-101页

查看更多>>摘要：图卷积神经网络是图论与深度学习的交叉，已成为机器学习领域的研究热点。基于此，介绍了图卷积神经网络的形成，梳理了两大类经典的图卷积神经网络:谱方法和空间方法，详细介绍了这两类图卷积神经网络模型，分析了图卷积操作的核心理论基础，介绍了图卷积神经网络在各领域的应用，总结了图卷积神经网络面临的主要挑战，展望了图卷积神经网络的发展趋势，并分析了图卷积神经网络在野外环境下蝴蝶识别任务中的潜在应用。

关键词：

图卷积神经网络谱方法空间方法目标检测

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