2024年, 第41卷, 第01期　
刊出日期：2024-01-26

  

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  冠醚与铂/钯配合物的构建策略研究进展

  熊延杭, 蔡澳, 李梦阳, 徐亮, 杨成, 田勇攀, 赵卓

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(01): 1-17.

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  冠醚作为第一代超分子主体，具有可选择性识别配位的柔性腔穴，被广泛作为基础单元构筑超分子配合物。在众多冠醚超分子配合物中，冠醚与中心原子(Pt或Pd)构建的各类型配合物在响应材料、抗癌药物和催化材料等领域被广泛应用。目前，已开发多种冠醚与中心原子构建的超分子配合物，主要包括离子对型配合物、中性分子配合物以及冠醚环外配位配合物等。依赖冠醚腔穴与离子或中性分子间丰富的配位形式，通过离子偶极和氢键等多种相互作用构筑的配合物展现出多种组装策略。本文从组装策略方面综述冠醚与中心原子构建配合物的结构特征，分析配合物的组装驱动力，总结和归纳冠醚与中心原子形成配合物的构建规律。最后，对冠醚和中心原子组成的离子对型配合物、中性分子配合物和冠醚环外配位配合物的构建策略给出建议，并对其在超分子组装领域的发展趋势进行展望，即以简单配合物作为构建单元，可控组装在催化、响应和吸附材料等领域具有潜在应用价值的如轮烷、锁烃、MOF等新型功能化配合物。
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  安徽工业大学首次作为首席科学家牵头单位获批国家重点研发计划项目

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(01): 2-2.

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  <正>2023年，安徽工业大学张世宏教授作为首席科学家牵头申报的国家重点研发计划“高端功能与智能材料”重点专项项目“超高强韧涂层高通量制备及断裂韧性高效表征技术和装备”获批立项，项目总经费3 200万元，其中中央财政专项资金1 600万元，实现了安徽工业大学在国家重大项目上的历史性突破。
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  Cr5M钢支撑辊回火脆性及整体浸入式调质处理研究

  李奇, 赵士光, 王成, 高安阳, 斯庭智

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(01): 18-24.

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  对Cr5M钢进行热处理实验，分析Cr5M钢回火脆性与硬度的关系及其组织结构对回火脆性的影响；据此提出满足辊面硬度要求的Cr5M钢支撑辊整体浸入式调质处理工艺，探究Cr5M钢支撑辊的整体浸入式调质处理效果。结果表明：Cr5M钢具有一定程度的回火脆性，回火脆性温度范围为300～500℃，400℃回火时Cr5M钢冲击吸收能量达到最低值(7.6 J);250℃附近回火，Cr5M淬火钢中的残余奥氏体(Ar)开始发生分解，分解结束温度约400℃，软韧相Ar的分解是导致回火脆性发生的主要因素；960℃淬火+615℃回火的整体浸入式调质处理可替代支撑辊的差温热处理或表面淬、回火热处理，经整体浸入式调质处理的Cr5M支撑辊的综合力学性能优良，表面硬度均匀，最大与最小肖氏硬度差值仅0.7 HSD，平均肖氏硬度为40.1 HSD，支撑辊工作层(淬硬层)深大于15 cm，工作层组织为回火索氏体+少量的铁素体，工作层硬度仅2.1 HSD。
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  150Mn20Al10奥氏体基低密度钢的流动海水腐蚀性能研究

  江雁, 桂在涛, 杨凯, 张宁飞

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(01): 25-36.

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  针对奥氏体基低密度钢在真空感应熔炼中极易出现的晶粒长大等缺陷对其腐蚀性能产生不利的影响，以真空感应熔炼奥氏体基低密度钢150Mn20Al10（20%Mn,10%Al和1.5%C，质量分数）为研究对象，采用电渣重熔对感应熔炼铸坯进行重熔，并对电渣重熔前后的铸坯进行锻造。采用正交试验方案对真空感应熔炼锻棒、真空感应熔炼锻板和电渣重熔锻板3种试样进行海水模拟腐蚀试验，研究海水流速、腐蚀时间、pH和生产工艺等因素对钢150Mn20Al10海水腐蚀增重的影响；采用扫描电子显微镜（SEM）、能量色散谱仪（EDS）和X射线光电子能谱仪（XPS）对钢150Mn20Al10的宏微观形貌、组织结构及腐蚀产物进行表征分析。结果表明：影响真空感应熔炼锻棒、真空感应熔炼锻板和电渣重熔锻板腐蚀增重的主次因素为流速>时间>pH>生产工艺；相同海水流速条件下，电渣重熔锻板表面存在较多的Al₂O₃,Fe₃O₄等产物，耐蚀性能优于真空感应熔炼锻棒和锻板；3种试样均以均匀腐蚀为主，局部发生少量的点蚀，电渣重熔锻板在流动海水腐蚀过程中的腐蚀速率比真空感应熔炼锻棒和锻板小，点蚀敏感性比真空感应熔炼锻板和锻棒弱。
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  Mo含量对自熔性铁基合金组织性能的影响

  潘雄飞, 王月祥, 梁怡航, 高鹏博, 王会廷

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(01): 37-45.

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  为提高镀铝锌板生产机组316L沉没辊的耐高温磨损–腐蚀性能，采用激光熔覆技术在316L基体表面制备Fe60涂层和4种含Mo（质量分数为2.5%,5.0%,7.5%,10.0%）的Fe60复合涂层，对不同涂层的物相、微观组织、力学性能、摩擦性能和腐蚀性能进行表征，探究Mo含量对Fe60涂层组织和性能的影响。结果表明：含Mo涂层析出硬质相Fe_9.7Mo_0.3,Mo对Fe60涂层晶粒度和组织缺陷均有影响，随Mo含量的增加，涂层晶粒度和组织缺陷数均先减后增，w（Mo）=5.0%涂层晶粒度最小、组织无缺陷；与Fe60涂层相比，含Mo涂层硬度降低，而耐磨性均有提升，随Mo含量的增加，涂层耐磨性能先增后减，w（Mo）=5.0%涂层磨损失重最低；与Fe60涂层相比，含Mo涂层耐高温铝锌液腐蚀性能均有提升，随Mo含量的增加，涂层腐蚀速率下降，但Mo质量分数超过5%时，涂层腐蚀面存在局部断裂，实际耐腐蚀性能下降。
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  多尺度熵方法在机械故障诊断中的应用研究进展

  郑近德, 姚殷柔, 潘海洋, 童靳于, 刘庆运

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(01): 46-57+97.

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  机械设备状态监测与故障诊断的关键是故障特征的表征与提取，采用基于熵及相关方法建立的非线性动力学指标能够提取蕴藏在振动信号中的非线性故障特征信息。自熵方法引入以来，通过不断修改和改进来提高熵估计的准确性，多尺度熵进一步拓展了时间序列其他尺度上包含的复杂度信息，其在设备状态监测与故障诊断中得到广泛应用。本文对单一尺度熵及多尺度样本熵、多尺度模糊熵、多尺度排列熵和多尺度散布熵等多尺度熵方法在机械智能故障诊断中的应用进行综述，总结不同方法的特点优势与不足；针对多变量数据处理问题，综述由单变量推广到多变量的多元多尺度熵的应用发展过程。最后结合多尺度熵相关方法在机械智能故障诊断中面临的问题与挑战，对未来发展方向进行展望，即在工业大数据应用、故障机理、可解释性角度构建基于熵的深度学习模型。
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  基于双重控制策略的故障检测方法

  刘晓强, 李飞, 李雨婷

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(01): 58-64.

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  针对复杂工业过程中变量故障信息统计不完全和故障检测性能不佳的问题，提出一种基于双重控制策略的故障检测方法。对输入数据进行标准化处理并获得数据的偏差变量来揭示数据的故障信息，实现第一重控制；对偏差变量进行处理生成新的辅助监控统计量，实现第二重控制；针对辅助监控统计量阈值难以确定的现象，基于一种反馈调节的参数自适应策略设置阈值。使用提出的方法对田纳西伊斯曼过程(TE过程)进行故障检测，且与改进欧氏距离控制(IEDC)和传统主成分分析(PCA)的故障检测方法进行比较验证。结果表明：与IEDC和PCA方法相比，所提方法能监控TE过程中变量更多的故障信息，在多组类型的故障检测中具有更高的故障检测率与较低的误报率，可有效应用于复杂的工业过程。
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  面向无人机航拍图像小目标检测方法

  吴海斌, 张亚, 胡鹏

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(01): 65-73.

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  针对航拍图像目标检测中小目标特征模糊问题，提出一种改进YOLO＿v5x的目标检测算法。通过在YOLO＿v5x的主干和颈部网络中添加空间到深度(space-to-depth,SPD)模块来减少细粒度信息丢失；在检测输出端添加1个小目标预测头，提高算法学习低分辨率特征的效率；引入协调注意力(coordinate attention,CA)机制，将横向和纵向的位置信息编码到通道注意中，增强网络对不同维度特征的提取能力；在完整交并比(complete-intersection over union,CIOU)损失函数的基础上引入Alpha交并比(α-IOU)损失函数，获得更准确的边界框回归，实现图像中目标更精确的定位。通过在Visdrone数据集上对改进YOLO＿v5x算法进行训练和对比实验，结果表明：相比于原YOLO＿v5x，改进目标检测算法的平均检测精度提升了7.8%，小目标检测的平均精度达23.9%，能够有效识别无人机航拍图中的小目标；相比于RetinaNet、YOLOX-S、Grid-RCNN等目标检测算法，改进目标检测算法的小目标检测平均精度最高，在当前主流检测小目标算法中达到先进水平。
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  螺栓球节点对钢管杆件屈曲特征值的影响

  吴志豪, 张辰啸, 贾冬云, 王鸿宇, 傅阳

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(01): 74-80.

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  利用ANSYS软件建立螺栓球节点与钢管杆组合构件的有限元模型，采用接触模拟法计算螺栓球钢管构件的屈曲特征值，分析螺栓球节点作为杆件两端约束时对杆件临界荷载产生的影响；参数化研究螺栓半径、套筒壁厚、封板厚度、螺栓头半径和套筒长度等因素对不同长细比杆件屈曲特征值的影响；基于杆件屈曲的欧拉公式，通过回归分析获得考虑螺栓球节点参数与杆件长细比影响杆件的屈曲特征值计算公式。结果表明：随螺栓半径和套筒壁厚增大杆件屈曲特征值显著增大，螺栓头半径对其的影响可忽略不计，封板厚度的增加和套筒长度的减小也能使杆件屈曲特征值有所增加；随杆件长细比的增大，以上各因素对杆件屈曲特征值的影响均逐渐减小，同时杆件长细比越大螺栓球节点对杆件的约束越强；利用回归分析获得组合构件屈曲特征值公式的计算值与有限元结果接近，随节点参数与杆件长细比的变化趋势一致，该公式能够较精准地计算杆件屈曲特征值。
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  铁尾砂泡沫混凝土的制备及性能

  朱利平, 杜晓丽, 邹天民

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(01): 81-86.

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  以铁尾砂为细骨料，采用不同掺量的铁尾砂取代天然砂制备目标密度为900 kg/m³的铁尾砂泡沫混凝土试件，分析铁尾砂掺量对试件干燥收缩率、吸水率、导热系数、抗压强度、劈裂抗拉强度等性能的影响；并采用扫描电镜及图象分析软件分析试件的微观形貌。结果表明：铁尾砂掺量（质量分数）在0～40%范围内，随铁尾砂掺量的增加，泡沫混凝土的干燥收缩率和吸水率下降，导热系数略有增加；泡沫混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度呈先增后减的趋势，铁尾砂掺量20%时抗压和劈裂抗拉强度最高；掺入适量的铁尾砂可改善泡沫混凝土的孔结构，内部孔径趋向均匀，铁尾砂质量分数超过20%时泡沫混凝土的微观结构劣化，这也是导致其力学性能开始下降的原因。
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  工作场所安全行为国际研究50年——知识演化与未来展望

  刘林, 梅强, 吴金南

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(01): 87-97.

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  工作场所安全行为研究在过去50年已形成丰富的知识体系，分析该领域知识流动与演化过程，展望未来研究方向，对提升我国安全生产治理现代化水平具有重要指导意义。以Web of Science数据库收录的1 086篇SCI和SSCI期刊文献为样本，综合使用CiteSpace、Histcite以及Pajek等文献计量和大规模引文网络分析工具，明确1973—2021年间工作场所安全行为研究概貌特征，挖掘该领域研究热点及其关联性，以揭示知识扩散路径。研究发现：工作场所安全行为国际研究在2003,2013年经历2次快速发展，且形成以美国、中国和澳大利亚为核心的跨国合作研究网络；工作场所安全行为国际研究经历初始萌芽、初步发展和快速发展3个主要阶段，尽管安全氛围和安全领导力一直是该领域研究热点，但不同阶段的研究热点经历了从事故伤害到安全行为、从安全文化到安全氛围、从安全领导力到安全心理契约的多维转变，体现了时代特征和现实需求。最后，从研究场景、视角、范畴、内容、对象和方法等6个方面，提出工作场所安全行为领域未来研究方向。
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  小额信贷机构愿意继续帮扶脱贫户吗？——基于政银关联和委托代理的调查与实证分析

  刘艳华, 陈佳, 管璇

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(01): 98-108.

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  从政银关联和委托代理关系视角分析小额信贷机构(MFI)对脱贫户帮扶意愿形成的理论逻辑，基于小额信贷机构帮扶意愿的现状调查与分析，利用Ologit排序模型对影响MFI帮扶意愿的主要因素进行实证分析。结果表明：以所有权和管理控制权为基础的政银关系和信贷帮扶机制中的委托代理关系，是影响MFI对脱贫户帮扶意愿的主要因素；MFI的帮扶意愿程度总体较低，但农村金融机构的帮扶意愿高于商业银行，且传统农村金融机构高于新型农村金融机构；政银合作和信贷帮扶激励会显著推动MFI对脱贫户的帮扶，脱贫人口小额信贷风险会显著降低MFI的帮扶意愿，而帮扶效果和扶贫小额信贷的可持续性对推动帮扶具有积极作用。基于此，应明确MFI的社会责任，进一步优化小额信贷政策的激励机制，针对不同类型的MFI实施差异化的激励和约束政策，提高脱贫户的生产创收能力和信用意识。
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  长三角港城协调水平对城市经济增长影响的空间效应研究

  方惠, 常志朋

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(01): 109-117.

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  基于2011-2020年长三角地区33个地级市的面板数据，采用耦合协调模型对长三角港城协调水平进行测度，在此基础上建立空间杜宾模型实证探究港城协调水平对城市经济增长影响的空间效应。结果表明：长三角地区静态港城协调水平整体不高，动态协调水平逐年优化，港城协调水平存在空间差异；港城协调水平与城市经济增长具有显著的空间相关性，存在空间聚集的趋势；港城协调水平对城市经济增长的影响存在显著的空间溢出效应，且间接效应大于直接效应。建议通过统一布局港城建设、加强区域联动分工提高港城协调水平；发挥高协调港城的空间溢出效应带动长三角整体区域经济增长，实现长三角一体化高质量发展。