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不同松质骨体积分数影响股骨颈骨折裂纹扩展的有限元分析
1
作者 杜传佳 焦姣 +6 位作者 周继和 王帅 刘国辉 王杨 尚画雨 王慧明 张晓沛 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第15期3753-3759,共7页
背景:股骨颈骨折是老年人群中常见且具有高度危害性的骨折类型,其发生率随着年龄增长而显著增加。目前,股骨颈骨折的损伤机制尚未完全明确,尤其是在力学表征、裂纹萌生及失效机制等方面。目的:采用有限元法分析不同松质骨体积分数对股... 背景:股骨颈骨折是老年人群中常见且具有高度危害性的骨折类型,其发生率随着年龄增长而显著增加。目前,股骨颈骨折的损伤机制尚未完全明确,尤其是在力学表征、裂纹萌生及失效机制等方面。目的:采用有限元法分析不同松质骨体积分数对股骨颈裂纹扩展的影响,为深入探析股骨颈骨折的力学机制提供理论支持。方法:将1例健康志愿者的股骨近端CT数据导入Mimics 19.0进行三维重建,构建含有皮质骨、松质骨股骨近端模型,导入ABAQUS/CAE 2021中赋予材料参数,并使用随机批量删除单元Python脚本,构建35%,30%,25%和20%松质骨体积分数股骨近端有限元模型,结合内聚力模型分析在2 mm轴向位移载荷作用下股骨颈骨折的力学响应及其损伤机制。结果与结论:①与35%松质骨体积分数模型相比,20%松质骨体积分数模型的承载力下降10.02%,表明松质骨体积分数减小会削弱股骨颈的力学性能,增加骨折风险;②剪切失效单元/总失效单元最大比值均在90%以上,高速轴向冲击载荷下剪切失效主导股骨颈骨折的形成;③结果表明,松质骨体积分数减小明显削弱了股骨颈的力学性能,增加骨折风险;高速轴向冲击载荷下股骨颈骨折机制以剪切失效为主。 展开更多
关键词 股骨颈 松质骨体积分数 骨质疏松症 骨折 有限元法 生物力学 内聚力模型 内聚力模型牵引-分离准则 裂纹扩展
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俯冲带元素循环综述
2
作者 李继磊 郭顺 《岩石学报》 北大核心 2025年第12期4036-4059,共24页
俯冲带作为地球最大的物质循环系统,通过板块俯冲将地表物质/元素输送至深部地幔,同时通过熔流体迁移、火山/地幔柱作用等将深俯冲物质/元素重新循环回地表,深刻影响地球多圈层物质循环、岩浆活动、成矿作用及宜居性演化。本文系统综述... 俯冲带作为地球最大的物质循环系统,通过板块俯冲将地表物质/元素输送至深部地幔,同时通过熔流体迁移、火山/地幔柱作用等将深俯冲物质/元素重新循环回地表,深刻影响地球多圈层物质循环、岩浆活动、成矿作用及宜居性演化。本文系统综述了俯冲带挥发分(H_(2)O、C、S、N、卤素)、主量元素(Si、Ca、Mg、P)、微量元素(LILE、REE、HFSE)、金属元素(Cu、Au、Os、Mo、W)及轻元素(Li、Be、B)的循环规律,具体如下:H_(2)O通过含水矿物俯冲脱水引发弧岩浆作用,部分进入地幔过渡带甚至核幔边界,调控地幔熔融与火山活动;碳循环以多机制协同为特征,岛弧火山CO_(2)释放仅占板片脱碳量的40%~70%,未释放碳通过深俯冲形成金刚石或地幔柱重返地表,构成跨圈层闭环;硫循环受流体氧化还原状态控制,冷俯冲以还原性流体(HS^(-)、H_(2)S)主导,热俯冲可能释放SO^(2-)_(4),硫海沟输入通量显著高于岛弧输出,循环效率不足10%;氮循环受载体矿物(如云母)稳定性与氧逸度调控,俯冲板片-岛弧循环效率低于50%;卤素中Cl、Br优先进入流体,而F滞留固相,反映流体-矿物分配差异。主微量元素迁移受流体类型与矿物残留制约:富水流体迁移LILE,超临界流体可携带HFSE及HREE,高效迁移这些传统不活动性元素。金属元素中Cu、Au通过硫络合物迁移,Os同位素揭示地壳物质再循环,Mo-W同位素分馏为示踪板片熔/流体氧化还原提供新工具。轻元素循环中Li同位素动力学分馏、^(10)Be示踪年轻沉积物俯冲、B同位素分馏均揭示流体-岩石相互作用特征。此外,还整合了天然样品解析、高温高压实验、同位素示踪及数值模拟等多学科成果,阐述了俯冲带元素循环的综合框架。最后,本文提出俯冲带元素循环研究未来需聚焦超临界流体性质识别、挥发分资源-环境效应、地球物理成像技术创新及深时循环与宜居性关联,通过多学科交叉深化俯冲带元素循环理论,为全球物质通量评估与行星宜居性研究提供基础支撑。 展开更多
关键词 俯冲带 元素循环 板片 熔流体 挥发分
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数据要素能否驱动企业关键核心技术突破?——基于设立国家级大数据综合试验区的准自然实验 被引量：1
3
作者 王玮 王幸 刘镇玮 《华东经济管理》 北大核心 2025年第8期106-117,共12页
数据要素是企业突破“卡脖子”瓶颈的核心支撑资源和新型驱动引擎。文章以设立国家级大数据综合试验区为准自然实验,探析国家级大数据综合试验区对企业关键核心技术突破的影响及作用机制。研究发现,设立国家级大数据综合试验区能够促进... 数据要素是企业突破“卡脖子”瓶颈的核心支撑资源和新型驱动引擎。文章以设立国家级大数据综合试验区为准自然实验,探析国家级大数据综合试验区对企业关键核心技术突破的影响及作用机制。研究发现,设立国家级大数据综合试验区能够促进数据要素充分释能,驱动企业实现关键核心技术突破。机制检验表明,设立国家级大数据综合试验区,通过提升企业技术复杂度、完善新型数字基础设施建设和强化资金支持驱动企业关键核心技术突破。进一步分析发现,国家级大数据综合试验区存在70公里的辐射边界,且在数据保障程度高的地区、科技含量大的行业及技术把握能力强的企业中对关键核心技术突破的驱动作用更为显著。该结论揭示了数据要素的深层价值,为数据政策的前瞻性布局与企业摆脱“卡脖子”窘境提供理论支持。 展开更多
关键词 国家级大数据综合试验区 数据要素 关键核心技术 技术复杂度 新型数字基础设施建设 资金支持
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钢-橡胶界面脱粘行为研究
4
作者 李鹏飞 李凯 +1 位作者 陈洪月 王宁 《机械设计》 北大核心 2025年第1期47-54,共8页
钢丝绳芯输送带接头在受拉工况下易发生钢-橡胶界面脱粘失效。脱粘阻力主要来自于钢-橡胶界面粘合力,以及因钢丝绳复杂曲面形状与橡胶紧密贴合而形成的阻力。为研究前者对输送带受拉脱粘行为的影响,文中采用Mooney-Rivlin模型表征橡胶... 钢丝绳芯输送带接头在受拉工况下易发生钢-橡胶界面脱粘失效。脱粘阻力主要来自于钢-橡胶界面粘合力,以及因钢丝绳复杂曲面形状与橡胶紧密贴合而形成的阻力。为研究前者对输送带受拉脱粘行为的影响,文中采用Mooney-Rivlin模型表征橡胶材料特性,采用双线内聚力模型表征界面接触性质,通过试验提取内聚力模型参数并通过有限元仿真验证模型的适用性。基于内聚力模型建立圆柱钢丝绳芯输送带简化模型,对其进行有限元分析,分析其脱粘行为,可为钢丝绳输送带接头的研究提供基础理论支撑。 展开更多
关键词 输送带 Mooney-Rivlin模型 内聚力模型 有限元分析 界面脱粘
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扭张性断裂体系对陆相断陷湖盆泥页岩层系页岩油富集的控制作用
5
作者 陈旭 陈红汉 +4 位作者 唐东 刘伟 李远 IFTIKHAR Satti 王敬原 《中国地质》 北大核心 2025年第5期1857-1871,共15页
【研究目的】渤海湾盆地新生代在斜向伸展背景下,形成一系列扭张性断裂体系,前人多在砂岩油气藏基础上开展扭张断裂特征及控藏作用分析,较少涉及到页岩油成藏方面的研究。【研究方法】此次在扭张断裂体系特征刻画基础之上,探讨扭张性断... 【研究目的】渤海湾盆地新生代在斜向伸展背景下,形成一系列扭张性断裂体系,前人多在砂岩油气藏基础上开展扭张断裂特征及控藏作用分析,较少涉及到页岩油成藏方面的研究。【研究方法】此次在扭张断裂体系特征刻画基础之上,探讨扭张性断裂体系及其对页岩油富集的控制作用。【研究结果】东营凹陷泥页岩层系发育三类扭张性断层。Ⅰ级控洼边界断裂决定凹陷内多个次级洼陷分割性强的特点。Ⅱ级控带主干断裂为调节性质,会切割或错动主扭断裂系统,Ⅲ级伴生断裂导致泥页岩层系破碎化。扭张性断裂组合样式规律性强,地震剖面上以负花状构造样式为主,包括陡坡带半花状、缓坡带树形花状及洼陷带卷心花状三种组合样式,平面上包括雁列型、马尾型、帚状和弧型等。扭张性断裂体系首先控制页岩构造区带的分布,多个次级洼陷内深水沉积环境利于页岩层系发育;其次,形成具有“断层损伤带+断核”二元结构的、多种构造样式的裂缝化带。断层损伤带内部高密度裂缝带显著改善页岩油储层储集性能,构成了泥页岩裂缝甜点区,基于梯度结构张量属性和属性比例融合技术实现对扭张性断裂损伤带分布范围的(半)定量预测。页岩油藏形成包括页岩生烃增压、扭张构造应力活动、调整和页岩油富集成藏三个阶段。【结论】已发现页岩油藏多分布在扭张性构造应力集中释放区,如扭张性断裂损伤带、页岩层系隆起抬升和掀斜变形带,该区域泥岩裂缝带十分发育,空间上形成了开放、循环的裂缝网络系统,利于页岩油的大规模富集。 展开更多
关键词 扭张性断裂 断层损伤带 页岩裂缝 富集要素 油气勘查工程 东营凹陷
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疲劳裂纹萌生与短裂纹扩展仿真方法
6
作者 赵秋 唐琨 +3 位作者 吴维青 李英豪 邓俊逸 陈鹏 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第2期361-372,共12页
为建立适用于多晶金属钢疲劳裂纹萌生与短裂纹扩展的数值分析方法,基于Roe-Siegmund循环内聚力本构及Voronoi图法生成具有疲劳累计损伤特性的微观晶粒组织模型,同时考虑晶粒微观层面的力学特性,赋予各晶粒随机局部坐标系及各向异性线弹... 为建立适用于多晶金属钢疲劳裂纹萌生与短裂纹扩展的数值分析方法,基于Roe-Siegmund循环内聚力本构及Voronoi图法生成具有疲劳累计损伤特性的微观晶粒组织模型,同时考虑晶粒微观层面的力学特性,赋予各晶粒随机局部坐标系及各向异性线弹性常数,最后研究了气孔、夹杂等微观缺陷对裂纹萌生路径及寿命的影响。结果表明:上述方法在裂纹萌生路径上符合实际情况,存在穿晶及沿晶两种断裂模式并以后者为主,能够获取符合正态分布的裂纹萌生寿命范围值,并与文献试验结果相吻合;气孔及夹杂附件萌生出裂纹并与主裂纹汇合,影响裂纹萌生路径并改变裂纹萌生寿命。 展开更多
关键词 金属疲劳断裂 循环内聚力模型 微观缺陷 Voronoi图法 Cohesive单元
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NC-UHPC界面抗剪性能试验及基于内聚力模型的仿真分析
7
作者 黄维 王婷 +2 位作者 张雨婷 斯比努尔·下木希奴 周知 《华侨大学学报(自然科学版)》 2025年第4期400-409,共10页
为探究超高性能混凝土(UHPC)与普通混凝土(NC)界面抗剪机理,通过9组NC-UHPC试件双面剪切试验,研究钢纤维掺量、混凝土龄期及边界约束条件对界面力学性能的影响规律。结合ABAQUS软件建立含界面粘结-滑移特性的精细化有限元模型,并通过理... 为探究超高性能混凝土(UHPC)与普通混凝土(NC)界面抗剪机理,通过9组NC-UHPC试件双面剪切试验,研究钢纤维掺量、混凝土龄期及边界约束条件对界面力学性能的影响规律。结合ABAQUS软件建立含界面粘结-滑移特性的精细化有限元模型,并通过理论推导构建界面粘结应力分布模型。结果表明:在无约束工况下,低钢纤维掺量(体积分数为0%~1%)试件呈现单面破坏特征,而固定NC试块下端可有效激发双剪破坏模式;UHPC钢纤维掺量与界面抗剪强度呈正相关,而界面刚度受钢纤维掺量影响较小;UHPC龄期增长可提升界面刚度,而NC龄期增加则产生抑制作用;建立的有限元模型能有效表征界面损伤演化过程,但对双剪试件非对称应变场的模拟存在局限性;基于能量守恒原理建立界面荷载-位移两参数模型,其预测结果与试验数据具有良好一致性。 展开更多
关键词 NC-UHPC界面 单推试验 数字图像相关 有限元 内聚力模型
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温带辽西花岗岩化学风化过程中的元素迁移特征与通量评估
8
作者 陈俊材 韦刚健 +3 位作者 吴超 马金龙 王志兵 曾提 《地球化学》 北大核心 2025年第6期883-894,共12页
大陆上地壳的主要成分是花岗岩,研究花岗岩化学风化过程的物质运移有助于理解大陆风化对地表物质循环的制约和对地球宜居性的调控作用。然而,已有研究主要集中在化学风化强烈的热带-亚热带区域,而对于面积广大的温带地区的研究较少,难... 大陆上地壳的主要成分是花岗岩,研究花岗岩化学风化过程的物质运移有助于理解大陆风化对地表物质循环的制约和对地球宜居性的调控作用。然而,已有研究主要集中在化学风化强烈的热带-亚热带区域,而对于面积广大的温带地区的研究较少,难以评估其对大陆风化的贡献。因此,本文选择位于温带气候带的辽西花岗岩风化壳开展研究,分析其岩心的矿物组成和主量、微量元素含量,探索化学风化过程中的元素迁移特征,并估算其输出通量。结果显示,辽西花岗岩风化壳处于以原生矿物溶解主导的初级风化阶段,未见钾长石风化和黏土矿物形成,CIA值为48.8~54.8。原生矿物溶解是控制元素迁移的主要因素:黑云母和角闪石溶解造成Li、Cs、Ca、Mg、Mn、Zn和Fe明显淋失;磷灰石溶解导致P和U明显淋失;斜长石部分溶解仅造成约10%的Na淋失;而K、Ba、Sr、Cr以及高场强元素和稀土元素在风化壳中没有明显损失。总体上,残积土层下部原生矿物风化速度更快,元素的淋失更强烈。元素输出通量(M_(j,flux))结果显示,M_(Na,flux)=-6247 mol/m^(2),M_(Ca,flux)=-5760 mol/m^(2),M_(Li,flux)=-149 mol/m^(2),M_(Mn,flux)=-22 mol/m^(2),M_(Cs,flux)=-338 mmol/m^(2),M_(U,flux)=-385 mmol/m^(2)。温带辽西花岗岩风化壳整体上风化程度较低,其Na和Ca迁出通量约为佛冈风化壳(M_(Na,flux)=-26868 mol/m^(2),M_(Ca,flux)=-23758 mol/m^(2))的25%,Li约为佛冈风化壳(M_(Li,flux)=-398 mol/m^(2))的40%。由于温带气候带花岗岩分布面积广,因此温带地区花岗岩风化对Na、Ca和Li等元素在全球大陆风化输出通量中的贡献显著,需谨慎估算。 展开更多
关键词 花岗岩 化学风化 温带 元素地球化学 质量迁移通量
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微波消融肺组织的离体实验与有限元仿真
9
作者 吴水才 刘菊 +1 位作者 张宇博 高宏建 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第5期625-636,共12页
为了研究肺组织微波消融(microwave ablation,MWA)的真实效果,基于有限元方法构建了有效的肺组织MWA仿真模型,利用离体猪肺消融实验验证了该模型的精确性,并对不同消融参数的影响进行了深入分析。结果表明,在40 W功率下,设定温度点的平... 为了研究肺组织微波消融(microwave ablation,MWA)的真实效果,基于有限元方法构建了有效的肺组织MWA仿真模型,利用离体猪肺消融实验验证了该模型的精确性,并对不同消融参数的影响进行了深入分析。结果表明,在40 W功率下,设定温度点的平均测量值与仿真结果的误差分别为2.87、2.64和2.99℃,在50 W功率下,误差分别为1.77、2.90和3.20℃,均在临床可接受范围之内。由Arrhenius模型表征的凝固区大小与实验结果具有较好的一致性,长径和短径误差均维持在5 mm以内。设定点的凝固时间和凝固程度随微波功率而变化。另外,凝固区随微波功率和消融时间的增加而显著地增大,但其增长速率并非完全相同。该研究获得了真实可靠的肺消融仿真模型,从而可为临床应用提供参考数据。 展开更多
关键词 肺组织 微波消融(MWA) 离体实验 有限元仿真 温度分布 凝固区
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加腋不等高梁-复式柱节点平面及空间抗震性能对比分析
10
作者 颜学渊 李安龙 +2 位作者 刘旭宏 魏晓颖 陈雯晖 《福州大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期342-349,共8页
结合复式钢管混凝土柱内外两层钢管的特点,设计一种低梁加腋半穿心至内层钢管的节点构造形式,提出加腋不等高钢梁-复式钢管混凝土柱节点.利用ABAQUS软件对该节点进行平面与空间建模以及往复荷载下的有限元分析,对比平面节点与空间节点... 结合复式钢管混凝土柱内外两层钢管的特点,设计一种低梁加腋半穿心至内层钢管的节点构造形式,提出加腋不等高钢梁-复式钢管混凝土柱节点.利用ABAQUS软件对该节点进行平面与空间建模以及往复荷载下的有限元分析,对比平面节点与空间节点的受力性能差异.结果表明平面与空间的破坏模态差异较大,二者的高应力区分布不同,平面节点出现核心混凝土压碎,空间节点更容易出现混凝土剪切破坏.同时,对空间节点进行梁端不同方向加载,结果表明,空间双向加载下,节点的极限承载力与极限位移高于平面加载节点,且延性与耗能能力相对较好. 展开更多
关键词 不等高梁-柱节点 有限元分析 节点域 抗震性能
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胶东地区夏甸金矿床构造蚀变带中金富集作用与微量元素迁移关系分析
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作者 李金辉 张海东 雷万杉 《现代地质》 北大核心 2025年第4期981-994,共14页
胶东是我国最大的金矿集区,具有巨量、瞬时成矿的特征,发育强烈的流体交代作用。蚀变岩型金矿床是其中最为重要的一类金矿床,具有成矿规模大(约占胶东黄金储量2/3)、矿体主要产于招平断裂带下盘、金矿化主要与黄铁绢英岩化和岩石碎裂程... 胶东是我国最大的金矿集区,具有巨量、瞬时成矿的特征,发育强烈的流体交代作用。蚀变岩型金矿床是其中最为重要的一类金矿床,具有成矿规模大(约占胶东黄金储量2/3)、矿体主要产于招平断裂带下盘、金矿化主要与黄铁绢英岩化和岩石碎裂程度关系密切等特征,然而对矿化蚀变过程中金富集成矿与元素迁移关系理解不深。本文选择招平断裂带超大型夏甸金矿床为研究对象(约140 t,平均品位4.23 g/t),开展构造蚀变带岩相学观察和微量元素质量平衡计算,结果显示,构造蚀变带可分为断层泥、黄铁绢英质碎裂岩带、弱碎裂化糜棱岩带、碎裂化黄铁绢英花岗岩带、碎裂化花岗岩带(发育含黄铁矿石英脉)和正长花岗质碎裂岩带;金富集与蚀变矿物次生石英、黄铁矿关系密切,绢云母次之;黄铁绢英质碎裂岩带为金富集带,强活泼元素(Au、Ag、W)、活泼元素(Cs、Ba、Rb)和弱活泼元素(Pb、Sr)在蚀变带内迁入率增加,特别在黄铁绢英质碎裂岩带表现为迁入,过渡元素(Cr、Ni)表现为元素的迁出,在靠近两侧构造蚀变带的黄铁绢英质碎裂岩迁出率明显降低,局部有迁入的特征。LREE靠近断层泥一端迁移率变化较小(-1.2%~-3.7%)。高场强元素HREE在蚀变带内几乎无明显变化。黄铁绢英质碎裂岩带原岩为斜长花岗岩,所以成矿流体沿着主断层带(F1)斜长花岗岩发生强烈的交代作用,并伴随元素迁入迁出和金富集成矿,说明成矿流体对围岩改造非常强烈,这可能是胶东地区能够形成大规模成矿主要原因。 展开更多
关键词 夏甸金矿床 构造蚀变带 元素迁移率 Au沉淀 胶东地区
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厚规格NM450耐磨钢板火焰切割延迟开裂原因分析及其改进措施
12
作者 马珂 李浩 +2 位作者 袁晓鸣 邓想涛 王昭东 《轧钢》 北大核心 2025年第3期44-51,共8页
针对厚规格NM450耐磨钢板在火焰切割后出现延迟开裂的问题,通过力学性能测试、显微组织分析、硬度分析、开裂面形貌观察、偏析带及夹杂物成分分析等手段,对钢板火焰切割延迟开裂产生的原因进行了分析,并提出了改进措施。结果表明:55 mm... 针对厚规格NM450耐磨钢板在火焰切割后出现延迟开裂的问题,通过力学性能测试、显微组织分析、硬度分析、开裂面形貌观察、偏析带及夹杂物成分分析等手段,对钢板火焰切割延迟开裂产生的原因进行了分析,并提出了改进措施。结果表明:55 mm厚NM450耐磨钢板火焰切割延迟开裂裂纹起源于钢板火焰切割面热影响区和钢板内部Mn元素偏析带的重合区域,此区域存在的(Nb, Ti)C夹杂物在火焰切割应力的作用下形成微裂纹,又在钢板内应力的作用下进一步扩展,从而产生延迟开裂。减小火焰切割速度可以增大钢板火焰切割面热影响区域宽度,从而减小火焰切割残余应力。通过减小火焰切割速度至150 mm/min,解决了NM450耐磨钢板火焰切割延迟开裂的问题。 展开更多
关键词 NM450耐磨钢板 厚规格 火焰切割 延迟开裂 热影响区 Mn元素偏析带 组织性能 夹杂物
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冲击载荷下的涂层/钢基体界面承载响应及损伤失效行为分析
13
作者 束坤 何清勇 +3 位作者 李臻 吴继强 马欣新 吴波 《工具技术》 北大核心 2025年第4期77-84,共8页
硬质材料的非连续切削加工过程中,冲击载荷作用下的界面损伤失效是导致刀具涂层分层脱附及断裂剥落的重要原因。本文采用显式动力学有限元法分析硬质涂层和弹塑性钢基体组成的膜基系统在球头冲击作用下的界面承载响应,并结合内聚力模型(... 硬质材料的非连续切削加工过程中,冲击载荷作用下的界面损伤失效是导致刀具涂层分层脱附及断裂剥落的重要原因。本文采用显式动力学有限元法分析硬质涂层和弹塑性钢基体组成的膜基系统在球头冲击作用下的界面承载响应,并结合内聚力模型(CZM)研究非理想结合界面的损伤失效行为。结果表明:冲击加载过程中涂层/钢基体界面易发生切向应力集中引起的剪切损伤,而卸载过程中界面损伤失效同时受到法向拉伸和切向剪切应力的影响。随着初始冲击速度的增大,界面损伤由切向剪切损伤转变为法向拉伸损伤与切向剪切损伤共存。硬质涂层较小的弹性模量和膜厚有助于提高冲击载荷作用下的界面损伤抗性。 展开更多
关键词 冲击 硬质固体涂层 界面承载响应 内聚力模型 有限元分析
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极地浮冰区船舶回转操纵性数值仿真研究
14
作者 闫宏生 陈梓昊 王锡军 《船舶力学》 北大核心 2025年第7期1034-1047,共14页
为探究极地船舶在极地浮冰区中的回转操纵特性,本文采用CFD–DEM相结合的方法,针对一艘中型极地船舶在浮冰区中的回转运动过程进行了数值仿真研究。模拟考虑了船舶在不同舵角以及不同密集度浮冰区中的回转过程,并对船舶回转运动的参数... 为探究极地船舶在极地浮冰区中的回转操纵特性,本文采用CFD–DEM相结合的方法,针对一艘中型极地船舶在浮冰区中的回转运动过程进行了数值仿真研究。模拟考虑了船舶在不同舵角以及不同密集度浮冰区中的回转过程,并对船舶回转运动的参数进行预报。结果表明,浮冰的存在会对船舶的回转运动产生显著阻碍,浮冰区回转战术直径的范围是敞水工况战术直径的1~1.5倍。船体受到的力和力矩具有较强的随机性,航速与艏摇角速度时历曲线瞬时起伏更明显。相同舵角下,船舶受到的冰纵向力随浮冰密集度增加而增加,流体纵向力变化不明显;平均总侧向力、总偏航力矩方向与回转操纵方向一致,平均冰偏航力矩则更多偏向于回转操纵的相反方向。 展开更多
关键词 极地船舶 离散元方法 计算流体力学 浮冰区 操纵性
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微生物光电能代谢新途径与能量转化新体系
15
作者 鲁安怀 孟令子 +9 位作者 刘娟 刘芳华 王博 曾翠平 汤佳 陈旻辉 钟超 刘佳 李艳 丁竑瑞 《生命科学》 2025年第10期1228-1239,共12页
本文综述了微生物光电能代谢的新途径与能量转化的新体系。在总结陆地“矿物膜”光电效应的基础上,我们创新性地提出了“水圈透光层天然光催化系统”的概念,并深入探讨了水圈透光层中半导体矿物与微生物协同驱动元素循环的机制。研究深... 本文综述了微生物光电能代谢的新途径与能量转化的新体系。在总结陆地“矿物膜”光电效应的基础上,我们创新性地提出了“水圈透光层天然光催化系统”的概念,并深入探讨了水圈透光层中半导体矿物与微生物协同驱动元素循环的机制。研究深化了对微生物能量获取新途径的认知,揭示了低能量、寡营养水生生境中微生物代谢途径和能量获取、储存方式的多样性。此外,还探讨了微生物直接和间接摄取光电子的机制,以及光电子对胞内能量转换和合成代谢的影响。也讨论了提高光电能量转换效率的策略,并对未来研究方向提出了展望,强调了微生物光电能代谢在可再生能源开发和环境治理中的重要性。 展开更多
关键词 海洋透光层 天然光催化系统 矿物光电子能量 光电能微生物 元素循环
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316L激光粉末床熔覆IN718偏析带形成过程的模拟
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作者 沈盟凯 董太宁 +4 位作者 葛鸿浩 石新升 张群莉 刘云峰 姚建华 《金属学报》 北大核心 2025年第8期1193-1202,共10页
异种金属在激光熔覆、焊接等热加工成型过程中易出现偏析带,偏析带常与凝固裂纹伴生,直接影响加工成型后的力学性能。为了研究异种金属材料在冶金结合时偏析带形成机制及其演化规律,本工作将元胞自动机方法和Eulerian多相流算法相结合,... 异种金属在激光熔覆、焊接等热加工成型过程中易出现偏析带,偏析带常与凝固裂纹伴生,直接影响加工成型后的力学性能。为了研究异种金属材料在冶金结合时偏析带形成机制及其演化规律,本工作将元胞自动机方法和Eulerian多相流算法相结合,建立了在316L不锈钢上激光熔覆IN718合金的二维熔化凝固模型,系统研究了激光熔覆过程中的温度场、熔池形貌、熔体流动以及元素分布的演化过程。通过对比熔池几何尺寸和晶粒取向验证了模型的合理性,对比x方向和y方向上的Fe元素含量分布来验证模型的可靠性。模拟结果表明,316L不锈钢基板上激光熔覆IN718合金冶金结合过程中出现了Fe、Ni元素富集、贫瘠交替分布的偏析带,与实验结果吻合较好。通过分析熔池中Fe元素的分布、熔池形貌和熔体流态的演化过程,该偏析带是熔池凝固过程中流体流动与熔池形貌变化不协调的结果。 展开更多
关键词 偏析带 激光熔覆 元胞自动机 元素分布
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新型可移动组合式护栏结构的防撞性能研究
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作者 孟云伟 陈卓楚 +5 位作者 王子骁 张引 安旭 刘中帅 青光焱 廖红玲 《振动与冲击》 北大核心 2025年第18期26-34,共9页
为了有效保障公路施工作业区内的人员和设备的安全,提出了一种新型可移动组合式护栏结构(以下简称新型护栏)。基于长短期记忆网络模型和非支配排序遗传算法,研究了新型护栏的关键参数;采用有限元模拟和足尺实车碰撞试验,分析了新型护栏... 为了有效保障公路施工作业区内的人员和设备的安全,提出了一种新型可移动组合式护栏结构(以下简称新型护栏)。基于长短期记忆网络模型和非支配排序遗传算法,研究了新型护栏的关键参数;采用有限元模拟和足尺实车碰撞试验,分析了新型护栏的防撞性能。研究结果显示:优化后新型护栏底座摩擦因数取值为0.583,新型护栏高度取值为1014.27 mm;与传统的混凝土护栏、波形梁护栏相比,新型护栏的缓冲效果较优,表现在碰撞后的加速度值较小、车辆侧倾值较小;通过足尺实车碰撞试验的结果,验证了有限元模拟的有效性。新型护栏的防撞性能可满足A级的要求,对于公路施工作业区安全设施的设计具有参考意义。 展开更多
关键词 可移动组合式护栏 公路施工作业区 摩擦因数 护栏高度 有限元模拟 足尺实车碰撞试验
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基于能耗的温室生产优势区域选择——以江苏省为例
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作者 李正金 杨莹 +2 位作者 吴洪颜 任义方 张佩 《气象与环境科学》 2025年第5期103-111,共9页
采用江苏省69个站点1981—2020年气象资料,以玻璃温室为研究对象,从温室的周年生产能耗角度出发,依据温室生产的光温条件需求,确定适宜温室作物生产的无能耗期、加温能耗期和降温能耗期等三个不同能耗阶段。依据影响玻璃温室能耗的主要... 采用江苏省69个站点1981—2020年气象资料,以玻璃温室为研究对象,从温室的周年生产能耗角度出发,依据温室生产的光温条件需求,确定适宜温室作物生产的无能耗期、加温能耗期和降温能耗期等三个不同能耗阶段。依据影响玻璃温室能耗的主要限制气象要素,并参照农业气候资源研究方法,确定了无能耗期天数及期间的太阳总辐射和有效积温、加热能耗期长度及期间的太阳总辐射、有效积温和负积温、降温能耗期天数及期间的太阳总辐射和有效积温10个温室气候区划指标。在分析江苏省玻璃温室作物生产不同能耗时期的持续天数及相应时期的光温资源分布的基础上,采用主成分分析法、系统聚类方法和GIS技术,划定了基于能耗的江苏省玻璃温室生产优势区域。其中,最适宜区位于省东北部和徐州丰县地区;适宜区主要位于江淮之间的大部、淮北东部地区;次适宜区主要位于苏南的大部分地区。 展开更多
关键词 温室生产 能耗 气象要素 优势区域 区划
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玛曲阿米欧拉北剖面粒度端元特征及其记录的全新世风沙活动变化
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作者 孙雪晴 庞奖励 +4 位作者 黄春长 查小春 周亚利 李瑜琴 张玉柱 《干旱区资源与环境》 北大核心 2025年第8期129-138,共10页
玛曲阿米欧拉山北麓古湖滨地带保存了若尔盖古湖消亡后连续堆积的风成沉积序列,为研究区域风沙活动及气候变化提供了良好材料。文中以阿米欧拉北剖面(AMOL-N)为研究对象,综合粒度测试、理化性质分析、粒度端元分析和OSL测年,探讨若尔盖... 玛曲阿米欧拉山北麓古湖滨地带保存了若尔盖古湖消亡后连续堆积的风成沉积序列,为研究区域风沙活动及气候变化提供了良好材料。文中以阿米欧拉北剖面(AMOL-N)为研究对象,综合粒度测试、理化性质分析、粒度端元分析和OSL测年,探讨若尔盖古湖消失以来的风沙活动及气候变化规律。结果表明:AMOL-N剖面分离出四个粒度端元组分:EM1组分为悬浮搬运的细颗粒物,且受到风化成壤作用影响;EM2组分为青藏高原冬季较强风低空悬移搬运的粉砂组分;EM3组分是冬季风近距离跌移搬运的细砂粒组分;EM4组分代表了强冬季风或沙尘暴短距离跃移搬运的粗砂粒组分及夏季风近距离搬运而来的古湖沉积物。研究区域风沙在12.0ka BP左右开始稳定堆积风成沉积物,12ka BP以来和风沙活动经历了3个阶段:12~10.5ka BP气候干冷、风沙活动强盛;10.5ka BP左右气候向暖湿方向转变,在8.5~3.0ka BP达到鼎盛,该期间风沙活动较弱;3.0ka BP后气候又转向较冷干,风沙活动再次频繁。 展开更多
关键词 风积物 粒度端元分析 风沙活动 气候变化
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基于熵权可拓物元模型的矿区生态修复区域划分研究——以活鸡兔井为例 被引量：1
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作者 迟国铭 陈苏社 +4 位作者 王巍 王世东 朱志勇 焦轶恒 陈志超 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期119-129,共11页
正确评估与划分生态修复区是进行生态系统恢复与重建的重要前提和依据,对提升生态环境质量具有重要意义。目的针对矿区生态修复区域划分研究较为匮乏问题,方法以大柳塔煤矿活鸡兔井为研究区,选取土壤养分、植被覆盖度、土地损毁程度和... 正确评估与划分生态修复区是进行生态系统恢复与重建的重要前提和依据,对提升生态环境质量具有重要意义。目的针对矿区生态修复区域划分研究较为匮乏问题,方法以大柳塔煤矿活鸡兔井为研究区,选取土壤养分、植被覆盖度、土地损毁程度和地形位指数构建评价指标体系,利用熵权可拓物元模型进行矿区生态修复区域划分。结果结果表明:(1)熵权可拓物元模型避免了主观因素的影响,能够将多个指标融合,进行统一的定量分级,为矿区生态修复区域划分提供了重要的方法支撑。(2)研究区露天矿扰动区、井工矿扰动区和城镇扰动区面积分别为10.81,33.05,5.96 km^(2),共占研究区总面积的44.47%。从扰动区内部结构看,扰动区划分结果包括人工重度干预修复区、人工辅助干预修复区和自然恢复区3种类型,其中,人工重度干预修复区面积为25.58 km^(2),占研究区总面积的22.83%;人工辅助干预修复区面积为17.78 km^(2),占研究区总面积的15.87%;自然恢复区面积为6.46 km^(2),占研究区总面积的5.77%。(3)针对研究区不同扰动区的不同生态修复区域类型,提出不同的修复方案。自然恢复区采用自然复绿手段;井工矿内的人工辅助干预修复区采用引进优势种、土壤精确施肥等手段;人工重度干预修复区采用调整采矿布局、削坡填平、改良土壤等手段。结论研究结果可为矿区生态修复项目提供参考。 展开更多
关键词 矿区 生态修复区域划分 熵权可拓物元模型 活鸡兔井
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