降低石墨微细鳞片含量的再磨工艺优化研究

对黑龙江某石墨粗精矿进行了立式搅拌磨机再磨试验。以陶瓷球为磨矿介质,研究了磨机转速、介质球直径、磨矿时间等工艺参数对石墨磨矿-浮选效果的影响。结果表明,石墨磨矿的优化工艺参数为:采用慢-快-慢交替的磨机转速,陶瓷介质球直径8~10 mm,磨矿时间5 min,在该优化条件下进行磨矿-浮选开路试验,获得了固定碳含量95.83%、-0.045 mm粒级含量24.51%、大鳞片(+0.15 mm)含量14.27%的石墨精矿。

弹性磨抛轮加工硅片面形预测模型及试验验证

目的为分析弹性磨抛轮磨削硅片面形精度变化的影响因素,优化加工参数以获得良好的磨削面形。方法通过建立考虑弹性磨抛轮转速、硅片转速、偏心距等参数的弹性磨抛轮磨粒运动轨迹模型,结合单颗磨粒切削深度,提出了弹性磨抛轮加工硅片的材料去除非均匀性预测方法,建立了基于弹性磨抛轮磨削硅片的面形预测模型,并通过不同转速比下的磨削试验验证了预测模型的准确性。结果面形预测模型仿真出的面形与弹性磨抛轮加工试验后的硅片面形一致,均呈“凸”形,且PV值随转速比的增大而增大。转速比为1时,磨削后硅片面形PV值为0.54μm,仿真模型计算出的PV值为0.49μm,转速比为5时,磨削后硅片面形PV值为2.12μm,仿真模型计算出的PV值为2.38μm。结论磨削试验面形PV值与模型计算面形PV值的预测误差小于13%,建立的面形预测模型能够成功预测硅片的面形规律,可以分析加工参数对硅片面形的影响规律。由面形预测模型分析可知,转速比对硅片面形精度有影响,且随着转速比的增加,硅片面形不断恶化,因此在实际加工中,应选择较小的转速比进行加工,以获得更优的硅片面形精度。

复杂曲面机器人磨抛技术研究现状与趋势展望综述

在航空、能源、交通、军工等国家战略领域中,针对复杂曲面零件的自动化、高质量和高效率磨抛需求,对近年来国内外工业机器人磨抛加工关键技术及集成系统的研究和应用进展进行了综述。首先,从复杂曲面机器人磨抛机理及工艺优化、磨抛运动轨迹规划、磨削力控制等方面总结了复杂曲面机器人磨抛技术的研究成果;然后,介绍了国内外机器人磨抛集成系统应用现状;最后,分析了复杂曲面机器人磨抛技术的主要问题以及发展趋势,为该技术的发展提供了重要的指导和方向。研究结果表明:当前该技术存在的主要问题包括磨抛机理不够清晰,数学模型不够准确,复杂曲面机器人磨抛轨迹规划效率不高,磨抛力的控制仍不够精准等;另外,磨抛工艺参数优化、机器人力位混合控制、机器人高精度标定与误差补偿、基于数字孪生的机器人磨抛在线监控、机器人磨抛细分应用场景等方面的研究和实践将极大地推动机器人磨抛技术的发展和应用。

基于AI的肺磨玻璃结节中医临床特点研究

目的通过客观、规范的方法分析肺磨玻璃中医临床特点,利用人工智能(AI)分析肺磨玻璃结节恶性风险,初步探究不同风险肺磨玻璃结节中医临床特点,为中医药干预肺结节提供参考。方法采集75例肺磨玻璃结节患者中医四诊信息,运用证素辨证方法提取证素;利用AI判读患者胸部CT,分析不同风险肺磨玻璃结节中医临床特点。结果肺磨玻璃结节患者中医证素以阴虚(77.33%)、气虚(56.00%)、阳虚(54.67%)、血虚(52.00%)等证素多见,亦可见痰(40.00%)、寒(37.33%)、气滞(32.00%)等实性证素;AI判读为高风险组较中低风险组气虚证素权值差异有统计学意义(P<0.05)。结论肺磨玻璃结节患者中医辨证以虚证为主,中医病机为气虚或气滞导致肺之气机不畅,引起局部痰、湿聚集于肺络而形成,而热证、瘀血证较少。

PFI磨预处理提高桉木浆纤维反应活性的研究

采用PFI磨对桉木漂白化学浆进行预处理后,以丙烯酰氯为酯化试剂,在球磨机中进行酯化反应,通过纤维质量分析仪、光学显微镜、X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FT-IR)对纤维的形貌和结构进行了分析,并进一步考察了酯化条件对纤维素反应活性的影响。研究结果表明:随着PFI磨转数的增加,纤维长度、纤维宽度减小,细小纤维比例显著提高,由19.86%增大至38.47%。经PFI磨打浆后,纸浆纤维表面纤丝化明显,其结晶区域部分遭破坏,结晶度由72.7%降低至66.9%;XRD结果表明:反应过程中酯化产物的结晶结构发生了改变。FT-IR结果表明:PFI磨解纤维与丙烯酰氯经球磨发生酯化反应得到丙烯酰基纤维素。酯化产物的取代度(D_(S))随着PFI磨转数的增加而增大;与未经预处理纤维相比,反应产物的D_(S)明显增加,最高可达2.38,此时的反应条件为PFI磨预处理24000 r,纤维素与丙烯酰氯的物质的量比1∶6,球磨反应时间48 h。

复合螺旋磨粒流流场特性的研究

针对无摩擦铝合金气缸表面阳极氧化膜的精密加工问题,提出复合螺旋磨粒流抛光方法。建立了抛光过程中颗粒与壁面碰撞的仿真模型,分析了磨粒各向速度对抛光的影响,揭示了复合螺旋磨粒流抛光的加工机理。仿真结果表明:复合螺旋运动改变了磨粒运动轨迹,磨粒叠加了旋转速度后,增大了磨粒的有效应力;壁面的有效塑性变形随螺旋槽转速的增大而增大。粒子图像测速观测实验结果表明,复合螺旋运动提高了磨粒旋转速度,增大了流场的涡旋量。加工实验结果表明,复合螺旋磨粒流抛光不仅对铝合金氧化膜破坏较少,且可以有效提高工件的表面质量。

基于环形均匀磁场的磨粒传感器设计

针对传统的电感式磨粒传感器流量较小、监测区域磁感应强度较低、梯度较大的问题,设计了一种基于环形均匀磁场的磨粒传感器。通过设计环形流道,实现在监测区域内产生均匀径向磁场。同时分析了磁路截面面积与传感器磁感应强度的关系,并比较不同磁极截面形状对磁感应强度的影响,完成了对传感器的结构优化,得出采用楔形磁极可有效提高磁场利用率。利用Ansys软件建立传感器的三维有限元模型,揭示了传感器的静磁场和瞬态特性。利用单磨粒无油液实验,对比分析实验结果与仿真结构的输出特性,验证了传感器的有效性。实验结果表明,传感器在采用低倍率放大器的情况下,可检测出0.28 mm的铁磁性磨粒,与现有的传感器相比具有较高的灵敏度。

基于骨料运移的高浓度充填管道磨损机制

高浓度充填管道磨损威胁矿山安全,但磨损机制尚不明析。采用CFD-DEM模拟高浓度充填管道磨蚀、骨料运移、骨料与管壁接触,结合理论分析和现场实测揭示管道磨损机制。结果表明:料浆承载力充足时,固液两相在管内呈柱塞流,骨料向管道中心运移,管壁处形成减磨滑移层,管道四周磨损较均匀;反之,骨料在管底呈滑动床,管底磨损最严重。滑动床对管壁的作用力是柱塞流时的2.46~2.76倍,管底磨损是柱塞流时的1.48倍。骨料在管壁附近的运动轨迹类似波形线,以小角度接触管壁并滑滚,对管壁的切向力是法向力的27.44~30.84倍,管壁磨损受骨料切向刮擦主导。非稳态输送、粗糙管壁和过高浓度会劣化滑移层的减磨效果。根据模拟结果提出六条磨损防控措施,可供相关矿山借鉴。

孕镶金刚石钻头磨损机理研究

孕镶金刚石钻头通过钻头胎体的持续磨损实现金刚石的自锐和高效破岩。因此,研究金刚石钻头磨损的影响因素及其影响程度和影响机理,对孕镶金刚石钻头的设计和使用非常重要。本次研究探讨了岩石物理力学性质、钻头胎体性能和钻进工艺参数等因素对孕镶金刚石钻头磨损过程和磨损机理的影响。分析表明,对钻头磨损最为显著的影响因素是岩石中的硬质颗粒导致的磨粒磨损,其次是钻头胎体与岩粉之间的粘着磨损,以及冲洗液中岩粉颗粒导致的冲蚀磨损。在此基础上,以不同硬度的钻头胎体摩擦磨损试验结果为例,探讨了钻头胎体性能及其内部硬质点对钻头磨损的影响机理。该研究成果可为科学设计与合理使用孕镶金刚石钻头提供依据。

沙粒质量分数对油气混输泵过流部件磨损的影响

为研究沙粒质量分数对油气混输泵过流部件磨损的影响规律,基于DPM模型对油气混输泵内部的沙粒运动进行数值计算,并采用Finnie磨蚀模型计算油气混输泵过流部件的磨蚀率.研究结果表明:在沙粒质量分数较小时,沙粒与流体介质混合均匀;随着沙粒质量分数的增大,增压单元内的沙粒局部质量浓度显著增大,沙粒集中在叶轮压力面及导叶流道中部;沙粒质量分数增大会使磨损区域和磨损率急剧增大;在叶轮域中,磨损首先发生在压力面出口处,吸力面则在进口外缘发生点状和条状磨损;在导叶域中,压力面的磨损主要发生在外缘处,吸力面的磨损主要发生在进口轮毂处;从定量分析看,叶轮叶片表面的磨蚀率普遍大于导叶叶片表面的磨蚀率,磨损最严重的位置为叶轮叶片进口靠近轮毂处.研究结果可为改善油气混输泵抗磨损性能以及提高油气混输泵实际运行寿命提供一定参考依据.

钢绳环式无级变速器钢丝磨痕几何特征研究

摩擦磨损分析对钢丝绳的寿命预测和可靠性理论具有关键意义。以6×7+IWS钢绳环为研究对象,利用ABAQUS软件对其内部钢丝间的微动磨损进行仿真。在接触载荷为1N和循环次数为50000的情况下,研究了交叉角度为30°、45°、60°、90°时下钢丝试样的磨痕深度、面积和体积的演变规律。仿真结果表明,在θ=30°时,磨痕深度和磨痕体积最小,分别为0.0034mm、1037.483×10^(-5)mm^(3);在θ=90°时,磨痕深度和磨痕体积最大,分别为0.0082mm、1040.831×10^(-5)mm^(3)。在相同交叉角度下,上钢丝的磨痕深度小于下钢丝的磨痕深度,上钢丝的接触面积总是大于下钢丝的接触面积。当上、下钢丝总磨痕深度达到报废标准时,30°、45°、60°和90°交叉试样所需的循环次数依次为608696、509091、466667和437500次。本研究为钢绳环在微动磨损下的磨痕几何特征和寿命预测提供了理论依据。

三维超声振动辅助铣磨氧化锆陶瓷的试验研究

分析了三维超声振动辅助铣磨(Ultrasonic Vibration Assisted Grinding,UAG)中单颗磨粒的运动学,采用自主搭建的三维超声振动辅助铣磨加工系统,对氧化锆陶瓷进行超声振动辅助铣磨加工试验.在不同超声辅助条件下,对比铣磨氧化锆陶瓷的法向铣磨力、表面粗糙度和工件表面形貌,研究不同加工参数对三维UAG加工过程的影响规律以及三维超声对铣磨过程的影响.研究结果表明,铣磨氧化锆陶瓷时,法向铣磨力随超声辅助加工维度的增加而减小,三维UAG加工可有效降低其铣磨负荷,且加工参数对法向铣磨力降低幅度的影响最小;法向铣磨力降低幅度随进给速度与切削深度的增大而减小,随主轴转速的增大而增大.氧化锆陶瓷工件的表面粗糙度随超声辅助加工维度的增加而降低,表面形貌逐渐呈现更多的塑性划痕,加工参数对三维UAG加工表面粗糙度的影响最小.由此可见,三维UAG加工中,单颗磨粒切削轨迹长度的增大有利于其切削厚度减小,从而降低铣磨力并改善加工表面质量.

机器人磨抛复杂曲面加工轨迹对表面质量的影响研究

为了探究不同加工轨迹及其排布对工件磨抛加工表面质量的影响,本文进行了机器人磨抛轨迹对工件表面质量影响规律的研究。基于Preston去除方程和Hertz接触理论建立了砂带磨抛加工材料去除深度模型,分析了表面残留纹理的生成机理。以曲面航空发动机叶片为试验样件,利用自行搭建的机器人磨抛系统,分别使用等距轨迹、摆线轨迹进行加工试验,分析材料去除效果及表面纹理情况。试验结果表明,采用传统直线加工的等距轨迹于搭接处产生条带状纹理;摆线因其多方向性的加工动作,均化了表面纹理,提高了加工表面一致性。

血管内超声指导旋磨联合切割球囊治疗重度冠状动脉钙化的临床效果

目的通过临床对比分析,探讨血管内超声(IVUS)指导旋磨联合切割球囊治疗重度冠状动脉钙化的效果。方法选取2013年1月至2022年8月在河南省人民医院心脏中心、郑州大学阜外华中心血管病医院行IVUS检查及冠状动脉造影确诊至少1处病变为重度钙化,且已在IVUS指导下进行经皮冠脉介入术治疗的患者180例为研究对象,其中包括旋磨组78例和旋切组102例,评价支架置入后即刻及术后1年的效果。结果旋磨组与旋切组患者最大钙化弧度分别为(220.66±20.73)°、(225.37±20.64)°,钙化长度比为0.74±0.04、0.73±0.05,支架置入前最小管腔面积为(2.48±0.07)mm^(2)、(2.50±0.09)mm^(2),两组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。支架置入后,旋磨组和旋切组患者的最小支架面积分别为(5.40±0.23)mm^(2)和(5.51±0.20)mm^(2),即刻管腔获得面积分别为(2.89±0.32)mm^(2)和(3.02±0.40)mm^(2),两组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。术后1年,旋磨组和旋切组患者的最小支架面积分别为(4.65±0.19)mm^(2)和(4.76±0.20)mm^(2),两组患者血管丢失及靶血管重建比较,差异有统计学意义(P<0.05)。结论旋磨联合切割球囊治疗冠状动脉重度钙化病变,可以获得更好的支架置入后效果。降低术后1年靶血管血运重建的比例,改善患者预后。

比伐芦定抗凝治疗在冠状动脉钙化病变旋磨术中安全性与有效性的研究

目的:评价比伐芦定在冠状动脉钙化病变旋磨治疗中的有效性和安全性。方法:连续入选北京安贞医院2019年1月至2021年12月,因冠状动脉重度钙化病变行旋磨术入院的患者182例,其中88例使用比伐芦定抗凝治疗,94例使用普通肝素抗凝治疗。分析患者的临床基本资料、病变特点、旋磨治疗情况、并发症及住院期间主要不良心脑血管事件。结果:普通肝素组1例患者旋磨未成功,其余所有患者均旋磨成功并置入支架。比伐芦定组患者围术期心肌损伤显著少于普通肝素组(8.0%vs.18.1%,P=0.044),比伐芦定组患者总出血事件显著少于普通肝素组(4.5%vs. 14.9%,P=0.025),住院期间无主要心血管不良事件发生。结论:旋磨术中使用比伐芦定抗凝治疗能显著减少围术期心肌损伤和出血事件的发生率。

扣件刚度非线性对波磨区轮轨瞬态滚动接触行为的影响

WJ-8型扣件橡胶垫板刚度在长期服役过程中表现出非线性特征,静刚度随荷载增加而降低,为提高三维瞬态滚动接触有限元模型计算精确性,本文以LMA踏面车轮及CHN60型钢轨为基础,基于显式积分算法,将以往研究中线弹性扣件转化为非线性扣件,建立考虑扣件刚度非线性特征的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,研究刚度非线性对车轮与钢轨波磨间高频动态响应及瞬态接触行为的影响,并重点分析了波磨工况下时频域内轮轨接触力、轴箱加速度的变化信息.结果表明:扣件非线性对轮轨接触力变化影响明显,主要表现为车轮行驶至扣件前端时强振动导致橡胶垫板表现为柔软特性使轮轨接触力减小,车轮行驶至扣件上方时在轴重作用下振动减弱表现为刚硬特性使轮轨接触力增大,轮轨力变化差异最大达到13.1%.

4+2自由度叶片抛磨专用机器人轨迹规划方法研究

砂带抛磨作为复杂曲面叶片精密加工的最后一道工序,其加工质量直接影响叶片的服役性能和寿命。传统6自由度机器人多关节串联具有明显的弱刚性,在末端夹持大型叶片时抗变形能力欠佳。为此,文章自主设计研发了4+2自由度叶片抛磨专用机器人系统,并开展复杂曲面叶片抛磨轨迹规划方法研究。首先基于D-H法建立该机器人运动学模型,进行机器人运动学的正、逆解的求解;其次给出了综合考虑抛磨工具与工件曲率的干涉、刀路轨迹行距和轨迹点密度对残留高度的影响规律的轨迹规划方法,建立了2个单元的协同运动模型保证叶片的加工实现;最后通过叶片抛磨轨迹数控程序验证了所获得的抛磨轨迹的正确性。

高分辨率CT鉴别诊断肺部磨玻璃结节影像良恶性的价值分析

目的:探讨高分辨率计算机断层扫描(CT)对于肺部磨玻璃结节影像良恶性进行鉴别诊断的价值。方法:在2017年1月至2021年12月,到我院就诊且发现肺部存在磨玻璃结节的患者共160例纳入作为研究样本,在160例患者中开展常规CT检查、高分辨率CT检查,将诊断金标准定为穿刺活检或手术后病理诊断结果,对比常规CT检查和高分辨率CT检查对肺磨玻璃结节开展定性诊断的各项结果指标,并对比常规CT与高分辨率CT对不同临床分期肺癌的诊断符合率。结果:在肺磨玻璃结节定性诊断中,参照穿刺活检或手术后病理诊断结果,在灵敏度、特异度、准确率、阳性预测值及阴性预测值方面,高分辨率CT比常规CT高(P<0.05)。高分辨率CT对Ⅰ期、Ⅱ期肺癌的诊断符合率均高于常规CT(P<0.05),而在Ⅲ期、Ⅳ期肺癌诊断中,常规CT与高分辨率CT的符合率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:高分辨率CT对肺磨玻璃结节的定性诊断价值良好,不仅可准确区分肺良性结节与肺癌,还可对肺癌的临床分期进行辅助鉴别。

AI定量参数预测肺磨玻璃结节病理类型的价值

目的:探讨人工智能(AI)定量参数在肺磨玻璃结节(GGN)病理类型中的预测价值。方法:回顾收集2022年1月至2023年4月经手术病理证实的肺GGN患者65例,按照2021版WHO肺肿瘤新分类标准分成三组:前驱腺体病变组(不典型腺瘤样增生AAH+原位癌AIS组)、微浸润性腺癌组(MIA组)、浸润性腺癌组(IAC组);另根据有无浸润性分为两组:非浸润性腺癌组(AAH+AIS组)及浸润性腺癌组(MIA+IAC组);所有患者均执行胸部CT扫描及肺窗薄层重建,并通过AI方法测得GGN的7个相关量化参数:长径(mm)、短径(mm)、体积(mm3)、平均CT值(Hu)、最大CT值(Hu)、最小CT值(Hu)、实性占比(%)。统计分析不同组间AI定量参数的差异性,使用ROC曲线评价参数预测肺GGN病理类型的效能。结果:前驱腺体病变22例,微浸润性腺癌21例,浸润性腺癌22例。7个AI定量参数在三组间比较均有统计学差异(P<0.05),而且显示7个参数值由前驱腺体病变至浸润性腺癌呈递增趋势。非浸润性腺癌与浸润性腺癌组间比较,长径、短径、体积、最大CT值显示具有统计学差异(P<0.05),而平均CT值、最小CT值、实性占比在两组间比较无统计学意义(P>0.05)。通过ROC曲线分析,取GGN的长径界值8.5mm,产生曲线下面积(AUC)0.758,敏感性67.4%,特异性68.2%。短径界值6.5mm, AUC=0.736,敏感性69.8%,特异性59.1%。体积界值194.47mm3,AUC=0.734,敏感性76.7%,特异性59.1%。CT最大值界值-138.5HU,AUC=0.723,敏感性79.1%,特异性63.6%。结论:AI定量参数能在术前有效预测肺GGN的病理类型,尤其GGN的长径预测效能最大,随着长径的增加,为浸润性腺癌的机会就越大,这为临床及时干预治疗及预后评估提供重要的参考依据,值得广泛推广应用。

基于RF-GA的热磨机生产参数优化方法

热磨机是纤维板生产中最重要的设备之一;热磨机的综合能耗在纤维板生产的整体能源消耗中占比显著,优化生产参数以降低热磨机能耗一直是纤维板生产的要求之一。以华北某纤维板企业采集的数据为依据,针对影响比能耗(SEC)和纤维质量(QF)的多个生产参数,用粒子群算法优化的BP神经网络、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)建立比能耗和纤维质量预测模型,经对比确定最佳比能耗和纤维质量预测模型;后基于最佳预测模型构建生产参数优化模型,采用遗传算法(GA)对其求解得到最佳生产参数,以此提出基于RF-GA模型的热磨机生产参数优化方法。结果表明,热磨机各生产参数之间存在较强耦合关系,且与比能耗和纤维质量为非线性关联;粒子群算法对机器学习算法中超参数的优化是必要的,可以有效降低机器学习算法误差;选取5组不同纤维质量下的数据,采用建立的热磨机生产参数优化方法优化后,比能耗平均下降6.9kW·h/t、降幅为5.22%。该研究验证了RF-GA热磨机生产参数优化方法的可行性,能够应用于生产参数的优化,有效地实现节能降耗的目标,并为热磨机生产参数的设定提供依据。