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关键词： 箱涵拼装机   结构设计   有限元分析   运动特性分析  

摘要： 近年来,随着我国对地下空间的开发利用,盾构隧道内箱涵拼装技术及相关设备得以迅速发展,不同的盾构环境对拼装设备的多样化要求催生了多种箱涵拼装方式。本文根据上海某工程隧道项目,为解决现有箱涵拼装机无法满足箱涵在有限空间内进行有序拼装的问题,设计了一种下穿式箱涵拼装机,采用理论分析与仿真模拟相结合的方法对箱涵拼装机进行结构设计与运动特性研究,验证了所设计箱涵拼装机方案的可行性。本文具体工作内容如下: (1)基于箱涵的特性、工作要求和施工环境,对箱涵拼装机进行了结构设计。运用模块化分析方法,制定了箱涵拼装机设计方案,设计了一种下穿式箱涵拼装机。利用SOLIDWORKS软件,成功构建了箱涵拼装机的三维模型。 (2)根据箱涵拼装机的结构设计,进行了箱涵拼装机结构力学分析和仿真验证。本文利用ANSYS软件对箱涵拼装机关键部件进行静力学分析、模态分析和谐响应分析。通过仿真分析得到了箱涵拼装机关键部件在载荷工况下的应力和变形以及固有频率,确定了其振幅最大位置,并深入分析了振动产生的原因。仿真结果表明,箱涵拼装机关键部件强度刚度均满足设计要求,对箱涵拼装机结构力学的仿真分析验证了箱涵拼装机关键部件的安全性和可靠性。 (3)根据箱涵拼装机拼装动作特点,进行了箱涵拼装机动力学特性分析。基于ADAMS软件,通过模拟箱涵拼装机的拼装过程,对箱涵拼装机进行了运动学与动力学仿真。仿真结果表明,箱涵拼装机能够完成在有限空间内对箱涵的拼装,且速度与加速度曲线无明显波动,整个拼装过程趋于平稳。此结果验证了所设计箱涵拼装机结构的可行性与稳定性。 综上所述,本文以箱涵拼装机为研究对象,从力学性能、运动学和动力学三个方面对其进行了理论分析和仿真模拟,完成了箱涵拼装机的结构设计及运动特性的分析,验证了箱涵拼装机关键部件在结构强度、机构灵活性与工作稳定性方面的可行性与正确性,为箱涵拼装技术的发展提供了一定的理论基础。

关键词： 强乘积   宽直径   乘积图   传输延迟   网络  

摘要： 随着科技的进步和网络的发展,网络的规模变得越来越大,因而对网络的构造和分析评判也显得越来越重要。由于图的拓扑结构可以表示网络,关于网络的构造和分析都可以通过图来解决。在构造方式上,由于乘积图可以用小因子图构造复杂大图,且保留小因子图的优良属性,用其构造网络十分方便。其中,笛卡尔乘积,强乘积和直乘积都是具有良好性质的乘积方式,因而应用较为常见。在度量网络性能时,网络的传输延迟以及容错性是重要的指标,好的网络应该有较低的传输延迟以及较高的容错性。宽直径则是度量网络性能的重要参数,宽直径较小的网络往往拥有较小的传输延迟。因此对强乘积图的宽直径进行研究和属性分析,可以为互连网络拓扑结构的设计提供参考。本文主要研究了以下的几个内容: (1)通过乘积图连通度与其因子图的连通度的关系,给出了任意多个强乘积图的宽直径的一个上界,并分析了强乘积图构造网络的优势。 (2)通过组合优化与构造顶点不交路的方式,利用完全图以及完全二部图的拓扑结构特点,求解出了完全图与任意图的强乘积构造图的确切宽直径,并且得到了完全二部图与一类特殊图的强乘积构造图的确切宽直径。 (3)通过路与路的强乘积构造图的特点,通过对两点之间的相对位置情况进行分类,进而通过分类计算其顶点不交路的长度,确定了路与路的强乘积构造图的确切宽直径,并通过路与树之间的关系,进一步确定了无圈图之间的强乘积构造图的确切宽直径。之后给出几类强乘积图与其他乘积图的对比,并进行了分析。 (4)根据圈长的奇偶性和圈的拓扑结构特点,在考虑到圈中构造的路存在不同方向的情况下,给出了一种路与圈的强乘积构造图的最短顶点不交路的方式,通过考虑分类顶点相对位置情况,并考虑最长构造情况来减少计算量,从而得到了路与圈的强乘积构造图的确切宽直径,并进一步得到了星图以及双星图与圈的强乘积构造图的宽直径。之后对比分析上述拓扑结构的网络和类似拓扑结构的网络之间传输延迟与花销等优劣,得出了强乘积图构造的网络总是有较低的传输延迟的结论。

关键词： 量子等离子体学   HOM干涉   表面等离子激元   波导   定向耦合器  

摘要： 表面等离子激元(Surface plasmon polariton,SPP)是自由电子与光子在金属表面相互作用而形成的倏逝波,可以将电磁波的传播模式限制在低于亚波长范围的空间内,从而将其限制在纳米级区域内并进行调控。随着等离子体结构特征尺寸的进一步减小,表面等离子激元量子水平上的研究拉开了帷幕,被应用于单光子源、量子计算、量子通信等领域。然而,作为一种准粒子,表面等离子激元的许多本质属性仍然未知。因此,表面等离子激元的量子特性需要在理论上进行更加精确、更加深入的研究,这将刺激量子信息技术进一步的发展和实际应用。 通过表面等离子激元与光子间Hong-Ou-Mandel(HOM)干涉现象的研究,本文针对表面等离子激元与光子间的不可区分性进行探索,从结构设计、工艺制备和性能测试等方面对异质HOM干涉器件进行理论研究及实验论证。具体工作内容如下: (1)基于HOM干涉理论及耦合模式理论,通过有限元分析法对金属-介质异质波导定向耦合器件开展了结构参数、有效折射率和耦合长度等关键参数的仿真与分析,在此基础上设计出用于检验表面等离子激元与光子不可区分性的异质HOM干涉器件; (2)基于异质HOM干涉器件设计及仿真结果,利用紫外光刻、等离子体增强型化学气象沉积、电感耦合离子束刻蚀、磁控溅射镀膜和剥离等半导体微纳加工工艺,完成了异质HOM干涉器件的制备; (3)基于表面等离子激元量子本质属性的研究,搭建了异质HOM干涉现象的测试平台,完成了异质HOM干涉器件耦合特性的性能表征及异质HOM干涉现象的实验测试,证明了表面等离子激元与光子的不可区分性,为发展可电学调控的异质耦合器件及量子集成回路的研究提供参考。

关键词： 淮河流域   植被覆盖度   地理探测器   驱动因素   CA-Markov  

摘要： 厘清淮河流域生态环境质量在时间和空间上的演变特点,并深入探讨自然环境和人为因素对植被覆盖度变化的影响,对于淮河流域生态环境政策的制定与实施具有重要的意义。本文利用谷歌地球引擎（Google Earth Engine）工具,建立了遥感植被覆盖度数据,并结合趋势分析和变异系数,对淮河流域2000-2021年间植被覆盖度的时空变化进行评价。此外,通过运用地理探测器模型,深入剖析了影响淮河流域植被覆盖度变化的主要驱动因子。同时,结合CA-Markov与MCE-CA-Markov模型,分别对2030年淮河流域植被覆盖度的分布特征进行预测模拟,以下是主要的研究结果: （1）植被覆盖度的时空分布特征:在2000-2021年的22年间,淮河流域的植被覆盖度值在0.665-0.721之间波动。从2000年到2010年,植被覆盖度表现出显著的增长趋势。而自2011年至2021年,植被覆盖度的增长则相对缓慢。基于2021年数据,淮河流域植被覆盖度分布以中高、高覆盖度为主,这两种植被覆盖度的面积合计占比达75%。整体而言,植被覆盖度呈现出西南高、东北低的趋势。其中,河南省西部、安徽南部、湖北省的植被覆盖状况最优越,而江苏和山东省北部的低植被覆盖区分布最广。 （2）植被覆盖度时空演化特征:在研究期间,淮河流域植被变化呈现改善趋势。改善区域的面积达到233195 km2,而退化区域面积则为157669 km2。改善的区域主要集中在研究区的西部和南部,而退化区域主要集中在研究区东部、中部及北部。整体来看,淮河流域的植被覆盖度稳定性较高,高稳定性和较高稳定性的区域占比达到66.93%,表明植被覆盖度的波动幅度不大。对植被覆盖度变化稳定性的分析结果显示,水系湖泊区域和海拔较高的山区植被覆盖度的整体稳定性较高,而水系湖泊边界周围区域的植被覆盖度的整体稳定性较低。 （3）植被覆盖度变化的驱动因素分析:通过地理探测器模型的探测,发现夜间灯光和降水量是影响植被覆盖度变化的主要驱动因子。双因子交互作用的解译力均高于单因子,夜间灯光与其他因子的交互作用对植被覆盖度的变化尤为显著。综上表明人类活动与气象因素是影响植被生长的关键因素。 （4）植被覆盖度的时空预测特征:CA-Markov和MCE-CA-Markov在预测2030年淮河流域植被覆盖分布时均展现出了较高的精度,两者的预测结果高度一致。通过MCE-CA-Markov模拟预测,高植被覆盖度与中高植被覆盖度的面积相较于2020年将持续增加,而中、中低和低植被覆盖度区域的面积呈现出相对减少的趋势。 图[19]表[17]参[121]

关键词： AB2型二维材料   第一性原理计算   吸附和扩散   理论容量和开路电压  

摘要： 对可持续高效能源解决方案的追求是电化学储能技术的重要课题。金属离子电池因其能量密度高、循环寿命长而成为一项前景广阔的技术,尤其是作为其中关键部件的阳极材料近年来引起了广泛关注。虽然传统石墨阳极具有值得称道的循环性和稳定性,但其容量和扩散能力有限,无法满足大规模电化学储能需求。因此,寻找具有高能量密度和快速充放电特性的新型阳极材料迫在眉睫。本文基于第一性原理计算,深入研究了金属离子在AB2型二维材料表面的吸附行为和电化学性质,并预测了三种性能优异的AB2型二维阳极材料。 首先对penta-BP2、penta-NC2和MnS2的几何结构、材料稳定性和电子性质进行了计算,结果表明两种五边形材料均表现出良好的稳定性和金属特性,而MnS2则为小带隙半导体,这预示着三种材料都具有成为优异阳极材料的潜质。其次,对单个金属离子在三种材料表面的吸附行为进行了研究,发现penta-BP2和MnS2均表现出对金属离子高效且稳定的吸附。Penta-NC2可为K提供四个稳定的吸附位点,但吸附Li和Na时会产生严重的结构畸变,而通过对材料施加压缩应变成功解决这一问题。在稳定吸附的基础上,探究了单个金属离子在三种材料表面的扩散情况,发现金属离子在这三种AB2型二维材料表面都具有快速扩散的特点,为阳极材料快速充放电研究提供了重要参考。最后,评估了这些材料对金属离子的理论容量和开路电压:对于Na和K,penta-BP2可分别完成两层和三层吸附,对应于1105和1473 mAh/g的高理论容量,以及平缓适中的开路电压;penta-NC2对K具有705 mAh/g的理论容量和0.95 V的开路电压,而两种施加压缩应变的penta-NC2构型表现出对Li的巨大负载能力,具有高达2819mAh/g的理论容量;MnS2对Li、Na、K、Mg和Ca分别具有450、900、450、1800和900 mAh/g的理论容量,且Na、K、Mg和Ca对应的嵌金属电位均位于理想开路电压范围内。这些结果显示,在保证电池安全工作的前提下,上述三种AB2型二维材料具有高金属存储能力,能为高能量密度金属离子电池的研发提供更多可能。

关键词： 圆锥角膜   Pentacam三维眼前节分析仪   诊断价值  

摘要： 目的：探讨Pentacam三维眼前节分析仪检查参数在顿挫期圆锥角膜中的诊断价值。方法：选取2023年1—12月广西壮族自治区人民医院收治的圆锥角膜患者99例124眼为试验组，将试验组根据圆锥角膜疾病进展分为顿挫期组（n=31）和进展期组（n=93），另选取近视眼患者110例220眼作为对照组。比较各组Pentacam三维眼前节分析仪检查参数角膜后表面中央3 mm光学区内平坦子午线屈光度（K1B）、角膜后表面中央3 mm光学区内陡峭子午线屈光度（K2B）、角膜前表面中央3 mm光学区内平坦子午线屈光度（K1F）、角膜前表面中央3 mm光学区内陡峭子午线屈光度（K2F）、表面变异指数（ISV）、垂直非对称性指数（IVA）、圆锥角膜指数（KI）、中心圆锥角膜指数（CKI）、高度非对称性指数（IHA）、高度偏心指数（IHD）、角膜后表面最小曲率半径（Rmin）、角膜前表面最大屈光度（Kmax）、角膜上下屈光率差（IS）、以最薄点为中心的3.0 mm区域的前表面曲率半径（ARC）、以最薄点为中心的3.0 mm区域的后表面曲率半径（PRC）、最薄点测厚值（TP）、前表面差异偏差（Df）、后表面差异偏差（Db）、平均进展差异偏差（Dp）、最薄点偏差（Dt）、ARTmax的偏差（Da）、最终D值（BAD-D）、前表面最佳拟合球面（BFSF）、后表面最适拟合球面（BFSB）、角膜厚度进展指数最小值（PPImin）、角膜厚度进展指数最大值（PPImax）、Ambrosio相对厚度最小值（ARTmin）、Ambrosio相对厚度最大值（ARTmax）情况。采用受试者工作特征（ROC）曲线分析诊断顿挫期圆锥角膜的敏感指标。结果：对照组ISV、IVA、KI、CKI、IHA、IHD、Rmin、Kmax、IS、PRC、Df、Db、Dp、Da、BAD-D、PPImax、ATRmax与顿挫期组比较，差异有统计学意义（P <0.05）；对照组K1B、K2B、K1F、K2F、ISV、IVA、KI、CKI、IHA、IHD、Rmin、Kmax、IS、ARC、PRC、TP、Df、Db、Dp、Dt、Da、BAD-D、BFSF、BFSB、PPImin、PPImax、ARTmin、ARTmax与进展期组比较，差异有统计学意义（P <0.05）。对照组与顿挫期组分析结果显示：IHD的AUC最大，为0.899,IVA为0.898,ISV为0.847,BAD-D为0.819。对照组与进展期组分析结果显示：ISV的AUC最大，为0.991;K2B、K2F、IVA、KI、CKI、IHA、IHD、Rmin、Kmax、IS、ARC、PRC、TP、Df、Db、Dp、Dt、Da、BAD-D、PPImin、PPImax、ARTmin、ARTmax均> 0.90,K1B、K1F、BFSF均> 0.80，综上，ISV、IVA、IHD、BAD-D在顿挫期圆锥角膜中的诊断价值较好。结论：Pentacam三维眼前节分析仪检查参数可有效诊断圆锥角膜，其中ISV、IVA、IHD、BAD-D是诊断顿挫期圆锥角膜的敏感指标。

关键词： 浸泡干燥循环   石膏砂土   含水量   吸水膨胀   干燥沉降  

摘要： 为了研究浸泡和干燥环境循环对石膏砂土路基性能的影响，本文通过浸泡和干燥循环试验，对石膏砂的变形、含水量变化和土壤中石膏分布进行分析，研究结果表明：1)循环浸泡和干燥会降低土壤强度，且土壤强度在第5个循环结束时达到平衡，其中浸泡CBR（加州承载比）土壤的最大降幅为CBR4（浸泡4d时间的CBR土壤）的14%;2)吸水膨胀干燥沉降的行为持续到第3个周期结束，然后土壤形变保持稳定，而水分含量随着循环的持续而增加，在第5个循环结束时保持稳定；3)经室温100d的干燥，土壤顶部石膏含量增加，底部石膏含量减少，当石膏含量为42%时，为顶部最大石膏含量。