DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 喀斯特石漠化山区发展循环经济必要性分析 3.1. 喀斯特石漠化山区环境容量小，废弃物必须低排放或零排放 在环境容量以内，生态系统具有自净功能，但生态系统遭到了人类活动的巨大冲击与破坏后，生态系统的功能迅速衰退 [ 8 ] 。石漠化生态系统是结构和功能都退化了的喀斯特生态系统，生态功能低，环境容量小，甚至生态功能丧失，失去自净能力。而循环经济就是资源集约和环境友好型经济，能实现低投入、低能耗、低排放、高效益(三低一高)的经济模式，该模式要求生产及消费行为按3R原则进行，尽量将废弃物低排放或零排放。当生态系统产生生态盈余后，生态功能就会逐渐恢复，生态经济系统就会保持动态平衡。 3.2. 发展循环经济能缓解喀斯特石漠化山区人口多而水土资源匮乏的矛盾 喀斯特石漠化山区人口数量多，人类活动日益频繁，导致土地环境日趋恶化，水土流失严重，土壤退化严重，土地质量下降，耕地面积逐渐减少，人地矛盾日益加剧 [ 9 ] 。而循环经济的3R原则以及物质闭路循环方式能实现经济的“三低一高”(低投入、低能耗、低排放、高效益)，换句话说就是循环经济能使资源物尽其用达到效益最大化。这与传统经济模式相比，相同资源就能养活较多的人群，能缓解原有的人口和资源不足的矛盾。 3.3. 发展循环经济可使喀斯特石漠化山区生态经济可持续发展 循环经济本质属于生态经济，遵循生态经济学原理，构建仿食物链的产业生态链，仿生态系统的经济生态系统。循环经济按照生态系统运行规律来组建经济系统，并运用3R原则，选择对环境干扰较少的产业，将传统经济向生态经济转型，使生态逐渐恢复其生态功能，达到生态经济可持续发展的目的。 3.4. 喀斯特石漠化山区发展循环经济可以实现经济反哺生态的目的 喀斯特石漠化山区以石漠化综合治理为突破口，以农、林、牧、副、渔以及旅游业为载体，通过石漠化综合治理，因地制宜的发展循环经济产业来实现生态建设，可以达到经济反哺生态的目的。
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user: 4. 循环经济载体类型分析 载体是物质、信息和文化等的承载体及运载物，循环经济载体是能实现循环经济形成的一切承载体。循环经济载体类型包括产业承载体，空间承载体、功能承载体。循环经济产业载体是能够实现和运作循环经济的各行各业，包括第一、第二、第三产业，以及被称为“第四产业”的静脉产业，主要集中于农业循环经济载体、工业循环经济载体、旅游循环经济载体以及海洋循环经济载体等四个方面，每个产业循环经济的运行都有自己特征和路径 [ 10 ] - [ 13 ] 。循环经济空间载体是能够实现和运作循环经济的地理空间，主要包括基地、园区、景区，以及社区(各级行政区域)。无论是工业循环经济、农业循环经济、旅游循环经济，还是其他产业循环经济，发展区域循环经济都要依托其中某种空间载体 [ 14 ] - [ 18 ] 。循环经济功能载体是能促使循环经济功能形成的承载体，包括技术承载体及实施承载体(或执行载体)，技术载体主要是指环境无害化技术、友好技术以及信息技术 [ 19 ] - [ 25 ] 。循环经济的最基本的实施者都是各种各样的企业，企业作为现代经济社会的基本构成分子，是承载循环经济产业化发展的最基础层次，但企业不是唯一的执行载体，还有如企业集团以及其它组团经济组织也可以实施和推行和发展循环经济。因此，循环经济实施载体包括企业、企业集团、产业链、产业集聚、产业集群等经济组织 [ 26 ] - [ 28 ] 。
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user: 5. 喀斯特石漠化山区循环经济产业化载体选择 5.1. 喀斯特石漠化山区循环经济产业化产业载体 喀斯特石漠化山区的传统经济产业较为单一，一般为种植业及养殖业，而且传统养殖一般是小规模散养为主，白天直接把牲畜赶上山，晚上收回来，对环境的破坏性较强。喀斯特石漠化山区循环经济除了发展生态种植和生态养殖外，林业和旅游业也是主要的生态产业。田青，周晓林等通过分析石漠化治理存在的困难和问题后，认为发展林业循环产业是石漠化治理的根本途径 [ 28 ] 。姚钰鹏通过分析荔波县石漠化治理现状和存在的问题后，提出发展林业循环产业来治理荔波石漠化，认为发展林业循环经济在我国已成为必然和现实的选择 [ 30 ] 。邹细霞，杜芳娟等通过分析石漠化复合生态系统的社会文化形成过程后，认为以石漠化治理为突破口，利用经济反哺生态，发展生态产业，将传统经济向生态经济转变。并提出以石漠化地质景观、喀斯特本土文化景观、石漠化治理景观为核心旅游资源的石漠化旅游是喀斯特石漠化山区生态重建和保护的有效途径 [ 31 ] 。除了林业和旅游业外，在有资源条件的地方也可以发展加工业，因此，喀斯特石漠化山区可以以种植业、养殖业、林业、加工业以及旅游业中的一种或多种产业为载体发展循环经济，目前，有名的典型模式如表1。 5.2. 喀斯特石漠化山区循环经济产业化空间载体 5.2.1. 基地 目前，生态园区作为循环经济载体已受到学界的认可。而石漠化治理模式主要是小流域治理模式，并在小流域核心社区建立石漠化综合防治基地(示范区)，因此，在喀斯特石漠化山区可以依托石漠化治理项目，以基地建设促进循环经济形成和发展。即以小流域划分形成的各种经济基地(示范区)可以成为喀斯 Table 1 A typical pattern in rocky desertification area of circulation economy industrialization run carrier forme 石漠化治理 典型模式 涉及的产业 载体类别 主要商品 主要事件 体现的循环经济理念 贞丰顶坛模式 种植业、加工业 花椒、花椒油 旱季给花椒打点滴给水根部 Reduce——减少水土流失， 减少水资源投入，节能节水 晴隆模式 养殖业、加工业 羊肉系列产品 种草、养羊、加工、销售 Reuse——种草养畜， 畜便回归土地，草地持续高产 贞丰坪上模式 种植业、林业 金银花 石山造林、修水窖水池 Reduce——减少水土流失，节能节水 广西弄拉模式 种植业、养殖业林业、 旅游业 竹、药、果林、桑 建立沼气循环经济系统 Recycle——粪便和废弃物资源化 表1. 石漠化综合治理区循环经济产业化产业载体运行形成的典型模式 特石漠化山区循环经济的空间载体。基地一般都以项目建立起来，具有专项资金和专业团队，成效显著。当项目结束基地还是可持续发展的，可能有三种情况发生，一是项目基地转型为私有制公司自负盈亏，二是项目基地移交给国家变为国有企业，三是项目基地移交给当地社区成为集体经济。第一、第二种情况，对当地利益都不大，还可能产生负外部性。从石漠化综合治理最终目标出发——使喀斯特石漠化山区生态恢复，经济可持续发展，应该变成第三种情况，所以，最初基地选择就应和一个或多个社区范围重合，当社区循环经济运行机制形成后项目撤退，基地成果应以某种方式移交给社区。 5.2.2. 社区 在喀斯特石漠化山区，农户可以利用自己的庭院发展循环经济，那么庭院也是循环经济的空间载体，但这样循环经济总成本太高不经济。如果要降低循环经济成本，循环经济需要产业化、规模化，利用更大的空间载体。一般以自然村庄为单位的社区作为循环经济的载体：社区既是生产者，具有水、土地等自然资源，本身又是消费者，还是垃圾从分散到集中的传递着。社区除了作为生产者、消费者、传递者一直参与循环经济建设外。社区作为社会构成的基本单位，既是循环经济建设的承担者又是循环经济建设成果的享受者，并且循环经济发展状况与社区的利益息息相关，社区有权利也有义务保护自己的权益。因此，以社区为循环经济载体，本身就可以作为循环经济的监督者，是喀斯特石漠化山区最佳空间载体 [ 32 ] 。但初期最好以基地形式进行建设和管理，当社区循环经济自主运行机制形成后，项目基地就可以撤除了。 根据循环经济的层次性，喀斯特石漠化山区，循环经济小循环的空间载体有生态园区、小流域示范基地、社区，而社区为喀斯特石漠化山区循环经济最佳空间载体；循环经济中循环的空间载体为市级行政单位城市或中级单位流域；循环经济大循环的空间载体为省级行政单位城市或主干水系(如图1)。小循环空间载体A生态园区、A小流域示范基地、A社区B生态园区、B小流域示范基地、B社区C生态园 图1. 喀斯特石漠化山区循环经济产业化空间载体体系 区、C小流域示范基地、C社区.…… 喀斯特石漠化地区循环经济产业化空间载体中循环空间载体A生态流域、A生态城市B生态流域、B生态城市C生态流域、C生态城市.……大循环空间载体：A省–B省–C省…… ① 水系E省–F省–G省…… ② 水系a省–b省–c省…… ③ 水系.……。 5.2.3. 喀斯特石漠化山区循环经济产业化实施载体 喀斯特石漠化山区，无论是私有制企业还是国有制企业以及他们组团经济组织作为循环经济载体，对当地利益都不大，还可能产生经济负外部性，加剧生态退化。在经济系统中，农户也是个经济实体，可以利用自己土地发展循环经济，但这是小循环无法产业化。喀斯特石漠化山区可以采用合作经济组织及其不同组织经营形成的产业生态链作为循环经济实施载体，并通过基地建设和产业链建设来延伸生态产业链。某一社区范围内的合作经济组织作为该社区循环经济实施载体，该组织也是资源枯竭和环境污染后果的承担者又是循环经济建设成果的分享者，能消除经济外部性，降低循环经济成本。最常见的合作经济组织就是农民专业合作经济组织和社区集体合作经济组织。由于社区集体合作经济是以社区为单位的合作经济组织，其规模效应以及完善的管理制度和高效率，可以成为喀斯特石漠化山区循环经济产业化最佳实施载体。喀斯特石漠化综合治理区，可以通过基地建设来培养社区循环经济实施载体。 5.2.4. 喀斯特石漠化山区循环经济产业化技术载体 根据循环经济“资源–产品–再生资源”的物质闭路循环和能量流动方向，喀斯特石漠化山区循环经济对环境的无害化技术或友好技术，包括清洁生产技术、绿色消费技术、废物处理技术、污染治理及环境修复技术。清洁生产技术又包括新材料技术、节能技术、替代技术、系统化与减量化技术；废物处理技术包括资源再利用技术、废物资源化技术、绿色再制造技术以及绿色化学技术；生态修复技术包括石漠化综合治理技术。
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user: 6. 结论与讨论 综上所述，喀斯特石漠化山区循环经济产业化最佳产业载体有种植业、养殖业、林业、加工业以及旅游业，并在多处石漠化综合治理区形成典型模式；喀斯特石漠化山区最佳空间载体为社区，并且在喀斯特石漠化山区可以采用合作经济组织及其不同组织经营形成的产业生态链作为循环经济实施载体，通过基地建设和产业链建设来延伸产业生态链。最常见的合作经济组织就是农民专业合作经济组织和社区集体合作经济组织。 社区集体合作经济组织是以社区为单位，其规模效应以及完善的管理制度和高效率，可以成为喀斯特石漠化山区循环经济产业化最佳实施载体，并通过基地建设来构建社区集体合作经济组织的运行机制。喀斯特石漠化山区循环经济对环境的无害化技术或友好技术，包括清洁生产技术、绿色消费技术、废物处理技术、污染治理及环境修复技术。每一类技术是一系列技术体系，共同组成喀斯特石漠化山区循环经济环境无害化或友好技术体系。
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user: 摘 要 经济全球化与信息化不断深化背景下，我国区域产业组织结构调整及其分布格局的发展中，政府制度主导与市场规制深化的互动趋势不断增强。区域产业体系发展中尤其是现代服务业产业组织的发展，关涉到政府社会管理中的制度(体制性)转型与市场规制优化的动力协同性。探讨上海现代服务产业组织发展 与市场制度规制化及经济增长动力协同性的特点，对于其他产业组织发展的影响具有积极意义。 关键词 :现代服务业，产业组织发展，市场制度规制化，经济增长，动力协同性
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user: 1. 引言 随着中国社会主义市场经济体制建设的进一步发展，社会体制转型与社会经济发展中所面临的困难、机遇与挑战并存。在经济发展布局与产业组织结构调整的空间演进中，经济发展与社会进步的社会资源的优化配置，离不开市场化与政府规制化(制度演进体制性引导)的协同互动。社会资源配置涉及到其相关性(外部性)中之一的社会基础设施(有助于生产转换的制度、国际贸易的开放程度、法律和产权制度的有效性、国际性语言的掌握、社会公平程度)质量条件。社会基础设施与政府及其制度政策规划的有效性关系密切。其有效性涉及到产业组织及个体的信息交流、投资、生产与消费商品和服务等诸多因素的经济环境优化问题；体现出它与政治、制度以及法律条件(Political， institutional and legal conditions)相关性 [ 1 ] 。
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user: 2. 现代服务产业组织发展与政府制度规制化引导 20世纪90年代以来，我国各级政府根据中央有关我国经济与社会发展战略定位，坚持“三、二、一”产业发展结构优化的指导方针，在区域产业优化发展战略的制定中，重点强化大力发展现代服务业，把加速发展现代服务业作为实现自身发展与主动服务全国以及国际化延伸的重要体现，以促进城市经济(关联农村经济)及其社会功能优化的根本性转变。随着我国区域经济结构(尤其是城市区域)调整与转型演进进程的不断加快，从经济结构与产业布局及其产业组织发展现实路径来看，政府相关部门的体制性规制化引导管理十分重要。政府在强化“以市场为主导发展现代服务业”理念的同时，关注到现代服务业发展中不断消除各种体制性障碍和垄断因素的不利影响。强调政府在社会资源配置中要素供给、制度供给、规划供给和其他相关供给因素的优化；通过政府对发展现代服务业(尤其是制度供给因素)的多元化措施支持，采取政府扶持与政府规制构建各种公共服务平台(诸如产业创业园区与保税区规划与建设、户籍与人才流动、产业投资与教育服务等)，积极创造适应现代服务业发展的良好环境，突出规制化方式对于现代服务业服务产业组织发展的积极引导作用。如图1所示，在政府规制引导作用促进下，现代服务业产业组织的专业化在适应政府规制与消费者需求环境不断优化方面，有了良好的客观的发展趋势。 我国各地各级政府有关部门在现代服务业产业发展规划中，强化了规制化引导管理方式。通过国家立法机构、各级政府相关部门制订严格的技术与法律标准，强化对于技术进步、空间结构(产业布局)、产业结构、基础设施体系、政治体制、社会体制等规制化管理，促进现代服务产业组织空间优化发展顺利演进。 图1. 现代服务业产业组织活动与政府规制化引导相关性 在“完善服务标准，提高服务水平”产业发展指导原则下，通过国际化(ISO9000等系列相关标准)提升城市服务产业能级、市场化扩大服务产业规模、信息化提高服务业发展水平、法制化创造服务业发展环境，着力提升功能型服务业，围绕城市功能转变，因势利导，构筑“高增加值、强辐射、广就业”的现代服务业产业组织构成体系 [ 2 ] 。如表1所示，列举了现代服务业发展中主要行业与政府经济管理职能所做的规制化引导的内容之间的关联。 政府市场规制化引导的意义在于有益于现代服务业产业组织发展的“外部性”优化的协同性。“知识和技术创新有一个重要特征，就是其外部性(Externality)的存在，一个国家知识存量越大，在外部性作用下，其生产要素的边际生产率就越大。……新经济增长理论的逻辑路线是：(1) 技术进步内生化；(2) 生产规模报酬递增；(3) 外部性的存在；(4) 寻求合适的技术进步源泉：知识、R&D活动、人力资本、公共投资与基础设施等等” [ 4 ] 。上海现代服务业产业组织活动的“外部性”优化，表明政府对于现代服务业发展的制度环境优化意义的深入关注以及对于产业组织发展对区域经济增长与社会进步发展的相关性意义。如表2所示，突出表明了我国加入WTO之初后上海部分现代服务业产业组织发展的基本情况。 随着上海国际金融中心建设的不断深化，上海金融服务业发展逐步进入了新的发展阶段，多元化的金融主体组织活动趋于活跃状态。如表3所示，主要说明了面对2008年世界金融危机之后的上海主要金融业组织机构发展的情况。 而上海现代服务业发展的有关数据显示，得益于政府市场规制化引导作用，上海现代服务业产业组织的发展优化进程中，不断优化自身组织结构和提升其组织自身产业服务能级的水平，通过有效的规制化服务，在社会服务市场化(以及公益化)的活动过程中取得良好的市场及社会效应。在面对金融危机之后的金融市场环境变化，上海市政府的社会金融管理有了一定成效。如表4所示，在政府有效规制管理之下，上海在2012年第一季度的现代服务业主要行业的发展有了良好的发展势头。 市场经济背景中，现代服务业产业组织的发展，在政府市场体制规制化引导与管理下，利于优化区域经济管理与资源要素市场化配置方式，促进实现区域资源要素和资产价值的不断增值；促进区域经济发展和社会效益的优化，注重“兼顾公平与效率”的经济与社会价值意义，成为区域发展的重要核心价值目标。
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user: 4. 上海现代服务产业组织服务主体多元化发展与区域经济增长效应动力协同性 从2006年上海现代服务业产业组织投资主体变化来看，上海市第三产业投资2698.09亿元，增长9.9%，所占比重为68.7%。从投资主体看，国有经济投资1460.09亿元，比上年增长17.7%，占全社会固定资产投资总额的比重为37.2%；集体经济投资159.31亿元，增长21.6%，所占比重为4.1%；股份制经济投资910.31亿元，下降0.7%，所占比重为23.2%；外商及港澳台投资725.85亿元，增长13.4%，所占比重为18.5%。交通运输、仓储和邮政业实现增加值683.61亿元，比上年增长13.8%；信息传输、计算机服务业和软件业实现增加值418.54亿元，增长16.5%；金融业实现增加值799.37亿元，增长17.6%，增幅提高8.4个百分点 [ 12 ] 。随着上海产业结构调整的不断深化，产业贡献率在不同产业结构调整过程中体现出不同演化特点。随着上海产业结构“三、二、一”不断调整的战略布局和政府规制引导的发展，如表7所示，分别表明从加入WTO之初、遭遇2008年世界金融危机之初的主要年份，上海产业发展主要指标显示出上海现代服务业发展的可持续发展的良好趋势。 上海现代服务产业组织服务主体多元化构成体系发展，不免面临产业服务产品供给的市场价值链在区域空间延伸遇到的种种“问题”；而区域经济增长效应的获得，涉及到现代服务业产业服务产品供给中价值链(Value-chain)空间区位优势等相关性“路径依赖(Path dependence)”的深化；同时在“全球价值链治理”协调中，认识到区域经济与国际分散的经济活动协调和功能整合的联系 [ 13 ] [ 14 ] 。 图3. 上海现代服务业产业组织服务主体服务需求供给多元化构成协同性 Table 7 Shanghai main year GDP index (according to the three industry) to 100 (or more) [15 指标 2001 2009 2010 上海市生产总值 110.5 108.2 110.3 第一产业 103.0 98.9 93.4 第二产业 112.0 103.5 116.8 工业 112.1 102.9 117.5 建筑业 110.9 111.7 108.0 第三产业 109.4 112.2 105.7 交通运输、仓储和邮政业 108.9 91.4 116.0 信息传输、计算机服务和软件业 118.1 108.4 111.2 批发和零售业 115.7 113.6 115.6 住宿和餐饮业 107.8 96.9 106.8 金融业 90.9 124.9 105.1 房地产业 120.4 127.0 70.7 租赁和商务服务业 129.5 103.7 115.7 科学研究、技术服务和地质勘查业 109.9 113.1 105.1 水利、环境和公共设施管理业 123.9 106.8 109.2 居民服务和其他服务业 118.8 111.8 112.5 教育 114.4 104.6 104.6 卫生、社会保障和社会福利业 114.0 106.7 106.2 文化、体育和娱乐 113.8 105.1 106.4 公共管理和社会组织 114.5 105.2 109.5 表7. 上海主要年份生产总值指数(按三次产业分) (以上年为100) [ 15 ] 上海现代服务产业组织服务主体多元化构成体系发展，对于促进上海经济结构的产业集群中相关行业各个组织之间信息沟通作用十分重要；对于保障产业组织之间的信任、促进产业竞争的邻近性有序、高素质人才的集中、产业技术扩散和溢出的有效市场方式，客观上促进了上海区域经济产业组织产业集聚的程度提高。通过上海现代服务产业组织相关行业间有效竞争，促进现代服务业产业组织服务主体不断地提高自身的满足多元化服务产品需求特质的供给能力，在竞争中保持持续高效的运营效能，以获得丰厚的市场竞争收益及社会效应，促进产业组织自身获得更大的空间发展优势 [ 16 ] [ 17 ] 。如图4所示，上海现代服务业产业组织产业竞争力在国内与国际空间区域不断互动转换的基础上，其产业效能及其对经济增长的影响力不断拓展。 上海现代服务业产业组织发展，同样受到在空间相关性(Spatial Dependence)与空间异质性(Spatial Heterogeneity)的空间经济发展协同中的深化影响 [ 18 ] - [ 20 ] 。上海现代服务业产业组织集聚区演进进程的不断加快，诸如金融服务、法律服务、物流、信息服务、人才流动服务等相关现代服务业产业组织服务主体多元化的进一步集聚发展，促进了相关行业产业集聚的经济增长效应，上海现代服务业产业组织构成及其动态优化对上海区域经济增长产生了一定的影响。如表8所示，在经历了2008年的世界金融危机之后，上海产业组织结构中多元化投资主体的经济发展指标表明，“三、二、一”产业结构调整与布局的不断发展，现代服务业发展投资主体的绩效有所提升。 从上海区域经济增长与产业竞争力形成与提升发展的现实与未来要求看，“企业、供应商、相关产业和专业化机构，集中于某一地理区位所形成的产业集群，是区域经济发展和竞争力的基本因素之一” [ 22 ] 。同时伴随经济全球化与社会信息化不断延伸深化趋势，具有作为全球经济发展服务中心的“世界性城市”(国际化大都市)纷纷不断涌现，区域经济与国际经济发展中，国际化大都市所具有的空间经济与区域功能的扩展意义重大。“并正在创造城市的‘全球服务空间’” [ 23 ] 。 Table 8 Main years (1990， 2000， 2009， 2010) structure of social and economic development index (unit: %) [21 1. 上海市生产总值产业结构 100 100 100 100 第一产业 4.4 1.6 0.7 0.7 第二产业 64.7 46.3 39.9 42.0 第三产业 30.9 52.1 59.4 57.3 2. 上海市生产总值所有制结构 100 100 1000 100 公有制经济 95.4 71.4 51.6 50.5 国有经济 71.2 55.0 45.6 45.2 集体经济 24.2 16.4 6.0 5.3 非公有制经济 4.6 28.6 48.4 49.5 3. 全社会固定资产投资所有制结构 100 100 100 100 国有经济 84.7 44.4 49.7 42.0 非国有经济 15.3 55.6 50.3 58.0 外商直接投资实际吸收外资结构 100 100 100 100 #合资企业 61.0 49.9 15.3 14.0 合作企业 37.9 9.5 1.9 1.5 独资企业 1.1 49.6 82.7 81.6 表8. 主要年份(1990，2000，2009，2010)社会经济发展结构指标 (单位：%) [ 21 ] 图4. 上海现代服务业产业组织服务主体多元化与区域(国内/国际互动)经济增长效应空间协同性 上海区域经济增长与社会进步发展进程中，上海经济结构调整以及产业组织构成体系布局关涉到的“经济、金融、贸易、航运”四个中心国际大都市空间发展的战略定位，关注到上海现代服务业发展的重要性。因此客观地认识到上海现代服务业产业组织服务主体多元化发展与市场制度体制规制化与经济增长动力协同性特点，对于认识上海区域经济结构调整与产业组织布局的合理性及其对区域经济增长、社会进步及对国家综合实力的提升均有积极意义。
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user: 摘 要 谱峭度是近年来发展起来的一种高阶统计量，它能有效的从含有强噪声信号中发现暂态成分及其在频域中的位置。本文对基于谱峭度的滚动轴承故障诊断方法进行研究，利用轴承外圈故障数据进行实验分析，结果表明该方法能够准确的识别出滚动轴承外圈故障特征，有效的诊断出轴承外圈故障。 关键词 :滚动轴承，谱峭度，故障诊断
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user: 1. 引言 滚动轴承是广泛应用于发动机转子系统、齿轮箱的关键零件，其突发性故障将会造成巨大的损失。在飞机发动机工作时的恶劣环境条件下，极易发生点蚀、疲劳剥落和磨损等故障，滚动轴承的运行状态会直接影响发动机的性能(包括精度、可靠性及寿命等)。据统计，飞机发动机发生的故障中大部分是由滚动轴承故障引起的，因此，滚动轴承的故障诊断方法已经成为研究的重点 [ 1 ] 。 滚动轴承发生故障时，外圈、内圈以及滚动体之间存在着摩擦与碰撞，目前用于提取碰撞引起的冲击或奇异成分的方法主要有小波变换 [ 2 ] 、匹配追踪 [ 3 ] 、希尔伯特–黄变换 [ 4 ] 等，然而轴承在实际运行时受到的干扰很大，并且自身存在很多激振源，微弱的冲击特征往往被其他激振源及干扰形成的强背景噪声所掩盖，如何从强背景噪声中检测冲击特征仍然是个难点。 谱峭度(Spectral kurtosis， SK)是近年来发展起来的一种高阶统计量，它能有效的从含有强噪声信号中发现暂态成分及其在频域中的位置，它还能作为滤波器来恢复埋没在强背景噪声中的随机信号，在某些型号的滚动轴承故障诊断中得到了应用 [ 5 ] 。因此，本文将谱峭度方法应用于轴承实验台6205-2RS型号滚动轴承外圈的故障诊断，成功的实现了从强噪声振动信号中提取出滚动轴承外圈故障特征，验证了该方法对6205-2RS型号滚动轴承故障诊断的有效性。
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user: 2. 基于谱峭度的滚动轴承故障诊断方法 设 为信号 的短时傅立叶变换，定义 的 阶谱矩为 [ 5 ] (1) 式中， 表示时间平均算子， 和 分别表示时间和频率。 将谱峭度定义为能量归一化的四阶谱矩，即 . (2) 谱峭度的物理意义就是能够描述信号在频率 处偏离高斯的程度，偏离高斯过程越大，谱峭度的值就越大。瞬态冲击信号占主导的频率段的谱峭度较大，而平稳高斯背景噪声信号占主导频率段的谱峭度很小。因此可以通过比较谱峭度的大小，将谱峭度较大的频带信号分离出来，从而得到瞬态冲击故障信号。 滚动轴承的振动信号模型可以表示为： (3) 式中： 为实测信号， 为被检测的故障信号， 为噪声。 是由瞬时冲击力引起的系统结构共振， 的振动模型可以解释为： (4) 式中： 为单个冲击在时间 时引起的脉冲响应； 和 分别为第 个脉冲的随机幅值和发生时间。 在假定噪声服从稳态高斯分布的情况下，实测振动信号 的谱峭度 为： (5) (6) 式中： 为噪信比，它是噪声 的二阶谱矩 与信号 的二阶谱矩 之比； 为信号 的谱峭度，它仅仅是关于频率 的函数，因此在信噪比高的频带 近似等于 。 若计算整个频带的谱峭度值就能找到峭度最大的频带，从而寻找其中隐藏的瞬态信号。Antoni在文献 [ 6 ] 中引入了峭度图的定义。峭度图是一个关于频率 和窗长 的函数，使峭度图最大的频率 和窗长 对应的正好就是谱峭度值最大的频带的中心频率 和带宽 。 (7) 式中： 为信号的采样率。 在确定了谱峭度值最大的频带的中心频率 和窗长 后，利用带通滤波器，设计滤波的频率段，对信号进行滤波处理就可以得到去除背景噪声的轴承冲击故障信号。在滤波后信号中就可以明显的看出冲击信号，再对信号进行包络解调分析得到包络图，从包络图中可以分析出冲击频率，从而得到轴承的故障特征频率。
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user: 3. 滚动轴承故障实验 采用轴承外圈故障信号数据来验证本文方法的有效性。轴承实验台采用滚动轴承型号为6205-2RS，滚动轴承参数如表1所示。两个滚动轴承支撑一个转子，由电机驱动转轴转动，转轴的转速为1797 r/min。对其中一个滚动轴承的外圈进行单点故障设置，故障直径为 0.17 毫米 、深度为 0.28 毫米 。加速度传感器被放置在轴承座上采集振动信号，采样频率为36，000 Hz。根据轴承参数及转轴转速可以计算出滚动轴承外圈损伤的故障特征频率为104 Hz。 采集的轴承原始信号如图1所示，从原始信号图中很难观察到滚动轴承的外圈故障频率特征。对外圈信号进行谱峭度分析，选取不同的窗长 ，分别计算谱峭度，得到如图2所示的三维谱峭度图，在峭度图中可以明显观察到当 ， 时谱峭度达到最大值Kurt = 0.6。选取 ， ，设计带通滤波器，对原始振动信号进行处理，得到滤波后的信号(见图3(b))。与原始信号相比，滤波后的信号出现明显的周期性冲击，为准确识别出滤波后振动信号中轴承内圈的故障特征信息，对滤波信号进行包络解调分析，得到如图3(c)所示的信号包络。从包络图中可以明显看到具有较大能量的104 Hz频率成分及其倍频，这与外圈故障特征频率是一致的，说明本文算法有效的诊断出了轴承外圈故障。
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user: 4. 结论 本文对谱峭度方法在滚动轴承故障诊断的应用进行了研究，利用峭度图和带通滤波法将轴承瞬态冲 Table 1 Rolling bearing parameter 内径(mm) 外径(mm) 厚度(mm) 滚子直径(mm) 25 52 13.5 7.4 表1. 滚动轴承参数 图1. 采集的滚动轴承振动信号 图2. 谱峭度图 图3. 轴承的原始信号、滤波后信号和包络图 击故障特征信号分离出来。利用轴承外圈故障数据对该方法进行实验分析，结果表明该方法能够在较强的背景噪声下识别出滚动轴承外圈故障特征，有效的诊断出轴承外圈故障。
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user: 摘 要 穿孔率是决定穿孔管消声器消声性能的重要因素。提出一种穿孔管可拆卸式消声器结构，可以在腔体体积不变的前提下，将穿孔率不同的穿孔管置入消声器内部，完成对消声器传递损失的控制。采用有限元法对其消声性能进行了仿真，结果表明：穿孔管消声器是扩张腔与亥姆霍茨共振消声器的组合，当穿孔率小时，传递损失主要表现为共振峰特性，抑制噪声的带宽受限；当穿孔率增大时，传递损失曲线呈现明显的拱形特征，穿孔率越大越接近扩张腔消声器特性。设计了用于消声器性能测试的阻抗管测试系统，采用LABVIEW编制了相关的采集、分析程序；测试结果表明在低频部分，可以通过穿孔率对消声器的传递损失进行控制，验证了仿真结果的正确性。 关键词 :穿孔管，消声器，传递损失，测试
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user: 1. 引言 消声器是噪声控制中的常用元件，广泛的应用于动力机械，管道以及生产生活中 [ 1 ] 。评价消声器声学性能主要参数包括：插入损失、降噪量及传递损失。由于传递损失是消声器的固有特性与结构参数有关，而与作用在消声器上的声源无关，因此通常被作为消声器性能分析计算及结构设计的主要评价依据 [ 2 ] 。消声器设计结构一旦确定，其传递损失随之固定不变。因为它具有明显的频率选择特性，所以特别适用于在管道噪声频谱中具有明显峰值特征的情况。而动力机械在不同的工况下，噪声频率会发生偏移，原有消声器的性能将极大衰减。通过改变消声器腔体体积、小孔孔径以及小孔直径可以改变消声器的敏感频率，可以实现对不同频率噪声的抑制作用。 穿孔管消声器是亥姆霍茨消声器的一种形式，改变孔径相当于改变穿孔率，因此可以通过穿孔率的变化对消声器的传递损失进行控制。学者们对穿孔率对消声器性能的影响主要集中在仿真技术研究，然后根据仿真结果制作加工特定的消声器。当动力机械的运行工况发生变化，需要调整穿孔率时，须将整个消声器进行更换，一定程度上增加了测试成本，降低了测试效率。本文提出一种穿孔管可更换式消声器结构，可以通过不同穿孔率的穿孔管对消声器的传递损失进行控制。
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user: 2. 穿孔管可拆卸式消声器 抗性消声器是通过管道内声学特性的突变处将部分声波反射回声源方向，通过反射、干涉，从而降低由消声器向外辐射的声能以达到消声目的的消声器，主要适用于主要适合于消除低、中频率的窄带噪声。按照消声原理的不同，抗性消声器可分为扩张式消声器，共振式消声器，干涉式消声器以及穿孔板式消声器等 [ 3 ] 。一般更适合于低、中频段。扩张式消声器对中低频噪声有着较好的抑制，然而随着截面的突变带来较大的压力损失，尤其是流速较高的气流经过多个腔体的复杂扩张式结构时将产生较大的阻力损失，并引起较大的气流噪声，降低了消声器的性能。因此一系列能够改善消声器的阻力特性和气流噪声水平的复合型消声器应运而生，如穿孔管式消声器。穿孔管消声器具有良好的消声性能和较小的阻力损失 [ 4 ] 。本文以简单扩张腔消声器以及穿孔管消声器为例分析通过改变消声器结构实现控制传递损失的目的。 由于抗性消声器穿孔管的穿孔率，孔长和穿孔区域等参数在加工成型后就固定不变，导致传递损失即消声特性随之确定，本文在研究过程中提出一种穿孔管可拆卸式扩张腔消声器如图1(a)，消声器壳体两端口加工有法兰盘，每个法兰盘均与一对对开盖连接，对开盖中心加工有通孔，通孔直径等于穿孔管外径。为了进行安装，穿孔管端口处加工有两个卡圈，卡圈的间隙等于对开盖的厚度，因此对开盖可以将穿孔管固定，其余部分通过螺栓进行紧固，形成消声器。接合面均有橡胶垫圈，防止发生声泄露。这样不同穿孔特性的穿孔管可以方便的与扩张腔进行组合如图1(b)，研究其对消声器传递损失的控制作用。将穿孔管穿孔部分截断后，即形成典型的扩张腔消声器，如图1(c)。 其基本尺寸如表1。
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user: 3. 传递损失测量原理 对消声器的传递损失测量在阻抗管中进行，当激励频率低于阻抗管的截止频率时，认为阻抗管中传播的是平面波。在该种假设前提下，阻抗管内的声场可以分解为入射波与反射波。图2为两负载法 [ 5 ] [ 6 ] 测量消声器传递损失的原理示意图。 声源扬声器发出的平面波A向下游传播，当遇到消声器时就有一部分B被反射回来，另一部分透过消声器，这样消声器下游有前进波C和反射波D。阻抗管中安装的四支传声器测量得到的复声压可以用公式表达： 图1. 穿孔管拆卸式消声器结构 图2. 传递损失测试原理 Table 1 Typical parameters of disassembled perforated tube muffle 序号 扩张腔内径 扩张腔长度 穿孔内径 穿孔个数 穿孔率 01 110 300 02 110 300 3 190 2.83% 03 110 300 5 190 7.86% 04 110 300 5 336 14.17% 表1. 可拆卸式消声器结构典型参数 (1) 式中，P i 表示的是第i支传声器测得的复声压(i = 1， 2， 3， 4)，x i 表示的是第i支传声器与消声器入口端面的距离(i = 1， 2， 3， 4)，指数函数中的负号表示沿x正方向传播的行波，正号表示沿x负方向传播的行波；k为声波波数， ，c 0 为声速，f为激励声源频率。A、B、C、D为复数，表示复声压的幅值。 将第一式和第二式联立，约去B，可得关于A的等式： (2) 解得： (3) 根据欧拉公式： (4) (5) 得： (6) 即： (7) 同理，可得B，C，D： (8) 假设复声压幅值A，B，C和D之间的关系是线性的，那么可以用下面的矩阵方程来表示 [ 3 ] ： (9) (10) 根据系统的传声损失定义为：在没有终端反射的情况下，即D = 0，声源侧入射到被测试件表面的平面声波幅值|A|与透射波幅值之比|C|。因此矩阵方程中的α即为传递损失，以分贝的形式表示为： (11) 而实际中，无法实现终端无反射边界条件，即D ≠ 0。而矩阵方程包括两个方程和四个未知数α、β、γ、δ，显然通过一次测试无法求解。因此需要改变末端边界条件再进行一次测试，两种末端测试得到的矩阵方程分别如下： (12) (13) 两种不同的边界条件不同的末端分别用下标1和2来表示。将上述两个矩阵方程联立，求得α的表达式为： (14) 采用双负载法测量消声器传递损失时要避免出现两种出口阻抗边界条件相似，以防止测得的数据相近，造成求解的不稳定，所以本文试验中采用的第一种出口端为敞口，第二种出口端为消声末端。
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user: 4. 传递损失仿真技术研究 为了研究穿孔管对消声器传递损失的控制作用，采用Virtual.Lab对所设计的消声器进行仿真。采用Virtual.Lab根据消声器的结构直接在软件中对声音流体进行建模，然后采用六面体单元进行网格划分。在Virtual.Lab软件中，对网格划分后，将网格类型设置为声学网格。然后定义流体材料及流体属性，选取声速c 0 = 340 m/s，密度ρ 0 = 1.225 kg/m 3 。在前处理操作时形成实体网格的包络。再将消声器模型入口端和出口端分别定义成组，入口端定义为振动边界条件，出口端定义吸声属性。在声阻抗中输入实部值为416.5 kg∙m 2 ∙s，虚部值为0 [ 7 ] 。然后进行声场分布计算。频率范围为40~3500 Hz，步长取10 Hz。 如图3为所设计的消声器在40~3500 Hz的传递损失。从图上可以看出扩张式消声器的传递损失呈宽频拱形分布，传递损失的最大值与最小值交替出现，说明扩张腔消声器对噪声的控制具有频率选择性。可以通过安装内插管以及增加扩张腔个数等方法改善消声器的消声性能 [ 8 ] ，而实际使用过程中由于安装尺寸的限制，采用穿孔管的方式更容易实现。因此采用穿孔管对消声器的消声性能进行控制。如图采用四种穿孔率不同的消声器进行仿真计算，从图可以看出： 1) 穿孔管消声器在中低频的消声效果比较好，但在高频发生了明显的轴向共振，消声器传递损失在高频部分的消声性能得到改善。从图4在310 Hz和图在1670 Hz处的声压分布云图以及速度矢量图中可以看出在低频时，声波以平面波形式传播，在消声器扩张腔内整体沿入口至出口轴向传播，声压级递减。而高频声波在消声器内传播时，声波不再以平面波形式传播，声波在不同位置处出现径向共振，声压级 图3. 不同穿孔率消声器传递损失仿真结果 图4. 消声器内部声压、速度分布云图 大小交替出现，气流速度明显增大，将动能转换成热能耗散掉，因而声能降低，达到噪声抑制目的。 2) 采用穿孔管后，低频部分传递损失均比扩张腔消声器有所增加；而高频部分传递损失呈现明显的共振峰特性，即在某一频率处传递损失很大，临近频率处的传递损失数值急剧减小，说明穿孔管消声器对高频噪声的选择性强，要有针对性的对某些频率噪声进行抑制。而超出这些频率范围，消声器降噪效能下降。 通过上述仿真分析可知，在扩张腔体积不变的前提下，穿孔率是控制消声器传递损失的重要因素。穿孔率越大，传递损失曲线中的低频拱形越大，传递损失曲线越来越接近简单扩张腔的特征曲线；穿孔率越小，传递损失曲线呈现共振峰特性，对特定频率的噪声成分具有良好的抑制效果。在此可以将穿孔管消声器看做是扩张腔消声器和亥姆霍茨共振消声器的组合。当穿孔率增大到极限(100%)时，此时的传递损失曲线与扩张腔消声器性能一样，呈现连续拱形；当穿孔率减小时，主要表现形式为亥姆霍茨共振器，即通过噪声激励由穿孔管处的空气质量以及腔体内的空气弹簧形成的弹簧–质量系统发生共振，穿孔处的空气与孔壁急剧摩擦产生热量从而将声能消耗。穿孔率在上述范围之间时，传递损失为两种消声原理的组合。因此通过穿孔率可以对消声器的传递损失进行控制，下面通过实验进一步验证穿孔率对传递损失的控制作用。
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user: 5. 实验研究 5.1. 简单扩张腔消声器性能测试 消声器传递损失控制实验在自制阻抗管中进行，测量装置示意图如图5所示。阻抗管以及消声器采用有机玻璃加工而成，管道内径51 mm，壁厚5 mm。声源采用DQ30TZF-03，4Ω 15W，3寸全频扬声器，并将其安装在密闭腔体中，扬声器出口端与阻抗管道采用过渡段进行连接，以防止截面突变引起的声波反射。传声器采用4支相位匹配的Φ12.7 mm (1/2英寸)预极化测试传声器配合AWA14604型ICP前置放大器进行阻抗变换与前置放大。采集卡采用NI92344通道动态信号采集模块，进行高精度音频测量。使用SineGen软件模拟噪声源产生不同频率的正弦信号，通过功率放大器驱动扬声器产生不同频率的正弦波。采集软件采用LABVIEW编制，实验过程中为了实现双负载测量，采用末端开口和吸声末端两种边界条件，吸声末端根据国标GB/T 4760-1995加工而成，实验测试装置如图6。 实验过程中，采样频率设置为12，800 Hz，采用SineGen软件发出40~3500 Hz的正弦信号，经过功率放大驱动扬声器产生上述频率的声波，步长为10 Hz。每个噪声频率记录1 s，在两种边界条件下各测试一组，然后利用公式对传递损失进行测量。 图7中为扩张腔消声器的传递损失测量结果与仿真结果对比。两组曲线的拱形部分基本重合，说明了所设计的阻抗管以及声学测试、分析系统可以进行相关声学测试。 5.2. 穿孔管消声器性能测试 分别对表1中的三种穿孔管消声器结构进行传递损失的测量实验，穿孔率不同时的消声器的传递损失仿真与实验对比结果如图8所示。 由图8可知： 1) 这三种穿孔管形式的消声器在低频段其传递损失的测量值与仿真值吻合情况良好，而在高频部分出现偏差。分析原因是由于当声音频率较高时，穿孔管的存在改变了声波在消声器内的传播方式，声波在管道内不再以单一的平面波存在。 2) 当穿孔率增大后，传递损失曲线出现的拱形随之增加；当穿孔率减小时，拱形部分减少，高频部分出现典型的共振峰形式。这与之前的仿真结果是一致的。 穿孔率继续增大后，传递损失在低频部分以拱形为主，而高频部分由于出现球面波，一维平面波理论以及以此为前提的传递损失仿真计算不再适用。 综上，仿真与实验结果表明，通过穿孔率的变化，可以对消声器的传递损失进行控制，即通过增大穿孔率可以扩大消声器的低频敏感频带范围。
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user: 6. 结论 1) 提出一种穿孔管可拆卸式消声器结构，可以在腔体体积不变的前提下，将穿孔率不同的穿孔管置入消声器内部，完成对消声器传递损失的控制。 图5. 传递损失测量装置示意图 图6. 测试装置 图7. 扩张腔消声器传递损失仿真与实验结果对比 图8. 穿孔率对消声器传递损失的控制效应 2) 对穿孔管消声器消声效果的仿真结果表明：穿孔管消声器是扩张腔与亥姆霍茨共振消声器的组合，当穿孔率小时，传递损失曲线主要表现为共振峰特性，对噪声的抑制具有显著的选择性；当穿孔率增大时，传递损失曲线呈现明显的拱形特征，穿孔率越大越接近扩张腔消声器特性。 3) 采用双负载法对所设计的穿孔管可拆卸式消声器的传递损失进行测量，测量结果表明：在低频部分，可以通过穿孔率对消声器的传递损失进行控制，验证了仿真结果的正确性。
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user: 摘 要 本文从材料组成结构及其对性能影响的规律出发，总结了国内外大量关于抗爆炸、冲击材料复合结构的设计和研究，系统介绍了由水泥混凝土、金属、有机材料等基体材料组成的复合结构的设计方法、特点和及其防护效果，重点介绍两层材料组合结构和三层材料组合结构；期望能够为有抗爆炸、抗冲击要求的各类国防工程、人防工程，以及民用和工业建筑进行防护材料和结构的研制提供参考。 关键词 :抗爆炸，抗冲击，材料复合结构，进展
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user: 1. 引言 在工程应用中，使用单一材料作为抗爆炸、冲击的防护结构，很难实现既减少高速冲击载荷对结构的破坏，又有效衰减冲击波的目的。通过外层采用高强材料，夹层为缓冲吸能材料的多层材料复合结构可以达到抗爆炸、冲击性能目的，即通过刚性材料和柔性材料的组合实现的抗爆炸、冲击效果 [ 1 ] ，组合体可以发挥单体材料优势，达到取长补短，增强抗爆效果的目的。高强材料主要有各类高强度混凝土、金属板材等，夹层材料主要为多孔材料或各类柔性材料。
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user: 2. 两层材料组合结构 2.1. 钢板-钢筋混凝土组合结构 在混凝土板的后方安装一块薄钢板，由于膜力效应而明显减小其侵彻深度，尽管在混凝土内部仍有损伤破坏，但是不容易发生震塌或崩落现象。压型钢板–方钢管钢筋混凝土组合结构能够降低结构变形，防止底部混凝土过早开裂，同时具有较高的强度储备，是一种比较理想的抗爆炸防护结构 [ 2 ] [ 3 ] ，同时可以在其箱形结构中加入橡胶等吸能材料。 2.2. 泡沫铝-钢筋混凝土板组合结构 袁林等 [ 4 ] 对泡沫铝–钢筋混凝土板组合结构进行抗爆炸冲击研究，结果表明随着泡沫铝防护层厚度的增加，钢筋混凝土板的挠度变形显著减小，受到的冲击加速度幅值衰减较大，泡沫铝防护层能够有效提高钢筋混凝土板的抗爆性能，且其厚度存在一个合理的设计值。 2.3. 泡沫铝和普通钢板组合结构 边小华等 [ 5 ] [ 6 ] 将泡沫铝和普通钢板组合起来作为一种新型防护结构，与普通钢板防护门相比，其峰值压力大幅度降低，泡沫铝能有效地降低爆炸冲击波的峰值压力。孙建华等 [ 7 ] 利用自行设计的瓦斯爆炸实验管道，对不同参数的金属丝网、泡沫陶瓷及二者组合体的抑爆效果分别进行了实验研究，结果表明组合体衰减爆炸超压效果优于各自单体，抑爆材料的损坏程度明显降低。 2.4. 钢管-填充组合结构 刘新让等 [ 8 ] 采用有限元软件分析了3种不同夹芯圆筒在不同爆炸载荷作用下的动力响应和5种不同夹芯圆筒的抗爆性能，研究结果表明夹芯圆筒都优于相同重量的实体圆筒；对于夹芯圆筒，内面板厚度应不大于外面板厚度，这样能在降低夹芯圆筒整体变形的同时发挥泡沫铝芯层的吸能优势。李顺波等 [ 9 ] 对不同壁厚的钢管泡沫铝填充结构进行了数值模拟，并和经验公式计算结果对比，发现水下爆炸冲击波压力值和经验公式计算值二者接近，随着壁厚的增加，钢管抗变形能力提高，泡沫铝中的压力和动能不断减小。程涛等 [ 10 ] 采用数值模拟方法研究了低密度泡沫铝填充薄壁方钛管和圆钛管在匀速冲击载荷作用下的瞬态吸能特性，发现泡沫铝填充方钛管的吸能效果好于圆钛管，被泡沫铝填充的方管的屈曲波长变短，圆管则与之相反。程涛、罗昌杰等 [ 11 ] [ 12 ] 将泡沫铝填充在多边形金属管中进行研究，发现金属壳都起主导作用，不同的几何形状和结构对填充管的能量吸收率及吸能分布有着显著的影响；随着壁厚的增加，泡沫铝吸收的能量越来越小，因此在设计钢管泡沫铝组合结构时，需要设计合理的壁厚来实现钢管和泡沫铝都发挥其最大的抗力。 甄建伟等 [ 13 ] 对蜂窝增强泡沫塑料进行了准静态压缩试验，计算不同参数时的应力–应变曲线，结果表明，在相同条件下，所有复合结构的应力均大于蜂窝与泡沫塑料的应力之和，随着蜂窝孔格边长的减小和试样厚度的增大，复合效应更加明显；在此基础上建立了蜂窝增强泡沫塑料复合结构的仿真模型。 2.5. 泡沫铝填充柔性材料组合结构 2.5.1. 泡沫铝填充环氧树脂 将硅橡胶改性环氧树脂填充到泡沫铝中，该复合材料具有非常好的吸能特性，可作为一种新型的高性能吸能防护材料。谢永亮等 [ 14 ] 通过静态压缩试验表明，此时泡沫铝的平台屈服阶段明显抬升。 2.5.2. 泡沫铝填充硅橡胶 林森等 [ 15 ] [ 16 ] 以硅橡胶填充开孔泡沫铝，以铝管和钢管为面板制备层合管，研究发现该复合结构具有更高的屈曲褶皱载荷，并使屈曲褶皱的产生滞后，平台区更长，因而其吸能性能得到了提高，且层合钢管结构比层合铝管更明显。 2.5.3. 泡沫铝填充聚氨酯 齐明思、谢卫红等 [ 17 ] - [ 19 ] 发现在开孔泡沫铝中填充聚氨酯后，其屈服强度和压缩应变量显著增加，而且应力应变曲线出现明显的抖动；随着应变的不断增大，应力也逐渐增加。谢卫红等 [ 20 ] 利用霍普金森装置进行了0.3 MPa、0.4 MPa、0.6 MPa三种气压下的动态冲击实验，通过对吸能曲线和理想吸能效率曲线的分析，发现其吸能特性有了很大程度的改善。杨益等 [ 21 ] 发现利用聚氨酯泡沫铝、聚氨酯蜂窝纸板这样的缓冲材料作为吸能层，也可以有效防止或削弱冲击波。
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user: 4. 多层组合结构 通过刚性材料与柔性材料的多层复合，更容易实现某种设计意图，但目前将三层以上的材料复合结构进行抗爆炸、冲击试验的研究文献较少，而主要是用于进行抗侵彻试验 [ 61 ] 。黄燕玲等 [ 62 ] 模拟了直径为8 mm的圆柱形破片对钢/陶瓷/铝复合靶板的侵彻过程，分析侵彻过程中靶板的破坏机理，结果表明在面密度一定时，减小面板厚度，增加陶瓷和铝背板厚度对复合靶板的抗弹性能有明显提高。
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user: 5. 纤维缠绕复合增强组合结构 将纤维缠绕在材料结构表面，能够改变爆炸荷载下结构的破坏模式，能够明显改善材料的动力性能。横向裹贴不仅约束内部材料结构的膨胀变形，而且其轴向承载力、抗剪切力得到很大提高，在爆炸载荷作用下会出现弯曲延性反应。Tonatiuh Rodriguez-Nikl等 [ 63 ] 用准静态荷载模拟爆炸冲击作用于外包有碳纤维的钢筋混凝土柱，结果表明此时钢筋混凝土柱的破坏形式由剪切脆性破坏变为弯曲延性破坏。哈跃等 [ 64 ] 设计了Whipple防护结构，玄武岩纤维布按不同方案布置在结构中，研究发现其发生击穿破坏时，击穿孔处的纤维束产生的断裂和孔边处纤维束产生的变形消耗和吸收了撞击物的撞击能量。熊光晶等 [ 65 ] 进行了碳纤维布与高强玻璃纤维布复合加固混凝土梁的试验，发现2层高强玻璃纤维布与1层碳纤维布复合加固的承载力和延性要比2层碳纤维布加固的梁分别提高7.8%及10.9%，但刚度要比后者低10%。鲍育明等 [ 66 ] 发现纤维布加固可以提高承载力200%，在爆炸载荷作用下，挠度减少40%~70%。
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user: 6. 小结 由刚性材料与柔性材料组成的多层复合材料，具有显著的技术优势，能够更容易地实现抗爆炸冲击、吸收能量、隔音、绝热等防护功能结构一体化的设计意图，但是多层复合材料结构在防护结构中的实际应用还较少，这是由于大部分夹芯材料还处于研究阶段，一些功能特性，尤其是动载作用下的响应还不是很清楚，将其应用于工程实践中存在较大的风险；另外，复合材料的性能与芯材和面板之间的连接方式有很大的关系，目前一般采用焊接和粘结的方式，由于芯材和面板材料种类不同，实现芯材和面板之间的牢固连接存在很大的困难，导致结构性能稳定性差。
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user: 摘 要 本文采用溶胶凝胶法制备了Li x Mn 3-x O 4 (X = 0.7， 1.0， 1.2， 1.4， 1.6)和LiFeO 2 锂离子电池正极材料，并对其结构、磁性、电化学性能进行了研究。实验发现，Li x Mn 3-x O 4 系列样品呈现尖晶石结构，室温下显示顺磁特性，x = 1.2的样品首次充放电容量分别为58.16 mA h/g和29.47 mA h/g，LiFeO 2 样品为α-NaFeO 2 型铁氧体结构，空间群为Fm3m，室温下呈现软磁特性，首次充放电容量为80.95 mA h/g和38.50 mA h/g。本文详细的分析了系列样品的结构、磁性与电化学性能之间的关系，为提高嵌锂正极材料容量、稳定性以及充放电能力等性能提供了实验依据。 关键词 :锂离子电池，正极材料，电化学性能
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user: 1. 引言 自从1991年首款锂离子电池问世以来，因其放电电压平稳、自放电率低、使用寿命长、能量效率高、易充电等优点备受关注 [ 1 ] - [ 3 ] 。锂离子电池是以正极材料为锂离子嵌入化合物的一类电池的总称，它主要由正电极、负电极、电解质溶液和隔膜四个部分组成。该化合物中的锂离子可以在晶体中脱出和嵌入(外电场作用下)，而且这个过程是可逆的；负极材料则通常采用的是层状结构的碳材料；电解质溶液则为溶解有可溶性锂盐的有机溶剂碳酸酯溶液(如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC))。锂离子电池中Li + 在正负电极间往返地脱出与嵌入的历程就是锂离子电池的充电和放电。因为Li+在整个过程中始终在正负电极间来回移动，所以锂离子电池被人们形象的叫做“摇椅电池”(简称RCB) [ 4 ] 。 嵌锂化合物是锂离子电池中的锂离子的“贮存库”，选择高电势的嵌锂化合物是为了获取比较高的单体电池电压。综合各方面因素，优良的正极材料应该具备如下的优点：原料成本低廉，清洁无毒，安全稳定性，与电解液和粘结剂的兼容性好，循环性能强，使用寿命长，倍率性能佳，低温性能好。 锂离子电池的正电极材料的选择将直接影响锂离子电池的清洁环保、充放电容量、安全稳定、循环、使用寿命等性能特点。当前，正电极材料的热点研究主要集中在尖晶石型LiM 2 O 4 和层状LiMO 2 (M = Co，Ni，Mn，V等)结构的化合物上 [ 5 ] - [ 10 ] ，但是在实用过程中也表现出了诸多问题：如不可逆容量损失、极化电压增大、结构不稳定、化学性能差、循环容量下降、价格高等，这些问题的出现极大的影响了其实用化进程，及时解决这些问题对于挖掘其潜在功能、提高效率、节约能源有着重大意义。就当前的市场化锂离子电池而言，其正极材料主要包括LiCoO 2 、LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 、LiFePO 4 、Li X Mn 2 O 4 四种产品。 1) LiCoO 2 ，该材料是锂离子电池最常见的正极材料，生产工艺简单一般适用于各类小型电子设备，其工作电压高，循环性能好，低温下稳定性强。但是这种材料的电池安全性和抗过充电性都相对比较差，有毒，Co资源短缺，价格昂贵，还无法使用在大容量车用与储能锂离子电池的正极上。 2) LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 ，该材料被应用于手机电池和动力电池等很多产品之中，其价格便宜，与电解液相容性好，自放电率低，清洁环保，可逆比容量高，循环性能好。但是这种材料的制作工艺比较严苛，热稳定性能差，充放电过程中容易发生结构的变化。 3) LiFePO 4 ，该材料是近些年以来发展较快的正极材料，在动力电池与备用电源方面具有广阔而实际的运用前景。其是一种磷酸盐聚阴离子化合物，安全性能高，稳定性强，耐高温性能好，使用寿命长。但是这种材料的循环性能弱，电导率低，高倍率充放电性能差，合成中Fe离子极易氧化。 4) Li X Mn 2 O 4 ，该材料制备工艺相对简单，主要应用在高功率动力电池上，成本低廉，其热稳定性与抗过充电性都强过以上介绍的两种材料，无毒且清洁环保，安全性能高。但是这种材料的理论比容量低，循环性能差。 近些年以来，我国在锂离子电池行业己经逐步取代了日本成为了世界第一的生产制造国，但是关于锂离子电池的研究、开发和利用仍然远远地落后于日本与欧美这些发达国家。 基于上述分析，本研究采用溶胶凝胶法制备了Li x Mn 3-x O 4 和LiFeO 2 嵌锂正极材料，并对系列样品的结构、磁性、电化学性能进行了研究，为提高Li x Mn 3-x O 4 和LiFeO 2 嵌锂正极材料的容量、稳定性以及充放电能力等提供实验依据，并为尝试制备既可以作为正极材料也可作为磁存储材料的多元器件开拓了思路。