基于响应面法的钛合金Halbach阵列增强磁流变抛光工艺参数优化

目的提高钛合金磁流变抛光的表面质量和抛光效率。方法用Halbach磁场阵列强化磁场,通过载液盘与磁铁反向旋转来增强磁流变抛光效率,使抛光头拥有更强的恢复性与自锐性。通过仿真模拟和实际测量对比研究Halbach阵列与N-S阵列的磁场分布和磁场梯度。依照试验结果描述抛光剪切力、表面粗糙度与表面微观形貌随时间的变化规律。采用响应面法优化载液盘转速、磁铁转速和加工间距等3个工艺参数,建立剪切力和表面粗糙度的拟合方程数学预测模型,并对其中的不显著项进行优化。结果在响应面交互作用分析中,工艺参数对剪切力的影响的大小顺序为加工间距、磁铁转速、载液盘转速;对表面粗糙度影响的大小顺序为载液盘转速、磁铁转速、加工间距。根据不同的需求,确定选定范围内的工艺参数组合,需要快速去除材料时,使剪切力趋于最大值的工艺参数组合为载液盘转速227 r/min,磁铁转速64 r/min,加工间距0.1 mm,通过20 min抛光后得到了表面粗糙度S_(a)为34.911 nm的光滑表面。抛光过程中,钛合金抛光所受剪切力τ为0.812 N。需要最优表面质量时,使表面粗糙度值趋于最小值的工艺参数组合为载液盘转速300 r/min,磁铁转速150 r/min,加工间距0.1 mm,通过20 min抛光后得到了表面粗糙度S_(a)为26.723 nm的光滑表面。抛光过程中,钛合金抛光所受剪切力τ为0.796 N。结论Halbach阵列拥有较高的磁场强度和富有空间变化的磁感线,能够使磁流变液中的磁链呈现出更多的姿态变化。根据响应面法优化后的剪切力和表面粗糙度预测模型,预测结果与验证试验结果相差很小,预测模型的准确度与可信度较高。

融合词频特征的转动副间隙热成像监测模型

转动副的配合间隙直接影响着其配合精度,考虑到含间隙的转动副运行时会由于碰撞产生能量损耗,提出一种融合词频特征的转动副热成像间隙监测方法。为了有效获取异常热量分布,提出基于欧式-通道分离的含间隙转动副特征热图像提取方法。通过构建视觉词袋模型提取特征热图像的词频矩阵,基于多层感知机提取词频矩阵的词频特征。采用嵌入注意力机制的卷积神经网络对含间隙转动副的特征热成像提取特征。将词频特征融入热图像特征,提出基于特征融合的转动副间隙监测方法,克服采用单一热图像特征进行间隙监测准确率不高的问题。最后搭建转动副间隙故障模拟实验台,验证了融合特征的转动副间隙监测方法的有效性。

动车组轴承及其可靠性研究进展

滚动轴承是动车组列车的关键基础零部件,我国动车组高速、长时间持续运行的特点,以及多变的运行环境,使得动车组轴承的工作环境及其内部受力状态较一般轴承更为复杂,这对轴承的设计制造及可靠性提出了更高的要求。为实现我国高速铁路核心技术完全自主化,近年来针对动车组轴承的研究众多。该文首先介绍了动车组轴承的设计制造与工艺,阐述了动车组轴承在服役过程中的典型失效模式、机理及其影响,随后归纳了动车组轴承故障诊断方法与技术,并对轴承可靠性建模与寿命评估方法的研究现状进行论述,最后简要阐述了动车组轴承的可靠性试验研究。通过对动车组轴承及其可靠性研究进展的总结,可为我国轴承的自主设计理论及制造技术提供参考。

真实分岔静脉下多种血液流变模型的溶栓治疗差异数值研究

静脉血栓栓塞(VTE)是一种常见的心血管疾病,建立基于计算流体力学(CFD)的数值模型是开展血栓治疗研究的重要手段.然而,血液的流变模型众多,多种血液流变模型之间存在显著的差异.目前,针对不同血液流变模型间的差异表现尚未得到充分研究.本研究提出一种生物流体力学模型以用于静脉血栓治疗数值研究,研究考虑静脉血流、血管结构以及药物传质间的作用耦合,并将血液视为不同流变特性的7种流体、静脉瓣膜视为超弹性固体、血栓块视为多孔材料.针对患者理想化和特异性的血管模型进行数值模拟,综合分析静脉血栓的溶栓治疗数值结果.结果表明,患者特异性血管模型更接近实际血管情况,其受分岔、弯曲等局部特征的影响,流速变化明显、涡流强度和Pe较高、瓣膜位移值较大.同时,不同血液流变学模型的研究结果不同.在患者特异性模型下,牛顿模型的血液黏度较小,流速和Pe较大,物质传质更快,溶栓表现较优;非牛顿模型中Bingham流体表现差异最显著,其血液黏度值较高,Pe较小,溶栓表现较差.本研究提倡采用患者实际血管模型、考虑血液实际流变特性进行静脉血栓数值研究,以推动血栓治疗领域的数字医疗、智慧医疗技术进步.

磁性复合流体抛光氧化锆陶瓷的工艺优化

为提高氧化锆陶瓷工件的表面质量,采用磁性复合流体(由包含纳米级铁磁颗粒的磁流体与包含微米级羰基铁颗粒的磁流变液混合而成)对氧化锆陶瓷进行抛光,以达到降低材料表面粗糙度和减少表面与亚表面损伤的目的。利用田口方法设计3因素3水平正交试验,着重分析磁铁转速、加工间隙和抛光液磨粒粒径对表面粗糙度和材料去除率的影响规律,并采用方差分析法分析各因素对2个评价指标的影响权重。可达到最低表面粗糙度的工艺参数组合为:磁铁转速,300 r/min;加工间隙,0.5 mm;磨粒粒径,1.25μm。可达到最高材料去除率的工艺参数组合为:磁铁转速,400 r/min;加工间隙,0.5 mm;磨粒粒径,2.00μm。根据优化的工艺参数进行抛光,表面粗糙度最低可达4.5 nm,材料去除率最高可达0.117μm/min,优化效果显著。利用遗传算法优化BP神经网络建立抛光预测模型,预测误差为3.9484%。

溶胶-凝胶法制备的ZnO:Al薄膜的微观结构及光学、电学性能

采用溶胶-凝胶法制备了ZnO:Al(AZO)透明导电薄膜．通过X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度计 (UV-Vis)、扫描电镜(SEM)和电阻测量装置,考察了Al掺杂量、退火温度及镀膜层数等工艺参数对薄膜的微观结构和光电性能的影响．结果表明,退火温度越高,多晶AZO薄膜的(001)晶面择优取向生长的趋势越强,并且随退火温度升高,薄膜的晶粒尺寸增大,透光率增加．薄膜晶体结构为纯ZnO的六角纤锌矿结构．在掺杂浓度1％(摩尔分数)、退火温度500℃及镀膜层数10的条件下,得到了电阻率为3．2×10-3Ω·cm、可见光区的平均透射率超过90％的AZO薄膜．

面向产品配置的相似度计算模型及实现方法

针对基于实例推理的产品配置设计中客户需求匹配搜索的问题,引入了实体集、实体、属性、主属性集、相似元等概念,建立了基于实体属性的相似度计算模型;研究了产品配置过程中客户需求与产品结构单元特征之间的映射关系,提出了相似度的计算流程;分析了属性的类型、值域和权重,提出了属性相似度的计算方法和实体相似度的计算公式。给出了一个泵体配置的相似度计算实例。

热障涂层的研究现状与发展方向

热障涂层(TBCs)是目前最先进的高温防护涂层之一,具有良好的隔热效果和抗高温氧化性能。综述了热障涂层的陶瓷材料、粘结层材料、涂层结构、制备工艺及涂层失效机理等5个方面的研究现状,在此基础上提出了热障涂层的发展方向。

面向客户定制需求的产品配置系统

基于客户的定制需求,面向大批量定制环境下的产品设计问题,给出了实现大批量定制的产品设计系统框架结构,并对其中关键技术进行了研究。提出利用面向对象技术进行构件设计,建立基于构件的产品模型和配置流程,利用客户定制需求与零部件构件属性之间的映射关系进行产品配置设计,利用产品模型和客户定制需求建立零部件构件的需求参数,并给出需求参数匹配算法。该系统框架结构和实现方法在农用水泵的配置系统中进行了应用,效果明显。

稀土Dy和Ce共掺杂La2Zr2O7新型热障涂层用陶瓷材料

用化学沉淀法制备了稀土Dy和Ce共掺杂La_2Zr_2O_7新型热障涂层用陶瓷粉末La_(1.7)Dy_(0.3)(Zr_(0.8)CeZr_(0.2))_2- O_7(LDCZ).通过X射线衍射、扫描电镜、高温膨胀仪、DSC和激光热导仪对粉末相结构、不同煅烧温度下的相组成、微观结构、高温相稳定性、热膨胀系数和导热系数进行了分析.结果表明,稀土共掺杂的La_(1.7)Dy_(0.3)(Zr_(0.8)CeZr_(0.2))_2O_7保持了烧绿石结构,120℃时粉末为无定形的混合氧化物,900℃时转化为复合氧化物,1200℃时转变为单一的烧绿石相;高温下LDCZ无明显相变;添加Dy和Ce不仅可提高锆酸镧的热膨胀系数,使其高于8YSZ的热膨胀系数,并可使其导热系数较La_2Zr_2O_7降低25%以上,达到1.28～1.07W/m·K.

Si_3N_4颗粒及SiC晶须强韧化MoSi_2复合材料的低温氧化行为

对Si3N4颗粒及SiC晶须强韧化MoSi2复合材料在773K下的氧化行为进行了研究.通过热重量分析法(TG)分析了MoSi2及其复合材料MoSi2-Si3N4(p)和MoSi2-Si3N4(P)SiC(w)在773K下的氧化性能,采用SEM和X射线衍射测定其表面形貌和氧化物相组成.结果发现:在773K下,纯MoSi2和MoSi2+20vol%Si3N4均发生了"Pesting"氧化,氧化过程服从直线规律,氧化产物层疏松,氧化产物主要为MoO3;MoSi2+40vol%Si3N4氧化服从抛物线规律,速率常数Kp为0.04mg2/(cm4.h),氧化层致密,成分主要为SiO2、Si2N2O,增加Si3N4的含量可显著提高MoSi2的抗"Pesting"氧化能力;MoSi2+20vol%Si3N4+20vol%SiC发生了严重的粉化现象,氧化产物主要为短针状MoO3.

KOH亚熔盐浸出低品位难分解钽铌矿的实验

研究了低品位难分解钽铌矿的KOH亚熔盐浸出条件. 探讨了反应温度、初始KOH浓度、浸出时间和碱矿比等因素对铌和钽的浸出率的影响. 结果表明,铌和钽的浸出率分别可达98%和96%,较现行氢氟酸工艺提高10%以上,提高了难处理钽铌资源的利用率. 用无毒的KOH亚熔盐取代现行工艺中高浓高毒性的氢氟酸作为反应介质,从生产源头消除了F的三废污染,为钽、铌湿法冶金开辟了一条新的途径.

MoSi_2基高温结构材料的研究进展

介绍了MoSi2的物理、化学、力学性能特点,阐述了其应用领域,综述了MoSi2基高温结构材料在强韧化和制备方法等方面的研究进展,并展望了其发展趋势。

基于构件的产品配置模型和实现方法研究

针对大批量定制环境下产品配置存在的问题,提出了构件的概念及特性。采用面向对象方法,描述了构件的属性、域、约束、方法、实例以及它们之间的关系,建立了树形结构的产品模型;利用参数映射模型,实现了客户需求描述到客户需求参数之间的转换,以此为基础,提出了产品配置流程及实现方法。给出了一个自吸泵产品的配置实例。

旋耕机总体参数的优化设计模型

在分析旋耕机、拖拉机、土壤因素之间关系的基础上 ,建立了评价旋耕机总体参数优劣的数学模型 ,为旋耕机总体参数的计算机辅助设计提供了理论基础。

塑壳式断路器操作机构的动力学模型及性能分析

针对目前塑壳式断路器操作机构的设计过程中存在性能判定依据单一、专用的操作机构性能分析软件缺乏的问题,分析了断路器操作机构分闸与分断的区别,采用拉格朗日方程建立了断路器操作机构的动力学模型,分析了操作机构的等效转动惯量和广义作用力的确定方法。建立了操作机构设计参数与性能指标之间的映射关系,来支持操作机构的性能指标分析,提出包括动触头—基座角度、手柄弹簧力、弹簧测试角度等的断路器操作机构的动态性能指标体系。基于建立的动力学模型对ADAMS软件进行二次开发,以辅助断路器操作机构的动力学分析,输出速度、位移、力等性能曲线,帮助实现操作机构设计参数的分析优化,并以一款CDM1-100型断路器操作机构的设计为例对所提动力学模型进行了验证。

钽铌湿法冶金技术概况及发展趋势探讨

介绍了钽铌湿法冶金技术的发展概况和现状。根据分解介质的不同,钽铌湿法治金技术可分为碱熔融法、酸法和氯化法,碱熔融法可分为钠碱熔融法和钾碱熔融法,酸法主要有氢氟酸法和硫酸法。分别介绍了以上各方法的工艺路线,并对其优缺点进行了分析。针对现行氢氟酸工艺存在严重氟污染和对低品位钽铌矿分解率低的问题,依据清洁冶金原理,提出了钽铌亚熔盐清洁冶金新工艺,从生产源头消除了氟污染,可实现钽铌资源的高效清洁利用,具有良好的应用前景。

基于产品基因的适应性设计方法研究

针对产品的适应性设计问题,提出了产品基因的概念及表达方式,构建了产品演化模型。研究了环境需求与产品基因之间的映射关系,提出了需求参数集的求解方法;分析了参数的类型、值域和权重,提出了参数和基因的适应性、相似度计算公式。以此为基础建立了适应性设计的一般流程。最后给出了一个自吸式泵产品适应性设计的实例。

面向多品种变批量生产的制造单元生成方法

针对多品种变批量生产特征下的制造单元构建问题,提出了基于可重构性和利用率的制造单元生成方法。建立了制造单元的需求模型,通过对多工艺路线的相似性分析,构建了多工艺路线的相似函数,提出了以频数为基础的制造单元可重构性和利用率的概念、计算公式。建立了制造单元的生成规则,提出了以可重构性和利用率最大为目标的制造单元生成框架结构和算法。通过具体实例验证了该算法的有效性。

ITO薄膜的生产技术概况及发展趋势探讨

综述了铟锡氧化物(ITO)薄膜的生产技术概况及其发展趋势。介绍了ITO薄膜的主要制备技术的制备原理,包括磁控溅射法、溶胶-凝胶法、化学气相沉淀法、喷雾热分解法及真空蒸发法等5种制膜工艺,并对其优缺点进行了分析。指出ITO薄膜生产技术的发展趋势为:1)大力开发溶胶-凝胶工艺;2)进一步深入研究其合成机理与性能;3)拓宽应用领域;4)开发先进的薄膜制备工艺技术。