折返式弹支一体化球轴承刚度研究

基于赫兹接触理论、弹性流体动压润滑理论和滚动轴承动力学理论,建立了折返式弹支一体化球轴承的刚度计算模型,并使用SARB轴承动力学仿真软件进行求解。研究了径向载荷、轴向载荷、内圈转速等轴承工况参数以及鼠笼笼条宽度、厚度等结构参数对轴承及折返式弹支一体化球轴承刚度的影响,并与有限元法得到的刚度结果进行了比较,2种方法的偏差范围为5%~16%。研究结果为折返式弹支一体化球轴承的刚度计算和结构优化提供了理论依据。

降胆固醇乳酸菌的筛选鉴定及其性能研究

为筛选出具有高胆固醇清除能力且益生特性优良的可食用乳酸菌。该研究从青海收集的100多份自然发酵牦牛乳中初步筛选出乳酸菌200株,采用胆固醇氧化酶法测定菌株的胆固醇体外清除能力,有6株菌株的胆固醇清除率高于70%,采用16S rDNA基因序列分析对这6株菌进行鉴定,筛选出5株可食用乳酸菌,评价这5株乳酸菌的菌株生长能力、耐酸耐胆盐能力、抗生素敏感性及细胞表面疏水性。最终筛选得到一株发酵乳杆菌LF-HF04,其胆固醇清除率为74.21%,在MRS培养基中达到对数期1 h和稳定期7.5 h,在乳基中11.5 h达到发酵终点70°T,在正常胃液酸度和肠道胆盐浓度时菌株存活率分别为(61.15±1.49)%和(53.00±1.14)%,疏水性较强(30.37%),并对6类常用抗生素敏感。发酵乳杆菌LF-HF04为适用于功能性乳制品开发的潜在菌株,可进一步探究其功能特性。

原子层沉积及其在透明导电薄膜领域的研究与应用

集成电路行业器件尺寸不断缩小,表面更复杂,对镀膜提出了更高的要求,而原子层沉积因其保形性和自限制生长的优势而获得了广泛的关注和研究。本文在简要介绍一些常用的镀膜方式基础上,对原子层沉积原理及自限制生长进行了重点介绍。以氧化铟为代表,通过对比分析说明原子层沉积制备薄膜在形貌、成分等方面的优越性,对不同方式制备的常见透明导电薄膜的光电性能进行了总结。详细讨论了原子层沉积的应用范围,包括在大尺寸基底,如大平面和大曲率基底上可以制备高质量薄膜,在小尺寸基底,如粉体、沟槽、微纳结构上仍然有着超高的保形性。最后对原子层沉积制备薄膜的优势进行了总结,对其独特的发展潜力进行了展望。

基于信息融合子域适应的不同工况下谐波减速器故障诊断方法

针对工业机器人谐波减速器不同工况数据分布差异大,部分工况数据标签缺失以及单一传感器获取信息不全面,导致诊断准确率不高的问题,提出一种信息融合子域适应的不同工况下谐波减速器故障诊断方法。该方法将源域和目标域一维振动数据利用小波变换构建时频图;使用基于小波变换的图像融合方法整合多个传感器的时频信息并构建融合图像;提出多表示特征提取结构的改进残差网络以充分挖掘融合样本多表示特征,同时,在无监督场景下将源域和目标域融合样本的多表示特征进行子域适应处理,减小两域的各个子域间的分布差异,从而将知识从标签丰富的源域迁移到标签缺失的目标域,最终实现不同工况下谐波减速器的故障诊断。通过搭建工业机器人谐波减速器故障实验台并进行实测,所提方法在所有迁移任务中平均准确率可达98.8%,能够有效实现无监督场景中不同工况下谐波减速器的故障诊断。

电场耦合式无线电能传输技术在航天领域应用前景展望

将无线电能传输技术引入航天器的旋转供电中是推动航天器进一步发展的重要手段。而现有应用最广的磁耦合式无线电能传输技术(inductive power transfer,IPT)因成本高、重量大、存在涡流损耗等缺陷而难以在航天领域中得到大规模应用。而电场耦合式无线电能传输技术(capacitive power transfer,CPT)以其成本低、重量轻等优点,近年来受到广泛关注,在航天领域具有巨大潜力。从传统IPT技术在航天领域应用的缺陷入手,分析将CPT技术引入航天领域无线供电场景的重要性。进而介绍了CPT技术的发展历程与基本原理,并对CPT技术在轻量化、大功率、旋转型三个领域的研究现状进行综述来论证其在航天领域应用的潜力。最后总结了CPT技术在航天领域应用存在的问题并分析了解决这些问题可行的技术手段。

SLM工艺参数对表面成形质量的影响规律

较差的表面成形质量是选区激光熔化技术(selective laser melting,SLM)在应用与推广中亟待解决的问题,凹凸不平的成形表面给SLM制备零件的力学性能和耐腐蚀能力带来了诸多不利影响.文中通过SLM制备了包含向上、向下表面的45°倾斜试样以及包含垂直表面的90°垂直试样,以此3种不同典型建造角度的成形表面作为研究对象,对比研究了不同建造角度之下的表面成形特征,并分析讨论其成因,认为45°倾斜试样的上表面主要呈现为阶梯与轻微颗粒粘附特征,颗粒的严重粘附与团聚现象出现在下表面,90°垂直表面的成形质量则主要受到粘附颗粒的影响;结合表面三维形貌观察与非接触式表面粗糙度测量,对比探究了激光功率和扫描速度两种主要工艺参数对表面成形质量的影响规律.最终,在各自的工艺参数窗口下,分别得到了4.0μm、21.6μm和7.8μm的最光滑表面,优化的参数组合使得表面粗糙度水平实现了44%、47%和56%的降低效果.此外,还从激光热输入、粉末颗粒与熔池热过程等角度分析了3种不同建造角度的目标表面上不同表面特征在变化的工艺参数下的转变规律,解释了工艺参数的影响规律并提出有助于获得更优表面成形质量的参数组合策略.

生物质发酵余热回收系统优化设计与性能分析

为了解决生物质好氧发酵热能难以有效回收的问题,以玉米秸秆为主要原料,采用热交换法,搭建了100 L规模发酵装置和热回收系统,用于回收堆肥蒸汽中的显热和潜热。利用电加热方式模拟好氧发酵产热,从流体流量、设备保温、蓄水量和换热面积多个方面对余热回收工艺进行优化设计,并测试了优化后系统的产热和热回收效果。结果表明,流体流量、水箱保温和蓄水量对系统热回收性能影响较大。在模拟产热方式下,水箱温度能够从17℃升至40℃以上。最终,采用间歇性热回收方式,系统平衡热回收效率达到57%以上,平均热回收功率达到274 kJ/h以上,实现了发酵余热的高效回收。

超构透明吸波体的研究前沿与展望

吸波材料在电磁隐身技术中发挥着至关重要的作用.与非透明材料相比,透明材料实现电磁吸收面临更复杂和独特的挑战.经典透明吸波体在光学透过率、厚度、电磁吸收带宽、倾角与极化稳定性等多项指标存在难以调和的矛盾.随超构材料应用于透明吸波体,上述核心性能指标得到显著改善,从而促进了其在电磁隐身领域的实际应用.本文针对超构透明吸波体研究工作进行了综述,首先介绍了透明吸波体的光学透明与电磁隐身原理,并对经典透明吸波体工作原理与局限进行分析与总结.随后对超构材料改善透明吸波体在宽带电磁吸收、倾角与极化稳定性经典性能的研究进展与设计方法进行了总结.为预示未来发展方向,本文详细阐述了近年来透明吸波体在混合机制设计、多光谱设计、动态可调性能的技术原理与研究前沿,并展望了新兴方向为透明吸波体带来的多机制、多功能、智能化的发展机遇.

高熵纳米材料的电催化应用及研究进展

高熵纳米材料由于其独特的微观结构和理化特性,在电化学过程中呈现出优异的催化活性,使其有望成为理想的电催化材料.为进一步拓宽高熵材料的电化学应用场景,设计新型高熵纳米材料电催化剂并探究其催化作用机制是当前研究的重点.本文主要介绍了近年来高熵纳米材料在电催化领域的重要研究进展.重点讨论了包括碳热冲击法、移动床热解法、湿化学法等高熵纳米材料的合成策略,分析了高熵纳米材料作为催化剂在析氢反应、析氧反应、氧还原反应、醇氧化反应以及二氧化碳还原反应中的应用.最后,从实验和理论方面展望了高熵纳米材料的应用前景和未来的研究趋势.

超快微波光子学频率测量技术(特邀)

微波光子学频率测量技术利用光学结构和技术产生、操纵、传输和测量高速微波射频信号,将光子学的高带宽、高复用、低损耗与微波技术的高精细、灵活性和易调控等优势相融合,能够大幅提升现有动态频谱监测系统的性能,在电磁空间安全防护、雷达、高速通信等领域具有显著的优势和应用前景。本文概述了微波光子学频率测量技术的研究进展,对比了包括频谱分析型、功率映射型和信道型等3种微波光子学频率测量技术的测频速度、测频精度等关键指标,并论述了基于光学啁啾链瞬态受激布里渊散射效应的微波光子频率测量技术研究工作。

基于宽带声光调制的高保真相位敏感光时域反射计系统

相位敏感光时域反射计(Ф-OTDR)系统通常用于振动监测中,具有响应速度快和检测灵敏度高的优势,但受相干衰落效应的影响,导致振幅较低位置提取的振动信号相位信息失真。为此,本文提出一种基于宽带声光调制的高保真Ф-OTDR传感方案,实现对振动信号相位信息的高保真提取。该方案具有调制结构简单紧凑、相位延迟控制精确、频率分量灵活可控、不牺牲响应带宽和空间分辨率等优点。在验证实验中,灵活调制脉宽为100 ns,且同时将包含三个非等间距频率的多频探测光脉冲注入2 km的传感光纤,并以幅值评估的方式对多频拍频信号进行复用。结果表明,该方案中相干衰落的概率从17.541%降低到0.045%,并实现了对模拟振动信号相位信息的高保真重构。

研究生课程“酶工程原理”课程思政教学模式探讨与实践

从研究生专业课“酶工程原理”中挖掘思想政治教育元素,在传授专业知识的同时融入思政教育内容,以实现立德树人是研究生培养目的。以3个课程思政元素的挖掘和“纳米酶”一节教学设计为例,从思政元素的内容与目的、教学设计、授课方式的多样化与考核方式改革多个角度,探讨与时俱进的课程思政教学模式。

铋改性TiO_(2)光催化剂的制备及其光催化性能

光催化剂是污水处理领域必不可少的光催化原料,为获得较高的降解效果,研究制备了铋改性TiO_(2)光催化剂(Bi-TiO_(2)光催化剂)并分析其光催化性能。分别制备铋基材料与TiO_(2)溶液,混合上述2种物质获得铋改性TiO_(2)光催化剂。以甲基橙作为试验模型溶液,测试铋基材料与TiO_(2)比例不同时该光催化剂的催化性能,以及不同温度条件、光照条件和光催化时长时的光催化性能变化情况,以验证甲基橙溶液浓度、pH值对于光催化效果的影响。实验结果显示,铋基材料与TiO_(2)的质量比为1∶1时,该光催化剂的降解效果与脱色效果最佳,具有良好光催化效果。Bi-TiO_(2)光催化剂展现出不同程度的甲基橙降解能力,其降解值随着铋基材料与TiO_(2)比例的变化呈现先增大后减小的趋势。温度为45℃,光照条件为15 h时,该催化剂光催化性能最佳,温度达到120℃以上时,光催化剂的光催化效果趋于稳定。甲基橙质量浓度为20 mg/L、pH值为4时,光催化性能更加理想。甲基橙质量浓度对Bi-TiO_(2)光催化剂的光催化性能影响较小,无论甲基橙溶液的质量浓度如何变化,光催化剂均能展现出较强的光催化效果,并且在甲基橙质量浓度为20 mg/L时表现出最佳脱色效果。pH值为4时,光催化剂展现出最高的甲基橙脱色率。由此可知,通过引入铋元素可以显著提高TiO_(2)的光催化性能和可见光响应能力。

碳纤维复合材料飞机蒙皮表面漆层激光清洗工艺研究

激光清洗碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)表面涂层一直面临着形貌破坏与基体过热的风险。为了明晰工艺参数对激光清洗CFRP飞机蒙皮表面油漆的影响规律,探究CFRP表面油漆的激光清洗机理,进行了红外纳秒激光清洗CFRP表面油漆的实验。首先利用田口正交阵列开展了不同参数下的清洗实验。随后采用信噪比(S/N)与方差分析(ANOVA)探讨了激光功率、扫描速度、搭接率与重复频率等工艺参数对油漆清洗深度、表面粗糙度和清洗温度的影响。最后借助红外热成像与高速摄像技术,对激光清洗过程中的温度响应、羽流形成与消逝及漆层动态行为进行了观测。研究结果表明:搭接率是影响清洗深度、表面粗糙度和清洗温度的最主要参数,扫描速度与激光功率的影响同样显著,而重复频率的影响不显著。CFRP表面油漆的激光去除机制主要以激光热效应造成的热烧蚀、气化为主。