基于准零刚度机构与间接力控制的恒拉力系统设计与分析

现有的悬吊式微低重力模拟恒拉力系统常采用力传感器数值作为反馈直接控制系统,但实际情况下力作为反馈信号常会产生突变,影响系统控制精度。为了改进刚性控制策略下系统稳定性差与大冲击条件下力误差大的状况,文中设计了包含准零刚度机构的恒拉力系统,通过控制准零刚度机构长度间接对恒拉力系统输出拉力进行控制。对准零刚度机构进行受力分析,明确影响准零刚度机构性能的关键指标和准零刚度机构的工作行程区间,建立恒拉力系统动力学模型,设计控制系统。为了验证系统控制精度与系统抗干扰性能,进行了动力学联合仿真对设计进行验证,仿真结果表明:该恒拉力系统拉力的控制误差可控制在2%以内,且具有较好的鲁棒性。

特钢棒材轧制控制及应用

结合韶钢特钢棒材生产线运用的主要功能进行介绍,通过对速度级联调速、速度补偿、微张力控制、活套控制等功能实现进行阐述,为生产实践提供参考,减少生产事故,提高产量和产品质量。

两种取向镍基单晶高温合金拉伸变形行为原位研究

本文基于课题组开发的原位拉伸测试系统,结合扫描电镜(SEM)与数字图像相关方法(DIC),研究了[001]和[314]取向的二代镍基单晶高温合金在室温下的拉伸变形断裂行为和微观结构演变之间的关系.结果显示,镍基单晶高温合金的力学性能具有各向异性.室温下镍基单晶高温合金的拉伸变形主要以滑移带剪切γ'相为主,其中[001]取向试样开启(111)[011]、(111)[011]滑移系,表现为交叉滑移;而[314]取向开启(111)[(1)10]滑移系,表现为单滑移.不同晶体取向激活的滑移系统及数量不同,滑移引起的塑性变形区扩展方向不同,由此造成不同的延伸率.室温下,不同取向的合金为类解理断裂机制.不同晶体取向的合金,开启滑移系的数目与难易程度不同,呈现出不同的断口形貌特征.

微薄板塑性成形本构关系研究

尺寸效应的影响使得传统的成形理论和变形机制不再适用于微塑性成形。在考虑尺寸效应对微薄板成形性能影响的基础上,对已有的CuZn36黄铜薄板微拉伸实验结果进行处理,提出了一种研究微塑性成形本构关系的方法。根据弹性和塑性变形过程,分阶段分析了t/d(板厚/晶粒大小)对屈服强度和切线模量的影响,修正了双线性弹塑性本构关系,获得了考虑尺寸效应的微塑性成形本构关系。借鉴宏观增量本构关系,结合微拉伸实验,采用Mises屈服准则和随动强化模型,得出适合微塑性成形的弹塑性增量本构方程,为微塑性成形的理论研究和实际应用奠定了基础。

矿用刮板输送机链条张紧力监控技术现状及其发展方向

分析了刮板输送机链条的常见故障及其产生原因,阐述了刮板输送机链条的预紧力计算过程,介绍了目前国内外5种主要的链条张紧力监控技术的原理和特点,即基于张紧力与功率或油缸压力关系的监控技术、基于链条悬垂量的监控技术、基于微应变的监控技术、基于滑模控制的监控技术、基于电流法的监控技术,总结了现有监控技术存在的不足,并从张力监控技术和自动控制技术两方面展望了链条张紧力监控技术的发展方向。

板带热连轧精轧机微张力模糊智能控制

介绍了应用于文丰钢铁公司板带热连轧精轧机上游机架的微张力模糊智能控制策略,给出了精轧机微张力控制电流记忆法的原理及速度级联策略;并且说明了模糊控制器输入量的模糊化以及输出量的清晰化方法,给出了相应的智能化模糊规则。实际应用结果表明,与传统的PID控制器相比,智能模糊微张力控制器避免了可能出现的带钢张力控制超调量大以及调节时间长等现象,控制效果明显得到改善。

组织工程真皮抗张强度的初步研究

目的采用高敏度小张力膜状生物材料力学性能测定仪检测组织工程真皮的抗张强度。方法分别培养含有不同数量成纤维细胞的胶原凝胶和复方壳多糖真皮替代物,15 d后检测抗张强度。结果组织工程真皮抗张强度随成纤维细胞数量增多而增强(P<0.01),复方壳多糖人工真皮的抗张强度高于胶原凝胶真皮(P<0.01)。结论复方壳多糖真皮替代物具有良好的抗张强度,为临床应用提供稳定机械性能。

焊缝结构微区材料力学性能研究

介绍三种对微区材料力学性能进行测试的方法,微拉伸试验、微剪切试验和维氏硬度试验,并分析其各自的优缺点。采用这三种方法对0Cr18Ni10Ti焊接接头不同区域材料进行力学性能测试,并对试验结果进行比较分析。研究指出,采用微小拉伸试样的微拉伸试验方法测定微区材料的力学性能更为准确可靠。

直径方向上仅有几个晶粒时纯镍丝材的拉伸变形行为（英文）

研究纯镍丝材单向微拉伸塑性变形过程中的流动应力和非均匀变形行为尺寸效应。实验发现,流动应力随晶粒尺寸的增加(或直径方向上晶粒数量的减少)而降低,而非均匀变形程度增加。当直径方向上少于9.3个晶粒时,流动应力随晶粒尺寸增加而快速降低。通过引入晶界尺寸因子构建介观尺度材料本构模型揭示丝材微拉伸流动应力尺寸效应。结果表明,断裂应变和断裂应力随着晶粒尺寸的增加而减小。当试样直径方向上少于14.7个晶粒时,断裂应变和断裂应力快速降低,表明微拉伸过程中的非均匀变形程度随着直径方向上晶粒数量的减小而增加。当试样直径方向上的晶粒数量减少时,断口形貌变得越来越不规则。从材料微观组织分布方面分析了不规则断口形貌的形成机理。

微尺度流动界面现象及其流动边界条件分析

水平微尺度毛管中低Reynolds数流体流动出现许多另人费解的现象,如流动前缘并未出现Poiseu ille速度剖面,而似一种“段塞式”流动,固/液界面看似不符合无滑移边界条件。该文针对这些易引起困惑的问题,利用可视化微管流动实验及岩石孔隙仿真光刻模型流动实验,考察了润湿性对微尺度毛管中流体流动的影响,探讨了微尺度毛管中表面流动现象产生的实质。结果表明,在微尺度流动中观察到的小分子液体“段塞流动现象”,以及看似壁面滑移流动等现象,其实质是液/固壁面仍为无滑移边界,三相接触点以尤如运动的“坦克的链轨”发展方式,沿壁面发展,从而产生“段塞式”流动。虽然仍在低速层流的条件下,但由于界面张力的作用,接近动界面处流动质点的运动已不再保持一维直线运动。

微结构特征对微结构零件注射成型流场均匀性的影响

在Navier-Stokes方程基础上,配合适当边界条件,借助计算流体力学软件CFD-ACE实现了单侧分布矩形微结构、梯形微结构和双侧分布矩形微结构零件模型的流场仿真,得到了三种零件的速度场和剪切速率场。结果表明,单侧矩形微结构零件各微结构截面的速度和剪切速率都有较大差异;单侧梯形微结构零件各微结构截面的剪切速率分布一致,速度分布不一致;双侧矩形微结构零件三个微结构截面的速度和剪切速率都一致。单侧分布梯形微结构零件流场均匀性好于单侧分布矩形微结构零件流场均匀性,双侧分布的微结构零件流场均匀性好于单侧布置的微结构零件流场均匀性。

模糊控制器在热连轧微张力控制中的应用

研究的成果是模糊控制器在微张力控制系统中的应用。解决了微张力控制系统中的非线性和滑模变结构问题。给出了电流检测方法，多机架连轧时微张力控制以及主速度设定自学习方法。使得多机架连轧微张力控制从理论变为现实。

表面张力对微挤出流场的影响

针对表面张力对微挤出成型流场的影响,利用Polyflow软件进行了微圆管流场的数值模拟,研究了表面张力的尺度效应及熔体表面张力系数和接触角对微挤出流场的影响。结果表明,挤出口模尺寸越小,表面张力对熔体挤出胀大的影响越明显;挤出口模尺寸及熔体法向进口速度不变时,表面张力系数增大,熔体挤出胀大增大,挤出口模内熔体的进出口压强增大,自由表面出口负压增大;随着接触角的增大,熔体挤出胀大减小、挤出口模内熔体的进出口压强减小,自由表面出口负压先增大后减小。

武钢一热轧改造后粗轧区控制系统

武钢一热轧的工艺布置方案为目前国内少有的3/4连轧方式,这种布置方案不仅使得轧线上粗轧区的长度大大超出半连轧布置方案,而且对粗轧区的自动化控制系统也提出了更多的要求,除了需具备一般热轧厂单机架粗轧机的所有功能之外,还必须具备连轧的功能。根据该厂的具体情况,设计了粗轧区控制系统。运行结果证明,控制系统稳定可靠、操作方便快捷,很好地满足了用户的需求。

页岩微纳观尺度雁列式断续裂纹的原位观测

在自然界岩石和工程围岩中,宏观尺度雁列式断续破裂现象较为常见。然而,在微纳观尺度上,是否也存在类似的雁列式断续破裂特征?其扩展与演化过程又是怎样的?这是非常值得探讨的基础科学问题。采用带切槽的弧形页岩试样,在扫描电子显微镜(SEM)下开展原位拉伸与微纳观破裂过程观测试验。基于原位观测分析,获得如下几点认识:(1)在微纳米尺度,依然存在断续破裂现象,呈"S"形或反"S"形雁列式展布,是由裂纹尖端部位拉张-剪切复合应力场及矿物非均质性共同诱导形成的。(2)微纳观雁列式断续裂纹总体展布特征和扩展、演化过程是有规律可循的,相邻微裂纹近似平行展布。对单个裂纹来讲,中间的拉张裂纹近似平行于最大拉张应力方向,而两端翼裂纹转向朝着最大剪切应力方向扩展。(3)微纳观雁列式断续裂纹仅代表着主裂纹路径形成过程中的暂时的剪切变形状态或某个中间扩展阶段。(4)雁列式断续裂纹在微米至纳米尺度上具有多尺度分层级结构特征:相对较大尺度的雁列式断续裂纹包含着更小尺度的次级雁列式断续裂纹。该研究提供了微纳观尺度页岩雁列式破裂的观测证据,为分析页岩多尺度裂纹演化过程提供了重要支撑。

基于微应变的刮板输送机张力测试系统及特性分析

针对刮板输送机工作过程中刮板链张力及运行阻力的检测瓶颈问题,开发了一套基于微应变检测的刮板输送机张力测试系统,通过在刮板中安装应变片及无线信号收发装置实现对刮板链张力的检测,并对不同位置刮板链的张力及运行阻力进行分析。实验测试结果表明,刮板过链轮时最大瞬时张力为342.681 3 k N,刮板在同一链轮啮入点与啮出点的最大张力差值为46 k N,刮板输送机上端链的最大运行阻力为41.4 k N,下端链运行阻力为22.2 k N,测试结果与现场实际工况基本一致,系统的检测精度与可靠性较高。

微轮廓挤出形变机理的研究

分别用解析法和数值模拟法研究了聚合物微轮廓挤出成型过程中的在表面张力和挤出膨胀作用下挤出物的形变,并进行了比较,同时分析了表面张力和挤出膨胀共同作用下的形变。研究表明,随着挤出物尺寸的减小,表面张力增大,而表面张力对微轮廓制品在挤出过程中截面形状的变化有明显的影响。提出了减少表面张力的影响进行精密挤出的策略。

微型材料的拉伸测试方法研究

微电子机械系统技术的迅速崛起 ,推动了微型材料拉伸测试方法的发展。文中列举几种典型的微型材料拉伸实验方法 ,具体说明其驱动方式、力和位移测试原理 ,并介绍实验中的难点 ,如试样加工、夹持和对中等方法。

东北落叶松材单向顺纹受拉损伤模型

从细观层次揭示木材顺纹受拉破坏的损伤演化机制,是建立木材损伤本构模型的基础.在分析木材宏观及细观构造特征的基础上,将木材等效为若干根并联的受拉木纤维,每根顺纹受拉木纤维等效为弹脆性的受拉微弹簧.基于概率思想,假定受拉微弹簧的极限应变Δ为服从某一分布形式fΔ(x)的随机变量,推导了木材顺纹受拉损伤演化方程.在正确设置木材声发射参数即峰值定义时间(PDT)、撞击定义时间(HDT)和撞击闭锁时间(HLT)的基础上,通过木材顺纹受拉试件破坏过程中的声发射试验确定了受拉木纤维极限应变分布函数的参数,进而建立了木材顺纹受拉损伤模型.分析结果表明,声发射累计振铃计数与木材顺纹受拉细观损伤的累积过程是一致的,可用于反映木材顺纹受拉过程中的损伤演化特征.

单晶γ-TiAl合金微观滑移机制的研究

针对单晶γ-TiAl合金微观滑移机制方面研究的不足,建立了单晶γ-TiAl合金单轴拉伸时晶体滑移几何模型,根据几何模型中各夹角之间的几何关系和由Weiss晶带法则给出的滑移方向,计算出了单滑移系中各个滑移方向上的Schmid因子;通过对比计算结果发现在设定条件下晶体更易产生滑移的方向为(001)[01-1]和(11-1)[110];在由主滑移系和交滑移系组成的双滑移系同时开动时,计算出了临界外加拉伸应变为0.633;通过数值模拟验证了所给出的单晶γ-TiAl合金单轴拉伸时的微观滑移机制的正确性。