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期刊信息/Journal information
实验技术与管理
实验技术与管理

李德华

月刊

1002-4956

sjg@tsinghua.edu.cn

010-62783005；62797828-205，207，203，

100084

北京清华大学10号楼2层

实验技术与管理/Journal Experimental Technology and Management北大核心CSTPCD
查看更多>>《实验技术与管理》是面向全国各级各类高等学校实验室的学术技术性期刊，1963年创刊，教育部主管，清华大学主办，月刊，每月20日出刊。是中国科技核心期刊 、《CAJ-CD规范》执行优秀期刊、国内外公开发行、是高校实验室工作研究会会刊。收录我刊的国内媒体：国家科技部《中国科技论文统计源期刊》（中国科技核心期刊）、《中国学术期刊》（光盘版）、中国核心期刊（遴选）数据库、《万方数据资源系统数字化期刊群》、《中国期刊网》、《中国学术期刊综合评价数据库》、《中国期刊全文数据库》、《中文科技期刊数据库》、《中文电子期刊服务》、《中国学术期刊文摘》（中文版）。收录我刊的国外媒体：美国《剑桥科学文摘:材料信息》（CSA：MI,工程技术）、美国《化学文摘》（CA）。
正式出版
收录年代

    基于第一性原理计算的单原子催化剂电催化还原CO2研究实验设计

    王兆杰曹守福刘思远李娇...
    93-100页
    查看更多>>摘要：为了拓展计算材料学实验课程前沿内容，设计了基于第一性原理计算的电催化CO2还原体系性能研究实验项目。实验包括电催化CO2还原(ECO2RR)体系基础学习、计算模型构建、任务提交及计算结果分析等内容。该文介绍了ECO2RR体系的设计和模拟方法，通过在Mo2CO2 MXene基单原子催化剂表面构建电催化体系，对其CO2 吸附机理和还原机理进行了分析，并通过对比生成不同反应产物的反应能量研究了单原子催化剂与 ECO2RR活性和产物选择性的构效关系。

    电催化CO2还原第一性原理计算单原子催化剂

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    具有故障概率分析功能的故障注入攻击平台的设计与应用

    周大伟吴童王丹
    101-107页
    查看更多>>摘要：针对故障攻击中数据需求量大、方法可移植性不强、抗噪性不强、计算复杂度高等问题，设计了一套具有故障概率分析功能的故障注入攻击平台。该平台由攻击目标、故障注入控制器、示波器监控模块和数据采集处理模块构成。利用该平台以 MCU 密码靶为攻击对象，开展了故障注入攻击教学与探索性实验。借助该平台展示各型故障注入攻击的密钥恢复过程，可以使学生更好地掌握故障攻击、泄漏测量和评估技术，培养学生的实践动手能力及知识综合运用能力。

    故障注入攻击故障概率模板攻击互信息分析关联性分析

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    基于双层极值法的储能系统锂离子电池均衡实验设计

    颜宁张骞朱冬梅任自艳...
    108-115页
    查看更多>>摘要：储能系统初始参数和运行环境的差异性，会导致电池单体荷电状态(state of charge，SOC)的不一致性，降低储能系统能量利用率。为解决上述问题，设计了基于双层极值法的锂离子电池均衡实验。采用耦合电感与Flyback变换器搭建均衡系统双层架构，建立电池组端电压、均衡电流及占空比间的关联特性;以储能电池端电压作为均衡目标，提出基于双层极值法的锂离子电池快速均衡方法;搭建电池均衡实验教学平台，设计充放电及静置均衡实验，通过仿真分析和实验数据验证所提方法的有效性。该教学实验将理论知识、实验操作及数据分析相结合，有助于提升电气工程专业相关课程实验的质量和效果。

    锂离子电池双层极值法均衡实验充放电均衡静置均衡

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    自行车控制人骑/推行姿态参数测量实验

    邹铁方孙浩赵晓波袁湘婷...
    116-122页
    查看更多>>摘要：该研究提出手工及软件辅助两种测量自行车骑/推行姿态的方法，并通过物理实验测得自行车控制人的背角、上臂抬高角、肘部弯曲角、左/右侧大腿抬高角及膝盖弯曲角共 7 种姿态参数。统计分析发现，背角、大腿抬高角是区分骑/推行姿态的主要特征参数，当控制人背角α>12°且大腿抬高角θ≤60°时为骑行;当控制人背角α≤12°且大腿抬高角θ>60°时为推行。以此为基础提出判断骑/推行姿态的方法。对 464 张真实照片的判别结果显示，仅凭一张图就能准确判别出 90。3%的骑/推行姿态，说明了该方法的有效性。这种方法是一种测量自行车控制人骑/推行姿态的低成本解决方案。

    自行车控制人骑行姿态推行姿态参数测量背角大腿抬高角

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    基于NX MCD的虚实映射实验交互系统设计与实践

    郭辰光范建成岳海涛李强...
    123-130页
    查看更多>>摘要：该文基于数字孪生理念，结合NX MCD机电概念设计、PLC编程与控制和LabVIEW的图形化编程手段，完成了基于NX MCD的虚实映射实验交互系统设计与实践。以LabVIEW设计的UI界面为控制监测端，物理对象与MCD虚拟模型为执行端，实现了物理对象与MCD虚拟模型的虚实映射，同时MCD虚拟模型能够输出控制信号进而控制物理对象。在此基础上，设计了步进电机往复运动与 MCD 虚拟模型虚实映射实验案例。该实验案例可为本科生和研究生相关课程的实践教学提供虚实映射交互实验方法和手段，可显著提升学生的创新实践能力与水平，是对数字化实践教学研究的一次探索。

    虚实映射数字孪生实验交互系统MCD虚拟模型

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    煤与污泥共气化过程中矿物转化及结渣特性分析实验设计

    路广军高萍萍马志斌
    131-140页
    查看更多>>摘要：该文设计了一个煤与生活污泥共气化过程中矿物转化及结渣特性分析研究实验。该实验涉及煤与污泥混合样品结渣特性、灰熔融特性及共气化过程中矿物转化等方面的研究。以典型无烟煤和生活污泥为原料，利用碱酸比、硅铝比等指数对其结渣特性进行了评价，采用X射线衍射仪与傅里叶红外光谱仪对混合样共气化过程中的矿物相进行了表征。实验结果表明，生活污泥掺量超过50%会导致混合样结渣严重;污泥掺量增大使混合样灰熔融温度降低，掺量为20%时降低效果最显著。与氧化气氛相比，弱还原气氛下掺混更少的污泥即可生成较多的钙长石，从而导致熔融温度降低。通过该实验，能够使学生了解研究含碳固体废物共气化特性的基本方法，培养他们在含碳固废资源化高效利用方面的创新能力。

    共气化生活污泥矿物转化结渣特性灰熔融特性

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    高压临氢金属材料的氢相容性测试技术

    马凯彭文珠
    141-147页
    查看更多>>摘要：金属材料在高压氢环境下可能存在高压氢脆现象，对氢能高压储输装备的安全使用产生威胁，在高压氢环境下开展氢相容性测试是获得材料临氢力学性能、预防装备因高压氢脆引起失效的有效手段。该文总结了金属材料的氢脆理论，从测试原理、测试标准及应用场景等方面系统梳理了高压氢环境下金属材料氢相容性的测试方法，并介绍了测试装置及测试流程。最后以4130X钢为例，开展了空气和50 MPa氢气下的疲劳裂纹扩展速率测试。测试结果表明，高压氢气对4130X的疲劳裂纹扩展有明显加速作用，且加速程度随着裂纹的扩展逐渐增大并趋于稳定，最终氢环境下的疲劳裂纹扩展速率达到空气下的近20倍。

    金属材料氢脆氢相容性测试疲劳裂纹扩展

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    基于涡旋高斯光束的自成像效应数值实验

    李欣张培峰展凯云
    148-155页
    查看更多>>摘要：涡旋光束的传输动力学行为是光学领域研究的热点之一。该文采用理论分析与数值模拟相结合的方法，研究了经典光学涡旋、非对称幂指数光学涡旋和对称幂指数光学涡旋三类不同涡旋高斯光束的传输行为。结果表明，在自由空间中三类光学涡旋高斯光束均可产生整数、分数自成像效应，其自成像距离与无光学涡旋高斯光束产生的自成像现象的复现距离一致。自成像平面上光场结构由一系列周期性阵列光束构成，其光强分布与涡旋相位的拓扑荷数和幂指数阶数密切相关。对于所施加的三类光学涡旋，阵列波束表现出了圆环、螺旋及花瓣型三类不同的光场分布，但是其相位分布基本保持不变。该研究为系统认识周期性涡旋光束的演化动力学行为，以及获得新颖的结构光束提供了新的思路和方法。

    自成像效应光学涡旋高斯光束螺旋相位

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    砌体轴心和局部受压离散元仿真在教学中的应用

    李涛蔡靖
    156-164页
    查看更多>>摘要：砌体是块体和砂浆的黏结组合材料，为了让学生更好地理解砖块体和砂浆对外力的分担作用，运用离散元方法建立了砖块体团簇模型、砂浆团簇模型，进而"砌筑"了普通砖砌体数值试件，对砖砌体分别开展轴心受压和局部受压仿真。仿真复现了砌体受压时的应力-应变关系和破坏模式，应力峰值处伴随大量砖颗粒-砖颗粒胶结接触破坏。砌体应力主要由胶结接触承担，其中砖-砖胶结接触>砖-砂浆胶结接触>砂浆-砂浆胶结接触，砂浆主要起到连接块体的作用;法向接触力承力大于切向接触力。通过仿真教学，有助于学生建立砌体宏观力学表现受控于微观结构和微观力学的认知，加深了学生对砌体受力机理和强度的理解。

    砖砌体轴心受压局部受压离散单元法虚拟仿真

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    基于COMSOL的永磁电磁混合悬浮实验设计与分析

    高涛杨杰周发助曹泽华...
    165-174页
    查看更多>>摘要：为改善永磁磁浮技术及装置性能验证过程中存在的危险系数高、费用昂贵、现场测试条件差等问题，基于系统仿真软件模拟优势，应用相似理论的模型实验方法，探究了电磁场与永磁场的主动控制策略，设计了一套完整的磁悬浮实验系统。以工程电磁场理论及非线性有限元算法为基础，利用 COMSOL Multiphysics模型开发器对永磁电磁系统的磁力场作用规律及控制策略进行了设计与分析，验证了两种悬浮结构的多模态模型下的控制算法的可行性，并为初步研制并联式混合悬浮系统设计及算法实现提供了模拟样机，为提高学生理论分析及应用设计能力提供了更为直观、系统的实验平台。

    永磁电磁COMSOL有限元联合仿真悬浮控制

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