荒漠地区电池板表面灰尘特性分析

高海拔荒漠地区光伏电池板表面上往往会积累大量灰尘,严重影响光伏发电效率。由于灰尘的成分、形貌和粒径等特性不同,导致积灰对光伏发电的影响也不同。文章检测了光伏电池板表面灰尘成分,测定观察了灰尘粒径及形貌,并根据电池板清洗现状分析荒漠地区地下水所含的阴阳离子成分;根据格尔木荒漠地区灰尘成分,给出了灰尘对电池板发电效率的影响曲线;通过灰尘粒径的测定,分析了灰尘粒径对电池板的遮挡影响和对灰尘擦除的影响。文章还分析了光伏电池板清洁用水的成分及特性,结合灰尘自身特点,探讨了往清洗用水中添加化学试剂的方案,为荒漠地区光伏电池板表面的清洁维护提供理论依据。

基于几何逼近法的斜尖柔性穿刺针运动学研究

为了使得斜尖柔性穿刺针能够精确刺中目标靶点,建立斜尖柔性穿刺针的正逆向运动学模型.大量实验研究表明,柔性穿刺针在穿刺过程中,弯曲曲率近似常量沿着由固定半径的圆弧组成的路径进针.基于柔性穿刺针这种特性,利用D-H(Denavit-Hartenberg)参数法建立柔性穿刺针正向运动学模型;利用D-H参数法以及几何逼近法,基于针尖相对靶点的可达性条件,建立柔性穿刺针逆向运动学模型;通过仿真实验验证了所建立的柔性穿刺针运动学模型,结果表明,采用提供的运动学模型能够准确求出从进针点到靶点的所有路径.

基于虚拟弹簧模型的柔性针穿刺仿真研究

在分析柔性针受力和挠曲的基础上,建立二维空间上柔性针穿刺软组织的虚拟弹簧模型,得到针体和针尖轨迹的数学模型。使用Matlab工具软件对针尖轨迹在不同情况下进行仿真。仿真实验结果表明,柔性针弹性变形量对针尖走向影响较小,影响针尖走向的主要因素是纵向控制坐标和针座与水平线初始夹角,且两者的叠加效应最终影响柔性针走向,可以为机器人辅助针穿刺操控提供理论基础,结合软组织变形研究,能够实现柔性针穿刺的轨迹规划和避障运动。

针穿刺软组织变形有限元仿真

为了提高机器人辅助针穿刺精度,提出一种对软组织变形分析的准静态有限元法.该方法基于针受力下软组织变形机理,将软组织变形的连续动态过程分解成离散的准静态过程;采用重叠单元法在ANSYS中建立了软组织变形的二维和三维准静态有限元模型,并进行了仿真实验.最后通过实验结果验证了该方法的有效性和可行性.

基于悬臂梁模型的针挠曲预测

目的分析针穿刺组织过程中的挠曲量和穿刺针受力情况,提高针穿刺精度。方法搭建包括工业相机、步进电机和光源等组成的测量设备。用针轴直径分别为1.3、0.9、0.6 mm的穿刺针进行针穿刺软组织实验,利用力传感器得到不同穿刺速度(5、10和15 mm/s)下的穿刺力,通过数字图像处理得到穿刺针的挠曲量。在分析针受力的基础上,构建预测针挠曲量的悬臂梁模型。结果利用悬臂梁模型对直径为1.3、0.6 mm穿刺针在5 mm/s速度下的挠曲量进行预测,其绝对误差小于0.5 mm,相对误差小于10%。结论所建模型能够实现对针穿刺挠曲的预测,可以为机器人辅助柔性针穿刺路径规划和避障运动提供参考。

面向精密加工的仿真技术研究及应用

详细阐述了计算机仿真技术在精密加工领域中应用的两个方面——加工过程动态仿真和加工过程物理特性仿真;建立了微细电火花加工仿真系统,实现微细电火花放电通道仿真,建立并分析了电火花加工的热学模型,分析了表面粗糙度与工艺参数的关系。系统在实际中得到验证,加工出微三维结构。通过电火花仿真系统,说明计算机仿真技术在精密加工研究方面的可行性和优越性。

面向重型机床设计的仿真技术研究及应用

阐述了计算机仿真技术在重型机床设计中应用的两个方面——设计过程仿真和功能及物理特性仿真。结合某重型卧式车床设计过程,利用SolidWorks和Ansys软件实现了车床虚拟装配过程和主轴系性能分析,为车床主轴设计改进提供了理论依据。实例证明,计算机仿真技术在重型机床设计方面具有较大优越性。

基于热学仿真的微细电火花加工表面形貌预测

根据热传导基本理论和微细电火花加工的实际情况,建立起微细电火花加工的热传播模型。采用ANSYS分析软件,基于有限元方法对P+硅和45钢两种材料单脉冲放电情况的温度场进行了数值模拟,分析了微细电火花铣削加工中表面粗糙度与放电能量之间的关系。结果表明,微细电火花仿真能够很好地模拟放电凹坑的温度场分布,进而预测加工表面形貌。

快走丝电火花线切割加工试验研究

结合青海大学基础工业训练中心的DK7740型电火花线切割机床,研究了脉冲宽度和峰值电流对线切割加工效率和表面质量的影响,为正确选择电参数提供了参考。

公差实验数据处理电子化实现

结合青海大学机械系《公差与技术测量实验课》"用双管显微镜测量表面粗糙度"实验数据量大、计算繁琐等特点,采用面向对象技术,基于MFC在VC++6.0环境下开发了公差数据处理工具替代传统的手工数据处理方法。该工具可实现对显微镜读数的处理及微观不平度十点高度和轮廓最大高度的计算。应用表明,电子化公差数据处理工具能提高实验数据处理速度和精度,降低学生和教师的重复劳动。

微细电火花铣削加工CAD/CAM系统实现

基于分层扫描微细电火花铣削加工的基本思想和电极补偿策略,利用Pro/E进行零件造型设计和分层规划;然后利用OpenGL和Visual C++6·0对Pro/NC生成的数据文件进行处理,开发了支持NC代码自动生成和电极轨迹动态仿真的CAM系统·该系统已应用于微细电火花数控加工系统,实现了微三维结构工件加工·

机械工程因材施教基本模式研究与应用

在研究因材施教的基本概念和基本模式的基础上,探讨了因材施教模式在机械工程大类人才培养方面的应用。以青海大学机械系"机械工程因材施教示范班"为例,说明因材施教模式效果显著。

重型卧式车床主轴系有限元分析

针对某重型卧式车床主轴下沉问题,基于Ansys软件对其主轴系建立了有限元模型,对主轴系静态性能进行了分析。仿真结果与实际测量相近,主轴下沉约为0.35 mm;根据仿真结果分析了引起主轴下沉的原因并提出了改进方法,为重型卧式车床设计和改进提供了可靠的理论依据。

一种新型光伏阵列多传感器故障检测定位方法

多传感器法用于光伏阵列故障检测中,有利于降低光伏电站成本,提高工作效率。针对大规模光伏阵列,提出了一种全局分块逐步逼近法来实现光伏组件故障检测和定位。对M×N光伏阵列模块化处理分成B×C区域,并进行编号;在对光伏阵列模块化处理的基础上,统计分析各阵列块的电压数据,求出每块平均值,并与区域内各数据进行相对误差(故障权因子)计算,通过评价电压波动来判断光伏组件是否存在故障。基于Matlab实现了全局分块逐步逼近的算法,对100×100的大矩阵进行仿真实验,仿真结果表明,故障准确率随着故障权因子的增大而减小,同时也会随着区域维度的增加而降低。

基于有限元的椎弓根螺钉结合两种材质椎间融合器治疗腰椎滑脱症的生物力学特性研究

目的 通过有限元分析方法评估椎弓根螺钉结合两种材质椎间融合器在治疗腰椎滑脱症中的生物力学性能。方法 选取健康男性志愿者1名,使用螺旋CT扫描脊柱L4~L5节段,采用Mimics和Geomagic软件对CT图像进行三维模型重构并导入有限元分析软件ANSYS 12.0建立正常L4~L5节段三维有限元模型（INT）。在此基础上,模拟两种材质融合器结合椎弓根钉固定的模型,双侧椎弓根螺钉＋Ti（钛）椎间融合器（M1）,双侧椎弓根螺钉＋PEEK（聚醚醚酮）椎间融合器（M2）。对模型施加400N预载荷,运动附加力为6 N·m,定义模型约束和载荷条件后,在腰椎前屈、后伸、左右侧屈及左右旋转六种工况下计算L4~L5节段角位移及椎弓根螺钉和融合器所受应力。结果 M1,M2在各种工况的角位移均小于INT。应力实验中,M1融合器应力峰值在各种工况下均高于M2。后伸位时,M1与M2的螺钉及椎间融合器的应力峰值较其他工况小。结论 椎弓根内固定可以提供融合节段足够的稳定性。对于融合节段在椎弓根钉提供相同稳定性的条件下,PEEK材质融合器应力峰值均较Ti材质融合器小,PEEK材质融合器发生沉降及移位的可能性低于Ti材质融合器,所以其融合率相对较高。后伸位时所受应力较小,由此推测后伸位为较稳定的位置。

太阳能电池板表面灰尘擦除试验研究

荒漠地区电池板表面积灰严重影响光伏组件发电效率,因此有效擦除电池板积灰的问题已成为维护光伏电站的主要工作之一。为此,测量了GS-50非晶硅薄膜光伏组件在0、3.1、4.8、7.2、14.9、24.5g/m2不同积灰条件下的平均输出功率,设计了可调节清洁参数的灰尘清洁装置,研究了擦除速率、擦除压力、擦除次数和擦除方式等工艺参数对光伏清洁效果的影响。结果表明,不同擦除速率下光伏发电转换效率保持在4%左右;擦除压力比擦除次数的影响明显,在擦除压力为250N时连续擦除三次清洁效果达到最佳;木条刷与圆盘刷组方式的清洁效果最好。

水射流在荒漠光伏电站电池清洁中的应用

依据现场灰尘成分及其成因,提出高压水射流技术清除电池表面以碱性石英为主的尘垢。在分析以渗透为主破碎机理的基础上,研究高压水射流在电池表面的作用力及打击动能。综合考虑用水量和清洁效果,设计出清洗样机主要参数为:高压水泵工作压力2.5 MPa,喷嘴直径为2 mm,喷嘴数量为4。实验结果表明,清洗20 min后电池功率平均约提高9%。

高寒地区光伏供电无线传感器节点设计

针对青藏高寒地区的特殊环境,通过选择低功耗SHT11传感器、CC2530无线传输芯片和提高光伏器件配置余量等措施,设计了一个光伏供电无线传感器节点系统,有效解决了高寒地区无线传感器网络节点的供电和续航问题,同时这一设计方法也可应用于小区、楼宇、温棚等环境数据的监测。

分层去除微细电火花铣削加工工艺规律研究

为提高微细电火花铣削加工效率和加工精度,研究了基于电极等损耗分层去除微细电火花铣削加工工艺的关键技术:微小电极的运动轨迹规划、电极的损耗及补偿策略。同时分析了微细电火花铣削加工过程中直径为0.7 mm的Cu-Si材料电极在采用合理的轨迹规划下,分层厚度和轨迹重叠率对加工精度和加工效率的影响。结果表明,合理的轨迹规划和精确的电极损耗补偿算法在不同加工阶段选择合理的分层厚度和轨迹重叠率能大大提高微细电火花铣削加工效率和加工精度。

医用TC4钛合金在模拟人体环境中的耐腐蚀行为研究

为研究医用TC4钛合金在植入人体后的耐腐蚀情况,利用模拟唾液、Hank's模拟体液以及模拟血液3种生理电解液中进行分析。结果表明:采用TC4钛合金与耐蚀性较好的304不锈钢作对比,经过5 d的浸泡腐蚀实验,发现TC4钛合金在3种电解液中的耐腐蚀性明显优于304不锈钢。通过电化学实验分析得出TC4在3种不同电解液中的腐蚀规律。TC4钛合金在Hank's体液中的耐腐蚀性最差,在模拟血液耐蚀性其次,而在模拟唾液的耐腐蚀性最好。由于医用TC4钛合金在Hank's体液中的腐蚀最为严重,故在临床应用中应给予相应的保护措施。