时间戳相机中心算法和解离电子/离子动量分布仿真

模拟仿真了速度成像谱仪中解离电子/离子飞行运动轨迹,获得电子/离子动量三维分布的真实图像,针对时间戳相机Tpx3Cam在动量分布探测成像中存在的团簇效应问题,发展了适用于高计数率情况下的中心算法。仿真结果显示,提出的中心算法可以减少约一个数量级的数据容量,并让单像素位置精度提高到0.1像素,实现了粒子动量分布的超分辨位置成像。模拟ns态电子电离和N_(2)分子(1,1)通道库伦爆炸实验,发现中心算法能够使电子平行于探测器平面的动量分辨提升30%;使库伦爆炸产生的N^(+)飞行时间谱分辨提升80%。同时,在具有背景气体干扰情况下,对CO分子库伦爆炸产物离子进行半径协方差分析,提出的中心算法成功观测到C^(+)和O^(+)的关联。

湿敏型二氧化氯缓释剂的制备和表征

目的研发一种高稳定性、长时间杀菌的缓释型固态二氧化氯保鲜剂,解决现有二氧化氯缓释剂存在的释放波动大、使用困难等问题。方法以具有缓释底物功能的聚氨酯为基材,以亚氯酸钠为主要材料,采用单因素试验结合正交实验制备一种湿敏性二氧化氯缓释剂。通过测定基材酸值确定活化剂DMPA的最佳用量,探究亚氯酸钠添加量、粒径和相对湿度对缓释剂缓释性能的影响,观测缓释剂的表面形貌和内部结构。结果在相对湿度为50%、亚氯酸钠添加量为1.5 g、粒径在250~300目时,二氧化氯缓释剂释放总量高且释放波动平缓,不会出现暴释现象。结论制备的一种缓释型固态二氧化氯保鲜剂能实现对二氧化氯的长效缓释。

涤纶/粘胶梭织物无氟防水拉毛整理工艺

为解决涤纶/粘胶梭织物传统拉毛防水工艺存在工艺加工流程长且不稳定等问题,提出了先防水后拉毛的工艺。研究了工艺流程、防水剂类型和用量等条件对织物防水等级和色牢度等性能的影响。优化的工艺条件为:焙烘温度180℃,焙烘时间75 s,无氟防水剂T77155 g/L,交联剂DH-390910 g/L,醋酸0.5 g/L。整理后织物的洗前防水等级为4~5级、耐干摩擦色牢度4级、耐湿摩擦色牢度2级、溶液沾色牢度2~3级,且具有无氟、柔软等特点,符合行业发展趋势。

大运河(京津冀段)沿线传统村落村民对村落大运河文化认同的比较研究——以北京皇木厂、天津杨柳青、河北捷地村为例

协同推进京津冀区域大运河文化保护传承利用,不仅可推动京津冀区域协同发展,也是党中央、国务院的重大决策部署。加强大运河(京津冀段)沿线传统村落村民对村落大运河文化的认同对于京津冀区域大运河文化保护传承利用具有重要意义。本文以大运河(京津冀段)沿线三个传统村落——皇木厂、杨柳青、捷地村(分别隶属于北京、天津、河北)为例,从认知、情感、意向三个维度,分析三个村落村民对村落大运河文化认同的情况、影响认同的个人属性因素,并分别对它们进行对比,最后总结提出强化大运河(京津冀段)沿线传统村落村民大运河文化认同的途径:一是重点强化捷地村,再强化杨柳青,最后强化皇木厂村民对村落大运河文化的认同。二是首先要强化三个村落村民在认知维度的认同,其次强化在意向维度的认同,最后强化在情感维度的认同。三是共同强化三个村落年龄较小、居住时长较短的村民对村落大运河文化的认同。四是对不同的传统村落应采取不同的细化措施,强化不同属性村民对村落大运河文化的认同。

双交联长链烷烃/有机硅防水剂的制备及其耐磨性能

以十八烯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸丁酯、N-(羟甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基乙醇胺、丙烯酸和单乙烯基封端聚二甲基硅氧烷(Vi-PDMS)为单体制备了无氟防水剂。采用1HNMR、凝胶渗透色谱仪、纳米粒度及电位分析仪、光学接触角仪对其进行了结构表征和性能测试。将其用于纯棉织物的整理,对整理织物的性能进行了测试。结果表明,当Vi-PDMS相对分子质量为2000、含量为单体总质量的3%、制备的无氟防水剂质量分数为10%时,整理织物的防水效果最佳。水在整理织物表面的接触角可达157°,滚动角为6°;整理织物在机械压力摩擦1000次、强酸强碱浸泡10 min、水洗5个周期后仍具有良好的疏水效果。整理前、后织物透气性变化不大,透气率分别为(697±54)和(720±35)mm/s,解决了传统涂层型防水织物疏水而不透气的问题。

机翼蒙皮铺层顺序和材料布局协同优化

为了实现机翼蒙皮的轻量化和减振设计,将混杂复合材料引入到机翼蒙皮中,提出了机翼蒙皮铺层顺序和材料布局协同优化设计方法。将机翼蒙皮的铺层顺序和材料布局作为优化设计变量,建立了以成本为约束,蒙皮质量和位移最小化、频率最大化为目标的协同优化模型,利用搭建的通用化机翼蒙皮优化设计框架,使用非支配排序遗传算法-Ⅱ(NSGA-Ⅱ)实现了蒙皮内部结构的优化设计。与铝合金机翼蒙皮、初始结构方案蒙皮的性能对比表明,协同优化后的机翼蒙皮结构在不增加成本的条件下,综合性能显著提高,验证了方法的有效性。

20CrNiMo材料的强度试验与可靠性评价

低碳合金钢20CrNiMo是高质量齿轮常用的一种高强度表面硬化材料,经表面渗氮、渗碳或碳氮共渗淬火处理后有很好的齿面硬度和齿根韧性。依据有关国家标准,设计加工了若干材料试棒,完成了材料试棒的抗拉强度和拉伸疲劳强度试验。利用对数正态分布和双参数威布尔分布对试验数据进行了拟合与检验,由概率分布函数计算得到了不同置信度下的材料R-S-N曲线。材料疲劳寿命数据更符合对数正态分布。

纵向变位HRH齿轮等高成形法制式设计

研究了准双曲面齿轮的节锥和轮齿收缩的形成与演变规律,分析了刀盘半径、齿根角、节锥等参数之间的耦合关系。根据节点纵向变位原理,提出了等高成形法高减比准双曲面(High reduction hypoid, HRH)齿轮的制式设计方法;通过纵向变位系数和刀盘半径的恰当匹配,确定了适合等高成形法HRH齿轮的节锥角、齿根角的几何可行域,其中等径刀盘设计为工程应用提供了便利。给出了3种HRH齿轮等高成形法的几何制式设计样例,完成了3∶60、1∶60两种HRH齿轮加工、滚检与动态性能试验,试验所设计HRH齿轮齿形与啮合关系正确,接触性能良好。证明了所提出的纵向变位HRH齿轮等高成形法设计方法的可行性。

小内径管道检测用振动驱动机器人的设计与试验

针对目前胶囊机器人普遍存在爬行速度慢、远程操控过程复杂的问题,开发了用于小内径管道检测的振动驱动机器人.基于非光滑多体动力学,建立了样机动力学特性的数学模型,在建模中考虑了摩擦和冲击两种非光滑非线性,数值分析了机器人的运动行为及参数影响.进行了机器人样机的研制,包含微控制器、无线控制模块等,并在透明亚克力管道中进行测试.机器人长50mm,直径28mm,可以达到7.5mm/s的最大前进速度和-3.5mm/s的最大后退速度.研究证明了该型振动驱动机器人进行小内径管道检测的可行性.

基于视觉修正的激光雷达体积测量方法

针对激光雷达点云数据稀疏、扰动、存在噪声和其他方法难以迁移,实时性差等难题,面向“L”型小尺寸目标研究了一种基于视觉修正的激光雷达体积测量方法。该方法首先通过联合标定和时间戳最近邻匹配实现相机与激光雷达数据的对齐;然后经过目标检测算法获取图像中目标的信息,与此同时对点云数据执行地面分割得到地面点云与非地面点云,利用视觉投影和点云聚类实现目标点云的分割,使用KDtree找到目标点云附近的地面点云;最后,设计了一种三维框的拟合算法初步完成点云目标三维框的粗拟合,并建立视觉修正模型对于目标三维框进行细修正,从而实现目标体积的计算。实验结果表明,对于武器箱道具、医疗箱和油桶等“L”型物体,提出的算法在一定范围内,体积测量的平均相对误差小于4.44%、最大误差小于6.12%、最大重复性小于5.61%,并且基于视觉的修正模型大幅提高了算法的精度和稳定性,在嵌入式平台的处理1帧用时55 ms,能够实现实时高精度的体积测量,具有良好的工程应用前景。

基于MBSE的车门系统设计研究

以文档为载体的传统设计方法存在着需求表述不明确、设计信息传递不准确、设计变更困难等问题,文章将基于模型的系统工程(MBSE)思想引入设计过程,并以轨道车辆车门系统为例进行可行性验证,形成了一种适用于轨道车辆的产品正向设计流程。首先,详细介绍了MBSE思想的实施过程,包括建模语言、建模方法、建模工具;其次,基于Magic Grid方法论,结合轨道车辆应用场景,进行车门系统正向设计;通过利益相关者需求的不断细化,定义系统和子系统功能,设计系统和子系统活动逻辑,梳理各级接口通信信息,明确系统物理实现需求,支撑后续详细设计阶段工作开展;最后,采用SysML语言描述车门系统的需求、功能、架构模型,并建立相应的追溯关系,验证该方法的可行性。结果表明,MBSE思想在车门系统设计上得到了成功应用,以模型为载体的MBSE设计方法能够准确传达设计意图和设计信息,有效地提高设计和变更效率,形成的产品正向设计流程可扩展应用于轨道车辆总体系统设计过程。

如何利用环境要素提升艺术设计教育成效——以云南工商学院艺术设计学院为例

随着社会经济的快速发展,教育与其他行业一样,也需要与时俱进。不断提高教学质量是教育矢志不渝追求的目标。提高教学质量的方法与途径有很多。传统理念更多关注教与学,对教学中介中的环境这一独特要素关注度不是很高。本文以云南工商学院艺术设计学院为例,较为系统和全面地阐述学院如何通过外部环境、内部环境、物理环境、心理环境等展开相关教改实践,最终实现其教学成效的整体提升,从而为艺术设计教改探索一条新路径。

曹妃甸区固化吹填土的固化机理及其工程性质

在对曹妃甸区吹填土进行了室内物理化学性质检测的基础上,测试研究了三种固化吹填土的工程性质,探讨了养护龄期、Na2SiO3掺比、PAM的掺比3个控制因素对吹填土工程性质影响的显著性水平,并从微观角度揭示了固化机理.研究结果表明:曹妃甸区吹填土为细粒土(粉土),级配不良土,成分以石英为主,并含有一定量黏土矿物;PAM+Na2SiO3固化吹填土的工程性质要好于Na2SiO3固化吹填土和PAM固化吹填土;对吹填土工程性质影响的显著性水平由强到弱依次为养护龄期、Na2SiO3掺比、PAM掺比;PAM在吹填土颗粒间产生吸附作用和架桥作用,Na2SiO3在土颗粒间产生吸附作用并与土体发生化学反应.在两种固化剂的联合固化作用下,吹填土可获得更好的工程性质.

渗滤液在填埋场土层中运移规律及控制方法研究

以中国徐州某垃圾填埋场为工程背景,在现场测试和室内模拟测试的基础上,利用GeoStudio数值模拟软件对生活源污染质在垃圾填埋场中的运移进行了模拟,研究了渗滤液在压实黏土层中运移的时空变化规律,并揭示了运移机理,为研究生活源污染质在土层中运移的控制方法提供了理论依据。研究结果表明,非饱和压实黏土层的土-水特征曲线可分为平缓下降、快速下降和平缓稳定三个阶段;渗滤液在填埋场中的运移过程分为压实黏土层有效和压实黏土层失效两个主要阶段,且分界点为10年;随着运移时间的推移,渗滤液中溶质浓度的增长速度逐渐降低;可通过提高填埋场防渗层的防渗能力和排水系统的导排能力、增加垃圾体的坡度和对生活垃圾进行分类等方法控制生活源污染质在压实黏土层中的运移。

弧齿锥齿轮弯曲疲劳寿命仿真与加速试验评价

疲劳寿命试验是齿轮强度评价必不可少的手段,但长期以来弧齿锥齿轮疲劳试验数据缺乏,导致相关产品设计存在较大的不确定性。本文建立了弧齿锥齿轮三维有限元模型,给出了相应的弯曲疲劳寿命仿真计算流程;探讨了加速疲劳试验的机理与方法,确定了加速疲劳试验应力因子。对20CrNiMo材料试棒进行了拉伸疲劳强度试验,获得了材料的S-N曲线,以此为基础数据,利用三维有限元软件完成了两个水平的弯曲疲劳寿命仿真计算;在专用闭功率流耐久性试验台上进行了若干组齿轮的弯曲强度疲劳寿命试验,疲劳寿命与理论仿真结果对比误差小于3.2%,一致性较好。证明了以疲劳寿命仿真与加速试验手段评价复杂结构件锥齿轮弯曲疲劳强度的可行性。

赤泥与粉煤灰资源特性及其协同利用现状研究

赤泥是铝土矿制取氧化铝的工业生产过程中经过一系列物理化学反应变化后生成的含有高碱性的固体废弃物。粉煤灰是电厂燃煤发电后所产生的小颗粒状固体废弃物,与赤泥一样同属于大宗工业固体废渣。它们不仅有很大的排放量造成环境污染,而且对人们的生活也有着严重的影响。如果将这两种固体废渣协同利用,不仅能降低环境污染,也能创造经济效益。因此,阐述了赤泥与粉煤灰的特性以及赤泥-粉煤灰的协同利用现状,并对赤泥-粉煤灰的协同利用前景作出了总结与展望。

曹妃甸吹填地基土堆载预压-强夯联合加固研究

以唐山市曹妃甸工业区吹填土的堆载预压-强夯联合加固设计为目的,采用正交实验、相似理论,完成了拟建场地的砂井布置型式、充填砂粒粒径、排水方式、堆载重量与预压时间和夯击能、夯击遍数等优化设计方案,确定了影响加固效果的主次因素,揭示了堆载预压-强夯联合加固机理。研究表明,强夯所产生的沉降量大于预压瞬时所产生的沉降量,并大于主固结沉降。深层吹填土含水率的减少率较大,而强夯导致吹填土的允许承载力增加值更大。

生活源污染质干湿循环下土体性质演化特征及机理

以生活源污染质降解终端产物Na_(2)CO_(3)和Na_(3)PO_(4)的混合溶液为污染质溶液对中国徐州地区粉质黏土进行渗流,完成了10次干湿循环试验,分析了在生活源污染质干湿循环下粉质黏土性质的演化特征,并揭示了其演化机理。研究结果表明:粉质黏土在经过生活源污染质10次干湿循环的过程中,土体渗透性增强1~2个数量级,电阻率降低20~25Ω·m,密度先减小到2 g·cm^(-3)以下后有所回升,抗剪强度降低30 kPa左右,且渗流路径长的土体性质变化具有一定的滞后性;在干湿循环过程中土体表面干缩裂缝逐渐发育扩展;干湿循环土样渗流路径越短,元素的密度变化量越大;生活源污染质干湿循环下土体性质发生变化的主要原因是渗流冲刷作用、化学反应、Na^(+)离子吸附作用、湿胀干缩作用和重力下渗作用共同作用的结果。

曲面综合法复杂齿面啮合仿真分析方法研究

根据空间曲面啮合原理,构建共轭曲面的数理综合模型;基于该模型坐标变换,求得弧齿锥齿轮大、小轮齿面的数理解;基于曲面综合,给出齿面修形梯度曲面(简称Ease-off曲面)的构建方法;以齿面的旋转投影平面为坐标平面划分网格,计算了小轮修形齿面与共轭齿面的法向修形量,得到弧齿锥齿轮Ease-off曲面;通过解析Ease-off曲面,获得了完整的齿面接触形态:差曲线、接触路径、传动误差等,与齿面实际接触斑点形态高度一致。为复杂齿面的拓扑设计、啮合形态仿真提供了一种准确可行的手段。

一种弧齿锥齿轮弯曲疲劳寿命仿真与加速试验

设计了一对20CrNiMo材料弧齿锥齿轮副,使用ANSYS Workbench软件对其进行了瞬态动力学有限元分析,在nCode软件中对其疲劳寿命进行仿真并绘制了P-S-N曲线。根据Miner线性损伤累计理论和Locati快速试验方法,完成了锥齿轮的疲劳寿命加速试验,并得出其弯曲疲劳极限应力值。研究结果表明:试验与仿真结果误差较小。验证了疲劳寿命仿真与加速试验方法在锥齿轮弯曲强度评价方面应用的可行性。