太原理工大学学报

太原理工大学学者风采

  • 梁卫国 教授

    <正>梁卫国,男,1972年生,山西盂县人,博士,教授,博士生导师,国务院政府特殊津贴专家;国家杰出青年基金获得者,中组部"万人计划"第一批科技创新领军人才,第七届国务院学位委员会矿业工程学科评议组成员,"三晋学者"特聘教授,全国优秀百篇博士学位论文获得者,中国青年科技奖获得者,国家百千万人才工程人选,山西省新兴产业领军人才,

    2015年03期 v.46;No.199 250页 [查看摘要][在线阅读][下载 687K]
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材料与机械工程

  • P3HT∶Ag@C复合膜的制备及其光学性能

    屈腊琴;郝亚敏;杨维佳;闫翎鹏;杨永珍;刘旭光;

    采用一步水热法制备了用于聚合物太阳能电池受体材料的核壳结构碳银复合材料(Ag@C),并以聚3-己基噻吩(P3HT)为给体材料,旋涂制备P3HT∶Ag@C复合膜。通过场发射扫描电子显微镜、热重分析仪、透射电子显微镜及电化学工作站,对Ag@C的形貌、热稳定性和能级结构进行表征分析,并用荧光分析仪和紫外分光光度计对复合膜的光学性能进行表征分析。结果表明,Ag@C具有良好的热稳定性且与P3HT能级相匹配,满足作为聚合物太阳能电池受体材料要求;与纯P3HT薄膜相比,复合膜发生荧光猝灭现象,光生激子在复合膜界面处可得到有效分离;光谱吸收范围变宽,增强了对太阳光的吸收。

    2015年03期 v.46;No.199 253-257页 [查看摘要][在线阅读][下载 1490K]
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  • 新型镁碳多层材料的研究

    李天龙;樊建锋;张华;董洪标;许并社;

    采用累积叠轧法(ARB),对AZ31镁板/Mg、多壁碳纳米管混合粉/AZ31镁板复合结构进行了7个周期的累积叠轧,制备了新型镁碳多层复合材料。分别用扫描电镜和光学显微镜来表征累积叠轧过程中的微观组织演变。结果表明,所采用的工艺可以制备出层界面之间结合较好的镁碳多层复合材料,其平均层厚约为4μm;由于在7个轧制周期过程中,镁合金反复动态再结晶和层界面对晶粒长大的阻碍作用,镁合金层的晶粒也明显细化。该方法为镁合金及其他金属多层材料的研究开发提供了新思路。

    2015年03期 v.46;No.199 258-262+267页 [查看摘要][在线阅读][下载 3131K]
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  • 液相还原法制备高纯度微纳米银粉的研究

    赵爽;严彪;

    以硝酸银为原料,抗坏血酸为还原剂,聚乙二醇为分散剂及乳化剂,采用液相还原法直接制备得到平均粒径为100nm左右的颗粒状微纳米银粉,产物纯度高达100%。使用能谱、XRD等测试方法对所得微纳米银粉进行表征,探讨了在微纳米银粉制备过程中各因素对产物的影响。结果表明,在反应条件AgNO3浓度为0.1mol/L,抗坏血酸浓度为0.1mol/L,反应温度为30℃,搅拌速度为500r/min时,采用本方法直接制备微纳米银粉得到的产物纯度高达100%,且分散性良好。

    2015年03期 v.46;No.199 263-267页 [查看摘要][在线阅读][下载 297K]
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  • 温度对SUS304与SUS430不锈钢耐腐蚀性及其钝化膜半导体性能的影响

    高磊;王保成;

    使用SUS304与SUS430不锈钢作为研究材料,应用动电位极化曲线、交流阻抗谱(EIS)和电容电位法(Mott-Schottky)等电化学研究方法,对比研究了SUS304与SUS430不锈钢在1mol/L的NaHCO3溶液中、20~80℃温度内的腐蚀性能及其钝化膜半导体性能。结果表明,随着温度的升高,SUS304与SUS430不锈钢自腐蚀电流增加,溶液电阻与极化电阻减小,弥散效应增强;由M-S曲线知,在-0.5~0.5V电位区间,20~80℃温度内,SUS304与SUS430不锈钢钝化膜均表现为n型半导体性质,M-S曲线拟合直线斜率随温度的升高而降低,平带电位负移;可见在温度作用下,钝化膜半导体费米能级正移,使能级差减小而造成以氧空位为主要点缺陷的浓度增大,导致SUS304与SUS430不锈钢腐蚀加剧。其中SUS304奥氏体不锈钢比SUS430铁素体不锈钢具有较好的耐蚀性。本研究对探索腐蚀机理与选择合理的防腐新材料具有一定的借鉴作用。

    2015年03期 v.46;No.199 268-273页 [查看摘要][在线阅读][下载 211K]
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  • 某型履带车辆诱导轮结构强度分析

    朱兴高;顾亮;

    为配合某型履带车辆轻量化研制工作,研究分析了诱导轮所受履带张紧力的大小、方向以及位置,验证了诱导轮结构设计的合理性。建立了诱导轮的有限元模型,并进行结构强度的计算,对计算结果进行分析比较。结果表明,诱导轮的最大应力值位于包角为145°的轮毂边缘和部分加强筋处,小于材料的许用应力,满足设计要求。本研究为诱导轮的轻量化优化设计提供依据。

    2015年03期 v.46;No.199 274-277页 [查看摘要][在线阅读][下载 922K]
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  • 成型方式对厚层水泥稳定碎石基层路用性能影响

    田耀刚;石帅锋;肖燕;李炜光;

    基于室内模拟试验研究了不同成型方式(振动成型和标准静压成型)对整体大厚度水泥稳定碎石基层路用性能(力学性能、体积变形性能和抗冲刷性能)的影响。结果表明:大激励振动一次成型厚层水泥稳定碎石基层上部结构的无侧限抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量均大于其下部结构,其差异性随龄期增长而降低,且上部与下部结构的力学性能兼高于标准静压成型水泥稳定碎石基层;两种方式成型对水泥稳定碎石干缩、温缩及抗冲刷性能影响规律与力学性能相同。

    2015年03期 v.46;No.199 278-282页 [查看摘要][在线阅读][下载 312K]
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化学与环境工程

  • 炼焦煤性质对铁焦性能影响的试验研究

    史世庄;林志龙;毕学工;李鹏;罗永辉;汪恭二;

    在铁矿粉质量分数10%的条件下,系统地研究了炼焦煤性质(灰分,硫分,挥发分,粘结指数)对铁焦性能(灰分,硫分,气孔率,机械强度,热性质和铁矿粉还原程度)的影响。结果表明,炼焦煤性质对铁焦性能的影响显著:铁焦的灰分、硫分取决于炼焦煤的灰分和硫分;随着挥发分增加,铁焦的气孔率和铁矿粉的还原程度均单调增大;铁焦的机械强度在w(Vdaf)=28%,G=81附近取得最佳值;铁焦的热性质在w(Vdaf)=27.64%~29.84%,G=70.00~81.19时较好;通过改变炼焦煤的性质可以生产出具有不同性能的铁焦。

    2015年03期 v.46;No.199 283-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 191K]
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  • 炭化型煤的水蒸气气化特性及动力学

    李洪岩;张永发;王影;赵钰琼;李馨然;王琪;

    以褐煤等粉煤为原料,采用冷压成型和低温炭化工艺,研制出高热稳定性的气化用炭化型煤。在固定床气化装置中,研究了炭化型煤的水蒸气气化特性和动力学。研究表明,气化温度从880℃提高到1 000℃,碳转化率达到85%的时间从40~50min缩短至20min以内;反应进行5~8min时,炭化型煤气化反应速率达到最大值;气化温度为880℃时,反应全程处在化学反应控制区;气化温度为920℃、960℃和1 000℃时,反应过程由化学控制区向内扩散控制区转移,转移的拐点在碳转化率为90%~95%之间出现。炭化型煤气化动力学可用二维扩散模式的缩核模型描述,在化学反应控制区,表观活化能为93.83~104.11kJ/mol,表观活化能与指前因子存在动力学补偿效应;在内扩散控制区,表观活化能为76.45~87.05kJ/mol。

    2015年03期 v.46;No.199 288-293页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K]
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  • 厌氧污泥对共基质条件下吡啶降解动力学

    韩钰洁;岳秀萍;王孝维;刘若男;张悦;

    采用厌氧污泥对单基质吡啶及苯酚共存下的吡啶进行降解,并研究其动力学的差异。实验结果表明:厌氧污泥可以同时降解苯酚和吡啶;与单基质相比,共基质下苯酚的存在抑制了厌氧污泥对吡啶的去除,当苯酚初始浓度增加至一定值时,这种抑制作用逐渐减弱。无论是单基质还是苯酚共基质,吡啶的降解均遵循零级反应动力学,但后者吡啶的降解速率常数与前者相比,数值明显减小。在化学需氧量与氮的质量浓度比值ρ(COD)/ρ(N)≈40、pH 7.5、35℃的条件下单基质吡啶厌氧降解效果最好,经过103h的降解,其降解率可达到88%以上。

    2015年03期 v.46;No.199 294-297页 [查看摘要][在线阅读][下载 146K]
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建筑与水利工程

  • 注浆抬升位移预测及简化模型研究

    章敏;刘军军;秦文权;

    将地层注浆引起的地表隆起视为随机过程,并假定抬升效果为地层中一连串浆泡径向扩张引起的变形效应之和,根据随机介质理论及线性叠加原理,推导出了多浆泡在均匀及非均匀两种扩张模式下地表抬升变形的理论计算公式及其简化形式。通过对比不同计算方法,发现对于浆泡均匀扩张模式,简化解可有效预测地表抬升位移,而对于非均匀扩张模式,精确法结果则更为合理。分析结果表明:随着浆泡间距的增大,地表抬升位移逐渐从"单峰"形式过渡到"双峰"形式;抬升引起的地表水平位移和倾斜在曲线分布形态和峰值点位置方面基本相同;同时在注浆施工中应加强地表曲率的监测,避免曲率过大反而造成建筑物的破坏。

    2015年03期 v.46;No.199 298-302页 [查看摘要][在线阅读][下载 953K]
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  • 空间多支管复杂相贯节点静力足尺试验研究

    焦晋峰;马霄;雷宏刚;

    对两个多向轴向加载的空间多支管复杂方圆钢管相贯节点进行了静力足尺试验研究。试验表明:同一类节点2个试件杆件制作误差差异较大,导致节点试验加载能力差别较大;对方圆钢管相贯节点,支管杆件截面型式的差异导致圆管与方形截面主管交汇区域首先出现屈服;合理的节点构造措施有利于保证节点安全。计算表明:两个节点试件的试验值与有限元计算结果存在一定的差异,主要原因在于实际支座约束和理想模拟支座区别、加荷不对中、节点焊缝和焊缝缺陷和节点杆件空间加荷不同步性等因素。研究表明:对该类空间多支管复杂相贯节点,支管截面型式和轴力对节点承载力影响较大,有待进一步深入研究。

    2015年03期 v.46;No.199 303-307页 [查看摘要][在线阅读][下载 762K]
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  • 圆弧形鼻坎挑射流空中消能率的试验研究

    张晓艳;郭彩华;

    运用量纲方法分析了圆弧形鼻坎挑射流空中消能率的影响因素,采用两个系列共5种圆弧形挑流鼻坎模型,研究空中消能率与鼻坎体型参数和射流起挑断面弗劳德数的关系。试验结果表明起挑断面弗劳德数和鼻坎挑角对空中消能率的影响较大,相对反弧半径对空中消能率的影响可以忽略。据试验数据拟合的空中消能率的计算公式是鼻坎挑角和起挑弗劳德数的函数,拟合公式计算值与试验值的误差小于8%。

    2015年03期 v.46;No.199 308-311页 [查看摘要][在线阅读][下载 201K]
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矿业工程

  • 采空区注氮参数设计及三维流场分析

    刘星魁;王公忠;周爱桃;

    为了合理设计采空区注氮防火方案,以南山矿18-5采空区为研究背景,利用FLUENT软件,结合含变渗透系数的Forchheimer运动方程,对具有抽放巷和注氮管的复杂采空区模型三维流场进行了数值分析。结果表明,大流量注氮在采空区浅部即可取得很好的氧气惰化效果,随着注氮管的深入,惰化效果逐渐降低;小流量注氮取得的惰化效果具有相反的变化趋势,即二者存在不同的最佳注氮位置;受抽放巷影响,模型回风侧存在氧气富集区,仅靠注氮无法对其有效稀释,应配合工作面长距离封堵,减弱高抽巷引起的漏风。依据研究结论和现场施工条件,设计了合理的防火方案,在注氮工作之前,应首先对采空区规模、通风条件和制氮设备能力进行预先评估。

    2015年03期 v.46;No.199 312-317页 [查看摘要][在线阅读][下载 1305K]
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  • 基于节理网络模拟和分形理论预测矿岩体块度

    杨啸;杨志强;高谦;薛改利;

    块度尺寸和分布特征是自然崩落法选择与设计的重要依据之一,块度预测的可靠性决定采矿方法设计的成败。以金川镍矿Ⅲ矿区贫矿自然崩落采矿法可行性研究为工程背景,开展了岩体块度预测研究;根据Ⅲ矿区开拓工程所揭示的工程岩体,进行了3个区域的岩体节理裂隙调查与统计分析,获得了节理裂隙统计结果及空间分布特征参数;采用蒙特卡罗随机模拟方法生成节理网络模型,并结合岩体分形理论,推导出矿岩体块度尺寸与分布的预测模型;基于所建立的预测模型进行矿岩体初始块度预测。结果表明,当特征尺寸确定为1.2m时,根据1 570m中段调查的4个区域的矿岩体大块率分别达到8.8%,20%,14.83%,6.51%,平均大块率为12.54%;虽然Ⅲ矿区矿岩体破碎,但矿石比岩石强度高,导致矿岩体初始块度的大块率较高,不利于自然崩落法的放矿控制和连续生产。本研究结果为金川矿山的采矿方法选择与决策提供了理论依据。

    2015年03期 v.46;No.199 318-322页 [查看摘要][在线阅读][下载 922K]
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  • 过热蒸汽对流加热油页岩产气规律研究

    赵林;杨栋;康志勤;赵阳升;

    利用自行研制的对流加热原位开采模拟实验台对新疆油页岩进行热解模拟实验,研究不同温度过热蒸汽作用下油页岩的产气规律,并从理论上进行了分析研究。结果表明:过热蒸汽对流加热油页岩热解过程大致分为三个阶段,第一阶段是碳酸盐的水解和热解,同时伴随着少量沥青质的热解,这个过程中主要产生CO2和少量有机气体;第二阶段以油页岩的热解为主并伴随着少量的水煤气反应,这个过程产生大量的有机产物;最后阶段是热解完成后油页岩中残炭的水煤气反应,产物主要为大量的H2和CO。本研究成果将为规模化过热蒸汽原位开采油页岩技术应用提供理论依据和技术参数,也将为油页岩原位开采的干馏气体的处理和回收提供帮助。

    2015年03期 v.46;No.199 323-326页 [查看摘要][在线阅读][下载 136K]
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  • 基于盒维数的锚杆工作荷载无损检测研究

    梁腾飞;冯剑锋;卞德存;闫东;李义;

    为研究锚杆工作荷载,应用了分形理论中的盒维数方法。根据一维杆波动理论,在锚杆外露端头安装一个自激式加速度传感器,利用锚杆无损检测加载试验台分级加载、检测标定测得锚杆-围岩相互作用体系在激发荷载作用下的速度响应,计算其加速度响应曲线的盒维数,拟合得出荷载-盒维数曲线,直观地判断锚杆工作荷载和锚固质量。

    2015年03期 v.46;No.199 327-331页 [查看摘要][在线阅读][下载 217K]
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  • 温度变化对煤体瓦斯吸附量影响规律的实验研究

    杨英杰;武德尧;郭勇义;谢建林;菅洁;

    通过对含瓦斯煤层瓦斯气体温度场分布规律研究,提出了煤层中总的瓦斯含量方程中α值的假设与猜想。经过实验,分别研究了定压条件与升压条件下温度改变对煤与瓦斯吸附的影响规律,得到煤体在不同温度下瓦斯的吸附以及渗流规律。实验应用WY98-A型瓦斯吸附解吸仪器,通过研究煤与瓦斯吸附在温度改变的环境下的规律,以及所选煤样在吸附饱和后随温度变化的函数关系,并对瓦斯吸附的饱和吸附量进行了数学拟合,得到其函数关系式。为煤层瓦斯储量计算,及不同阶段瓦斯抽采量计算提供了科学依据。

    2015年03期 v.46;No.199 332-335页 [查看摘要][在线阅读][下载 148K]
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电气、信息与计算机工程

  • 基于相似指纹特征的室内定位机制研究

    陈永乐;于丹;王泽;

    针对指纹定位结果中存在较大定位误差问题,分析了离线相似指纹对应采集点的分布特征,发现存在部分相似指纹对应的采集点位置距离较远的特征,这导致了较大定位误差的出现。据此提出了一种基于阈值的Dynamic-kNN的算法来实现指纹的匹配,并进一步针对相似指纹的聚类特征设计了基于K-Means的聚类优化算法,从而大大减少了定位结果中较大误差的存在。实验表明,该算法能够将最大定位误差缩小到5m以内,同时4m以上的较大定位误差所占比例也明显下降。本研究与其他算法相比,在定位性能和算法开销上具有明显优势。

    2015年03期 v.46;No.199 336-340页 [查看摘要][在线阅读][下载 458K]
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  • 基于光纤混沌激光FBG压力传感的实验研究

    张丽;秦建敏;侯煜;

    基于非线性克尔效应,通过调节泵浦电流及环形腔内光的偏振状态实验验证了环形掺铒光纤激光器混沌的输出。结合光纤Bragg光栅(FBG)与环形掺铒光纤混沌激光器,利用混沌的类似detla函数特性,验证和分析了基于掺铒光纤混沌激光器的分布式光纤Bragg光栅传感系统。实验结果表明,利用参考混沌光与反射的混沌光之间的互相关特性,可以准确的判断出光栅串中每个光纤Bragg光栅的位置,通过可调谐滤波器很容易获得受压后光纤光栅中心波长的改变量。

    2015年03期 v.46;No.199 341-346页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K]
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  • 次级粘合薄磁的直线平板电磁阻尼器研究

    田俊梅;王国枝;张学军;王灵梅;

    为了在不改变阻尼器尺寸、形状、永磁体型号以及次级金属板材料的情况下提高阻尼力,提出了一种在次级粘合一块薄磁的方案。以一个典型的直线平板电磁阻尼器为例,利用有限元分析软件,对其气隙磁场、阻尼力以及轭板外环境磁场进行了仿真分析。仿真结果表明,次级粘合薄磁后,其x方向(次级运动方向)的阻尼力显著提高,z方向的平均阻尼力不足x方向的1%。铁磁材料轭板减小了初级永磁体外侧磁阻,降低了阻尼器外部漏磁。同时,铁磁轭板在初级磁场中被磁化,增加了阻尼器边缘磁感应强度,同样有利于提高次级在此处的阻尼力。

    2015年03期 v.46;No.199 347-351+356页 [查看摘要][在线阅读][下载 718K]
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基础理论

  • 颅内动脉瘤支架柔顺性能有限元分析

    郑清丽;韦明堂;由衷;安美文;李志强;

    设计一种新型镍钛合金颅内动脉瘤导流支架,采用有限元方法研究了6种具有不同表面筋宽度、厚度和内弧半径的非对称支架模型,系统分析了在弯曲状态下几何参数对其最大等效单轴拉应变及纵向柔顺性的影响,并与Neuroform3颅内支架和PED(pipeline embolization device)支架进行比较分析。结果显示:在弯曲过程中,该支架最大等效单轴拉应变很小,始终处在镍钛合金可恢复应变范围内;最大等效单轴拉应变及弯矩随着支架筋宽度和内弧半径增加而增大,筋厚度对弯曲性能的影响较小;支架柔顺性优于Neuroform3支架和PED支架,能顺利到达目标血管,合理的支架设计对脑动脉瘤血管重建至关重要。

    2015年03期 v.46;No.199 352-356页 [查看摘要][在线阅读][下载 741K]
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  • 具有耗散和阻尼项的Kirchhoff型方程吸引子的存在性

    王海英;李桂莲;

    对具有耗散和阻尼项的Kirchhoff型方程,在满足一定的初边值的条件下,首先运用Gronwall引理,并结合Sobolev嵌入定理,证明出该方程有界吸收集的存在性;其次通过验证半群满足紧性,证明出该方程吸引子在广义空间中的存在性。

    2015年03期 v.46;No.199 357-360页 [查看摘要][在线阅读][下载 127K]
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  • 利用局部性质刻画三角环上的导子

    王彩莲;侯晋川;

    证明了当三角环U满足某些条件时,三角环中的每个元都是可加拟Jordan全可导点。作为推论,有非平凡可补元的Banach空间套所对应的套代数中的每个算子都是可加拟Jordan全可导点。

    2015年03期 v.46;No.199 361-365页 [查看摘要][在线阅读][下载 150K]
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  • 含参数的Kirchhoff型问题正解的存在性

    郭子君;张建明;王淑丽;

    通过变分法,临界点理论以及迭代法研究了一类带参数的Kirchhoff型问题在单位球外这一无界区域上正解的存在性,证明了当参数在一定范围内时,该问题至少存在一个正解。

    2015年03期 v.46;No.199 366-370页 [查看摘要][在线阅读][下载 153K]
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