2024年, 第41卷, 第02期　
刊出日期：2024-03-26

  

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  锌碘电池中碘载体材料的研究进展

  马连波, 郑雨爽, 李莉媛

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(02): 118-134.

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  锌碘电池由于具有比容量高(211 mAh·g^-1)、氧化还原电势理想（～0.54 V vs. H⁺/H）、安全性高、锌和碘自然界储量丰富及价格低廉等特点而被广泛研究。然而，锌碘电池也存在一些缺陷，如碘及多碘离子导电性低、中间产物易溶于电解液、多碘离子转化反应速率缓慢及易发生穿梭效应等。目前，构筑碘正极载体材料是解决上述问题的常用有效策略。本文从设计理念、构筑方法、工作原理、电化学性能等方面综述近年锌碘电池中碘正极载体材料的研究进展，探究载体材料的组成、结构及形貌与锌碘电池电化学性能间的内在构效关系，揭示载体材料的物理限域与化学吸附/催化对电化学性能的协同增效机制。最后，结合碘载体材料当前存在的问题指明其未来可能的发展方向，如探索反应机理、催化中间产物转化、组装测试软包电池等。
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  直流供电模式下渣系组成对电渣重熔钢锭洁净度的影响

  赵磊, 王宇, 王冰杰, 常立忠, 施晓芳

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(02): 135-141.

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  采用自制的小型变频电渣炉，在直流供电模式下对二元渣系（30%Al₂O₃+70%CaF₂）和三元渣系（20%Al₂O₃+20%CaO+60%CaF₂）进行电渣重熔实验，采用氧氮分析仪及ASPEX夹杂物自动分析系统分析电渣锭中氧氮含量和夹杂物的数量、尺寸、分布及形貌等，探讨直流供电模式下渣系组成对电渣重熔钢锭洁净度的影响。结果表明：在同一供电模式（直流正接或直流反接）下，渣系稳定是电渣锭氧含量、夹杂物数量及种类分布的主要影响因素，但对氮含量和夹杂物形貌的影响不大；与二元渣系相比，三元渣系重熔钢锭中夹杂物的数量明显减少、尺寸减小、分布更分散，这是因为CaO的稳定性比Al₂O₃强。在同一渣系下，直流正接制备的电渣锭中夹杂物数量明显高于直流反接，夹杂物形貌没有明显区别；直流正接对渣池中氧化物的电解作用高于直流反接，直流正接制备的电渣锭中夹杂物的钙含量比直流反接更低。
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  八流方坯中间包控流装置的优化

  李浩, 李新, 陶承岗, 朱李艳, 宋瑛洁, 王欣瑶, 林小祥, 吴全俊, 何飞

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(02): 142-150.

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  以某钢厂八流方坯中间包为研究对象，采用物理模拟与数值模拟相结合的方法，基于中间包的流场、温度场及钢水停留时间分布等参数评价原控流方案下中间包钢水流动存在的问题；分析挡墙导流孔数量、孔径、位置和倾角对中间包钢水流动特性的影响，优化中间包控流装置。结果表明：原控流方案下中间包钢水存在死区体积较大、各流一致性较差及温度场不均匀等问题；优化控流方案为在挡墙侧墙减小2个导流孔孔径并提升其位置，在中间墙增加带偏角(43°)和仰角(15°)的小导流孔。优化方案的中间包流场和温度场得到大幅改善，死区体积比例由原方案的19.04%降至7.06%，活塞流和全混流体积比例均有所增加，且各流滞止时间、实际平均停留时间和峰值时间一致度均提高到80%以上，各流一致性得到大幅提升；优化方案中间包最大温差为16.004 K，比原方案下降2.182 K，且各流出口钢液最大温差为0.616 K，比原方案下降0.944 K，整个中间包温度场更均匀。
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  车轮成形中预锻工艺及模具结构对终锻过程的影响

  黄孝卿, 沈晓辉, 刘智, 肖峰, 陈刚, 赵慧

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(02): 151-157.

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  以铁路货车用HDSA车轮为研究对象，采用MSC Marc软件建立车轮模锻有限元模型，模拟分析原预锻工艺及模具条件下车轮模锻成形过程中金属的流动及变形力，研究预锻闭模间隙对终锻轮辋充满度及锻压力的影响，进而考察预锻模具结构尺寸对终锻的影响，优化闭模间隙及预锻模腔结构。结果表明：在原预锻工艺及模具结构尺寸下，终锻结束轮毂完全充满，轮辋型腔上下角部充满度较差；减小预锻闭模间隙可使预锻压力显著增大并使终锻时轮辋金属更多流向轮缘，轮辋上部的圆角充满度降低，限于预锻压力机的能力，原预锻模具结构下预锻闭模间隙的可调整空间小，通过调整闭模间隙改善终锻轮辋内圆角部位填充效果有限；减小预锻模具的轮辋型腔内径可显著减小预锻压力，利于提高终锻后轮辋上部圆角的充满度，且对终锻压力没有明显影响；增加预锻轮辋型腔的高度也能一定程度降低预锻压力，提高终锻后轮辋上部圆角的充满度，但会显著增大终锻压力。综合考虑，减小预锻模具轮辋型腔内径是优选方案，但还需考虑终锻模具轮辋型腔尺寸，两者不能差异过大。
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  乙二胺–硅烷偶联剂KH792汽液相平衡研究

  赵贵琰, 田永畅, 张雨, 邱小魁, 孙佳丽, 许立信

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(02): 158-164.

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  为给精馏工艺分离乙二胺(EDA)-硅烷偶联剂N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH792)体系提供基础数据，采用Rose汽液平衡釜测定3～12 kPa范围内硅烷偶联剂KH792的饱和蒸气压和8 kPa下EDA-KH792的汽液平衡数据，采用Herington面积积分法检验所测数据的可靠性，在此基础上采用NRTL和Wilson活度系数模型对实验数据进行关联模拟。结果表明：NRTL和Wilson模型关联EDA-KH792体系的气相组成平均偏差分别为0.005 5,0.007 9，平衡温度平均偏差分别为0.897 1,1.163 1 K，两模型关联数据的偏差均较小，关联精确均较高，均可用于该体系的汽液平衡计算；但NRTL模型关联数据的偏差更小、精度更高，更适合该体系的汽液平衡计算。
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  基于残差BP神经网络的Baxter机器人逆运动学分析方法

  赵杨鑫, 曹旭, 余志强, 潘雨欣, 方田, 汪婧, 沈浩

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(02): 165-172.

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  提出1种基于残差BP(back propagation)神经网络的自适应逆运动学分析方法，围绕数据采集至实时控制的整个运动规划流程，采集140组位置和欧拉角数据，利用残差BP神经网络对Baxter机械臂进行逆运动学分析，拟合得到机械臂7个关节角度；将训练好的关节角度以话题的形式发布，通过在抓取物体的脚本中订阅该话题实现通讯；结合Rviz进行可视化展示和实物双臂协同实验，对4种物体模型分别用残差BP神经网络和普通BP神经网络进行抓取实验，验证所提方法的有效性。结果表明：所提方法的计算单点时间约8.1 ms，远小于机械臂的控制周期，可实现实时性的要求；在进行1 500次训练的情况下，残差BP神经网络模型的均方误差为0.006，相比普通BP神经网络模型，误差降低0.077，提高了模型的准确性；所提方法的抓取成功率为87.5%，比普通BP神经网络提高了22.5%，验证了本文所提方法的有效性和实用性。
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  基于改进RRT算法的六自由度机械臂路径规划

  朱永浩, 李丹, 龚旭, 金仁才

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(02): 173-181.

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  针对快速扩展随机树(RRT)算法路径代价大、采样过程慢的问题，提出1种改进的RRT算法对六自由度机械臂进行路径规划。结合RRT*和RRT-connect算法的优点，应用目标采样的思想加强算法向目标点搜索的趋向性，引入贪婪思想提高算法效率，结合五次B样条插值对路径进行平滑优化，缩短规划路径的时间及长度；利用Python中的matplotlib功能包统计RRT与改进的RRT算法规划所需时长、采样点数与路径长度，且在ROS平台中利用动态规划库进行算法配置，验证改进算法的路径规划效果。结果表明：相比传统RRT算法，采用所提改进算法对六自由度机械臂进行路径规划，在平均路径长度上缩短了29.5%、在规划路径时间上缩短了8.5%，路径规划成功率提高至96.7%，验证了该算法在实际应用中的可行性。
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  具有Markov切换脉冲随机时滞系统的有限时间稳定

  尹浩, 姚凤麒, 王国庆

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(02): 182-188.

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  针对一类具有Markov切换和时变时滞脉冲随机系统，利用Lyapunov–Krasovskii (L–K)泛函法和平均脉冲区间条件建立系统均方有限时间稳定的相关性准则。利用广义伊藤公式求出L–K泛函关于时间的导数，根据积分不等式对求出的L–K泛函导数进行放缩，降低判据的保守性；结合平均脉冲区间条件约束均匀时间间隔内脉冲发生次数，得到以线性矩阵不等式(LMI)形式的时滞相关稳定性判据，进一步降低判据的保守性；设计使系统满足有限时间稳定的状态反馈控制器，且给出实例进行验证。结果表明：本文建立的相关性准则，通过选取模态相关的泛函且利用平均脉冲区间条件，可进一步降低判据的保守性。
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  翅片管换热器内烟气对流换热模拟研究

  张宇, 刘文仲, 刘小芳

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(02): 189-194.

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  以螺旋翅片管式换热器为研究对象，选取烟气进出口压降表征换热器流动阻力的大小、努塞尔数(Nu)表征换热器对流换热的强弱，利用Fluent软件模拟分析不同烟气流速下翅片结构参数对换热器流动阻力和换热效果的影响，并引入性能因子综合评价翅片结构参数对换热器换热性能的影响。结果表明：烟气流速一定时，翅片高度增加、厚度加厚和间距缩短均会使换热器进出口压降和Nu增加，在增大换热器流动阻力的同时，换热效果得到增强；翅片结构参数和性能因子的变化规律与Nu相反，选取高度较低、厚度较薄、间距较稀疏的翅片参数时换热器的综合性能更好；此外，与结构参数不同，烟气流速加快时Nu和性能因子均增大，能提升翅片管换热器的综合换热性能。
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  地震及降雨交互作用下典型路堑滑坡特征及其诱发机制——以云南漾濞6.4级地震为例

  冯宇, 向亚文, 张志权, 海同, 袁刚烈

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(02): 195-203.

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  以在建大理-漾濞-云耳高速公路工程为背景，针对2021年6.4级漾濞地震下典型路堑滑坡，采用电测量及无人机航测等方法对路堑滑坡灾害特征开展现场调查及测试；结合室内模拟试验建立的土体电参数与损伤因子的相关性，通过关系映射评估路堑边坡损伤演化规律，探究地震典型路堑滑坡特征及其诱发机制。结果表明：开挖扰动会增加地震滑坡风险，地震作用下路堑边坡开挖面的顶部形成贯通主裂缝，最大宽度及深度可达3～4 m；路堑滑坡致灾程度受到地震烈度及支护措施的影响，随地震烈度的降低，裂缝宽度及深度呈减小趋势，支护措施的增加可显著降低边坡的滑移风险；震损边坡在降雨渗流作用下，沿裂缝深度方向土体损伤度进一步升高，后缘面区域损伤因子大于0.36，裂缝宽度从2.9 m快速增至8.0 m。综上，支护不足、地震烈度与边坡受损程度呈正相关，未支护边坡受到地震的影响较大；地震与降雨作用之间存在互促效应，降雨会极大影响震损边坡的稳定性。
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  我国能源市场与沪深市场间的尾部相依性

  尹孝兰, 黄永兴

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(02): 204-212.

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  资源能源安全是事关国家经济社会发展的全局性、战略性问题，对国家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要。选取2020年1月至2021年12月范围内的国证煤炭、国证电力与沪深300指数收盘价为样本，运用R藤Copula模型分析我国能源市场和沪深市场之间的尾部相依性，研究我国煤炭市场、电力市场和沪深市场的尾部相依风险关系，且提出相关防范建议。实证结果发现：国证电力和沪深300指数均和国证煤炭指数有着较强的正向相依性，其中电力指数市场和煤炭指数市场有着强下尾相关性；煤炭指数市场作为中间市场，电力指数市场和沪深市场的间接传染结构仍呈现正相关，尾部相依关系消失。因此在监管和防范上述3个市场的风险时，要警惕煤炭市场的价格剧烈变化带来的强连锁反应，投资者应重点关注煤炭市场价格指数的剧烈下跌对电力市场及沪深市场价格指数的负面冲击。
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  关键审计事项信息披露对机构投资者调研的影响

  牛艺琳, 胡倩楠, 徐虹

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(02): 213-222.

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  以2013—2020年沪深A股上市公司为研究对象，运用多期双重差分法(differences-in-differences, DID)和文本分析法，研究关键审计事项准则(准则)实施及其文本可读性对机构投资者调研行为的影响，并就准则实施对企业信息披露环境的影响进行传导机制检验。最后，在不同企业网络媒体关注度、应计盈余管理程度、真实盈余管理方向、所在地市场化程度存在差异的情况下，考察关键审计事项对机构投资者调研的影响。结果表明：准则的实施可减少上市公司会计年度内接待的机构投资者家数以及机构投资者调研的总次数，关键审计事项文本可读性与机构投资者调研行为呈负相关关系；准则实施能够改善企业的信息披露环境，对机构投资者调研行为的影响在网络媒体关注度高、应计盈余管理程度较高、正向操纵真实盈余管理、所在地市场化程度较高的企业中更明显。
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  信息披露监管模式变更对审计质量的影响

  曾祥飞, 王婷婷, 张婷

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2024, 41(02): 223-232.

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  以2010—2019年沪深A股上市公司为样本，研究信息披露监管模式变更对审计质量的影响及作用路径，进一步考察审计师行业专长、重点行业监管在信息披露监管模式变更对审计质量的影响中是否有显著差异。研究发现：在信息披露监管模式变更后，审计质量得到明显提升；会计信息可比性和会计信息稳健性的改善是信息披露监管模式变更促进审计质量提高的2条重要路径；审计师行业专长促进了信息披露监管模式变更对审计质量提升作用的发挥；在重点监管行业中，信息披露监管模式变更对审计质量的正向影响更显著。因此，推进审计行业专长，将更多行业纳入重点监管名单对国家进一步推进资本市场信息披露监管，优化市场环境具有一定的现实意义。