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本期导读
《中国测试》创刊于1975年,由中国测试技术研究院主管,于国内外公开发行,(国际标准刊号:ISSN1674-5124,国内统一刊号:CN 51-1714/TB),由中国工程院高洁院士担任总编,杨杰斌研究员担任主编,谭久彬等12位院士及全国重点高校、科研机构100+专家担任高级顾问及编委。《中国测试》致力于追踪新成果、交流新技术、传播新方法,旨在推动测试技术创新融合发展,加快构建国家先进测量体系,在全方位展示测试技术学术特色和水平基础上,打造一流专业期刊和知识共享平台,期刊栏目设置主要涵盖:前沿综述、测试方法、仪器设备、技术应用,学科专业覆盖全、学术交流范围广,是测试方法和技术成果展示和传播的桥梁。
芳纶纳米纤维复合隔膜的制备及性能研究
赵倩;胡炜昊;杨天荣;翁振浩;刘乐浩;周蓉敏;张梦轩;李美成;采用锂金属作为负极材料有望提高锂电池的能量密度,但严重的锂枝晶生长问题限制了其应用。该研究采用真空抽滤法,以酰胺基团丰富、力学强度高的芳纶纳米纤维(ANF)为基体,填充高离子电导率和热稳定性的磷酸钛铝锂(LATP)纳米颗粒,制备出电学、力学和热学性能优异的多功能ANF/LATP复合隔膜,有效抑制了锂枝晶的生长。该复合隔膜的极限拉伸强度和弹性模量分别达38.50 MPa和2.34 GPa,显著高于Celgard隔膜(8.84 MPa和0.22 GPa)。得益于ANF丰富的酰胺基团及对阴离子的锚定作用,该复合隔膜的离子电导率和锂离子迁移数分别达0.18 mS/cm和0.64。此外,该复合隔膜还具有高于商用Celgard隔膜的热稳定性和电化学氧化稳定窗口。由于电学和力学等性能的改善,基于该复合隔膜的Li/Li电池在1 mA/cm2(1 mAh/cm2)电流密度下充放电电位较小(0.005 V),并能够稳定工作3 000 h,远优于基于Celgard隔膜的电池(450 h),而且基于复合隔膜的Li/LiFePO4电池表现出优异的倍率性能。
融合模态参数测试及分析的电动汽车车身结构优化
张春花;李达;吕辉;黄晓婷;李长玉;戴海燕;为了对电动汽车车身进行结构优化,搭建车身振动测试实验平台,通过测量车身振动加速度和频率响应函数识别该车身模态参数。并建立该车身三维几何模型,通过有限元分析前处理软件进行焊点处理及网格划分,得到车身的有限元模型,计算该车身的模态参数及扭转刚度。通过实验比对,验证了有限元模型的准确性。之后,以车身轻量化为目标,以固有频率范围和扭转刚度为约束条件,以车身钣金件厚度为变量,对车身的结构进行优化。优化后,大部分车身钣金件厚度有所减小,车身质量减轻5.5%。车身扭转刚度降低,前三阶固有频率也有所降低,但均在允许范围之内。该文采用的方法和得到的结论可对电动汽车车身结构设计及优化提供一定的依据。
机器学习驱动的牵引电机轴承故障特征增强算法研究
杨岗;卫昱乾;邓琴;徐五一;针对滚动轴承声学信号中的故障特征微弱的问题,提出采用机器学习算法筛选IMF分量并进行信号重构的轴承故障特征增强算法。首先,利用自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)将原始信号分解成若干本征模函数(IMF);其次将所有IMF分量的时域特征输入到随机森林中进行故障分类,以分类准确率指标作为量化IMF价值大小的可靠度指标,通过设定可靠度阈值,将大于阈值的IMF保留并用来重构特征信号;最后将重构信号的时域特征输入到极限提升树模型(XGBoost)中做故障分类,并与XGBoost对原始信号做故障分类的准确率作对比以验证该方法的效果。结果表明:重构信号的故障分类准确率提升到93.4%,远高于原始信号的87.27%,并且在优化XGBoost的参数后重构信号的故障分类准确率提升到96.6%,证明提出方法能有效增强轴承的故障特征。同时通过实验表明该方法在含噪声情况下也能够增强故障特征。
基于功率谱估计的空气耦合超声谐振法板材测厚技术研究
魏麟权;常俊杰;李帅永;曾辉;彭少雄;为实现对板材产品质量的准确检测,提出一种非接触空气耦合超声谐振法针对板材的厚度测量方案。谐振频率的精确读取,是超声谐振法能实现精确测厚的关键。传统超声谐振法大多利用快速傅里叶变换对回波信号进行处理。文章利用COMSOL多物理场仿真软件对板材进行空气耦合超声谐振法的仿真实验;选择钢板进行谐振法的现场实验,分析谱估计与快速傅里叶变换的共振频率提取差异,对测厚的仿真结果与实验结果分别进行FFT变换和功率谱估计,对两种方法的测量效果进行对比。最终结果表明功率谱估计对空耦谐振法的回波信号处理效果优于传统快速傅里叶变换方法。
金属空心球多胞结构材料的压缩行为试验研究
商佳程;付道贵;徐习凯;包陈;文章开展钨铁合金空心小球和金属空心球多胞结构材料的压缩试验,分析其载荷-位移响应关系,研究结构差异对金属空心球多胞结构材料载荷-位移曲线的影响。实验结果表明,不同尺寸钨铁合金空心小球的压缩载荷-位移曲线存在明显差异。由于内部钨铁合金空心小球的破坏,金属空心球多胞结构材料在压缩过程中出现载荷突然下降的现象。通过能量计算公式计算金属空心球多胞结构材料的比吸能,对比不同结构和材料的比吸能,该金属空心球多胞结构内部小球直径为2.5 mm,平均壁厚为0.2 mm,堆积方式为密排堆积,吸收能量的能力更优。综上所述,该研究对金属空心球多胞结构材料的力学性能和破坏形貌进行详细分析,为进一步研究和应用提供参考。
城市公路隧道旁通式净化站有效作用距离研究
缪文雯;王小飞;陈慧;李梦新;邵晓亮;通风受限条件下,采用通风与净化联合保障成为城市公路隧道的解决方案。该研究对纵向通风条件下,旁通式净化站的有效作用距离进行分析。基于污染物质量守恒关系建立沿隧道长度方向的污染物浓度计算方法。以PM2.5作为代表污染物,研究隧道通风量、污染物排放量、净化风量、净化效率对有效作用距离的影响,并分析净化站间距对净化总作用距离的影响。结果表明,隧道通风量增加仅在一定程度上增加净化有效作用距离,PM2.5排放量增加可显著降低净化有效作用距离达45.2%,净化风量与净化效率可显著增加净化有效作用距离达182.3%和28.4%。净化站间距减小会降低两净化站的总作用距离,净化风量比为0.75时降幅可达21.9%。研究可为城市公路隧道通风与集中式空气净化系统联合设计提供指导。
BCR辅助PVG-ICP-MS用于高盐土壤中的汞检测
李佳阳;张若曦;龙兴;黄艺;该文通过BCR提取技术与光化学蒸气发生(PVG)电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)结合探索一种高盐土壤中汞(Hg)分析的新方法。针对高盐土壤的特殊性,BCR连续提取法能够有效区分土壤中汞的不同形态,而PVG技术则为高盐样品中汞的准确测定提供一种有效的样品引入方法。实验详细描述BCR样品处理方法、PVG装置及分析步骤,并通过对比不同实验条件下的测定结果,验证该方法在测定高盐土壤中汞的有效性和可行性。在最优实验条件下,汞的检出限为0.05μg/kg,相对标准偏差优于3.4%。结果表明,该方法不仅能够简化检测步骤,减少干扰,而且具有较好的重现性,为高盐土壤中汞的环境监测和风险评估提供了新的技术手段。