高温超导磁悬浮引纬结构悬浮稳定性分析

针对现有电磁投梭技术能量利用率低、引纬幅宽提升有限等问题,提出了一种基于超导磁悬浮的引纬方式,基于高温超导体的迈斯纳效应高温超导片梭能实现其自稳定悬浮,再通过设计的电磁线圈轨道产生行波磁场驱动片梭,从而实现增加片梭织机引纬幅度。由于引纬结构中永磁轨道间磁场存在相互干扰使轨道产生的磁场非对称分布,导致超导片梭两侧超导体悬浮力不相同,超导片梭不能稳定悬浮在轨道上方,后续引纬过程不能进行。为了保证引纬前片梭悬浮稳定性,通过有限元仿真软件分析超导片梭受到的悬浮力,并通过数值计算对永磁轨道磁场进行求解,从而研究磁场分布与超导片梭悬浮稳定性之间的影响。研究表明,轨道上方磁场分布对称性越高,超导片梭悬浮稳定性越高。通过数值计算方法确定了永磁轨道之间的距离为30-40 mm,即永磁轨道之间磁场发生干扰的临界距离,磁场分布具有很强对称性,超导片梭能够稳定悬浮于永磁轨道上方,并且能使超导片梭尺寸最小。

基于八梭位装备的三重纬锦花纹色彩层次研究

针对纬锦织物的色彩设计,研究总梭位数为8条件下梭位数量及位置配置、纬线引出方式与纬三重结构大提花织物的花纹色彩之间的关系。设定7个单纬起花、混纬起花组织,建立梭位配置方案表,分析了全常抛、分段纯色彩抛、分段混色彩抛、非固定梭位配置分段彩抛几种引纬方式下的花纹色彩层次数。结果表明:全常抛引纬的花纹色彩层次数与花纹组织配置数相等;分段纯色彩抛引纬的可分区段数、花纹色彩层次数与不同组别彩抛纬配置的梭位数存在数学关联;分段混色彩抛引纬的色彩搭配比较丰富,但对同一引纬区段不会产生花纹色彩层次数的变化;非固定梭位分段引纬可以使花纹色彩分布产生变化,但不会造成花纹色彩层次数的变化,梭位数配置与可分区段数之间存在数学关联。

空间连杆引纬机构的刚柔耦合磨损分析

为准确预测空间连杆引纬机构间隙磨损机制,通过结合Lankarani-Nikravesh与Bai碰撞力模型,建立可变刚度与阻尼系数非连续接触碰撞力模型,采用改进的Coulomb摩擦力模型描述含间隙机构旋转铰的切向摩擦力,通过Lagrange方法对系统动力学建模;其次选取空间连杆为柔性化对象,综合Ansys与Adams分析,对空间连杆引纬机构进行刚柔耦合动力学仿真;最后将系统的动态仿真响应结果与Archard模型相结合,求解运动副磨损情况。结果表明:柔性构件可以有效缓解机构间隙碰撞的冲击作用,间隙为0.15 mm条件下,剑头加速度振荡最大幅值缩减53.2%;当间隙升至0.5 mm后,虽磨损范围大幅增加,但间隙磨损深度并未随之大幅提升。

含镍铬合金丝纬编电热层复合材料的拉伸性能

为开发一种航空飞行器防冰用电热复合材料,选取3种细度的镍铬合金丝,基于平针、罗纹和双罗纹3种纬编结构,优选了6种镍铬合金丝纬编电加热织物,以镍铬合金丝纬编织物为电热层,制备玻璃/环氧电热复合材料,并采用实验方法研究了镍铬合金丝细度和纬编结构对电加热织物及其复合材料的电热性能和对复合材料拉伸性能的影响。结果表明:同种纬编结构,镍铬合金丝细度较大,织物电热转换效率较低,电加热织物及其复合材料表面最高平衡温度较高,电热复合材料拉伸强度较小;同种镍铬合金丝细度,在11 V直流电压30 s下,平针组织电加热织物为电热层的复合材料表面温度由室温升高到74.1℃,升温速率达1.63℃/s,较罗纹和双罗纹组织升温速率分别高154.69%和33.61%;平针组织电加热织物为电热层的复合材料的拉伸强度为450.2 MPa,较罗纹和双罗纹组织拉伸强度分别高3.68%和4.53%。初步工作表明,含镍铬合金丝纬编电热层复合材料有望满足航空飞行器防冰用电热复合材料的需求。

纬编电热针织物设计和性能评价

为了探究金属长丝作为电加热元件在纬编电热针织物中的应用,通过赛络菲尔纺工艺开发了棉/铜镁合金和棉/不锈钢复合导电纱,并与碳纤维进行比较,采用罗纹空气层加衬纬组织制作了电加热元件并联的3种电热织物,并对导电纱和纬编织物电热性能进行实测及数据拟合。结果显示:复合导电纱达到导电纱A类产品要求;在12 V电压时,棉/铜镁合金导电纱表面温度最高可达40.9℃;金属复合导电纱电热织物升温和时间、电压有关,电热织物的表面平衡温度与输入功率呈线性关系,温度达45℃以上时,电热织物电阻变化率低于2%,热稳定性好;相同条件下,棉/铜镁合金织物升温速度最快,输入功率最大,在4 V电压下最高温度达49.8℃;采用赛络菲尔复合导电纱开发罗纹空气层加衬纬的纬编电加热织物具有一定的可行性。

创新导向下的新加坡纬壹科技城开发理念与规划管控实践

以新加坡纬壹科技城为例,在分析纬壹科技城发展历程和现状的基础上,深入剖析纬壹科技城创新导向下的开发理念和规划管控经验,研究发现:新加坡纬壹科技城在多年的运营建设中建立了“跨部门、综合性”的园区开发管理部门,形成了“政府引领、市场运作”的公私合营开发模式,构建了“规模共享、以租代售”的低成本园区网络。从园区开发管理主体、产业规划设计引导、微观创新空间营造3个层面对我国高科技园区的开发建设、转型升级与新时期规划管控提出经验与启示。

纬编双面移圈织物多层弹簧-质点结构模型构建与实现

纬编双面移圈织物工艺结构复杂多变,现有系统在进行设计开发时难以直观地展示出织物的组织结构特点。为实现纬编双面移圈织物的组织结构模拟,本文提出了一种纬编双面移圈织物多层弹簧-质点结构模型。首先建立了成圈、集圈、移圈线圈几何结构模型,接着分析了纬编双面移圈织物结构特征,并在传统弹簧-质点模型的基础上构建了多层弹簧-质点模型,然后采用牛顿第二定律和Velocity-Verlet数值积分法求解了多层弹簧-质点模型的最终位置,最终提出了一种纬编双面移圈织物结构模拟的算法流程。本文建立的多层弹簧-质点结构模型能够反映纬编双面移圈织物的组织结构,具有较好的结构模拟效果。

基于轻量化卷积神经网络的纬编针织物组织结构分类

为解决纬编针织物组织结构自动分类时现有方法计算量偏大的问题,基于轻量化卷积神经网络,提出了一种改进的纬编针织物组织结构分类方法。采集纬编针织物组织双面的图像,以准确判断其结构类型。在特征提取步骤中,引入了注意力机制模块,修正各个层次特征在通道域和空间域的权重。构建的双分支网络架构能并行提取织物双面的特征信息。在分类阶段,采用了串行策略来融合高维特征向量,以确定纬编针织物组织所属类别。使用准确率、宏精确率、宏召回率以及宏F_(1)评估模型的性能,并统计了参数量和计算复杂度衡量模型的资源消耗。实验结果显示,对于纬编针织物特殊的结构特点,双分支网络架构具有很好的适应性。改进后的模型增强了不同组织间的特征区分度,在受到角度旋转、尺度改变、光照条件变化等干扰下,本文方法的分类准确率可达99.51%,且保持了较小的资源消耗。

低纬高原甘蔗中后期灾害性真菌病害综合防控技术系统构建

针对低纬高原甘蔗中后期灾害性真菌病害防控难题,在明确甘蔗中后期灾害性真菌病害种类及病原种类、地理分布、危害损失和灾害特性的基础上,提出利用“早期诊断预警、抗病品种、温水脱毒种苗、农艺调控、无人机飞防、生物制剂及复合高效配方药剂”等构建低纬高原甘蔗中后期灾害性真菌病害综合防控技术系统。同时,从病害流行动态精准监测技术、抗病基因挖掘与利用技术、抗病精准评价技术、生防制剂和复合高效药剂配方及施药技术和飞防施药技术等方面系统剖析了实现甘蔗中后期灾害性真菌病害综合防控系统构建的关键技术方法。2021~2022年该技术在低纬高原云南8个甘蔗主产州市累计推广应用32.3万hm^(2)(无人机飞防6.7万hm^(2)),共挽回甘蔗损失388万t,增加蔗糖49.7万t,新增销售额42.09亿元,新增利润13.24亿元,增税1.99亿元,经济、社会和生态效益显著,为低纬高原蔗糖业可持续高质量发展、减损增效提供了技术支撑,为边疆民族经济发展和农民增收及乡村振兴做出了重大贡献。

喷水引纬机构动态特性对自由射流的影响

为适应不同喷水引纬织机幅宽的需求,基于伯努利与液体连续性原理建立喷水引纬机构动力学模型,喷嘴自由射流初始段最大距离与纬纱所受射流牵引力的数值模型,分析其动态特性并通过弹簧刚度系数确定凸轮系统最低转速,探讨不同弹簧刚度系数与弹簧最大压缩量条件下机构动态特性对柱塞运动周期、射流最大速度、雷诺数、射流初始段最大距离、纬纱所受射流牵引力的影响;仿真结果表明:弹簧刚度系数增大时,柱塞运动周期变小,对应的凸轮系统最低转速变大,当弹簧最大压缩量取0.029 m,弹簧刚度系数取40 000、50 000、60 000 N/m时,水射流速度最大值为62.19、69.85、78.99 m/s,射流初始段最大距离为937、1 000、1 074 mm,纬纱所受水射流牵引力为5.37、6.44、7.28 N;而弹簧最大压缩量对上述变量的影响幅度很小,故在大幅宽织机需求下应首要考虑使用更大刚度系数的弹簧。

基于2016-2018年IGS台网观测的美洲地区的低纬电离层特征分析

基于2016-2018年IGS台网的地基GPS观测数据,反演电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC),分析了美洲地区(300°E)赤道电离异常(Equatorial Ionization Anomaly,EIA)和低纬电离异常(Low-latitude Ionization Anomaly,LIA)随时间、月份和太阳活动的变化特征.结果显示:EIA和LIA的强度均在地方时1300-1500 LT附近出现极大;春/秋季的强度比其他季节的要大;EIA和LIA的强度还随着太阳活动的减弱而减小.EIA和LIA的南-北半球不对称在地方时1700-2100 LT出现极大;夏季(5-8月)的不对称性最为明显.另外,EIA的强度较LIA的强度要大,而LIA的南-北半球不对称特征较EIA的南-北半球不对称特征更为显著.

适用多类型纬纱引纬的剑杆织机用剑头设计方案

为满足剑杆织机用剑头对多类型纱线的适应性和夹持稳定性,介绍剑杆织机用剑头的现状和GS900型剑杆织机技术亮点;在GS900型剑杆织机常规剑头的基础上,根据涤纶长丝、扁平纱、圈圈纱3种纱线特点,对夹纱器表面粗糙度、接纬剑头引纬结构、夹纱器夹持力等进行优化,设计制作出适用多类型纬纱引纬的剑杆织机用剑头。指出:该剑头能更好地提高适应性和稳定性,减少织机停台更换、调试剑头的次数和周期,减轻劳动强度,显著提升了剑杆织机的生产效率和产品质量。

中性风对夜侧电离层纬向四峰结构的影响

欧空局Swarm星座包含三颗飞行在不同地方时的卫星,其为研究夜侧电离层纬向四峰结构随时间的演化提供了很好的机会.在2017年1月31日夜间,Swarm A和C两颗并排飞行的卫星在黄昏前后(17:55/18:01地方时)的美洲扇区并没有观测到赤道电离异常的两个峰,而Swarm B卫星在约4.5小时后飞行于大致相同的经度扇区,并观测到夜侧电离层呈现出明显的纬向四峰结构.该观测证明了纬向四峰结构中靠近低纬的两个内峰不是黄昏前后赤道电离异常峰的残余.在该事件中,位于秘鲁的Jicamarca非相干散射雷达从黄昏至午夜观测到向下的等离子体垂直漂移速度,表明向上的等离子体漂移速度并不是引起夜间纬向四峰结构的必要条件;而位于Arecibo的法布里-珀罗干涉仪观测到中性风显示出东向和南向分量的增强,表明中性风对夜侧纬向四峰结构的形成有着重要作用.SAMI2模型的模拟结果与卫星、非相干散射雷达及法布里-珀罗干涉仪的观测一致.模拟结果显示夜侧东向与赤道向风为纬向四峰结构的形成提供了有利条件;但当赤道向风过大时,会导致背景电子密度出现显著半球不对称性,从而阻碍夜侧纬向四峰结构的发展.

含镍铬合金丝纬编电加热层复合材料的层间剪切性能

为开发既具有电加热功能特性又满足承载结构基本力学性能要求的玻璃纤维/环氧层合复合材料,选取3种直径的镍铬合金丝,设计制备了平针、罗纹和双罗纹3种组织结构的纬编电加热织物,以镍铬合金丝纬编织物作为中间电加热层,优选热压罐复合成型工艺,制备了玻璃纤维/环氧层合复合材料。利用红外热像仪和万能试验机分别测试了复合材料的电加热性能和层间剪切性能。结果表明:在8 V直流电压下,6种复合材料均能升温到37℃以上,最高可达72℃,耗时30 s;最高平衡温度与镍铬合金丝直径成正相关,平针组织复合材料最高平衡温度最高,双罗纹组织复合材料表面温度均匀性最好;含镍铬合金丝纬编电加热层的玻璃纤维/环氧层合复合材料层间剪切强度相较于不含电加热层复合材料层间剪切强度保留率为74.1%~97.4%。初步研究工作表明,含镍铬合金丝纬编电加热层复合材料可同时实现玻璃纤维/环氧层合复合材料功能与结构的兼顾,有望满足直升机发动机进气道防/除冰系统的设计需求。

区域海气耦合模式WON在东南亚低纬高原一次强降水事件模拟中的应用

为改善东南亚低纬高原区(LLHSA)降水模拟的性能,提高降水预报准确性,本文采用大气环流模式WRF(4.2版)和海洋分量模式NEMO(3.4版),用耦合器OASIS3-MCT进行桥接,得到区域海气耦合模式WRF-OASIS-NEMO(WON)。大气和海洋分量模式都配置成相同的Arakawa-C网格,水平空间分辨率设为0.25°,耦合频次设置为逐小时,便于模拟海洋和大气环流相耦合的中尺度运动特征。为评估WON模式的模拟性能,选取2020年8月16-18日的强降水过程为例,与单独WRF模式的模拟效果进行比较分析。WON和WRF模式模拟的降水大值区位于高原东北部和中西部地区,平均日降水量约为20 mm·d^(-1),与观测事实基本相符。WON模式改善了WRF模式在高原南部降水偏多而在高原西北部降水偏少的模拟偏差。WON模式改善了降水动力条件的模拟效果,在高原中南部气旋式环流增强,在高原西侧反气旋式环流增强,进而改善了WRF模式在高原南部周围降水偏少,高原西北部降水偏多的模拟偏差。WRF和WON模式均能再现垂直螺旋度的发展特征,即在对流层中低层为正垂直螺旋度发展,而在对流层高层为负垂直螺旋度发展。两个模式在雨带西部400 hPa高度层附近垂直螺旋度模拟偏强,而在600~700 hPa高度层上垂直螺旋度模拟偏弱。WON模式相对于WRF模式的改进区域主要集中在雨带中西部地区。本次强降水的水汽来源包括孟湾的西南水汽输送和中国南海的偏南水汽输送。WRF模式和WON模式均能较好地重现相关水汽通量特征。WRF模式在孟湾北部水汽辐合偏强,而在中国南海水汽向北输送偏弱。WON模式主要改善了WRF模式在中国南海水汽输送偏弱的模拟偏差。WON模式改善降水模拟效果的主要原因是孟湾海表热通量交换导致孟湾中低层大气偏冷偏干,大气对流活动减弱,在孟湾北部形成的低层反气旋偏差改善了本次强降水过程动力条件和水汽条件的模拟效果。

纬向V形机织间隔复合材料压缩性能有限元分析

探究了纬向V形机织间隔复合材料在平压和侧压载荷下的失效机制及破坏模式。采用ABAQUS软件建立复合材料多尺度单胞模型,并设置周期性边界条件。针对纤维束进行弹性性能分析,预测宏观材料弹性常数。利用Fortran语言对UMAT子程序进行二次开发,引入三维Hashin损伤判据和Camanho刚度退化方案,实现对纬向V形三维机织间隔复合材料的渐进损伤分析。结果表明,模拟结果与试验结果相符。在平压载荷作用下,弯曲振幅较大的V形绒经组先发生断裂,振幅小的绒经组后断裂,出现二次峰值载荷。绒经与纬纱交织处和绒经屈曲处出现应力集中,断裂位置集中在绒经屈曲最大处和与面板衔接处,面板无明显破损;在侧压载荷作用下,树脂面板与树脂内纱线为承力主体,面层纬纱承压较大,而间隔层绒经承压较小。断裂主要发生在两排V形绒经之间,失效模式为树脂渐进式破损、纤维脱黏与纱线断裂。

基于粒子群算法对纬编针织物Johnson-Champoux-Allard模型参数反分析研究

为快速获取纬编针织物JCA(Johnson-Champoux-Allard)模型参数,建立材料、结构与模型函数关系,实现吸声性能预估,提出迭代次数少、可快速达到全局最优解的粒子群算法对JCA模型进行反分析求解,并以吸声系数实验值和设定值差值平方和的最小值为适应度函数,设置约束,添加学习因子与惯性权重对反分析过程进行限制,多次迭代得到孔隙率、流阻率、曲折因子、黏性特征长度与热特征长度的数值;然后建立JCA模型参数(孔隙率与流阻率)与针织物结构参数(未充满系数)的函数关系,以达到快速获取不同结构针织物JCA模型参数,进而对其吸声情况进行预估的目的;最后,用有限元方法对快速获得的JCA模型参数准确性进行验证。结果表明:基于粒子群算法可精确获得针织物JCA模型的5种参数,迭代次数少于200;针对纬平针组织不同规格,未充满系数可直接换算结构参数(孔隙率与流阻率),结合已知材料参数(曲折因子、黏性特征长度与热特征长度)快速计算出纬平针组织和双反面组织的吸声系数曲线发现,吸声系数曲线拟合度较高,R^(2)分别为0.809和0.852。

夏季欧亚中高纬大气ISO与欧洲阻塞频率的联系及其对极端高温事件的协同作用

本文利用1979~2018年NCEP逐日再分析资料,探讨了夏季欧亚中高纬地区10~30天大气季节内振荡(ISO)的时空演变及其对欧洲阻塞频率的影响,并探讨了两者对欧亚极端高温发生频率的协同作用。研究表明,欧亚中高纬10~30天大气ISO表现出东传和西传两种模态。东(西)传模态下,对流层西北—东南向倾斜的四极型(东西向分布的偶极型)准正压位势高度异常耦合温度异常同时向东南方向(向西)传播。位相合成表明,在两个模态下,中高纬低频Rossby波列在传播过程中能够显著影响欧洲阻塞的发生。东(西)传模态位相6~7(5~6)期间,欧洲阻塞发生最频繁。在东(西)传模态位相6~7(5~6)期间,欧洲西部、东欧平原、乌拉尔山以及我国东北平原(欧洲和乌拉尔山)地区分别受准正压的+-+-(+-)高度异常控制。有阻塞发生时,东传模态下,欧洲西部的正高度异常强度明显增强,乌拉尔山地区,东欧平原以及我国东北平原地区的高度异常强度均有所减弱。同时,欧洲以南出现负的高度异常;西传模态下,偶极型高度异常强度均增强,欧洲以南和我国东北平原分别出现负的和正的高度异常。可见,在两个模态阻塞频发位相下,阻塞的发生增加了欧洲和我国东北地区极端高温事件的发生频率,降低了欧洲以南和乌拉尔山地区极端高温事件的发生频率。因此,欧洲阻塞活动显著调控了欧亚中高纬地区大气ISO两个传播模态对极端高温事件的影响。

基于衬纬组织电加热针织服装的制备及其电热性能

为了拓展纬编衬纬组织在电加热针织服装上的应用,将镀银纱线作为衬纬纱线,均匀衬入纬编针织物中,织造3种不同组织的针织物并进行性能测试与分析。根据测试结果,选用结构最稳定、发热效果良好的空气层衬纬作为加热部位组织结构,设计并织造了一件电加热针织服装,同时进行发热性能测试。结果表明:在实验室温度为(20±2)℃且额定电压为1.0~3.5 V的情况下,电加热针织服装的腹部加热单元的平衡温度由24.9℃逐渐升温至36.9℃;背部加热单元的平衡温度由25℃逐渐升温至35.9℃;腰部加热单元的平衡温度由24.5℃逐渐升温至34.7℃,各加热部位平衡温度均满足人体所需。该研究结果可为衬纬组织在电加热服装中的应用及市场开拓提供理论参考。

中高纬瞬变涡旋活动对我国东部夏季降水的影响

基于1981—2020年日本气象厅(Japanese Meteorological Agency,JMA)再分析资料JRA-55(Japanese 55-year Reanalysis)以及美国国家气候中心(Climate Prediction Center,CPC)卫星降水资料,分析了瞬变涡旋活动特征及其对我国东部夏季降水异常的影响,并对其可能机制展开讨论。研究表明,蒙古国至我国东北和华北地区既是瞬变涡旋活动的活跃区域,也是其输送的大值区域,其中瞬变涡旋对热量和水汽的经向输送占主导地位,是中高纬热量和水汽的重要来源。根据瞬变涡旋经向热量和水汽输送变率的强度确定了瞬变热量和水汽输送的关键区域,分别为(45°~60°N,100°~130°E)和(35°~50°N,100°~120°E),并定义了瞬变热量和水汽指数,其与我国东部夏季降水异常的回归结果表明,瞬变涡旋活动对我国东部夏季降水存在显著影响。中高纬天气尺度瞬变涡旋对热量、水汽和动量的输送异常,通过波流相互作用过程,对平均流形成了反馈,导致季节平均环流、水汽分布和水汽输送的异常,从而在热力、动力和水汽条件的共同作用下引起降水异常。