类1-3型TiO_2颗粒填充聚氨酯复合材料的制备及粘弹性

采用化学沉淀法制备出TiO_2颗粒,SEM结果表明该颗粒为平均粒径660nm的圆润球体。以该种TiO_2颗粒为分散相制备聚氨酯基复合材料,SEM结果证实在不加场条件下制备出了颗粒弥散分布的0-3型复合材料,而在外加电场条件下制备出了颗粒取向排布的类1-3型复合材料。对所制备两种聚氨酯基复合材料进行动态粘弹性及蠕变测试。结果表明,类1-3型TiO_2颗粒填充聚氨酯复合材料比0-3型复合材料具有更高的储能模量,且类1-3型复合材料的抗蠕变性能较0-3型复合材料有显著提高。

硅橡胶基电流变弹性体的动态粘弹性及非线性本构模型

对电流变弹性体(electrorheological elastomers,EREs)的动态粘弹性及本构模型进行研究。以硅橡胶为基体,TiO2/尿素核壳颗粒为功能分散相,在1kV/mm取向电场条件下固化,制备颗粒体积含量为30%的各同异性ERE。在不同电场强度、剪切频率、应变幅值下测试ERE的应力-应变滞回曲线,并分析各工况下ERE的动态粘弹性,得到电场强度、应变幅值、剪切频率等因素对ERE动态粘弹性的影响规律。在实验基础上,建立了基于修正Bouc-Wen模型的ERE非线性本构模型,并识别出模型参数。结果表明,该本构模型模拟结果与试验数据吻合较好,说明该模型能够准确表征材料的动态粘弹性和非线性特征。

基于D-1DCNN的轴向柱塞泵故障诊断研究

由于传统浅层模型对故障的表征能力有限,同时信号特征的提取又过分依靠专家经验,针对这些问题,提出了一种基于深度一维卷积神经网络(D-1DCNN)的轴向柱塞泵故障诊断方法。首先,采集了柱塞泵正常、松靴、滑靴磨损、中心弹簧失效、配流盘磨损5种状态下的振动信号,并将这些信号制作成样本集,加以标签标记,将样本集划分为训练样本与测试样本;然后,将样本输入到D-1DCNN中,进行了训练样本信号的特征提取工作,通过前向传播和反向传播方式得到了D-1DCNN的具体模型;再使用SoftMax分类器对测试样本进行了分类,并对网络模型中的参数进行了调整,得到了柱塞泵故障诊断的准确率值;最后,通过西储大学的轴承故障信号对此进行了仿真对比。研究结果表明:采用该方法对轴向柱塞泵故障进行诊断,其准确率可达到100%;使用D-1DCNN对柱塞泵进行故障诊断时,不需要人工设计或提取特征过程便可实现诊断过程的智能化;对于不同的故障诊断对象,该方法也具备良好的诊断效果,因而具有一定的普适性。

磁场增强各向异性结构电流变弹性体的制备

通过溶胶-凝胶法在水热法合成的Fe_(3)O_(4)表面包覆了一层TiO_(2),得到Fe_(3)O_(4)@TiO_(2)核壳颗粒,采用XRD、SEM、TEM对颗粒结构和形貌进行了表征。随后,将该颗粒填充于硅橡胶基体中,利用颗粒的磁特性使其在磁场下固化,制备了颗粒体积分数为14vol%的弹性体。用旋转流变仪测试了弹性体在不同电场强度下的电致变模量特性,与填充TiO_(2)颗粒并在电场下固化的电流变弹性体进行对比,相对电流变效应相较于后者提升了71.9%。通过光学显微镜观察弹性体截面,发现磁场下固化的弹性体有更好的颗粒取向。由此,采用磁电双响应特性的颗粒作为分散相,在外加磁场下使基体固化,可获得具有更显著颗粒链结构的弹性体材料,克服了现有电流变弹性体在外电场下固化介电颗粒预排布结构不明显的问题,提高了所制备弹性体的电流变效应,同时消除了固化时外加高压电源的安全隐患,为高性能电流变弹性体的开发制备提供了新的思路。

苯胺-SrTi(C_2O_4)_2颗粒制备及其电流变性能

用沉淀法制备了苯胺-草酸氧钛锶(SrTi(C2O4)2)颗粒。FTIR分析表明,苯胺已引入到SrTi(C2O4)2颗粒的表面;XRD分析表明,苯胺-SrTi(C2O4)2颗粒为含少量结晶的无定形态。采用SEM观察颗粒的形貌,结果表明,随反应体系中苯胺与钛原子物质的量比naniline/nTi的增大,苯胺-SrTi(C2O4)2颗粒由近似球状(naniline/nTi=0)变为多面体状(naniline/nTi=2),而后变为棒状与团簇状颗粒的混合体系(naniline/nTi=3)。以苯胺-SrTi(C2O4)2颗粒为分散相制备颗粒质量分数为66.7%电流变液,电流变性能测试结果表明,在naniline/nTi=2时,电流变液具有较高的剪切应力和剪切屈服强度、较大的漏电流密度。苯胺在颗粒制备过程中起控制颗粒形貌的作用,在电流变液体系中起极性分子的作用,其对苯胺-SrTi(C2O4)2电流变液性能的影响是两种效应综合作用的结果。

取向磁场对钴颗粒填充硅橡胶磁流变弹性体动态黏弹性的影响

为了研究取向磁场强度对磁流变弹性体(MRE)动态黏弹性的影响规律及影响机制,采用溶剂热法制备球状钴颗粒,SEM和XRD表征结果显示,其粒径为1~2μm,呈密排六方结构。以硅橡胶为基体,以钴颗粒为填充相,分别在0mT、480mT、1 154mT取向磁场强度下制备MRE,并在不同工况下测试其动态黏弹性。实验结果表明,Co颗粒填充的MRE微观结构的有序性随取向磁场强度增大而增加,其储能模量G′、损耗模量G″和磁流变效应也随之提高;当取向磁场强度增大到一定程度,由于有序结构趋于稳定,动态黏弹性随取向磁场的变化较小。