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长期颈部前屈对颈椎造成严重影响。为定量评估长时间低头对颈椎疲劳造成的影响,选取20名健康受试者,保持低头角度40°~60°持续3 h。选择胸锁乳突肌,颈部夹肌和肩部斜方肌测量其表面肌电信号。经滤波、整流、振幅标准化等处理后,对每60 s的肌电值进行积分和求其平均功率频率。研究发现,积分肌电值的波动变化具有规律性,首次增大后的减小表征肌肉进入疲劳状态;不同肌肉的平均功率频率(mean power frequency,MPF)值具有明显差异,决定着该肌肉疲劳耐受性的持续时间,且在整个颈部前屈过程中MPF并非简单的线性关系。提出用MPF的导数来提取疲劳特征,用窗口化的MPF负数累积判定肌肉疲劳。结果表明,MPF负数累积能很好地判断肌肉疲劳,胸锁乳突肌在20 min内出现最终疲劳,而颈部夹肌和肩部斜方肌在20 min左右出现了短暂性疲劳,随后在75~100 min时又出现了最终疲劳。因此建议持续颈部前屈时长不超过20 min
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随着矿产资源开采深度的不断增大,地应力、地温和孔隙水压随之显著增大,岩石的非线性力学行为更加凸显。针对高渗透压和不对称围压作用下深竖井围岩损伤破裂问题,构建了流固损伤耦合效应力学分析模型,分析了流固耦合条件下深竖井开挖围岩有效应力,探讨了孔隙水压及地应力场对围岩损伤破裂演化的作用机制。研究结果表明:孔隙水压及孔隙水压梯度越大围岩损伤破裂区面积越大,围岩损伤破裂区面积随围岩渗透率的减小逐渐增大并趋于稳定;地应力场对围岩破裂形态具有重要控制作用,最大水平主应力与最小水平主应力差异较小时,围岩损伤破裂区集中在最小水平主应力方向,以剪切损伤为主,最大水平主应力与最小水平主应力差异较大时,在最大水平主应力方向上会产生拉伸损伤破裂区。值得关注的是,由于孔隙水压的存在,最大有效水平主应力与最小有效水平主应力之间的比值增大,即围岩发生拉伸破坏的风险增大。本文研究表明,竖井选址和设计过程中应避开构造应力大、孔隙水压大的区域,从而保障井筒施工安全
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焊接过程的数值模拟作为一种有效的计算手段,在焊接温度场及残余应力分布的评价中获得了广泛应用,而焊接热源模型的选择及模型参数的确定直接影响到计算和评价结果的准确性.本文通过对近年来常用的电弧焊接热源模型进行梳理,介绍了其研究进展,分析了不同热源模型的特点及适用性.高斯面热源模型和双椭球体热源模型作为基础热源模型,广泛应用于较小尺寸工件和规则轨迹的焊接过程数值模拟,且具有较高的计算精度;简化热源模型和温度替代型热源模型多用于大厚工件的多层多道焊接及复杂轨迹焊接过程的数值模拟,能够实现效率和精度的统一;多丝电弧焊接热源较为复杂,采用修正后的双椭球体叠加热源模型,计算结果能保证一定的精度;结合型热源模型对熔池形状的描述更灵活,在深熔电弧焊的数值模拟中具有优势.本文可为电弧焊接过程数值模拟的热源模型选择和模型参数确定提供有益参考
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研究了不同体积分数原位合成SiC颗粒增强MoSi2基复合材料在900℃空气中1000 h的长期氧化行为.复合材料氧化1000 h后,均未发生pest现象.6种材料都表现出优异的氧化抗力,原位合成的复合材料的氧化抗力好于传统的通过热压商用MoSi2粉末和SiC粉末混合物制备的复合材料(外加复合材料).复合材料氧化膜表层为连续致密的α-SiO2(α-石英),下层为Mo5Si3,复合材料的氧化过程不仅是O2与MoSi2的作用,SiC也同时发生了氧化.材料900℃下发生硅的选择性氧化,正是这种硅的选择性氧化在MoSi2的表面自发形成一层致密的SiO2保护膜,使材料表现出优异的长期氧化抗力
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岩石多场耦合作用的研究已经开展了数十年,包括岩石在单一物理场、两场耦合或三场耦合作用效应的研究。然而深部矿产资源开采和地下空间开发中岩体的赋存环境非常复杂,岩体在高温、高渗透压、高应力及复杂水化学环境中将发生温度–水流–应力–化学(THMC)多场耦合作用。综合分析岩石多场耦合作用下的裂隙演化、变形力学机制、力学本构和耦合模型构建等方面的研究,在分析岩石强度理论的基础上得出岩石多场耦合本构模型以及岩石蠕变本构模型。不同行业对岩石多场耦合作用的研究重点存在一定的差异,岩石多场耦合作用不仅涉及到矿产资源开发、油气田开采、地热资源开发等资源能源领域,其在水利水电工程、高寒工程、地下工程、地下核废料处置及深埋能源储库等领域也是研究的重点。岩石在高应力、水流、高温和化学作用下,不仅会发生耦合作用,而且会对岩石本身的物理力学性能产生影响。分析研究多场耦合作用下岩石的力学性能对于预防事故发生和保障工程安全开展具有重要的现实意义。最后探讨分析了岩石多场耦合研究的重点、难点和今后研究的方向,为工程实践和相关问题的解决提供参考
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基于国内外学者在宏观接触热阻领域的研究成果,阐述了宏观接触热阻的理论研究和工程应用现状,介绍了宏观接触热阻的理论计算方法、实验测量方法和数值模拟方法,明确了各种方法的优缺点.简述了宏观接触热阻的影响因素,基于中国聚变工程实验堆(CFETR)低温超导线圈的降温实验,创建界面接触热阻分析模型,详细分析了热流方向、温度、压力等因素对超导磁体不锈钢铠甲、介电绝缘材料、失超保护材料接触热阻的影响,并进一步探究了温度、压力等因素导致接触热阻发生变化的热力学原因.最后,结合工程计算中对准确性和便捷性的要求,指出了接触热阻的未来研究方向
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采用金相显微镜、扫描电子显微镜、电化学实验和浸泡实验研究了打印角度30°、45°和60°的SLM-Ti6Al4V试样的组织结构及其在NaF溶液中的腐蚀行为。结果表明,三种试样的组织结构都是原β晶粒内部交叉分布针状α'相;打印角度45°试样中针状α'相尺寸与微观结构晶格畸变程度最小。电化学测试结构表明,三种试样在NaF溶液中的腐蚀行为特征都是随溶液浓度增加,由自发钝化逐渐转变为活性溶解,其临界氟离子浓度分别处于0.0005~0.00075、0.00075~0.001和0.0005~0.00075 mol·L?1。浸泡试验结果表明,当NaF浓度低于临界氟离子浓度的时候,试样表面基本保持完整,而高于临界值的时候试样表面发生活性溶解。此外,对比三种试样的耐腐蚀性能可以发现,打印角度为45°试样的耐腐蚀性能优于其他试样的性能
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Bouc–Wen模型在非识别激励工况下模拟的阻尼力与实际阻尼力误差较大,对非识别激励振幅过于敏感,针对这一问题,提出了一种描述减振器滞回特性的改进模型。首先用Mechanical testing and simulation(MTS)疲劳试验机对磁流变减振器进行力学性能试验,获得在多种激励幅值、频率和电流作用下的阻尼力。采用阻尼力对位移的斜率与阻尼力关系来模拟滞回环特性曲线。根据滞回曲线特点利用二次多项式函数来表征滞回环斜率与阻尼力的关系,同时,引入关于速度的指数函数修正项,进而对改进后的Bouc–Wen模型进行参数识别,并对其进行仿真及验证。与试验得到的阻尼力进行对比,发现在非识别激励工况下,曲线吻合效果较好。对改进前后Bouc–Wen模型模拟的阻尼力特性曲线进行对比,结果表明:改进后模型得到的阻尼力仿真值能够较好地模拟试验得到的各种工况下阻尼力的值,且优于Bouc–Wen模型,同时Bouc–Wen模型在非识别激励工况下模拟阻尼力精度较差这一问题得到了改善。新模型为保证车辆悬架系统在多变工况下仿真响应的准确性打下了基础
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基于炼钢生产过程中残余元素砷较难脱除的特点,并结合以往实验室热态脱砷研究结果。通过钢包精炼炉(Ladle furnace refining furnace, LF炉)钢液脱砷工业试验,研究了LF精炼炼钢过程中有关砷的脱除方法。采用Al–Mg–Ca合金作为脱砷剂,研究发现,LF炉可以实现钢液精炼脱砷,但钢液精炼过程中硫和钙的含量是实现工业条件下脱砷的限制环节。因此,必须控制钢液中硫和钙的含量以保证钢液脱砷效果。LF炉精炼脱砷之前必须将钢液中的硫含量降至低于0.01%,加入Al–Mg–Ca合金后钢液中钙含量需高于0.0055%
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从锌铝镁镀层的熔池界面反应、镀层组织、表面和切边腐蚀机理、腐蚀产物类型变化等方面, 对高耐蚀锌铝镁镀层的研究进展进行了详细分析. 根据Al成分含量的不同, 将商用及实验室锌铝镁镀层分为\低铝\、\中铝\和\高铝\锌铝镁三种类型: 不同类型的锌铝镁镀层的金属间化合物层生长动力学存在差异, 为了控制镀层厚度, 应合理控制浸镀时间、温度与熔池成分; 凝固组织也存在差异, \低铝\与\中铝\会析出Al或Zn初晶、Zn/MgZn2二元共晶组织、Zn/MgZn2/Al三元共晶组织, \高铝\会产生富Al枝晶、枝晶间富Zn相、Mg2Si相、MgZn2相, 不产生共晶组织; 发生表面腐蚀时, \低铝\与\中铝\中MgZn2相先电离, 并生成碱性锌盐、双层氢氧化物等致密的腐蚀产物, 抑制腐蚀; 发生切边腐蚀时, 锌铝镁会出现自修复现象, 在切边钢基或镀层破损处形成碱性锌盐, 保护基体
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