國家青年/地區科學基金項目專欄

  • 結構膠接接頭濕熱環境耐久性研究概述

    韓嘯;金勇;楊鵬;

    相比于傳統機械連接,如鉚接、焊接和螺栓連接,結構膠接技術有著諸多優勢,近年來在很多工業領域得到了廣泛應用。由于膠黏劑本身具有高分子聚合物材料的特性,使得膠接接頭的環境耐久性成為關乎工程結構連接可行性和長期服役可靠性的關鍵問題。在概述結構膠接接頭濕熱環境耐久性研究工作的基礎上,分別從影響膠接結構性能的環境濕度、溫度及其耦合作用等角度展開討論,介紹了國內外研究人員取得的研究進展和成果。指出了今后的研究方向:結合多種觀測尺度下的環境老化試驗和數值仿真方法,探究膠層吸濕、蠕變、熱膨脹和吸濕膨脹等環境老化行為,利用模型預測方法模擬其在多場耦合工況下的多種力學性能退化行為,從而為膠接結構的工程設計和應用提供更加可靠的理論建模和試驗數據支持。

    2017年03期 v.38;No.136 209-217頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 1541981]
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  • 模壓變形工藝及其研究進展

    王宗申;管延錦;魏修亭;朱光明;

    為了系統地研究模壓變形工藝在制備大體積超細晶金屬板材方面的應用,在介紹模壓變形工藝基本原理、塑性力學解析及分類的基礎上,闡述了變形道次、變形溫度和模具結構等工藝因素對模壓變形的影響規律和機理,歸納了變形材料的熱穩定性、工藝改進及變形路徑、變形均勻性分析及工藝優化等關鍵問題,對模壓變形工藝在室溫難變形金屬板材中的應用、變形板材的塑韌性和成形性能改善以及工藝的塑性變形機理等方面的研究趨勢進行了展望:未來模壓變形工藝將著眼于鎂合金、鈦合金等塑性加工能力差但又極具工業應用潛力的金屬板材,注重變形板材使用性能的調控機理與方法的研究,尋求防止裂紋產生的有效工藝措施,同時系統深入地揭示模壓變形材料組織結構和性能的演變機理,為揭示模壓變形材料組織結構和性能的演變機理提供了參考。

    2017年03期 v.38;No.136 218-228頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 2008182]
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  • 支持生物激勵設計的跨領域知識元聚類方法

    沈健;胡潔;馬進;彭穎紅;

    為了解決現有生物激勵設計過程存在的跨領域知識獲取難的問題,提出了面向生物激勵設計的基于功能特征語義相關性的功能語義聚類和基于環境特征約束適應性的環境約束聚類組成的兩階段知識元聚類算法。將生物激勵設計過程跨領域實例知識檢索問題轉化為對離散的生物領域或工程領域知識元的聚類檢索。根據跨領域術語知識表示的不同確定跨領域檢索功能詞,執行基于功能特征語義相關性的功能語義的一階段聚類,結合生物領域功能與環境特征約束間的相關性,完成基于不同類型環境特征約束的二階段聚類。一方面,將模糊理論與模糊數學引入知識元聚類算法中,提出基于模糊隸屬度函數的語義相似度計算方法,實現了基于功能關鍵字的語義聚類;另一方面,將FCM聚類算法引入到知識元聚類過程中,結合給出的不同類型環境特征約束相似性算法,提出了AFCM算法,實現了基于環境特征約束適應性的環境約束聚類。最后,開發了相應的原型系統,并且以視覺假體裝置設計為例進行測試。結果表明,聚類時間和準確率得到極大改善,聚類效率得到顯著提升。該算法有效地避免了跨領域知識分布的離散性,減少了設計過程中研究對象的數量,能夠合理地獲取已有設計知識,為深入研究奠定了基礎。

    2017年03期 v.38;No.136 229-236頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 1730236]
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  • 無人駕駛車輛基于角點和斑點的特征提取算法

    馮玉朋;曾慶喜;馬杉;方嘯;

    針對運行在計算資源有限的車載嵌入式系統中的視覺里程計算法實時性較差的問題,提出一種基于Harris和SIFT相結合的圖像匹配方法——Harris-SIFT算法。在介紹了SIFT算法的基礎上,給出了Harris-SIFT算法的原理:使用Harris算法提取圖像中的角點作為特征候選點,再利用SIFT算法在Harris的特征候選點中進行特征點提取。通過實例用Matlab軟件對算法進行了仿真,并對算法的復雜度及各種性能進行了分析。結果表明,所提出的方法在特征檢測模塊中降低了算法的運算量、提高了特征點提取速度。Harris-SIFT算法可用于實時視覺里程計系統中,進而可使視覺里程計在車載嵌入式導航系統上得到廣泛的應用。

    2017年03期 v.38;No.136 237-243頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 1199245]
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  • 基底對類金剛石薄膜摩擦學性能的影響

    張仁輝;趙娟;

    為了研究不同基底對類金剛石薄膜摩擦磨損性能的影響,采用等離子體增強化學氣相沉積方法在高速鋼、SiC和304不銹鋼基底上成功制備了類金剛石薄膜。采用SEM,TEM,Raman測試手段對膜層的微結構進行了表征:SEM表征結果顯示膜層總厚度約為6.5μm,而且層與層之間有明顯的界面;TEM表征結果顯示沉積的膜層為無定型結構;Raman光譜分析顯示沉積的薄膜存在明顯的G峰和D峰,可以確定沉積的薄膜為類金剛石薄膜。摩擦測試結果顯示,基底對類金剛石薄膜摩擦磨損性能具有顯著影響,對于不同基底,鋼球對偶上均存在明顯的轉移膜,高速鋼基底的磨痕寬度最小,而且沉積在高速鋼基底上的類金剛石薄膜具有最低的磨損率,摩擦系數約為0.1。采用Raman光譜對不同基底磨痕表面微結構進行了分析,認為高速鋼基底具有最低磨損率可歸因于其磨痕的石墨化程度低。研究可為制備具有優異摩擦磨損性能的類金鋼石薄膜提供參考。

    2017年03期 v.38;No.136 244-248頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 1455336]
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化學與化工

  • 手性色譜柱測定維格列汀中間體對映異構體

    栗偉娜;胡佳;翟夢宇;高子彬;

    為建立維格列汀中間體對映異構體含量的測定方法,采用正相高效液相色譜法,色譜柱為Chiralpak?AD-H型手性色譜柱(250mm×4.6mm,5μm),流動相為正己烷-乙醇-甲醇(三者體積比為65∶25∶10),流速為0.8mL/min,進樣體積為10μL,檢測波長為210nm,柱溫為35℃。實驗得知:維格列汀中間體與其對映異構體的分離度良好,空白溶劑不干擾對映異構體的含量測定;檢測限為27ng/mL,定量限為81ng/mL;重復性試驗中,供試品所含對映異構體含量的RSD值均小于2.0%;穩定性試驗中,12h內對映異構體峰面積及含量的RSD值均小于2.0%;耐用性試驗中,維格列汀中間體與其對映異構體峰可實現完全分離,并且不同參數下對映異構體含量的RSD值小于2.0%。結果表明,此方法專屬性強,靈敏度高,重復性、耐用性良好,可用于維格列汀中間體對映異構體含量的測定。

    2017年03期 v.38;No.136 249-254頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 758554]
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  • 對氨基苯基-β-羥乙基砜硫酸酯合成工藝研究進展

    馮雪;張麗娜;陳煥章;

    乙烯砜型活性染料市場應用前景廣闊,對氨基苯基-β-羥乙基砜硫酸酯(對位酯)是合成乙烯砜型活性染料的重要中間體,研究并探索其合成工藝非常重要。綜述了以乙酰苯胺、對硝基氯苯等為起始原料合成對氨基苯基-β-羥乙基砜硫酸酯的工藝路線,指出了各種工藝路線的優缺點及改進方法,對每條工藝路線作出了客觀評價。在對合成對位酯中間體酯化方法進行綜合分析的基礎上,指出了對氨基苯基-β-羥乙基砜硫酸酯的發展前景:重視新路線的開發,采用清潔工藝和新技術,大力發展優勢產品,加快染料中間體的發展速度,向高附加值產品方向發展。

    2017年03期 v.38;No.136 255-262頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 263K]
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  • 氟吡菌酰胺的合成工藝改進

    張勇;張俏艷;劉甜甜;

    為了尋找一種可替代的還原方法,使得2-[3-氯-5-(三氟甲基)吡啶-2-基]乙腈能在比較溫和的條件下經還原得到2-[3-氯-5-(三氟甲基)吡啶-2-基]乙胺,以2,3-二氯-5-(三氟甲基)吡啶為起始原料,經與氰乙酸乙酯縮合、脫羧、還原、脫保護反應,得到關鍵中間體2-[3-氯-5-(三氟甲基)吡啶-2-基]乙胺鹽酸鹽,再與2-(三氟甲基)苯甲酰氯發生酰胺化反應得到目標產物氟吡菌酰胺,對反應條件和參數進行了優化。優化后的反應條件如下:氰基還原反應中,n(底物)∶n(氯化鎳)∶n(硼氫化鈉)=1∶1∶2;脫保護反應中,脫保護基試劑選擇氯化氫-乙酸乙酯溶液;酰胺化反應中,優選二氯甲烷為溶劑,三乙胺為縛酸劑,反應溫度為10~15℃。優化后的反應總收率為48.1%(以2,3-二氯-5-(三氟甲基)吡啶計),目標化合物的結構經ESI-MS,1 H-NMR和13 C-NMR得以確認。此合成方法反應條件溫和,操作簡便,目標產物的收率也較高。

    2017年03期 v.38;No.136 263-268頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 850824]
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機械、電子與信息科學

  • 應急物流救援系統的Petri網建模與性能分析

    楊明欣;王敏;瞿英;

    為了更有效地分析應急物流救援系統的性能,在分析Petri網特性及主要功能的基礎上,以大型自然災害或突發事件為背景,引入隨機Petri網建模方法建立應急系統模型,進行性能分析。首先根據應急物流救援系統流程圖構建Petri網模型,對模型的可達性、活性、安全性進行分析以驗證模型的有效性;然后利用馬爾可夫隨機過程與其同構的特性構建系統的馬爾可夫鏈,建立線性方程,引入算例,通過主要性能指標的定量分析反映系統問題;最后針對系統問題提出建議。該模型能夠形象地描述出流程發生的先后次序和異步并發關系,其成熟的性能分析方法能夠有效發掘影響系統運作效率的關鍵環節,為分析系統流程提供了可行的方法,所提建議為優化應急物流救援系統提供了參考。

    2017年03期 v.38;No.136 269-277頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 1283725]
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  • 一種基于人工勢場的無人機航跡規劃算法

    甄然;甄士博;吳學禮;

    為了改進傳統的人工勢場法不能適應復雜環境、容易陷入最小值和在終點附近徘徊的情況,提出一種基于混沌理論的人工勢場法的無人機航跡規劃算法。在傳統人工勢場法原理的基礎上,將混沌理論的搜索算法引入人工勢場法中的斥力場、引力場的函數公式中,改變了各個障礙物斥力系數和目標點的引力系數,將改變后的系數代入計算,搜索出斥力場和引力場的最優系數組。本算法有如下優點:第一,考慮了障礙物對尋優過程的影響,排除了合力為零的情況。第二,通過迭代的方法,具有適應不同地圖的能力。第三,適用于無人機的航跡規劃。仿真實驗結果和理論分析表明,混沌理論的人工勢場法不僅解決了無人機在航跡規劃中容易陷入最小值和在終點附近徘徊等問題,而且可以實現無人機在復雜環境下的航跡規劃,縮短了飛行成本,節約了計算時間,提高了三維空間無人機航跡規劃的速度和精度。

    2017年03期 v.38;No.136 278-284頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 851348]
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材料科學

  • 固體硅鉬共滲層的耐鋅腐蝕性研究

    張欣;劉匯玲;李秀峰;毛磊;

    為提高鐵基金屬在熔融鋅中的耐蝕性能,通過固體粉末法在Q235鋼表面進行滲硅、滲鉬和硅鉬共滲,并對滲層的形貌、致密度、顯微硬度、組分及物相結構進行了分析,進一步將合金于470℃的熔融鋅液中浸泡26h,并測定其腐蝕速率。結果表明,滲層中形成了良好耐蝕性的金屬間化合物(Fe_3Si,Fe_3Mo,MoSi_2和Mo_5Si_3),Mo元素的加入可促進滲劑中Si元素的滲入,從而提高滲層的致密度,比較結果顯示硅鉬共滲層更加致密,尤其是m(Si)∶m(Mo)=2∶1時,與基體相比,試樣的腐蝕速率下降了近2個數量級,表現出較好的耐蝕性;但由于滲層中孔洞等缺陷的存在,導致其致密度降低,耐鋅液腐蝕性能也受到影響。因此在未來的研究中,應注重固體滲層致密性的改善,以進一步提高滲層的耐腐蝕性能。

    2017年03期 v.38;No.136 285-290頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 1289217]
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  • 預合金化處理對22MnB5熱成型鋼鍍層組織成分的影響

    張強;劉家鵬;邱肖盼;尉念倫;孫世清;

    在熱成型鋼上施加鍍層,可有效避免其在熱成型工藝中出現表面氧化、脫碳等缺陷,使成型后工件具有一定程度的抗腐蝕能力,研究了22MnB5熱成型鋼鍍Zn層在升溫過程中的微觀組織結構變化和熱處理工藝對鍍層組織、性能的影響,對鍍鋅22MnB5鋼進行不同的預合金化+相同的奧氏體化處理后,采用掃描電鏡、能譜儀和輝光光譜分析儀對其鍍層形貌、微觀結構和組成成分進行了分析。其結果表明,在預合金化時間相同的情況下,隨著溫度上升,鍍層由開始的ζ相、δ相、Γ_1相和Γ相互相摻雜逐漸轉變為以Γ相為主;在預合金化溫度相同的情況下,隨著預合金化處理時間的延長,鍍層中的Zn含量逐漸減少,Fe含量持續增加;在經過奧氏體化處理后鍍層中Fe含量可達到88%左右,Zn含量可達到8%左右,鍍層幾乎全部為α-Fe(Zn),只在表面存在少量Γ相,鍍層厚度在12μm左右;預合金化工藝為550℃保溫30min、奧氏體化工藝為920℃保溫4min時能得到質量較好的鍍層。此結果對于發展新型含鍍層熱成型鋼板具有重要參考價值。

    2017年03期 v.38;No.136 291-297頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 1686178]
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新能源與節能環保

  • 反硝化-厭氧氨氧化摻雜培養的厭氧氨氧化菌影響因素研究

    王思慧;宋圓圓;劉云曼;郭延凱;廉靜;郭建博;

    為了得到厭氧氨氧化菌最適宜的生長環境,利用培養成熟的厭氧氨氧化顆粒污泥進行厭氧氨氧化菌的影響因素研究。探討了溫度、pH值、COD、進水基質(NH_4~+-N和NO_2~--N)對厭氧氨氧化菌活性的影響。研究結果表明:厭氧氨氧化菌最適溫度為40℃;最適pH值范圍為7.0~8.0;COD質量濃度低于100mg/L時,對厭氧氨氧化菌無明顯抑制作用,COD質量濃度高于100mg/L時,反硝化菌生長占據優勢,一定程度上抑制了厭氧氨氧化菌的活性;進水基質NH_4~+-N和NO_2~--N在質量濃度分別低于1 540mg/L和140mg/L時,厭氧氨氧化菌活性沒有受到嚴重抑制??刂茀捬醢毖趸に嚨淖钸m生長條件,有利于厭氧氨氧化菌的快速生長,進而為厭氧氨氧化反應器的快速啟動奠定基礎。

    2017年03期 v.38;No.136 298-304頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 316K]
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  • 利用藻類熒光檢測霧霾的生物毒性研究

    崔建升;趙德華;段莉麗;王立新;武彤;

    霧霾中污染物成分復雜,單一評價某類污染物無法評估其綜合毒性。為了快速、準確和全面地評價霧霾的綜合毒性,選用微藻葉綠素熒光法進行生物毒性評價。以蛋白核小球藻和銅綠微囊藻為實驗藻,以供暖期的霧霾為研究對象,分別使用溶液吸收法和濾膜稱重法采集霧霾吸收液和總懸浮顆粒物(TSP)。利用水樣熒光檢測儀檢測微藻在受到霧霾吸收液和總懸浮顆粒物浸出液脅迫時的各熒光參數(Y(Ⅱ),NPQ,qP,ETR,F_v/F_m)的變化情況,并進行對比分析。結果表明,蛋白核小球藻在受到外源性霧霾暴露時表現較敏感,熒光參數下降明顯,尤其是參數NPQ在重度污染兩天的霧霾吸收液的影響下分別下降46.3%和40.2%,而銅綠微囊藻只有在總懸浮顆粒物浸出液干擾下才有明顯的表征。因此,選擇蛋白核小球藻的NPQ參數作為霧霾生物毒性的指標是可行的。

    2017年03期 v.38;No.136 305-312頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 1232837]
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編審園地

  • 向本期載文的審稿專家致謝

    本刊編輯部;

    <正>本期《河北科技大學學報》共發表論文14篇。這些論文的發表是與有關專家的認真審讀、細查資料、推敲分析、中肯評價分不開的。對此,本編輯部特向這些專家表示敬意,對他們的辛勤勞動表示感謝。本期載文的審稿專家名單如下(按姓名的漢語拼音順序排列):

    2017年03期 v.38;No.136 262頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 52K]
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  • 下載本期數據


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