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湘潭大学学报(自然科学版)
湘潭大学学报(自然科学版)

黄云清

季刊

2096-644X

JXTU@xtu.edu.cn

0732-8292143

411105

湖南省湘潭市湘潭大学期刊社

湘潭大学学报(自然科学版)/Journal Journal of Xiangtan University(Natural Science Edition)CSCD北大核心CSTPCD
正式出版
收录年代

    铁/铝泥免烧陶粒对Tl(Ⅰ)的吸附性能

    卿英俊张俊丰付广义赵媛媛...
    1-13页
    查看更多>>摘要:为探究给水厂残泥免烧陶粒(UCWTR)作为吸附剂用于含铊(Tl(Ⅰ))废水治理的可行性,采用免烧法制备出铝泥免烧陶粒(UCWTR-Al)和铁泥免烧陶粒(UCWTR-Fe)用于水中Tl(Ⅰ)的吸附研究.通过批量吸附、改进三级连续提取法(BCR法)分级提取、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)等方法分析了两种陶粒对水中Tl(Ⅰ)的吸附特性,并探究了两种陶粒对Tl(Ⅰ)的吸附机理.结果表明,准二级动力学模型更适合描述两种陶粒对Tl(Ⅰ)的吸附过程.Langmuir模型拟合UCWTR-Al和UCWTR-Fe最大吸附量分别为5.360 mg·g-1和5.421 mg·g-1,且其吸附量与pH值呈正相关.共存离子实验表明K+对Tl(Ⅰ)吸附的抑制作用最为显著.吸附(Tl(Ⅰ))后UCWTR-Al和UCWTR-Fe中Tl的赋存形态主要以可还原态存在.FT-IR、XPS等表征分析显示,UC-WTR-Al 和 UCWTR-Fe 所含的 Al/Fe—O、Si—O—Si、O—Ca—O、—OH 基团可与 Tl(Ⅰ)发生化学吸附,形成了 Fe/Al—O—Tl的络合物和C—S—H凝胶与Tl结合的螯合产物.研究结果证实了UCWTR-Al和UCWTR-Fe是一种稳定去除Tl(Ⅰ)的高效吸附剂,为其在含Tl(Ⅰ)废水治理的实际应用提供了科学依据与技术支撑.

    Tl(Ⅰ)铝泥免烧陶粒铁泥免烧陶粒吸附

    暴露于高温环境后的超高性能混凝土自愈合能力研究

    刘臻左卿罗三全教中...
    14-27页
    查看更多>>摘要:超高性能混凝土(UHPC)以其优越的力学性能和耐久性能在工程建设中具有广阔的应用前景.然而,UHPC内部结构致密,耐高温性能不佳,在高温环境下暴露后其各方面性能会大幅度下降,限制了其在结构工程和地下施工中的应用,本研究旨在研究UHPC在暴露于高温环境后的自修复能力.UHPC采用水泥-粉煤灰-硅灰水泥基体和钢纤维设计制备,掺入聚丙烯纤维以增强耐高温性.通过模拟在地下环境中的暴露,评估了 UHPC在高温暴露后的自愈合能力.自愈合能力是通过测量高温暴露前后和自愈合试验后的抗压强度、弯曲强度及裂纹宽度的变化来进行表征.自愈合试验对UHPC断裂韧性的影响通过裂口张开位移(CMOD)测试和数字图像相关方法(DIC)表征.研究发现,地下水环境的自愈合效应可以恢复UHPC的刚度、抗拉强度,以及高温后裂纹宽度的愈合.同时,由于钢纤维的腐蚀,抗压强度的恢复很小.本研究可为拓宽UHPC的应用领域提供坚实的基础.

    超高性能混凝土高温自愈合断裂韧性

    刚性弹体侵彻混凝土和花岗岩数值模拟研究

    刘兵郭瑞奇康雨嫣董杰...
    28-39页
    查看更多>>摘要:为了研究混凝土靶板和花岗岩靶板的抗侵彻能力,通过ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,对刚性弹体侵彻Holmquist-Johnson-Cook(HJC)模型混凝土靶板和花岗岩靶板的过程进行数值模拟,通过数值模拟结果与试验结果及理论公式计算结果的对比,验证数值模拟结果的有效性.结果表明,在相同条件下,刚性弹体在花岗岩靶板中受到的阻力大于相应的混凝土靶板,而且在刚性弹体同样的初始侵彻速度下,弹体侵彻混凝土靶板后的残余速度明显高于弹体侵彻花岗岩靶板后的残余速度,混凝土靶板的侵彻深度也明显高于花岗岩靶板的侵彻深度.针对刚性弹体正侵彻两种靶板结果的分析表明,花岗岩靶板相比混凝土靶板在抗击弹体侵彻能力方面更显著,可为防护工程结构设计提供支撑和依据.

    刚性弹体混凝土靶花岗岩靶HJC模型残余速度侵彻深度防护工程

    高速公路车流荷载的时空特征演化与预测研究

    赵少杰陈锟
    40-50页
    查看更多>>摘要:由于高速公路车流具有时空演变性,故有必要研究其时空特性以建立更为准确合理的车流荷载模型.采用皮尔逊相关理论和奇异谱分析等方法研究了多个地区动态称重系统数据,根据高速公路车流平均车间距的40 m分界点,划分了两类不同的时空模型;定义了车流时间平均车重,并以此分析了车流系统平均车重与车速、车间距等参数的时空相关性及演变特征;进一步采用组合SSA-LSTM模型对车流系统的时间平均车重进行分解重构与预测.结果表明:车流荷载具有24 h周期性特征;组合SSA-LSTM模型相比于单一 LSTM模型,其平均绝对误差和均方根误差分别降低了 57.1%和54.7%,预测精度有较大提升,能有效预测车流系统的整体荷载变化,从而为评估车流荷载的长期效应提供依据.

    高速公路车流荷载时空特征相关性奇异谱LSTM

    岸桥起重机前大梁疲劳寿命的数值模拟分析

    陈科彭语堂肖祺滨宋奎...
    51-59页
    查看更多>>摘要:为了保证岸桥起重机的安全作业,评估岸桥起重机前大梁的疲劳寿命是非常必要的.首先在ANSYS中建立前大梁模型进行静力分析,采用实际工况进行加载,求得起重机主要构件在荷载组合下的应力状态和变形量,与行业规范进行比较,校验在荷载作用下的强度和刚度.针对结构的危险部位,如出现较大应力及变形量的部位,使用ANSYS APDL导出其周边的柔性体,耦合多体动力学软件AD-AMS 进行动力学仿真.采取不同的连接方式添加运动副及驱动,还原岸桥起重机构件间的连接状态,并导出在给定工况下岸桥起重机前大梁载荷谱.利用Ncode design life的"疲劳五框图"结合线性损伤理论、材料的S-N曲线,对岸桥起重机前大梁进行了疲劳分析.结果表明,前大梁与前拉杆的连接处为寿命最短部位,基于修正模型Godman获得的最小循环次数为7.145E+05次.该文的研究结果可为预测岸桥起重机的疲劳寿命提供重要参考.

    岸桥起重机动力学疲劳寿命损伤理论有限元

    Kagome金属CoSn和CoGe拓扑电子性质的应变和Hubbard-U调控研究

    彭虽然李意芝孟利军
    60-68页
    查看更多>>摘要:层状Kagome金属由于包含平带和线性交叉的狄拉克(Dirac)带等奇异电子性质,正逐渐成为探索阻挫晶格和量子拓扑的新兴电子材料.该文采用第一性原理方法研究了应变和Hubbard相互作用U对CoSn和CoGe两种层状Kagome金属拓扑电子性质的调控.研究结果表明,对两种Kagome金属施加a和b单轴应变时,能够较大地减少六边形Co原子d轨道的局域化程度,导致Kagome金属中平带宽度发生较大的改变,并且单轴应变破坏了晶体的C6对称性,从而使得Dirac点发生劈裂,且劈裂程度随应变的增加而增加.而c轴应变对Co原子d轨道的局域化程度影响较小,因而平带宽度变化较小.当施加ab双轴应变时,平带宽度变化没有单轴应变明显,表明对称性对保持Kagome晶格中六边形金属原子的d轨道消相干效发挥了重要作用.并且由于双轴应变没有破缺晶体对称性,Dirac点在拉伸应变下只发生移动,而在压缩应变下由于自旋劈裂导致四重简并Dirac点劈裂为两个二重简并的外尔(Weyl)点,形成平带-Weyl带的新型能带结构.研究还表明,较大的库仑相互作用(Hubbard-U)对Kagome电子结构同样存在重要影响.当U>1.60 eV时,不仅能带发生了自旋劈裂,而且平带宽度和Dirac点位置发生了明显的改变,Hubbard-U对Kagome晶格中局域化的Co原子d轨道产生了重要的影响.这些发现为进一步深入探讨Kagome金属的拓扑电子性质和关联效应提供了研究思路,也为其在能源、催化等领域中的实际应用提供了理论参考.

    第一性原理Kagome金属平带Dirac带

    应变诱导二维SnSe/SnS范德华异质结的光电性质

    陈卓唯刘文亮
    69-77页
    查看更多>>摘要:二维材料具有非常优异的性能,这使其在材料物理领域具有广泛的研究价值.该文基于第一性原理方法研究计算了单层SnSe和单层SnS以及SnSe/SnS范德华异质结的电子性质和光学性质.单层SnSe和单层SnS的带隙分别为0.95 eV和1.46 eV间接带隙半导体,而SnSe/SnS异质结的带隙为0.47 eV间接带隙半导体,带隙明显低于其单层材料.SnSe/SnS异质结与其单层材料相比,具有更优异的光学性质,其介电函数虚部和光吸收系数远远大于单层材料.该文还研究了在不同类型应变下SnSe/SnS异质结的电子性质和光学性质的变化规律.单轴应变和双轴应变能够有效地调控SnSe/SnS的光电性质.研究表明,相较于a轴应变和b轴应变,双轴应变的调控效果更为显著.在双轴应变下,SnSe/SnS异质结的能带有从间接带隙到直接带隙的转变.通过应变调控可以增强SnSe/SnS异质结的光吸收系数.该研究为获得更好的电子和光学特性的材料提供了思路.研究证明SnSe/SnS范德华异质结在光电器件领域具有潜在的应用价值.

    第一性原理SnSe/SnS异质结应变电子性质

    矿用电动轮自卸卡车制动器异常检测

    呼木吉力吐赵然斌孙罡锋王嘉诺...
    78-84页
    查看更多>>摘要:针对矿用电动轮自卸卡车制动器异常工况检测需求,设计了制动器状态采集系统,并基于长短时记忆(LSTM)网络实现了监测数据的特征提取及异常检测.制动器状态采集系统主要由车载监控端、云服务端、用户端构成,实现制动器的数据采集、数据传输、异常预警等.基于监测数据,采用长短时记忆网络构建了异常工况检测模型,对矿用自卸卡车实况作业产生的多元时间序列数据进行特征提取.模型将早期输入序列信息传播到较后的记忆单元中,有效解决了时序数据的长期依赖性问题.实验结果表明,所提方法对异常工况的识别准确率高于93%,明显优于基于阈值的检测方法.

    矿用电动轮自卸卡车制动器异常检测长短时记忆网络

    高效全自动数控缠绕机的设计开发

    付杰秦长江胡自化苏尚勇...
    85-93页
    查看更多>>摘要:随着新能源技术的不断发展,高压气瓶的生产需求日益增长,纤维缠绕成型技术则是生产高压气瓶过程中的一种关键技术.目前纤维缠绕技术在国内发展中依然面临着许多严峻的挑战,如由于有芯纱团自身原因导致纱线缠绕张力控制不均以及缠绕手腕运作时所需的驱动电机过多导致成本过高等问题.故该文以数控龙门式缠绕机为研究对象,设计了一种缠绕手腕装置,然后对纤维缠绕工艺进行优化,提出了一种往复式数控有芯纱团张力控制方法,并通过实验对龙门缠绕机器的性能进行验证.实验表明,经过改进后的缠绕机缠绕速度提升至150 m·min-1,缠绕小车运行速度提升至125 m·min-1.

    龙门缠绕机缠绕小车纤维缠绕数控张力控制

    CsPbBr3量子点辅助结晶制备高效钙钛矿太阳能电池

    李颖慧刘钢
    94-102页
    查看更多>>摘要:钙钛矿活性层是钙钛矿太阳电池中的重要组成部分,其成膜质量影响着钙钛矿太阳能电池的器件性能.该文介绍了一种晶体种子辅助钙钛矿薄膜结晶的方法,即在PbI2溶液中预先引入少量的CsPbBr3量子点作为种子晶体,诱导钙钛矿的自下而上结晶,促使形成高质量的钙钛矿薄膜.扫描电子显微镜结果显示,CsPbBr3量子点引入后,钙钛矿薄膜形貌明显改善,晶粒增大、薄膜针孔消失,这表明了 CsPbBr3量子点作为种子晶体能够促进钙钛矿薄膜晶粒生长,改善钙钛矿薄膜形貌.高质量的钙钛矿薄膜有助于减少钙钛矿晶界,提升光吸收性能,抑制光生载流子复合,进而提升器件的光电转换性能.最后,将改进后的钙钛矿薄膜组装成太阳能电池,其最佳光电转换效率为20.64%,相应的开路电压为1.08 V、短路电流为24.0 mA·cm-2、填充因子为79.64%.

    CsPbBr3量子点辅助结晶晶界缺陷钙钛矿太阳能电池