2025年, 第42卷, 第01期　
刊出日期：2025-01-26

  

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  钴冶炼废渣在冶金球团中的利用及球团性能提升机理

  史齐勇, 齐鹏宇, 宁超, 钱立新, 丁龙, 龙红明

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(01): 1-8.

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  钴冶炼废渣（钴渣）成分复杂，堆存处理会造成环境污染及资源浪费。为此提出1种以钴渣、磁铁矿和膨润土为原料制备冶金球团的新方法，研究钴渣添加量对球团综合性能及球团焙烧烟气中SO₂排放的影响，根据原料特性及球团矿相结构分析，揭示球团性能提升机理。结果表明：钴渣质量分数由0增至2.0%，生球落下强度由2.3次/0.5 m增至13.6次/0.5 m，生球平均抗压强度由11.5 N/mm2增至14.9 N/mm2，添加钴渣可显著提升球团的综合性能；钴渣中S元素含量较高，钴渣的添加会造成球团焙烧烟气中SO₂排放浓度的增加。钴渣亲水性强，在球团原料中起到黏结剂的作用，添加钴渣有利于提升球团原料的成球性能；钴渣中含有的铁、钙、硅、铝等氧化物在球团焙烧过程中反应形成低熔点复合铁酸钙液相，适量的液相起到液相连接作用，使球团矿相结构中赤铁矿连晶更加致密，球团内部孔隙率减小，有利于提高焙烧球的抗压强度。本文研究可为钴渣在钢铁生产流程中的资源化利用提供新途径。
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  安徽工业大学曾杰教授领衔的联合研发团队在国际顶级期刊发表重要成果

  张苒, 黄敏, 王菁

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(01): 2.

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  <正>近日，安徽工业大学曾杰教授领衔的联合研发团队与中国科学技术大学合作，在国际顶级期刊Nature Communications发表关于锌–空气电池领域最新研究成果，安徽工业大学是第一完成单位。这是该团队继2024年7月在Nature Communications发表费托合成最新研究成果后，再次在相关领域取得的重大进展。
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  连续退火机组带钢瓢曲临界张力影响因素研究

  刘宏扬, 葛锐, 范泽邦

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(01): 9-17.

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  带钢连续退火过程中张力是影响带钢瓢曲的关键参数之一，合理的张力对确保带钢高效、稳定运行至关重要。为获得带钢发生瓢曲的临界张力，制定抑制带钢瓢曲的有效工艺措施，采用有限元软件ABAQUS建立“两辊一带”有限元模型，模拟计算不同传送辊凸度、辊面平台区长度、摩擦系数和带钢宽度下带钢瓢曲的临界张力；结合带钢表面应力分布、横向压缩应力分布，分析传送辊凸度、辊面平台区长度、摩擦系数及带钢宽度对带钢瓢曲临界张力的影响规律。结果表明：随传送辊凸度、摩擦系数、带钢宽度的增加，带钢瓢曲临界张力呈现下降的变化趋势；但随传送辊平台区长度的增加，带钢瓢曲临界张力上升，其中传送辊凸度对带钢瓢曲临界张力的影响最大。实际生产中，为保障带钢高速通板的稳定性，建议综合考虑传送辊凸度、辊面平台区长度、摩擦系数和带钢宽度等因素协同优化工艺，确保各参数在最优范围。本文建立的带钢通板“两辊一带”模型已成功应用于宝钢冷轧退火生产线，本文研究可为生产现场退火机组传送辊的选型优化、带钢实际张力制定及瓢曲问题的解决提供切实可行的技术指导。
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  基于半马尔科夫的时滞神经网络输出反馈同步

  马跃, 苏磊, 张玉峰

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(01): 18-24.

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  针对具有时变时滞的半马尔科夫神经网络静态输出反馈主从同步的问题，设计1种静态输出反馈控制器，以实现半马尔科夫神经网络从系统在时变时滞的影响下与主系统同步。利用半马尔科夫切换过程对时变时滞神经网络系统建模，表征神经网络系统参数的突变现象，比起马尔科夫过程，半马尔科夫过程更具一般性；考虑到系统状态不能完全获得的情况，利用输出信息实现神经网络之间的同步；利用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论，选取时滞相关的Lyapunov泛函并结合积分不等式缩放技术，得到低保守性的充分条件；在没有控制器输入矩阵的情况下，采用自由权矩阵技术将系统矩阵从Lyapunov泛函广义矩阵中分离，克服固定权矩阵的保守性；最后通过1个数值算例验证控制器设计的有效性。结果表明：设计的控制器可使时变时滞系统在初始状态与主系统不同步时，依然可在5 s后消除误差实现同步；控制信号在消除误差后趋向稳定，在保证同步误差系统随机均方稳定的同时满足混合无穷/无源性能指标，证明了设计的合理性。
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  基于STC32G单片机的电梯抱闸电源设计

  郎佳红, 何志伟, 邱伟, 卢明锦, 程杰

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(01): 25-35.

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  针对电梯抱闸电源在模拟芯片控制下存在成本高、可控性差等不足，设计1种基于数字控制器的抱闸电源系统。以STC32G单片机为控制器，通过整流滤波电路将交流电压转换成直流电压，再通过Buck变换器进行降压处理对抱闸线圈供电；由STC32G自带的12位高精度模拟数字转换器(ADC)模块对电压电流进行采样，且实时调节电压反馈；以滑模控制理论为基础，对趋近律函数进行改进，设计新型非奇异终端滑模控制器，进一步提高抱闸电源的动态响应和抗干扰性能；最后，搭建基于Matlab/Simulink的仿真模型和STC32G的实验平台进行仿真和实验，验证设计电源的有效性。结果表明：相比于PI控制器，新型非奇异终端滑模控制器在参考电压改变和负载突变的情况下电压恢复时间分别提高了62.5%和66.7%以上，设计的抱闸电源系统具有较好的动稳态性能和抗干扰能力。
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  基于MPC分层控制的自适应巡航策略

  音建华, 牛礼民, 张义奇, 司铭, 周天鹏

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(01): 36-45+71.

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  为减少车辆追尾等交通事故的发生，同时提升跟车稳定性、经济性和乘坐舒适性，提出1种车辆自适应巡航分层控制(adaptive cruise control, ACC)策略。上层控制器基于模型预测控制(model predictive control, MPC)计算车辆输出期望加速度，并根据行车工况切换进行速度与间距控制；下层控制器基于建立的纯电动汽车逆纵向动力学模型、驱动电机和制动模型优化驱动/制动切换策略，并通过上层输出的期望加速度计算得到期望电机转矩或期望制动管路压力，控制车辆的加速度和速度，达到速度控制或间距控制的目的。在CarSim/Simulink中设置4种典型行车工况进行仿真实验，验证提出ACC策略的性能。结果表明：在定速巡航与跟车巡航工况下，车辆能够快速稳定地跟随设定的初始速度行驶，且与前车始终保持安全车距；在紧急制动工况下，车辆能够迅速做出减速反应，与前车保持安全距离；在复杂工况下，车辆沿着期望路径行驶且平稳跟踪前车，车辆跟随的动态响应良好。提出的控制策略在不同行驶工况下均可准确安全地跟踪目标车辆，且可兼顾经济性和舒适性的要求。
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  基于三维正态分布变换改进算法的移动机器人实时定位

  赵卫东, 吕红兵, 刘立磊, 周大昌

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(01): 46-53.

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  针对点云配准三维正态分布变换(3D-NDT)在未确定初始位姿情况下配准精度较低、配准时间较长，无法满足移动机器人实时定位要求，提出1种改进的3D-NDT点云配准融合算法。在原始点云的降采样过程中，使用源点云中的点替代计算得到的重心，降低算法运算量并保留点云的特征信息；通过引入信赖半径动态调节迭代步长，提高降采样后的精度和点云配准速度；通过融合三维激光点云数据与9轴惯性测量单元(IMU)数据，解决2组点云数据位姿差异过大无法收敛或进入局部极值的问题。采用实验室自搭建的移动机器人平台对改进的3D-NDT算法进行仿真实验，验证改进算法实时定位的可靠性和准确度。结果表明：与传统3D-NDT算法相比，改进3D-NDT算法在室外和室内环境下的匹配精度分别提升106%,108%，匹配成功率分别提升8.29%,6.35%，平均匹配耗时分别降低51.1%,47.9%，移动机器人实时定位的配准精度得到较大提升，单次配准时间也大幅降低，改进的3D-NDT算法可满足移动机器人实时定位的需求。
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  氯离子-碳化作用下低钙高强熟料水泥混凝土的耐久性能

  刘彪, 陈德鹏, 吕忠, 荣辉, 刘德娥

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(01): 54-61.

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  采用低钙高强熟料水泥和粉煤灰为主要原料制备低钙高强熟料水泥混凝土试件，设置单一氯离子侵蚀、单一碳化侵蚀和氯离子–碳化侵蚀3种机制进行混凝土侵蚀试验。以自由氯离子和总氯离子质量分数为评价指标，分析单一氯离子和氯离子–碳化作用下混凝土试件的抗氯离子侵蚀性能；以碳化深度和pH为评价指标，分析单一碳化和氯离子–碳化作用下混凝土试件的抗碳化性能，并通过氮气吸附法（BET）和扫描电镜（SEM）分析混凝土试件的孔结构和微观形貌特征。结果表明：与单一氯离子侵蚀相比，氯离子–碳化侵蚀作用下混凝土试件内部侵蚀深度基本相同，为20～25 mm，但自由氯离子和总氯离子含量上升、结合氯离子含量下降，最可几孔径增加8.1 nm，孔结构粗化，微观形貌出现不规则的簇状C—S—H凝胶结构和大量的CaCO₃，孔隙数量增加，连通性增强，抗氯离子侵蚀性能有所下降；与单一碳化侵蚀相比，氯离子–碳化作用下混凝土试件内部碳化深度下降，完全碳化区和部分碳化区深度也有所减小，孔结构细化，微观形貌出现氯离子晶体和Friedel盐，且填充于孔隙中，结构更密实，试件的抗碳化性能增强。
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  基于CFD-DPM的空气幕协同排风罩增效除尘研究

  丁厚成, 许婉萍, 邓权龙, 陈圳杨, 朱强

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(01): 62-71.

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  以某机械厂打磨车间为研究对象，利用Solidworks软件建立带有空气幕协同排风罩除尘的打磨车间模型，基于气固两相流理论，采用计算流体力学离散颗粒模型(CFD-DPM)模拟分析空气幕送风速度、射流角度和射流宽度对除尘效率的影响，选取空气幕的最优参数；在此基础上，对比分析未开启排风罩、开启排风罩、同时开启排风罩与空气幕3种工况的风速分布、粉尘运移轨迹及粉尘质量浓度分布，探讨空气幕协同排风罩除尘的效果。结果表明：粉尘最大浓度、呼吸带粉尘浓度随空气幕送风速度、射流宽度的增大而减小，但不随空气幕射流角度的变化而变化；粉尘浓度随地面高度的增大先增后减，不同高度处粉尘浓度变化趋势基本一致；当空气幕射流宽度30 mm、射流角度30°、送风速度3 m/s时，通风除尘效果最佳，除尘效率高达94.2%。相比于仅开启排风罩，排风罩与空气幕协同作用下的除尘效率提高了38.8%，空气幕协同排风罩对车间除尘具有较好的增效作用。
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  关系交易影响企业金融化吗？——基于安徽省上市公司的经验证据

  童彤, 李文灿, 林钟高

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(01): 72-83.

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  安徽省处在长三角一体化、长江经济带等多个国家战略叠加的枢纽地带，省内上市公司金融化趋势如何？同时，关系交易是我国商业模式的典型特征，又会对企业金融化产生怎样的影响？以2012—2022年安徽省沪深A股非金融类上市企业为研究对象，探讨安徽省企业间的关系交易(客户与供应商)对企业金融化进程的影响，剖析这一过程中的传递路径与作用原理。研究发现：安徽省上市公司客户/供应商集中度有效抑制企业金融化行为，在非国有企业和治理水平较高的企业抑制作用更明显；融资约束与代理成本的缓解机制为实现这种抑制作用奠定了重要基础。研究结果丰富了关系交易和企业金融化的相关理论，有助于理解安徽省实体企业金融化的驱动因素。一方面，警示安徽省上市公司权衡供应商/客户集中度的影响，推动上下游协力合作，增强企业价值；另一方面，提示政府和资本市场全面认识“脱实向虚”现象，为监管机构及政策制定者提供导向，预防金融领域系统性风险，确保金融体系安全。
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  数字经济赋能共同富裕——来自中国城市的实证检验

  朱庆文, 周世军

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(01): 84-95.

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  在推进中国式现代化进程中，数字经济发展对于实现共同富裕目标具有重要意义。选取2011—2021年中国254个地级及以上城市的面板数据为样本，从共同富裕和数字经济的内涵特征出发构建指标体系，采用基准回归模型和中介效应模型检验数字经济对共同富裕的影响效应及其作用机制，并进一步采用门槛效应模型检验数字经济对共同富裕的非线性关系。结果表明：数字经济对共同富裕具有促进效应，在东部地区、大规模城市和非资源型城市中表现尤为显著；创业活跃度、人力资本和技术创新是数字经济促进共同富裕的有效机制；数字经济赋能共同富裕存在边际效应递增的非线性特征。因此建议不断完善数字化基础设施，推进产业数字化转型；制定区域化发展战略，挖掘数字潜能；积极发挥政府作用，助力推进共同富裕。
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  考虑政府补贴与零售商过度自信的双渠道绿色供应链决策

  王治莹, 王崔, 楼振凯

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(01): 96-107.

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  针对当前研究较少考虑政府补贴和零售商过度自信行为同时影响双渠道绿色供应链决策的现状，基于Stackelberg博弈模型构建制造商主导的双渠道绿色供应链两阶段基准模型；考虑政府对制造商有无补贴及零售商过度自信行为，改进两阶段模型和三阶段模型，对比分析零售商过度自信和政府补贴对供应链成员决策、利润及社会总福利的影响。结果表明：政府无补贴时，随着零售商过度自信水平的增加，产品绿色度、批发价格、线上直销渠道价格、制造商利润均不断降低，而线下零售渠道价格和零售商利润的变化还取决于直销渠道市场份额以及产品绿色化效率；政府有补贴时，零售商过度自信水平对产品绿色度、线上直销渠道价格、线下零售渠道价格及社会总福利的影响被部分抵消。政府补贴在推动绿色供应链可持续发展中的作用显著，政府在规范行业行为以及绿色供应链上游企业运营决策过程中，应约束零售商过度自信可能造成的风险。
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  区块链技术下三级供应链融资策略演化博弈研究

  谢黎旭, 吴娟

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(01): 108-117.

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  区块链技术的应用能有效缓解中小企业融资难、融资贵的问题，但区块链技术在中小企业融资中的应用并不广泛。构建由资金受限的中小企业一级供应商、二级供应商和核心企业零售商组成的供应链订单转保理融资三方演化博弈模型，将传统融资模式和区块链融资模式作为策略集，分析区块链技术成本、应收账款账期、担保费率等因素对系统融资演化和供应链成员融资决策的影响。结果表明：一级供应商选择区块链融资模式的意愿最强、零售商次之、二级供应商最低，系统融资策略向区块链融资模式演化，二级供应商的决策起决定作用；区块链成本过高、应收账款账期过长和担保费率过高是区块链技术在中小企业融资中应用不广泛的主要原因，将区块链成本、应收账款账期和担保费率控制在合理范围，保护各级供应商尤其是二级供应商的利益，有利于区块链技术在中小企业融资中的应用。为促进区块链技术在中小企业融资中的应用和推广，建议各企业将上下游企业的长远合作关系视为共同发展的基础；科技公司结合相关政策将其他金融科技与区块链技术相融合；政府加强对区块链技术应用的引导和规范。