平头车变长头车以保护行人头部损伤的方法及效能研究

为提升平头车保护人体头部损伤的能力和法规上的接受水平,通过推导车头伸出长度公式而给出一种使平头车变长头车的方法,随后通过理论和仿真分析研究所提方法的损伤防护效果及摩擦因数、车速和行人身高等因素对防护效果的影响规律。结果显示:所提方法能极显著降低行人头部损伤,且在低速、低摩擦、矮行人身高下防护效果更佳。分析发现伸出可变车头长度优于固定车头长度,而在获得更高精度行人损伤风险曲线后可进一步优化所提方法。该研究将为M类、N类等大型平头车辆保护行人提供新思路,为它们利用长头车智能安全技术以更好地保护行人提供支持。

车人碰撞中人地接触损伤仿真及防护方法鲁棒性分析

人车事故中行人主要与车辆和地面接触而遭受损伤。此前已有大量研究在车辆接触阶段对多体行人模型进行了验证,但对地面接触阶段的验证较少。本文中评估了用于预测车辆撞击后行人运动和地面接触的4个PC-Crash行人模型。通过车辆和地面接触的HIC伤害与最近研究中的6个尸体实验数据对比显示,其中PC2014行人模型能很好地预测行人头部损伤,车辆和地面接触HIC的平均误差分别为6.07%和5.85%,数据说明PC2014行人模型可以用于再现人车碰撞事故以及开发未来地面接触伤害防护对策。控制制动防护方法鲁棒性研究显示,在3种行人姿态(奔跑、步行和应急)扰动下,HIC平均降低比例分别为63.2%、57.9%和67.8%,说明控制制动防护方法具有很好的抗行人姿态干扰能力。进一步分析不同姿态下的行人损伤发现,3种步态序列之间均有显著性差异,在应急步态下控制制动防护方法有着更好的抗行人姿态干扰能力;而在奔跑步态序列下,往往可以通过控制制动防护方法产生最低的头地碰撞损伤,表明在使用控制制动防护方法对行人进行保护时须考虑到不同姿态产生的影响,以进一步提高控制制动防护方法的地面伤防护效果。

压电执行器改进Bouc-Wen模型及其定位补偿控制研究

针对多数迟滞模型无法描述压电陶瓷执行器(piezoelectric actuator,PEA)的非对称、率相关迟滞非线性,提出一种改进Bouc-Wen(improved Bouc-Wen,IBW)模型并基于提出的IBW模型对其补偿控制进行试验研究。首先,基于传统Bouc-Wen(classical Bouc-Wen,CBW)迟滞模型引入两项非对称项并引入二阶IIR滤波器以精确描述压电陶瓷执行器的迟滞非线性,进一步分析了模型参数值与频率变化规律并修正率相关参数。然后,搭建基于NI CompactRIO测控系统压电陶瓷执行器精密定位试验平台,对提出的IBW模型进行了试验验证并基于IBW模型对其补偿控制进行了试验研究。试验结果表明:IBW模型性能显著优于传统Bouc-Wen模型和增强型Bouc-Wen(enhanced Bouc-Wen,EBW)模型,对于激励频率10~100 Hz多频正弦信号,IBW模型均方根误差相较于CBW模型和EBW模型分别下降了82.07%和62.10%,试验中压电陶瓷执行器实测最大输出位移6.15μm,基于IBW模型所提出复合补偿控制均方根误差为0.039μm,仅为最大输出位移的0.64%,最大跟踪误差仅为0.153μm。若忽略测量噪声,定位误差接近于零,说明所提出的IBW模型及其补偿控制算法有助于实现压电陶瓷执行器的高速、宽频超精密定位及主动振动控制。

载人机动两轮车事故及骑乘人员损伤特征分析

研究了载人机动两轮车(含摩托车和电动自行车)事故特征。分析了170例具有视频的载人机动两轮车事故,统计了一般事故特征,采用系统聚类法,提取了典型事故场景,挖掘不同场景下的人体损伤特征。结果表明:载人机动两轮车事故主要发生在不需照明且路面干燥的十字路口或直线路段;碰撞前的汽车速度多集中在10~50 km/h之间,机动两轮车速度多集中在10~40 km/h之间;所提取的8类典型事故场景,涵盖了全部样本的78.9%,78%以上不同场景间人体头部、胸部损伤之间有显著性差异,这表明所选场景具有代表性;总体上场景内骑乘人员损伤有显著差异,骑车人损伤重于乘员损伤;但当汽车速度为50 km/h直行与摩托车20~40 km/h直行侧面碰撞的场景中,乘员胸部损伤比骑车人更严重。这些结果可为载人机动两轮车事故特征提供先验知识。

纳米蒙脱土对聚丙烯微孔发泡行为的影响

通过二次开模注塑成型法制备聚丙烯/蒙脱土复合材料的微孔发泡塑料。用扫描电镜对发泡样品的泡孔结构进行表征,研究蒙脱土含量对微孔发泡材料的泡孔结构和注塑成型温度的影响。结果表明:在聚丙烯中加入纳米蒙脱土可以使泡孔直径减小、泡孔密度增加,注塑成型温度范围变宽;加入的蒙脱土含量为5%时,泡孔直径最小、泡孔密度最大。

微孔结构与本征韧性对微孔发泡聚丙烯冲击性能的影响

通过对不同本征韧性聚丙烯发泡和未发泡材料的冲击强度进行测试,系统研究聚丙烯本征韧性对微孔发泡材料冲击性能的影响。结果表明:发泡材料的冲击强度(αk)不仅与微孔的作用有关——包括裂纹扩展面上材料的有效截面积减少导致的冲击强度降低(αk1),以及微孔导致裂纹扩展阻力增加对冲击强度的贡献(αk2),而且材料的本征韧性对发泡材料的冲击强度也有影响(αk0),其微孔发泡材料的冲击强度可表述为:αk=αk0-αk1+αk2。

纳米SiO_2对聚丙烯微孔发泡行为的影响研究

通过二次开模注塑成型法制备了聚丙烯/纳米S iO2复合材料的微孔发泡塑料。研究了S iO2对微孔发泡材料的泡孔结构和力学性能的影响。用扫描电镜对发泡样品的泡孔结构进行了表征。结果表明:在聚丙烯中加入纳米S iO2可以使泡孔直径减小、泡孔密度增加;但对发泡材料与未发泡材料的力学性能改变不大。

PP/PP-g-MAH/MMT纳米复合材料微孔发泡的研究

通过熔融共混法制备聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/蒙脱土(PP/PP-g-MAH/MMT)纳米复合材料母粒。利用"二次开模"法注塑成型制得PP/PP-g-MAH/MMT纳米复合微孔发泡材料。研究了MMT和PP-g-MAH的用量对纳米复合微孔发泡材料发泡质量的影响。结果表明:5%的MMT和6%的PP-g-MAH有较好的协同效应,微孔发泡材料发泡倍率最大,泡孔平均直径最小,泡孔密度较大,泡孔尺寸分布范围较窄。

聚苯硫醚/聚醚砜共混材料的力学性能和热学行为

采用熔融共混-传递模压成型方法制备了不同比例的PPS/PES共混材料,运用热重分析和示差扫描量热分析对其力学性能和热力学行为进行了研究.研究结果表明,PES能有效改善PPS的拉伸和弯曲性能,能提高其抗冲击性能;PPS/PES共混体系是具有部分相容性的多相共混体系,且其相容性的好坏与PES含量密切相关;PES的加入提高了PPS的玻璃化温度和熔点,从而有利于提高合金材料的使用温度.

玄武岩短纤维增强聚甲醛复合材料的力学性能和摩擦学性能

以聚甲醛(POM)为基体、玄武岩短纤维(BF)为增强材料,通过熔融共混、注塑成型制备了BF/POM复合材料,研究了BF的添加量、长度对复合材料的力学性能和摩擦学性能的影响,采用扫描电子显微镜观察分析了复合材料的断面形貌和磨痕表面形貌。研究结果表明,BF的加入能有效改善复合材料的力学性能;在一定范围内,复合材料的力学性能会随BF添加量和长度的增加而提高,但增加到一定程度后其力学性能趋于稳定;BF的加入使复合材料的磨损量和摩擦系数都会增加,从而对其摩擦学性能产生不利影响。

PTFE、炭黑和石墨填充聚苯醚的摩擦学性能研究

采用熔融共混-传递模压成型方法制备不同含量PTFE、石墨和炭黑填充聚苯醚(PPO)共混物,在立式万能磨损试验机上进行摩擦磨损试验,利用扫描电镜观察磨损表面以探讨材料的磨损机制。结果表明:经PTFE填充的PPO共混物摩擦因数和磨损量均有所降低,其最佳添加量为10%(质量分数);而炭黑和石墨的加入使得共混物的摩擦磨损性能降低;PPO共混物的磨损机制以黏着磨损为主。

基于原位反应制备CuO/PPS复合涂层的热性能和摩擦学性能

利用原位反应方法在PPS涂料中掺杂CuO,通过浸涂制备了CuO/PPS复合涂层.利用热重分析仪测试了涂层的热性能,选用销盘式磨损实验机测试了涂层的摩擦学性能,采用SEM观察分析了磨损表面,并在此基础上探讨了磨损机理.研究结果表明,涂层表面平整光洁,复合涂层热稳定性较PPS树脂有所提高,热分解温度提高;CuO的加入使PPS复合涂层摩擦学性能得到明显的改善.同时发现,在相同条件下,涂层的磨损机理与CuO添加量密切相关.

泡沫铝合金孔隙率对泡沫铝合金/聚甲醛互穿复合材料的影响

使用硅烷偶联剂KH570对孔隙率不同的泡沫铝合金进行表面改性后,通过注塑成型法制备了聚甲醛/泡沫铝合金互穿复合材料。研究了改性后泡沫铝合金表面的红外结构、泡沫铝合金/聚甲醛互穿复合材料的力学性能和摩擦学性能以及泡沫铝合金/聚甲醛互穿复合材料的磨损表面。研究结果表明,硅烷偶联剂KH570成功接枝到了泡沫铝合金的表面;复合材料的弯曲强度和压缩强度随着泡沫铝合金孔隙率的降低而升高;而复合材料的摩擦学性能随着泡沫铝合金孔隙率的增加而降低。

石墨烯增强MC尼龙复合材料的力学和摩擦学性能

采用原位聚合法制备了石墨烯/MC尼龙(MCPA)复合材料。使用X射线衍射仪(XRD)和傅立叶红外光谱仪(FT-IR)对石墨烯的结构进行表征,研究了石墨烯含量对复合材料的力学和摩擦学性能的影响。研究结果表明,添加0.05%的石墨烯可以使MC尼龙复合材料的拉伸强度、弹性模量、弯曲强度和弯曲模量分别提高了17.4%,14.7%,17.5%,24.3%;在干摩擦条件下,将石墨烯添加到MC尼龙中,能显著降低复合材料的磨损量,但复合材料的摩擦系数变化不明显;随着石墨烯含量的增加,石墨烯/MC尼龙复合材料的磨损机理由粘着磨损转变成疲劳磨损。

基于开放性实验与大学生创新计划的创新人才培养

对高校开放性实验教学与大学生创新计划项目在大学生实践与创新能力培养过程中的优势，作用与不足进行了比较研究，提出了将大学生创新计划项目“开放性实验化”的新思路，即将大学生创新计划项目按项目性质．项目难度和实施效果进行磷选，所选部分璜目以开放性实验形式开出，然后每年进行评估井根据需要进行更新，逐步建立起具有滚动性质的开放性试验项目库，从而充分发挥两者优势。通过试点取得良好效果。

原位反应法制备CuO/PPS复合涂层及其表征

利用CuSO4与NaOH在PPS涂料中原位反应的方法掺杂CuO、通过浸涂制备了CuO/PPS复合涂层,利用XRD分析了原位反应的产物,热重分析仪测试了涂层的热性能,销盘式磨损实验机测试了涂层的摩擦学性能,采用SEM观察分析了磨损表面,并在此基础上探讨了磨损机理。结果表明:CuO/PPS复合涂层的表面平整光洁。原位反应的产物为CuO,复合涂层的热稳定性较纯PPS树脂有所提高,热分解温度提高到536℃;CuO的加入使PPS复合涂层摩擦学性能得到明显改善,添加1.5%CuO时,摩擦因数从0.44减小到0.26,相应的磨耗降低为原来的1/3。同时发现在相同实验条件下涂层的磨损机理随CuO添加量的增加,从粘附磨损依次向磨粒磨损和疲劳磨损过渡。

通过过程监管与制度创新力促“大学生创新计划项目”实施效益最大化

本文从阐述过程监管与制度创新对"大学生创新计划项目"的实施效益出发,具体分析了"大学生创新计划项目"实施过程中存在的主要问题,并就这些问题提出相应的解决对策,希望能够为相关研究提供一定的借鉴。

聚甲醛/泡沫铝合金互穿复合材料导热性能的研究

使用硅烷偶联剂KH570对孔隙率不同的泡沫铝合金进行表面改性后,通过注塑成型法制备了聚甲醛/泡沫铝合金互穿复合材料.采用傅立叶变换红外光谱仪（FTGIR）、扫描电子显微镜（SEM）和导热系数测试仪分别研究了改性后的泡沫铝合金的表面的红外结构、复合材料的界面结合问题以及所制备复合材料的导热性能.结果表明,硅烷偶联剂KH570成功接枝到了泡沫铝合金的表面;泡沫铝合金与聚甲醛两相界面结合良好;泡沫铝合金的充填提高了复合材料的导热性能.当泡沫铝合金孔隙率为60.48%-75.41%时,聚甲醛/泡沫铝合金互穿复合材料的导热系数随孔隙率（λ）的增大而降低,其导热系数在10.2945-17.6471W/（m·K）之间.

压电执行器的非对称动态迟滞特性建模研究

传统Bouc-Wen模型难以精确表征压电执行器固有非对称率相关动态迟滞非线性,因此提出一种广义Bouc-Wen(GBW)迟滞模型用于精确表征压电执行器的迟滞非线性。首先,基于传统Bouc-Wen迟滞模型引入两项非对称项和二阶IIR滤波器表征压电执行器非对称迟滞及高频相位滞后特性,进一步分析了模型参数值与频率变化规律并确定了模型的率相关参数。然后,搭建了基于NI CompactRIO测控系统的压电执行器精密定位实验平台,通过粒子群优化算法完成GBW模型的参数辨识,并对提出的GBW模型进行实验验证。实验结果表明,对于变频率正弦激励信号,GBW模型的最大误差为0.190 6μm,均方根误差为0.043 1μm仅占压电执行器位移行程的0.65%,相较于传统Bouc-Wen(CBW)模型及改进Bouc-Wen(EBW)模型分别下降了82.07%和62.10%。对比CBW模型和EBW模型,所提出的GBW模型精度和宽频性能均有显著提升,并且解析逆模型存在易于控制器设计,有助于实现压电执行器在超精密仪器设备中宽频、高速精密定位。

工程教育专业认证背景下机械类“机械控制工程基础”课程教学改革研究

"机械控制工程基础"作为机械专业一门重要的专业基础课,在构成毕业生工程教育知识能力体系和工程能力培养中起着举足轻重的作用。本文分析了该课程的特点和教学现状,并分析了该课程教学现状与工程教育专业认证要求的差距,根据工程教育专业认证以能力培养和成果产出为导向,反向设计和正向实施的要求,为保证该课程对毕业要求的能力和素质培养的支撑度,从多个方面提出了该课程教学改革的具体思路和方法,期望为该课程的教学改革提供一定的借鉴和思路。