高压下三元层状氮化物M_(2)AlN(M=Ti,Zr)的结构、力学、电子及光学性质的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,优化了三元层状氮化物M_(2)AlN(M=Ti,Zr)的几何结构,研究了高压下三元层状氮化物M_(2)AlN(M=Ti,Zr)的结构、力学、电子及光学性质。结构和力学性质研究表明,Ti_(2)AlN的压缩性优于Zr_(2)AlN,弹性常数证实了高压下的力学稳定性。延展性和弹性各向异性随着压力的增加而增强,Zr_(2)AlN对压力更加敏感。电子性质研究表明,两种三元层状氮化物均表现为金属性,共价性随着压力的增加而增强。Ti_(2)AlN和Zr_(2)AlN的多晶体和不同轴上的静态介电函数ε_(1)(0)以及静态折射率n(0)表明光学性质存在较低的各向异性,两种三层状氮化物都表现出较强的光吸收能力和反射率。本文的理论研究阐述了高压下三元层状氮化物Ti_(2)AlN和Zr 2AlN的相关性质,为今后的实验研究提供了比较可靠的理论依据。

放射状楔形槽气浮支承静态性能分析

为提升小孔节流气浮支承的静态性能,设计一种放射状楔形槽气浮支承,该楔形槽呈放射状,其周向截面、径向截面和轴向截面分别为扇形、矩形和梯形。建立放射状楔形槽气浮支承的CFD模型,分析楔形槽结构参数对气浮支承静态性能的影响规律。结果表明:采用放射状楔形槽能够改善气浮支承的气膜压力分布,并提升其承载力和刚度;气浮支承承载力随楔形槽放射角度、入口高度和楔形角的增加逐渐增大,随楔形槽半径增加先升高后降低;气浮支承刚度随楔形槽放射半径、角度、入口高度和楔形角的增加逐渐提高。实验结果与预测结果吻合较好,验证了模型的可行性和准确性。

高压气刀吹扫流场仿真与出口狭缝结构优化

为提高高压气刀吹扫能力,增强气流的集束性和均匀性,降低气刀能耗,针对现有高压气刀结构和表面吹扫工况,综合分析供气压力、出口狭缝结构对目标表面射流冲击力的影响规律,建立吹扫能力评价模型,实现高压气刀的结构优化。分别对高压气刀内、外流域进行参数化建模,采用分块网格法对内、外流域网格进行加密处理,基于Fluent软件仿真分析了0.4~0.6 MPa供气压力下,不同出口狭缝尺寸的流场变化及相互影响规律;建立包含滞线平均压力、滞线压力标准差、压力半值宽和耗气量的吹扫能力评价模型。以正交试验和极差分析进行优化设计,仿真分析和试验结果表明,在供气压力为0.5 MPa,吹扫距离为80 mm工况下,出口狭缝高度为1.4 mm,出口收缩角度为12°时吹扫性能最佳。

多斜孔节流气浮支承的微振动特性研究

为提升气浮支承的稳定性及其定位精度,设计了1种多斜孔节流气浮支承.建立气浮支承的CFD (Computational Fluid Dynamics)模型,基于大涡模拟方法,研究节流孔高度、节流孔倾斜角度、节流孔直径和供气压力对气浮支承瞬态流场的影响.研究结果表明:随着节流孔倾斜角度的增加,气浮支承的微振动先减小再增大,当节流孔倾斜角度为110°时气浮支承的稳定性最佳.随着节流孔高度的增加,气浮支承的微振动随之减小.当节流孔高度增加到0.4 mm后,继续增加高度对气浮支承微振动基本没有影响.气浮支承的微振动随节流孔直径的增加而减小.气浮支承的微振动会随着供气压力的增加而增大.多斜孔节流结构可改变均压腔内流场状态,提升气浮支承的稳定性,且静态特性基本保持不变.

基于等效电路的均压槽气浮支承静态性能研究

针对使用CFD仿真方法进行气浮支承静态性能分析效率较低的问题,提出利用等效电路法提升效率。等效电路法将N-S(navier-stokes equations)方程的简化算法与等效电路建模相结合,以辐射状径向均压槽气浮支承作为研究对象,根据计算所得关键点压强建立等效电路模型,通过列写插值函数计算承载力和刚度,并考察均压槽结构参数以及不同供气压强等因素对静态承载性能的影响规律,最终用实验证明该方法可靠性。分析结果表明,相较于CFD仿真方法,使用上述方法进行气浮支承静态性能分析能够大幅提升效率。且通过与实验数据进行对比发现承载力计算误差均在允许范围内,可靠性突出。通过采用等效电路法简化了含均压槽气浮支承的三维流场计算,为等效电路模型在带均压槽气浮支承中的工程运用提供参考。

医用钴合金表面改性技术的研究进展

钴合金具有优异的生物力学特性、耐磨损性能和耐腐蚀性能,在医学植入领域有着广阔的应用前景,其表面改性技术已成为医用金属材料的研究热点和重点。本文简述了钴合金材料表面改性技术的优势,包括钴合金材料的生物力学特性、耐磨性能、耐腐蚀性能等。同时归纳了钴合金材料因人体体液腐蚀和摩擦磨损会释放出Co、Cr等金属离子而导致生物致敏等问题。在上述基础上,重点综述了近年来钴合金表面改性技术的研究进展,包括离子注入技术、选区激光熔化技术、真空沉积技术。其中,离子注入技术主要包括氮离子注入、钇离子注入、镧离子注入和钛镍离子注入等;选区激光熔化技术主要包括粉层厚度、激光功率、组分含量、扫描方式和扫描速度等;真空沉积技术主要包括物理气相沉积和化学气相沉积。针对不同钴合金表面改性技术,分别从钴合金材料的生物力学特性、耐磨性、耐腐蚀性和生物相容性等方面进行了归纳分析。最后分析了钴合金表面改性的发展趋势,认为钴合金表面改性技术应朝着高生物相容性、无金属离子释放、生物功能化、高耐腐蚀性和高耐磨性的方向发展。

基于Delphi的OPC客户端在监测系统的应用

介绍了OPC技术的工作原理,并结合OPC客户端的工作机制,简要介绍了OPC客户端程序的开发方法及Delph i实现的具体步骤。

放射状椭圆截面均压槽对狭缝节流气浮支承的影响研究

为提高狭缝节流气浮支承静态特性,在有腔狭缝节流气浮支承的基础上增加了表面节流均压槽,均压槽呈放射状,周向截面为扇形,径向截面为椭圆,并对其进行了仿真分析.结果表明:增加放射状椭圆截面的均压槽作为表面节流方式能够优化其承载力以及刚度,但会增加耗气量.增加均压槽高度、放射角度、数量和半径均能增加气浮支承的承载力.刚度峰值对应的气膜厚度会随均压槽高度增加但峰值基本保持不变;刚度峰值对应的气膜厚度会随均压槽辐射角度增加且峰值也会略微增加;当均压槽数量大于4时,随着均压槽数量的增加,刚度峰值均出现在气膜厚度h 2为13μm附近,但刚度峰值会随均压槽数量的增加而产生较大增幅;刚度峰值对应的气膜厚度会随均压槽半径的增加而减小,但峰值会随均压槽半径的增加而增加.

铅酸蓄电池扫描成像系统的研究

针对传统铅酸蓄电池破碎方式的弊端,对其分解预处理提出一种新想法:检测出汇流条根部纵向高度,作为废旧铅酸蓄电池切割分离位置。利用X射线可被铅吸收的原理,使铅酸蓄电池在扫描范围内接受图像采集器线阵扫描,确定汇流条纵向高度。以自行研制的精确检测铅酸蓄电池汇流条高度的设备为研究对象,分析其运动需求。并以其为实验平台,结合工控机、通用win7操作系统、雷泰DMC1410B运动控制卡及其运动控制函数库,在Qt环境下开发设备运动控制系统。实现了铅酸蓄电池扫描成像系统的运动控制,并以简洁的人机交互界面形式供人员操作。

可变节流面积气浮支承静态性能仿真研究

本文设计了一种新的具有可变节流面积的空气静压气浮支承并建立了气浮支承CFD模型,基于标准的k-ε湍流模型,借助仿真模拟分析了径向狭缝高度(Hb)、轴向狭缝宽度(Hn)、均压腔深度(Hf)和供气压力(Ps)对气浮支承静态性能的影响。根据刚度优先的设计原则,兼顾承载力,确定了较理想的参数取值范围。

主动控制狭缝节流气浮支承结构及承载特性研究

为实现气浮支承承载性能的主动调节,设计一种主动控制狭缝节流气浮支承,可通过调节狭缝节流面积来调节气浮轴承承载力。建立气浮轴承CFD模型,运用动网格技术研究径向狭缝高度、供气压力和气膜厚度对气浮支承承载力的影响。结果表明:通过主动调节狭缝节流面积可以实现承载力的动态调节;增大狭缝节流面积可以增大承载力变化范围,增大供气压力、径向狭缝高度及减小气膜厚度可提高气浮支承静态承载力。所设计主动控制狭缝结构可以实现气浮支承承载性能的动态调节,为今后主动控制气浮支承的应用与发展奠定了理论基础。

针对极群组破碎分离水力旋流器参数化研究

针对废旧铅酸电池极群组破碎后的铅膏与其他杂质分离问题,构建了固-液分离旋流器中液固两相流的湍流模型。揭示固-液分离旋流器溢流管的深入长度、溢流管管壁厚度、排砂口直径与预分离区域高度对分离性能的影响规律,利用正交试验对比进行了分析与研究。通过对正交试验设计方法进行对比分析,得出排砂口直径对旋流器分离效率影响最大,预分离区域高度次之,而溢流管管壁厚度最小。选择最优参数,建立旋流器数值模型,分析杂质体积分布情况,利用Fluent重新计算得到铅膏杂质的分离效率达到89.03%。建立优化后的旋流器实验样机,将得平均分离效率与数值仿真结果进行对比,最终相对误差较小,仿真模型合理。

可变节流高度气浮支承结构设计及动态性能分析

为了使气浮支承的承载力动态可调,设计了一种可变节流高度气浮支承.通过建立气浮支承计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模型,利用CFD动网格技术来模拟小孔节流器的运动,研究小孔节流器的结构参数、运动参数及气浮支承的工作参数对可变节流高度气浮支承动态性能的影响.结果表明:通过调节小孔节流器的节流高度可以明显改变气浮支承的承载力;在只考虑单一变量的前提下,气浮支承承载力的波动量随着小孔节流器的运动幅值、运动频率、节流高度、直径和气浮支承供气压强的增加而增加,但随着气膜厚度的增大而减小;当小孔节流器直径较小时,随着小孔节流器运动频率的增加,气浮支承动刚度的增幅很小,但当小孔节流器直径增大时,随着小孔节流器运动频率的增加,气浮支承动刚度的增幅会明显变大.

基于阻抗法的矩形截面均压槽气浮支承静态性能分析

针对CFD仿真方法效率低下的状况,提出利用阻抗法来提升气浮支承承载性能的计算速度.以矩形截面均压槽气浮支承为研究对象,研究了当均压槽高度、角度、数量、半径和供气压力变化对气浮支承承载性能的影响.结果表明:与CFD仿真方法相比,阻抗法在保证计算结果精度的前提下可提高气浮支承承载力的计算速度.当均压槽高度、角度、数量、半径和供气压力增大时,阻抗比会增加,气浮支承的承载力和刚度峰值对应的阻抗比也会增加.当气膜厚度增加时,阻抗比会增加,但承载力会相应地减小.本文作者通过阻抗法推导了气浮支承承载力简化计算公式,解决了气浮支承在均压槽方向上简化计算的难点,并为阻抗法在均压槽中的研究与应用提供了理论依据.

矩形截面均压槽对气浮支承静态性能的影响分析

针对传统气浮支承承载力小、刚度低的现状,设计了一种矩形截面辐射状均压槽,旨在提升狭缝节流气浮支承静态性能。建立气浮支承CFD模型,研究矩形截面均压槽高度、角度、数目随供气压力对狭缝节流气浮支承刚度与承载力的影响。结果表明:气浮支承的承载力随均压槽高度、角度、数目随供气压力的增大而增大,随气膜厚度增大而减小;均压槽角度增大,气浮支承刚度的峰值对应的气膜厚度无明显增加;均压槽数目增大,气浮支承刚度峰值对应的气膜厚度有小幅度增加;供气压力增大,气浮支承刚度峰值随之增大。

可变节流高度气浮支承结构设计及静态性能分析

为研究节流高度的变化对气浮支承性能的影响,设计一种可变节流高度的气浮支承。建立气浮支承CFD模型,分析节流口直径、节流高度、均压腔深度和供气压力的变化对气浮支承静态性能的影响。研究结果表明:气浮支承的承载能力随节流口直径、节流高度、均压腔深度和供气压力增大而增大;节流高度、均压腔深度、供气压力的增大能提高气浮支承刚度,而节流口直径的增大会导致刚度的降低;气浮支承的体积流量随节流口直径、节流高度、均压腔深度和供气压力增大而增大。

广义圆锥倒角V型柔性铰链设计与分析

设计了一种新型的广义圆锥倒角V型柔性铰链,铰链切口由圆锥曲线及其切线构成,铰链具体类型包括抛物线倒角V型、椭圆倒角V型、双曲线倒角V型、抛物线型、椭圆弧型、双曲线型和直梁型。以极角θ作为变量推导此类柔性铰链的柔度方程。通过有限元分析和实验研究验证了理论模型的正确性和有效性。分析了设计参数对柔性铰链柔度的影响规律,结果表明:柔度因子随着设计参数e(离心率)和p(焦点与准线间的距离)的增大而增大,随着设计参数φ(切线部分与x轴夹角)、t(切口部分最小厚度)和w(铰链宽度)的增大而减小;在设计参数e、p、t和w相同的情况下,圆锥倒角V型柔性铰链比传统圆锥曲线型柔性铰链具有更高的柔度。

基于阻抗法的径向均压槽气浮支承承载力研究

为提高气浮支承计算效率,以气浮表面布置径向均压槽的气浮支承为研究对象,提出一种计算径向均压槽气浮支承承载力的阻抗模型,利用CFD数值仿真验证阻抗模型的可行性,并分析均压槽深度、半径及角度对阻抗模型的影响。结果表明:该阻抗模型可计算不同截面形状的径向均压槽和无均压槽2种模型的承载力,且利用阻抗模型计算气浮支承承载力与CFD数值仿真计算结果具有较好的一致性;在气膜较小时,气浮支承表面布置均压槽结构能提高系统的阻抗系数,可有效提高气浮支承承载力;均压槽的深度、半径对系统的阻抗系数影响较大,而均压槽角度对系统的阻抗系数影响较小。

辐射状均压槽气浮支承静态性能仿真研究

为提高静压气体轴承静态特性,设计了一种新型径向槽结构静压气体轴承。建立了径向槽结构静压气体轴承CFD模型,分析了径向槽结构深度、半径、数目、角度和供气压力对静压气体轴承承载能力和刚度的影响。静压气体轴承承载能力随槽结构深度、数目、角度和供气压力增加逐渐增大,槽结构数目和供气压力对其承载能力影响尤为显著;静压气体轴承承载能力随槽结构半径增加先增大后减小;静压气体轴承径向槽结构深度、数目、角度、半径和供气压力影响静压气体轴承刚度及其刚度峰值所在的气膜厚度,槽结构半径、数目和供气压力对刚度值影响显著,槽结构角度和半径对静压气体轴承刚度峰值所在的气膜厚度影响显著。辐射状均压槽气浮支承静态性能仿真研究,为高承载和高刚度气浮支承研究发展奠定了良好的理论基础。

基于信息熵和SVM多分类的商用车类型识别

针对商业车的车辆应用类型识别,采用了基于信息熵特性权值分配和支持向量机(support vector machines,SVM)多分类的类型识别方法。首先提取了车联网发动机(controller area network,CAN)总线大数据的统计特征,然后通过计算特征信息熵为特征分配相应权值,将权值较大的特征作为支持向量机的输入向量,最后建立了支持向量机(SVM)多分类器将商用车进行牵引车、自卸车、搅拌车、平板车、消防车的分类。所采用的方法不仅降低了支持向量机的计算复杂度,而且提供了分类精度。通过对某发动机装配的商用车进行大数据分析和SVM建模,结果表明,该方法选用高斯径向基核函数能够有效地对商用车实际类型进行识别区分。