摘要:硼基纳米材料因其独特分子结构和化学键成为团簇科学研究的重点。本文中,采用卡利普索结构预测程序结合密度泛函理论,在PBE0/6-311+G(d)水平下系统研究了碱金属M2(M=Li, Na, K)原子对B180/^?团簇的结构的调控。结构搜索发现,所有全局极小结构均呈现管状结构。除Li2B18外(C1),其它高对称结构中(D9d)两个掺杂的碱金属原子位居管两侧的对称轴线上。紧接着,基于全局极小结构,稳定性分析表明K2B18和Li2B18?^{团簇在各自体系中拥有相对高的稳定性。电荷研究发现},掺杂体系中电荷从碱金属M原子向硼原子转移。磁性分析表明,闭壳层电子结构体系(Li2B18、Na2B18和K2B18)的磁矩为零,开壳层电子结构体系(Li2B18?^、Na2B18?^和K2B18?⁾分别具有1μB的总磁矩。分析偶极矩和极化率发现,高对称性结构对应的偶极矩和第一超极化率为零,K2B180/?^{团簇拥有最大的平均极化率和各向异性极化率},对外场的响应最强。此外,拟合出了光电子能谱、红外谱、拉曼谱等光谱。最后,讨论了温度和热力学参数之间的函数关系。

摘要:拉伸是提高PVDF-HFP薄膜压电性能最有效的方法之一,本文采用溶液浇铸法制备PVDF-HFP压电薄膜,以拉伸速率和拉伸温度为变量,研究了薄膜拉伸前后形貌变化以及晶体结构的变化。结果表明,沿拉伸方向的应力可以迫使基体内部结构由球晶转变为纤维状晶体,从而促使非极性α相转变成极性β相,在拉伸伸长率为5,拉伸温度为60 ℃,拉伸速率为10 mm/min时,薄膜的β相相对含量超过90 %。在E_max = 60 MV/m的最大极化电场下,其标准开环电压达到1.5 V,在此拉伸工艺下,将最大极化电场强度提升到E_max = 100 MV/m,薄膜的标准开环电压达到2.24 V,最大极化电场的提高使基体内部固有偶极矩取向更充分,压电性能更优异。

摘要:针对85mm厚海上风电用S355G10+N钢板心部冲击功低且离散性大的问题,结合夹杂物生成理论计算,采用金相检验、扫描电镜及能谱分析研究了钢板不同厚度处的微观组织。结果表明,钢板的组织主要为粒状贝氏体、少量铁素体和少量珠光体。钢板表面与1/4厚度处组织均匀,而在钢板心部发现了严重偏析和板条贝氏体。冲击断口形貌表明,由于中心偏析导致生成的MnS和(Nb,Ti)C夹杂物为断裂源,其附近断裂方式为沿晶断裂。钢板中心偏析处的板条贝氏体加剧了裂纹的扩展,夹杂物与板条贝氏体的综合作用显著降低了钢板心部的冲击韧性。

摘要:在B3LYP/6-31g(d)基组水平上,利用密度泛函理论(DFT)优化了Al₂₄N₂₄团簇的几何和电子结构. 研究结果表明,优化所得Al₂₄N₂₄团簇的几何结构对称性分别为S₄、C₂、S₈、O；在基态稳定结构基础上,得出其输运性质,既非p型输运材料,亦非n型输运材料,即不具有输运性质；在优化好的基态结构基础上,研究了它们的核独立化学位移值(NICS),由NICS值得出四种同分异构体均具有芳香性；此外,还研究了它们的红外和拉曼分子振动谱,四种团簇的红外-拉曼振动谱的振动强度排序分别为S₈>S₄>C₂>O和S₈>S₄>O>C₂.

摘要:双风轮风电机组是一种新型水平轴式风电机组，可以利用前风轮尾流发电，风能利用系数高，但为了减少前后风轮间流场干涉效应，传动链轴向跨距较单风轮机组更长，造成长跨距柔性机架多点弹性支撑下双风轮风电机组传动链模态特性复杂，潜在共振风险高。文中考虑机架柔性及其与传动链间弹性支撑，利用多体动力学方法建立了双风轮风电机组传动链刚柔耦合动力学模型，分析了传动链耦合振动模式，研究了机架柔性对传动链固有特性的影响。研究结果表明：双风轮风电机组传动链前2阶扭振固有频率分别为5.63 Hz和6.01 Hz，分别对应后、前风轮传动链第1阶扭振固有频率；双风轮风电机组传动链共存在3类系统振动模式，包括前或后风轮传动链局部振动模式、前或后风轮传动链耦合振动模式，以及前与后风轮传动链耦合振动模式；当系统各构件的模态能量主要集中在非扭振方向时，机架柔性会使各构件模态能量朝同侧传动链其余构件或异侧传动链构件转移。

摘要:为较准确预测矿用卡车（automated manual transmission，AMT）变速器齿轮传动系统的动态可靠性，考虑关键构件的柔性及内外部载荷激励的影响，构建了AMT齿轮传动系统刚柔耦合动力学模型，针对服役频次高或载荷恶劣的变速器六挡和七挡传动系统进行了动载荷分析。在此基础上，考虑传动系统载荷动态变化、零件强度退化和各零件之间失效的相关性，对该AMT变速器六挡和七挡传动系统的动态可靠性进行研究，找到了该AMT变速器传动系统的薄弱零部件环节，获得了传动系统及其零部件的可靠度随服役时间的变化规律，为矿用卡车AMT变速器齿轮传动系统的可靠性设计及性能提升奠定了基础。

摘要:聚醚醚酮（polyetheretherketone，PEEK）齿轮是高性能聚合物齿轮，广泛应用于汽车、无人机、机器人等领域。然而PEEK齿轮失效的形式和机理复杂，导致其在动力传动场合应用缺乏合理的设计依据。针对PEEK齿轮失效机理不明和基础数据缺失的问题，开展了喷油润滑下PEEK斜齿轮疲劳性能试验，计算了PEEK齿轮接触和弯曲应力，并通过扫描电镜等设备进行了失效表征。发现喷油润滑下PEEK齿轮失效形式主要为齿面点蚀和齿根疲劳断裂；讨论了喷油润滑下PEEK齿轮齿面点蚀与齿根疲劳断裂的失效机理，发现了PEEK齿轮接触疲劳失效与弯曲疲劳失效之间的临界转变关系，并提出了PEEK齿轮失效形式的评估方法。当PEEK齿轮接触应力与弯曲应力之比低于1.02时，PEEK齿轮主要发生齿根疲劳断裂；接触应力与弯曲应力之比高于1.10时，PEEK齿轮主要发生齿面点蚀破坏；接触应力与弯曲应力之比在1.02~1.10之间时，存在齿面接触疲劳与齿根弯曲疲劳的临界失效转变点。

摘要:深入研究人类驾驶员的驾驶行为和习性，对于推进智能汽车的拟人化决策规划，改善驾驶安全性具有重要意义。针对高速公路这一典型场景，基于NGSIM（Next Generation Simulation）数据集提取有效表征换道驾驶行为的特征参数，分析换道驾驶行为与驾驶参数的相关性，量化驾驶行为特性，建立了基于高斯混合-隐马尔科夫理论（Gaussian mixed model-hidden Markov model，GMM-HMM）的换道意图识别模型。研究结果表明：该模型识别准确率较高，在换道点1.0 s之前的换道行为识别准确率达到95.6%，在有换道意图的时刻识别准确率超过80%，可应用于智能汽车换道策略的拟人化设计，有效降低换道风险，改善驾驶安全。

摘要:建立一种合理的等效电化学阻抗-热耦合模型对采用高频交流电（AC）进行电池低温加热过程中的阻抗计算和温度预测具有重要意义。采用NSGA-II算法对7种不同的等效阻抗模型在10~100 000 Hz频率范围进行参数辨识后，通过对比发现在高频部分，与单个电感模块相比，采用一个电阻和电感并联模块能够在不增加计算量的条件下更准确地描述集肤效应对阻抗曲线的影响；在利用依靠电池自身能量进行低温加热的拓扑结构获取了不同频率下的高频额外产热和随温度时变的换热系数后，建立了一种适用于高频AC加热的电池等效电化学阻抗-热耦合模型；在恒定频率加热下验证了模型的准确性，证明了采用随温度时变的换热系数进行温度预测的必要性；在变频加热下验证了模型的实用性，且与现有模型相比，在高频范围内的温度预测最大误差从2.93 ℃降为0.35 ℃，RMSE仅为0.23 ℃。

摘要:多能流状态估计是能源互联网的重要研究领域。目前，关于电-水耦合系统状态估计的研究刚起步，还存在对水网工况适应性差、对电-水耦合信息利用不充分等问题。为此，提出一种考虑管道摩阻系数修正的水网双线性最小二乘（weighted least square，WLS）状态估计方法，并进一步基于水泵虚拟测量构造电-水耦合信息双向传递，提出适用于电-水耦合系统分立运行、协同运行和联合运行的双线性WLS状态估计方法。用11节点水网及其与IEEE-14节点、IEEE-118节点电网耦合形成的2个电-水耦合系统验证了所提双线性WLS估计的有效性。算例结果证明了水网状态估计中修正管道摩阻系数的必要性与双线性WLS估计方法在计算效率与小流量水网适应性方面的优越性，以及协同估计与联合估计在提升电网/水网状态估计精度、数据一致性与可观性方面的有效性。

摘要:空间天线驱动单元控制器的精确设计依赖于永磁同步电机电气参数的准确获取，高精度的电气参数辨识是电机参数可靠获取的基础。针对标准蛇优化算法在永磁同步电机电气参数辨识时存在的收敛速度较慢、辨识精度不高、易陷入局部最优等缺点，引入Tent混沌映射与准反向学习策略增强初始蛇群多样性，改进食物量与环境温度阈值提高算法收敛速度，利用柯西变异布谷鸟搜索算法提升算法全局优化搜索能力及鲁棒性，形成了一种改进蛇优化算法。利用提出的改进蛇优化算法，对某空间天线驱动单元中的永磁同步电机进行电气参数辨识。结果表明，相较于标准蛇优化算法，改进蛇优化算法具有更高的辨识精度、更快的收敛速度和更好的鲁棒性。

摘要:拉伸是提高PVDF-HFP薄膜压电性能最有效的方法之一。采用溶液浇铸法制备PVDF-HFP压电薄膜，以拉伸速率和拉伸温度为变量，研究了薄膜拉伸前后形貌变化及晶体结构变化。结果表明，沿拉伸方向的应力可以迫使基体内部结构由球晶转变为纤维状晶体，从而促使非极性α相转变成极性β相，在拉伸伸长率为5、拉伸温度为60 ℃和拉伸速率为10 mm/min时，薄膜的β相相对含量超过90 %。在最大极化电场E_max=60 MV/m作用下，其标准开环电压达到1.50 V；在此拉伸工艺下，将最大极化电场提升到100 MV/m，薄膜的标准开环电压达到2.24 V，提高最大极化电场使基体内部固有偶极矩取向更充分，压电性能更优异。

摘要:针对厚度为85 mm海上风电用S355G10+N钢板心部冲击功低且离散性大的问题，结合夹杂物生成理论，采用金相检验、扫描电镜及能谱分析研究了钢板不同厚度处的微观组织。结果表明，钢板的组织主要为粒状贝氏体、少量铁素体和少量珠光体。钢板表面与1/4厚度处组织均匀，在钢板心部发现了严重偏析和板条贝氏体。冲击断口形貌表明，中心偏析导致生成的MnS和(Nb，Ti)C夹杂物为断裂源，其附近断裂方式为沿晶断裂。钢板中心偏析处的板条贝氏体加剧了裂纹的扩展，夹杂物与板条贝氏体的综合作用显著降低了钢板心部的冲击韧性。

摘要:通过密度泛函理论（density functional theory，DFT）结合B3LYP/6-31g(d)基组对Al₂₄N₂₄团簇的几何电子结构进行全面优化和物理化学性质模拟分析。研究结果表明，Al₂₄N₂₄团簇的4种基态稳定结构点群依次为S₄、C₂、S₈、O；4种Al₂₄N₂₄团簇气相下既非p型输运材料，亦非n型输运材料，也不存在双极性传递性质，但是这些团簇有利于空穴传输；在优化好的Al₂₄N₂₄团簇气相结构下，研究了它们的核独立化学位移值（nuclear independent chemical shift value，NICS），由NICS得出4种同分异构体均具有芳香性；这4种同分异构体的红外和拉曼分子振动谱表明，各分子内部振动模式对红外和拉曼振动峰值的分布具有重要的影响，随着体系内八元环数量的增多，红外谱出现轻微蓝移现象，拉曼谱中未观测到此现象；特别是对称性为O的Al₂₄N₂₄分子，内部含有6个八元环，这也导致它的振动谱不同于其他三者。

摘要:硼基纳米材料因其独特分子结构和化学键成为团簇科学研究的重点。基于卡利普索结构预测程序和密度泛函理论，在PBE0/6-311+G(d)水平下系统分析了碱金属M₂（M=Li, Na, K）原子掺杂B180/-团簇的结构和特性。结构搜索发现，所有全局极小结构均呈现管状结构。除Li₂B₁₈（C1点群对称）外，其他高对称结构（D_9d点群对称）中2个掺杂碱金属原子均位居管两侧的对称轴线上。基于全局极小结构的稳定性分析表明，K₂B₁₈和Li₂B18-团簇在各自体系中拥有相对高的稳定性。电荷研究发现，掺杂体系中电荷从碱金属M原子向硼原子转移。磁性分析表明，闭壳层电子结构体系（Li₂B₁₈、Na₂B₁₈和K₂B₁₈）总磁矩为0，开壳层电子结构体系（Li₂B18-、Na₂B18-和K2B18-）分别拥有1 μB的总磁矩。分析偶极矩和极化率发现，高对称性结构对应的偶极矩和第一超极化率为0。此外，基于Multiwfn软件，拟合出了体系的光电子能谱、红外谱和拉曼谱。最后，讨论了体系的温度和热力学参数（定容热容C_v和标准熵S）之间的关系。