- 蒋瑞祥;廖与禾;李帅;孙鹏;陈鹏;
传统动平衡方法需要通过频繁的试重测试获取机组动力特征参数,对系统振动信息的利用不足、平衡效率低下。在无试重测试条件下获取转子系统动力特征参数是提高转子动平衡效率的关键。首先采用阶次跟踪技术解决了变转速过程的信息提取精度问题,将全息谱拓展应用于非平稳信号的分析和处理;对全息伯德图进行的进动和模态分解,则有效地消除了非平衡因素的干扰;在此基础上通过建立转子系统模型并结合全息谱分析提取动刚度参数,构建并求解激励、动刚度与振动响应的关联方程组,实现了转子不平衡量的无试重计算。实验测试结果表明,本方法在无需试重的情况下实现了转子系统前两阶模态不平衡的一次配重平衡,效果良好,验证了方法的有效性和可靠性。
2016年16期 v.11 1797-1801+1812页 [查看摘要][在线阅读][下载 386K] [下载次数：136 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - 蒋瑞祥;廖与禾;李帅;孙鹏;陈鹏;
传统动平衡方法需要通过频繁的试重测试获取机组动力特征参数,对系统振动信息的利用不足、平衡效率低下。在无试重测试条件下获取转子系统动力特征参数是提高转子动平衡效率的关键。首先采用阶次跟踪技术解决了变转速过程的信息提取精度问题,将全息谱拓展应用于非平稳信号的分析和处理;对全息伯德图进行的进动和模态分解,则有效地消除了非平衡因素的干扰;在此基础上通过建立转子系统模型并结合全息谱分析提取动刚度参数,构建并求解激励、动刚度与振动响应的关联方程组,实现了转子不平衡量的无试重计算。实验测试结果表明,本方法在无需试重的情况下实现了转子系统前两阶模态不平衡的一次配重平衡,效果良好,验证了方法的有效性和可靠性。
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针对现存的下肢康复机器人技术未能与康复治疗人员的治疗经验有效结合的问题,提出了1种下肢康复机器人示教训练方法。建立了示教训练方法的数学模型,并设计了下肢康复机器人无线数据采集系统,获取患者在康复医师治疗其下肢过程中肢体运动信息,这些信息用于机器人的控制,从而再现康复医师治疗过程,提高了机器人的治疗效果,有效降低了康复医师的劳动强度。对示教训练的无线数据采集系统进行静态测量误差分析及系统标定,实验结果表明该系统可满足下肢康复机器人示教训练的要求,为康复机器人关键技术研究奠定理论基础。
2016年16期 v.11 1802-1807页 [查看摘要][在线阅读][下载 487K] [下载次数：229 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 冯永飞;路廷廷;杜亚鑫;陈菲;李齐;王洪波;
针对现存的下肢康复机器人技术未能与康复治疗人员的治疗经验有效结合的问题,提出了1种下肢康复机器人示教训练方法。建立了示教训练方法的数学模型,并设计了下肢康复机器人无线数据采集系统,获取患者在康复医师治疗其下肢过程中肢体运动信息,这些信息用于机器人的控制,从而再现康复医师治疗过程,提高了机器人的治疗效果,有效降低了康复医师的劳动强度。对示教训练的无线数据采集系统进行静态测量误差分析及系统标定,实验结果表明该系统可满足下肢康复机器人示教训练的要求,为康复机器人关键技术研究奠定理论基础。
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带缝腔体内部发生电磁谐振时导致腔体屏蔽效能急剧降低。为分析带缝腔体的电磁谐振特性,基于CST电磁仿真软件,分析了平面波极化角度、缝隙放置方式以及缝隙结构参数等对电磁谐振特性的影响规律,并结合腔体内电场分布图分析了缝隙谐振、腔体谐振以及缝隙-腔体耦合谐振的区别。研究结果对工程实践中抑制或控制电磁谐振具有重要意义。
2016年16期 v.11 1808-1812页 [查看摘要][在线阅读][下载 360K] [下载次数：174 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 刘恩博;王丹丹;陈珂;刘文奎;杜平安;
带缝腔体内部发生电磁谐振时导致腔体屏蔽效能急剧降低。为分析带缝腔体的电磁谐振特性,基于CST电磁仿真软件,分析了平面波极化角度、缝隙放置方式以及缝隙结构参数等对电磁谐振特性的影响规律,并结合腔体内电场分布图分析了缝隙谐振、腔体谐振以及缝隙-腔体耦合谐振的区别。研究结果对工程实践中抑制或控制电磁谐振具有重要意义。
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面向未知环境探测与侦查作业的机器人在执行任务时,将面对各种复杂的非结构化的障碍地形,因此,要求移动机器人具有较高的地形适应性与通过性。设计了1种采用柔性悬架的被动适应地形的履带行走机构,重点分析了柔性悬架的履带底盘的越障机理,并通过物理样机进行了攀越凸台与连续台阶地形的越障试验。试验结果表明:采用该柔性悬架的履带式移动底盘可被动地适应起伏地形,具有较强的地形通过性与运动平稳性;该底盘可以应用于对运动通过性与稳定性要求较高的移动机器人的设计。
2016年16期 v.11 1813-1816页 [查看摘要][在线阅读][下载 282K] [下载次数：808 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：0 ] - 陈松松;李允旺;李彬;贾瑞清;
面向未知环境探测与侦查作业的机器人在执行任务时,将面对各种复杂的非结构化的障碍地形,因此,要求移动机器人具有较高的地形适应性与通过性。设计了1种采用柔性悬架的被动适应地形的履带行走机构,重点分析了柔性悬架的履带底盘的越障机理,并通过物理样机进行了攀越凸台与连续台阶地形的越障试验。试验结果表明:采用该柔性悬架的履带式移动底盘可被动地适应起伏地形,具有较强的地形通过性与运动平稳性;该底盘可以应用于对运动通过性与稳定性要求较高的移动机器人的设计。
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电控空气悬架(electronically controlled air suspension,ECAS)系统的有效控制依赖于传感器实时采集的正确车身状态信号。针对电控空气悬架传感器卡死、恒偏差、恒增益3种故障,建立1种ECAS故障检测与隔离方法(fault detection and isolation,FDI)。建立电控空气悬架三自由度1/4车模型以及传感器故障时空气悬架模型,设计故障检测滤波器组,结合传感器实时测量值获得空气悬架输出残差,在此基础上确定故障检测指标,计算指标数值并选取适当阈值进行比较。诊断滤波器采用强跟踪滤波器方法进行设计,选取两级决策变量构造隔离决策函数,实现对故障传感器的检测与隔离。仿真分析表明,所提出的基于STF的方法实现了ECAS传感器故障的检测与隔离,有效提高了车辆控制的可靠性与安全性。
2016年16期 v.11 1817-1820+1825页 [查看摘要][在线阅读][下载 288K] [下载次数：124 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 刘雁玲;徐兴;杨晓峰;杜毅;
电控空气悬架(electronically controlled air suspension,ECAS)系统的有效控制依赖于传感器实时采集的正确车身状态信号。针对电控空气悬架传感器卡死、恒偏差、恒增益3种故障,建立1种ECAS故障检测与隔离方法(fault detection and isolation,FDI)。建立电控空气悬架三自由度1/4车模型以及传感器故障时空气悬架模型,设计故障检测滤波器组,结合传感器实时测量值获得空气悬架输出残差,在此基础上确定故障检测指标,计算指标数值并选取适当阈值进行比较。诊断滤波器采用强跟踪滤波器方法进行设计,选取两级决策变量构造隔离决策函数,实现对故障传感器的检测与隔离。仿真分析表明,所提出的基于STF的方法实现了ECAS传感器故障的检测与隔离,有效提高了车辆控制的可靠性与安全性。
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针对滚磨加工中所用磨料颗粒的离散元模拟参数具体值难以确定的问题,对现有的参数标定方法进行改进,提出一种在已有正交实验基础上考虑参数间交互作用的参数标定方法。该方法以真实再现磨料颗粒堆积角为研究目的,以磨料颗粒间静摩擦、滚动摩擦系数以及磨料颗粒与滚筒壁面间静摩擦、滚动摩擦系数为研究参数,通过合理设置各研究参数的不同水平,构建正交试验的交互作用表,可以方便地得到各个摩擦系数的具体大小,从而对各参数对堆积角的显著性进行分析排序。在LL05离心式滚磨光整加工设备所用的Φ5mm磨料颗粒上进行的模拟实验对比结果表明,标定后的摩擦系数组合能够真实再现磨料颗粒堆积角,使磨料颗粒在滚筒内的运动更加真实。
2016年16期 v.11 1821-1825页 [查看摘要][在线阅读][下载 179K] [下载次数：301 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：47 ] |[阅读次数：0 ] - 张荔;李文辉;杨胜强;
针对滚磨加工中所用磨料颗粒的离散元模拟参数具体值难以确定的问题,对现有的参数标定方法进行改进,提出一种在已有正交实验基础上考虑参数间交互作用的参数标定方法。该方法以真实再现磨料颗粒堆积角为研究目的,以磨料颗粒间静摩擦、滚动摩擦系数以及磨料颗粒与滚筒壁面间静摩擦、滚动摩擦系数为研究参数,通过合理设置各研究参数的不同水平,构建正交试验的交互作用表,可以方便地得到各个摩擦系数的具体大小,从而对各参数对堆积角的显著性进行分析排序。在LL05离心式滚磨光整加工设备所用的Φ5mm磨料颗粒上进行的模拟实验对比结果表明,标定后的摩擦系数组合能够真实再现磨料颗粒堆积角,使磨料颗粒在滚筒内的运动更加真实。
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为对喷气涡流纺喷嘴中气流流动特性的数值模拟结果进行验证,为喷嘴的设计提供指导,采用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术,对喷气涡流纺喷嘴内的高速旋转流场进行了实验测试。考虑到流场速度高且分布不均匀,采用马赫数相似准则进行测试的难度较大,实验中以水为流动介质,对喷嘴原型和模型采用了雷诺数相似准则,测试了喷嘴模型中不同截面内的旋流的分布特性与流动速度,并与数值模拟结果进行了对比。研究发现:在喷射孔出口截面附近,旋流存在较高的强度,切向速度在近管轴附近的区域内具有较小的数值,且变化幅度很小;随着径向位置向涡流管壁面靠近,切向速度迅速增大并达到最大值,但旋流速度沿轴向向下游逐渐减小;尽管由于实验中未考虑流动的可压缩性,使得实验与数值模拟获得的速度存在一定的差异,但两者所获得的喷嘴内的流动特性与速度分布规律是一致的。结果表明粒子图像测速技术可以用来定性研究喷气涡流纺纱喷嘴中的流场特性。
2016年16期 v.11 1826-1829页 [查看摘要][在线阅读][下载 301K] [下载次数：171 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 裴泽光;孙磊磊;
为对喷气涡流纺喷嘴中气流流动特性的数值模拟结果进行验证,为喷嘴的设计提供指导,采用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术,对喷气涡流纺喷嘴内的高速旋转流场进行了实验测试。考虑到流场速度高且分布不均匀,采用马赫数相似准则进行测试的难度较大,实验中以水为流动介质,对喷嘴原型和模型采用了雷诺数相似准则,测试了喷嘴模型中不同截面内的旋流的分布特性与流动速度,并与数值模拟结果进行了对比。研究发现:在喷射孔出口截面附近,旋流存在较高的强度,切向速度在近管轴附近的区域内具有较小的数值,且变化幅度很小;随着径向位置向涡流管壁面靠近,切向速度迅速增大并达到最大值,但旋流速度沿轴向向下游逐渐减小;尽管由于实验中未考虑流动的可压缩性,使得实验与数值模拟获得的速度存在一定的差异,但两者所获得的喷嘴内的流动特性与速度分布规律是一致的。结果表明粒子图像测速技术可以用来定性研究喷气涡流纺纱喷嘴中的流场特性。
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盘形滚刀破岩力是全断面掘进机施工过程的关键参数,是刀盘设计的重要依据。深入分析了盘形滚刀刀圈与围岩相互作用的过程,提出了以被压岩石为研究对象,对被压围岩应力分布函数进行积分推算,建立滚刀刀圈破岩力的预测模型;运用库仑-莫尔准则构建了滚刀刀圈切向力模型。通过设计盘形滚刀单刀线性破岩试验,经过试验结果对比和误差分析,验证了所构建的滚刀破岩力预测模型的准确性和有效性,为TBM刀盘结构设计优化提供一定的理论依据,可为实际施工提供科学指导。
2016年16期 v.11 1830-1834页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K] [下载次数：315 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：0 ] - 姜兴宇;高超;高伟贤;苏鹏程;赵海峰;
盘形滚刀破岩力是全断面掘进机施工过程的关键参数,是刀盘设计的重要依据。深入分析了盘形滚刀刀圈与围岩相互作用的过程,提出了以被压岩石为研究对象,对被压围岩应力分布函数进行积分推算,建立滚刀刀圈破岩力的预测模型;运用库仑-莫尔准则构建了滚刀刀圈切向力模型。通过设计盘形滚刀单刀线性破岩试验,经过试验结果对比和误差分析,验证了所构建的滚刀破岩力预测模型的准确性和有效性,为TBM刀盘结构设计优化提供一定的理论依据,可为实际施工提供科学指导。
2016年16期 v.11 1830-1834页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K] [下载次数：315 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：0 ] - 曹阳;邱锴文;吴国庆;钟超超;于荣川;
针对传统卷板机上辊同步精度不高的问题,设计了1种改进的卷板机上辊液压同步控制系统,采用AMESim软件建立了液压系统仿真模型,分析了液压缸在开环和闭环2个系统下的压力、速度、位移等参数。采用PID算法,仿真得到了卷板机上辊闭环液压同步系统在满足动作要求的同时,可获得较高的同步精度。试验验证了该控制系统能够达到很好的同步效果,同步精度可达±3mm,能满足卷板机生产过程中的控制要求。
2016年16期 v.11 1835-1839页 [查看摘要][在线阅读][下载 396K] [下载次数：150 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 曹阳;邱锴文;吴国庆;钟超超;于荣川;
针对传统卷板机上辊同步精度不高的问题,设计了1种改进的卷板机上辊液压同步控制系统,采用AMESim软件建立了液压系统仿真模型,分析了液压缸在开环和闭环2个系统下的压力、速度、位移等参数。采用PID算法,仿真得到了卷板机上辊闭环液压同步系统在满足动作要求的同时,可获得较高的同步精度。试验验证了该控制系统能够达到很好的同步效果,同步精度可达±3mm,能满足卷板机生产过程中的控制要求。
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为解决制造/再制造混合系统装配车间物料配送的路径规划问题,考虑到物料类型的多样性和物料到达时间的不确定性,建立了以物料配送路径最短为优化目标的物料配送模型,并采用启发式遗传算法对模型进行求解;提出采用"虚拟工位"来表征装配工位需求物料类型多样性的方法,避免了遗传操作时出现非法染色体;采用隶属度函数对物料到达时间进行模糊化处理,并将其转化为惩罚函数,计算在适应度函数中,有效地解决了物料到达时间的不确定性对配送路径规划的影响。算例仿真验证了所建模型和求解方法的正确性。
2016年16期 v.11 1840-1843+1849页 [查看摘要][在线阅读][下载 217K] [下载次数：214 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：1 ] - 刘清涛;王其锋;宋效凯;王道明;
为解决制造/再制造混合系统装配车间物料配送的路径规划问题,考虑到物料类型的多样性和物料到达时间的不确定性,建立了以物料配送路径最短为优化目标的物料配送模型,并采用启发式遗传算法对模型进行求解;提出采用"虚拟工位"来表征装配工位需求物料类型多样性的方法,避免了遗传操作时出现非法染色体;采用隶属度函数对物料到达时间进行模糊化处理,并将其转化为惩罚函数,计算在适应度函数中,有效地解决了物料到达时间的不确定性对配送路径规划的影响。算例仿真验证了所建模型和求解方法的正确性。
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为实现电动汽车悬架控制臂轻量化改进,提升悬架系统性能。首先,根据现有样车建立悬架模型,利用ADAMS/Car进行动力学仿真并提取控制臂铰接点负载,为进一步的有限元分析提供边界条件;其次,利用实验对有限元分析结果进行验证,发现两者误差在合理范围之内;最后,使用同种方法对3种改进方案进行对比分析,从中选择较为合理的实施方案。结果表明:利用动力学仿真可为有限元分析提供有效的边界条件;结合仿真与实验结果的对比,使仿真方式准确性得到了进一步验证;方案3中的控制臂质量下降20%,承受应力下降30%,位移量保持不变,综合效果最佳。本研究对悬架控制臂改进提供了一定的参考依据。
2016年16期 v.11 1844-1849页 [查看摘要][在线阅读][下载 453K] [下载次数：446 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 陈越;路春光;于玉真;刘佳鑫;
为实现电动汽车悬架控制臂轻量化改进,提升悬架系统性能。首先,根据现有样车建立悬架模型,利用ADAMS/Car进行动力学仿真并提取控制臂铰接点负载,为进一步的有限元分析提供边界条件;其次,利用实验对有限元分析结果进行验证,发现两者误差在合理范围之内;最后,使用同种方法对3种改进方案进行对比分析,从中选择较为合理的实施方案。结果表明:利用动力学仿真可为有限元分析提供有效的边界条件;结合仿真与实验结果的对比,使仿真方式准确性得到了进一步验证;方案3中的控制臂质量下降20%,承受应力下降30%,位移量保持不变,综合效果最佳。本研究对悬架控制臂改进提供了一定的参考依据。
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依据分形理论,考虑微凸体的等级及变形特征的影响建立了粗糙表面间的分形接触模型。确定了粗糙表面中单个微凸体弹性变形、弹塑性变形及完全塑性变形的存在条件,推导出3种变形阶段的临界接触面积的表达式。在此基础上应用海洋岛屿面积分布规律,获得了接触表面上接触载荷与真实接触面积之间的解析式。数值仿真结果表明:单个微凸体的接触面积是和微凸体的等级相关的,随着微凸体等级的增大而减小;微凸体的临界弹性、临界弹塑性接触面积由顶端曲率半径与分形参数共同确定;接触面积一定时,轮廓分形维数增大,接触载荷减小。
2016年16期 v.11 1850-1854页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K] [下载次数：623 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：0 ] - 成雨;原园;
依据分形理论,考虑微凸体的等级及变形特征的影响建立了粗糙表面间的分形接触模型。确定了粗糙表面中单个微凸体弹性变形、弹塑性变形及完全塑性变形的存在条件,推导出3种变形阶段的临界接触面积的表达式。在此基础上应用海洋岛屿面积分布规律,获得了接触表面上接触载荷与真实接触面积之间的解析式。数值仿真结果表明:单个微凸体的接触面积是和微凸体的等级相关的,随着微凸体等级的增大而减小;微凸体的临界弹性、临界弹塑性接触面积由顶端曲率半径与分形参数共同确定;接触面积一定时,轮廓分形维数增大,接触载荷减小。
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以功能梯度蜂窝结构为对象,研究梯度指数的变化对准静态分析方法适用范围的影响。首先,从单胞结构尺寸和材料构成两方面考虑,探讨构造材料宏观属性的梯度变化方法,建立功能梯度蜂窝材料计算模型。然后,运用渐近均匀化方法,计算模型的宏观等效力学参数,并以这些静态参数为依据,计算材料的平均波速和波透射系数。接着,应用全位移场有限元方法,动态分析模型的波速和波透射系数,比较静态和动态的仿真结果,研究表明当梯度指数在一定范围内时,由准静态方法计算的动态参数与动态分析结果之间的误差不超过5%。最后,为进一步验证应用准静态方法预测梯度材料波动特性的适用条件,设计3种梯度蜂窝材料模型,采用准静态和动态2种方法,分别计算弹性波沿不同方向传播的波速。
2016年16期 v.11 1855-1863页 [查看摘要][在线阅读][下载 812K] [下载次数：160 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 李攀登;王晓明;梅玉林;
以功能梯度蜂窝结构为对象,研究梯度指数的变化对准静态分析方法适用范围的影响。首先,从单胞结构尺寸和材料构成两方面考虑,探讨构造材料宏观属性的梯度变化方法,建立功能梯度蜂窝材料计算模型。然后,运用渐近均匀化方法,计算模型的宏观等效力学参数,并以这些静态参数为依据,计算材料的平均波速和波透射系数。接着,应用全位移场有限元方法,动态分析模型的波速和波透射系数,比较静态和动态的仿真结果,研究表明当梯度指数在一定范围内时,由准静态方法计算的动态参数与动态分析结果之间的误差不超过5%。最后,为进一步验证应用准静态方法预测梯度材料波动特性的适用条件,设计3种梯度蜂窝材料模型,采用准静态和动态2种方法,分别计算弹性波沿不同方向传播的波速。
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焊接接头过渡区的复杂成分分布和材料性能梯度都会改变裂尖的力学状态,进而影响接头的应力腐蚀开裂行为。为了对镍基合金焊接过渡区的应力腐蚀裂纹扩展行为进行准确预测,利用ABAQUS软件对不同扩展初始角裂纹尖端的应力应变及扩展驱动力进行了分析,研究结果表明:裂纹扩展到达熔合线边界后会停止扩展;若扩展驱动力足够大,裂纹会发生偏折,转为沿熔合线边界在镍基合金焊缝内扩展;有限元分析的结果与实验结果一致。
2016年16期 v.11 1864-1866+1871页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K] [下载次数：116 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 赵凌燕;崔英浩;薛河;杨宏亮;
焊接接头过渡区的复杂成分分布和材料性能梯度都会改变裂尖的力学状态,进而影响接头的应力腐蚀开裂行为。为了对镍基合金焊接过渡区的应力腐蚀裂纹扩展行为进行准确预测,利用ABAQUS软件对不同扩展初始角裂纹尖端的应力应变及扩展驱动力进行了分析,研究结果表明:裂纹扩展到达熔合线边界后会停止扩展;若扩展驱动力足够大,裂纹会发生偏折,转为沿熔合线边界在镍基合金焊缝内扩展;有限元分析的结果与实验结果一致。
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对生物可降解Mg-1.5Zn-0.6Zr-0.2Sc合金进行挤压变形处理,研究了挤压变形对合金的组织、表面润湿性和血液相容性的影响。显微组织分析表明,合金经挤压变形可以明显细化Mg-1.5Zn-0.6Zr-0.2Sc合金的显微组织。润湿性研究表明,铸态Mg-1.5Zn-0.6Zr-0.2Sc合金经挤压变形后,合金与水的接触角减小,吸附能升高,挤压变形有利于细胞粘附在合金表面。溶血率和体外动态凝血时间测试表明,挤压变形可以提高Mg-1.5Zn-0.6Zr-0.2Sc合金的血液相容性。
2016年16期 v.11 1867-1871页 [查看摘要][在线阅读][下载 263K] [下载次数：125 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 李涛;何勇;王西涛;
对生物可降解Mg-1.5Zn-0.6Zr-0.2Sc合金进行挤压变形处理,研究了挤压变形对合金的组织、表面润湿性和血液相容性的影响。显微组织分析表明,合金经挤压变形可以明显细化Mg-1.5Zn-0.6Zr-0.2Sc合金的显微组织。润湿性研究表明,铸态Mg-1.5Zn-0.6Zr-0.2Sc合金经挤压变形后,合金与水的接触角减小,吸附能升高,挤压变形有利于细胞粘附在合金表面。溶血率和体外动态凝血时间测试表明,挤压变形可以提高Mg-1.5Zn-0.6Zr-0.2Sc合金的血液相容性。
2016年16期 v.11 1867-1871页 [查看摘要][在线阅读][下载 263K] [下载次数：125 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 臧充光;张玉龙;朱祥东;焦清介;
为改善碳纳米管的介电与磁性能,采用化学镀方法在其表面进行镀镍。通过对化学镀镍多壁碳纳米管(MWCNTS)进行SEM、EDX、XRD等表征,分析了镀镍碳纳米管的微观形貌、镀层成分和镀层结构。并以环氧树脂(EP)作为基体,分别添加镀镍的Ni-MWCNT与原始MWCNTS制备了Ni-MWCNTs/EP和MWCNTs/EP复合材料,测量了复合材料的体电阻率、介电常数、矫顽力、磁化强度、磁导率和反射损耗。结果表明,采用化学镀的方法在碳纳米管表面镀上了1层均匀的磁性金属镍,镀镍的Ni-MWCNTs环氧树脂在渗滤阈值后体积电阻率优于原始MWCNTs/EP复合材料;镀镍碳纳米管复合材料的介电常数和磁导率等磁性能增大,证明其具有较好的铁磁性,表明对电磁波能量的储存和损耗能力都得到提高;制备的Ni-MWCNTs/EP复合吸波涂层与原始MWCNTs/EP相比,吸波性能明显提高,在接近1.2GHz时的反射损耗可达-37dB,吸波性能高出35dB左右,并且在1.5GHz以下的低频测试频段,镀镍的Ni-MWCNTs/EP的反射损耗均优于原始MWCNTs/EP复合材料。NiMWCNTs/EP的导电性、介电性能、磁性、吸波性都有所提高,有效地拓宽了吸波频带,有助于增强低频电磁波的吸波效果。
2016年16期 v.11 1872-1877+1891页 [查看摘要][在线阅读][下载 345K] [下载次数：529 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：19 ] |[阅读次数：0 ] - 臧充光;张玉龙;朱祥东;焦清介;
为改善碳纳米管的介电与磁性能,采用化学镀方法在其表面进行镀镍。通过对化学镀镍多壁碳纳米管(MWCNTS)进行SEM、EDX、XRD等表征,分析了镀镍碳纳米管的微观形貌、镀层成分和镀层结构。并以环氧树脂(EP)作为基体,分别添加镀镍的Ni-MWCNT与原始MWCNTS制备了Ni-MWCNTs/EP和MWCNTs/EP复合材料,测量了复合材料的体电阻率、介电常数、矫顽力、磁化强度、磁导率和反射损耗。结果表明,采用化学镀的方法在碳纳米管表面镀上了1层均匀的磁性金属镍,镀镍的Ni-MWCNTs环氧树脂在渗滤阈值后体积电阻率优于原始MWCNTs/EP复合材料;镀镍碳纳米管复合材料的介电常数和磁导率等磁性能增大,证明其具有较好的铁磁性,表明对电磁波能量的储存和损耗能力都得到提高;制备的Ni-MWCNTs/EP复合吸波涂层与原始MWCNTs/EP相比,吸波性能明显提高,在接近1.2GHz时的反射损耗可达-37dB,吸波性能高出35dB左右,并且在1.5GHz以下的低频测试频段,镀镍的Ni-MWCNTs/EP的反射损耗均优于原始MWCNTs/EP复合材料。NiMWCNTs/EP的导电性、介电性能、磁性、吸波性都有所提高,有效地拓宽了吸波频带,有助于增强低频电磁波的吸波效果。
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在控制温度(分别为90、100和110℃)和外力(分别为325、375和425N)的条件下进行蠕变实验,研究聚丙烯(PP)在不同温度和外力条件下发生蠕变失效时其多尺度微观结构的演变规律。结果表明,PP蠕变失效时,内部微观结构会发生复杂的变化,且微观结构的变化趋势具有应变依赖性,而与温度和外力无明显关系。当应变值小于临界失效应变值(εcr),即ε<17%时,随着应变的增加,自由体积孔洞尺寸增大,而小晶块堆砌系数、结晶度和取向度均无明显变化;当应变值大于εcr,即ε>17%时,结晶度先减小、后增大,取向度增加,晶区堆砌松散,自由体积孔洞尺寸减小。温度和外力只影响PP材料临界失效现象出现的时间,而不会影响εcr的大小。
2016年16期 v.11 1878-1881+1885页 [查看摘要][在线阅读][下载 1587K] [下载次数：266 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 熊健;张琼文;朱敬军;廖霞;安竹;李光宪;
在控制温度(分别为90、100和110℃)和外力(分别为325、375和425N)的条件下进行蠕变实验,研究聚丙烯(PP)在不同温度和外力条件下发生蠕变失效时其多尺度微观结构的演变规律。结果表明,PP蠕变失效时,内部微观结构会发生复杂的变化,且微观结构的变化趋势具有应变依赖性,而与温度和外力无明显关系。当应变值小于临界失效应变值(εcr),即ε<17%时,随着应变的增加,自由体积孔洞尺寸增大,而小晶块堆砌系数、结晶度和取向度均无明显变化;当应变值大于εcr,即ε>17%时,结晶度先减小、后增大,取向度增加,晶区堆砌松散,自由体积孔洞尺寸减小。温度和外力只影响PP材料临界失效现象出现的时间,而不会影响εcr的大小。
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为以后高效地研制高端的宇航电子级浸渍树脂,开展了进口云母电容器结构分析及其所使用的材料化学结构分析。首先采用扫描电镜研究了进口高压云母电容器的结构。然后采用常用的化学成分分析方法测定了真空浸渍树脂材料的主要元素组成。通过综合分析元素组成和热稳定性研究,最终确定了真空浸渍树脂的主要化学组成。本项研究对于未来中国自主研发特种宇航级云母电容器及其材料具有十分重要的指导意义。
2016年16期 v.11 1882-1885页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K] [下载次数：114 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 高鸿;李辽辽;邢焰;王冬;
为以后高效地研制高端的宇航电子级浸渍树脂,开展了进口云母电容器结构分析及其所使用的材料化学结构分析。首先采用扫描电镜研究了进口高压云母电容器的结构。然后采用常用的化学成分分析方法测定了真空浸渍树脂材料的主要元素组成。通过综合分析元素组成和热稳定性研究,最终确定了真空浸渍树脂的主要化学组成。本项研究对于未来中国自主研发特种宇航级云母电容器及其材料具有十分重要的指导意义。
2016年16期 v.11 1882-1885页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K] [下载次数：114 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 陈思泉;张伟;王昊;李艳辉;
分别采用单辊甩带法和铜模铸造法制备了Al基Al-(Ni,Co)-(Er,Gd)合金的带状和楔形样品。利用X射线衍射法和金相法检测了合金的组织、结构;利用差示扫描量热仪、差示热分析仪以及热机械分析仪对合金的热性能进行评价。结果表明,添加适量Co和Gd元素能增大Al-Ni-Er非晶合金过冷液体的热稳定性和玻璃形成能力,其中Al85Ni5Co2Er6Gd2合金的过冷液相区间、非晶态形成的临界厚度以及过冷液相区最低黏度系数分别达到35K、340μm和0.13GPa·s。通过研究非晶合金的晶化行为发现,添加Co和Gd元素可使Al-Ni-Er非晶合金的初始晶化相由α-Al单相变为α-Al+Al3Er 2相,并且增大了合金的晶化表观激活能,以此定性地说明了其提高合金过冷液体热稳定性的原因。
2016年16期 v.11 1886-1891页 [查看摘要][在线阅读][下载 367K] [下载次数：110 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 陈思泉;张伟;王昊;李艳辉;
分别采用单辊甩带法和铜模铸造法制备了Al基Al-(Ni,Co)-(Er,Gd)合金的带状和楔形样品。利用X射线衍射法和金相法检测了合金的组织、结构;利用差示扫描量热仪、差示热分析仪以及热机械分析仪对合金的热性能进行评价。结果表明,添加适量Co和Gd元素能增大Al-Ni-Er非晶合金过冷液体的热稳定性和玻璃形成能力,其中Al85Ni5Co2Er6Gd2合金的过冷液相区间、非晶态形成的临界厚度以及过冷液相区最低黏度系数分别达到35K、340μm和0.13GPa·s。通过研究非晶合金的晶化行为发现,添加Co和Gd元素可使Al-Ni-Er非晶合金的初始晶化相由α-Al单相变为α-Al+Al3Er 2相,并且增大了合金的晶化表观激活能,以此定性地说明了其提高合金过冷液体热稳定性的原因。
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以BOC-L-苯丙氨酸为主要原料合成1种水性凝胶因子3-{[(2S)-2-(十八酰胺基)-3-苯丙基]酰胺基}丁酸四乙基胺盐(GL-PhD)。该凝胶因子能在水中自组装生成超分子水凝胶(记为GLPS超分子水凝胶)。利用微流控技术制备了GLPS超分子凝胶载药微球(模型药物为盐酸环丙沙星),研究了该微球的尺寸、凝胶因子浓度、环境pH值和温度对其释药行为产生的影响。实验结果表明,该超分子水凝胶微球可以通过扩散作用将小分子药物释放到外部环境中,释放率较高、释放时间较长,可达到控释的目的。
2016年16期 v.11 1892-1896页 [查看摘要][在线阅读][下载 246K] [下载次数：608 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 李鹏程;胡旺辉;张丽;陈万煜;
以BOC-L-苯丙氨酸为主要原料合成1种水性凝胶因子3-{[(2S)-2-(十八酰胺基)-3-苯丙基]酰胺基}丁酸四乙基胺盐(GL-PhD)。该凝胶因子能在水中自组装生成超分子水凝胶(记为GLPS超分子水凝胶)。利用微流控技术制备了GLPS超分子凝胶载药微球(模型药物为盐酸环丙沙星),研究了该微球的尺寸、凝胶因子浓度、环境pH值和温度对其释药行为产生的影响。实验结果表明,该超分子水凝胶微球可以通过扩散作用将小分子药物释放到外部环境中,释放率较高、释放时间较长,可达到控释的目的。
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为解决油气井中较高含量的CO_2给油井水泥环带来的严重腐蚀问题,试验研究了1种耐CO_2腐蚀复合材料(磷铝酸盐(硅酸盐复合水泥石)。通过对磷铝酸盐(硅酸盐复合水泥石在CO_2腐蚀前后水泥石抗压强度、孔隙率、渗透率等性能和结构的变化评价这种水泥石的耐腐蚀性能。同时,利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)等分析水泥石腐蚀前后微观结构和物相的变化,探讨复合水泥石耐腐蚀的机理。室内研究表明,CO_2分压为7 MPa,总压力为10MPa,温度为90℃条件下腐蚀3、7、14、28d后这种复合水泥石的抗压强度比腐蚀相同时间的硅酸盐水泥石高;且孔隙率和渗透率比硅酸盐水泥石低。在试验加量范围内(5%、10%、15%、20%),磷铝酸盐水泥加量为15%时复合水泥石腐蚀后各项性能最好。腐蚀28d后含15%磷铝酸盐复合水泥石的强度为22 MPa,比硅酸盐水泥石高46%,孔隙率、渗透率为21%和0.012 8mD,分别比硅酸盐水泥石低40%和18%。
2016年16期 v.11 1897-1901+1906页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K] [下载次数：341 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 程小伟;龙丹;王升正;李早元;郭小阳;
为解决油气井中较高含量的CO_2给油井水泥环带来的严重腐蚀问题,试验研究了1种耐CO_2腐蚀复合材料(磷铝酸盐(硅酸盐复合水泥石)。通过对磷铝酸盐(硅酸盐复合水泥石在CO_2腐蚀前后水泥石抗压强度、孔隙率、渗透率等性能和结构的变化评价这种水泥石的耐腐蚀性能。同时,利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)等分析水泥石腐蚀前后微观结构和物相的变化,探讨复合水泥石耐腐蚀的机理。室内研究表明,CO_2分压为7 MPa,总压力为10MPa,温度为90℃条件下腐蚀3、7、14、28d后这种复合水泥石的抗压强度比腐蚀相同时间的硅酸盐水泥石高;且孔隙率和渗透率比硅酸盐水泥石低。在试验加量范围内(5%、10%、15%、20%),磷铝酸盐水泥加量为15%时复合水泥石腐蚀后各项性能最好。腐蚀28d后含15%磷铝酸盐复合水泥石的强度为22 MPa,比硅酸盐水泥石高46%,孔隙率、渗透率为21%和0.012 8mD,分别比硅酸盐水泥石低40%和18%。
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采用TS-1前驱体作为硅源和钛源,以十二胺为结构导向剂,在室温条件下合成了含微孔结构单元的纯介孔分子筛TiHMS-1。采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)、傅里叶变换红外光谱(Fourier translation infrared spectrum,FT-IR)和紫外-可见(ultraviolet visible,UV-vis)等表征手段对合成的分子筛进行了表征。结果表明,所合成的Ti-HMS-1为纯介孔分子筛,钛原子全部进入了分子筛骨架,不存在骨架外钛;水热稳定性测试表明,将微孔结构单元引入介孔孔壁提高了其水热稳定性;首次采用Ti-HMS-1分子筛为催化剂,催化苯酚与碳酸二甲酯(dimethyl carbonate,DMC)合成碳酸二苯酯的反应,产物甲基苯基碳酸酯(methyl phenyl carbonate,MPC)和碳酸二苯酯(diphenyl carbonate,DPC)总选择性可达99.3%,此时苯酚的转化率为3.1%。
2016年16期 v.11 1902-1906页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K] [下载次数：179 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 梁鹏;郑少辉;王晓东;黄伟;
采用TS-1前驱体作为硅源和钛源,以十二胺为结构导向剂,在室温条件下合成了含微孔结构单元的纯介孔分子筛TiHMS-1。采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)、傅里叶变换红外光谱(Fourier translation infrared spectrum,FT-IR)和紫外-可见(ultraviolet visible,UV-vis)等表征手段对合成的分子筛进行了表征。结果表明,所合成的Ti-HMS-1为纯介孔分子筛,钛原子全部进入了分子筛骨架,不存在骨架外钛;水热稳定性测试表明,将微孔结构单元引入介孔孔壁提高了其水热稳定性;首次采用Ti-HMS-1分子筛为催化剂,催化苯酚与碳酸二甲酯(dimethyl carbonate,DMC)合成碳酸二苯酯的反应,产物甲基苯基碳酸酯(methyl phenyl carbonate,MPC)和碳酸二苯酯(diphenyl carbonate,DPC)总选择性可达99.3%,此时苯酚的转化率为3.1%。
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为了改善水性紫外光(UV)涂料的力学性能和光泽度,通过在水性UV涂料中添加改性剂滑石粉,制备了在木质材料表面应用的水性UV涂料。水性UV涂料中含有质量分数为1.0%SiO2时,控制滑石粉质量分数为3.0%~4.0%,涂覆木质地板表面后,在40℃烘箱中干燥10min,并用UV灯辐射1min,水性UV涂层具有良好的硬度、附着力和抗冲击强度。当滑石粉质量分数高于4.0%时,水性UV固化涂层的力学性能反而下降。光泽度结果表明,随着改性剂滑石粉质量分数的不断增加,木质材料表面水性UV涂层的光泽度不断下降。当水性UV涂料中改性剂滑石粉的质量分数大于2.0%时,固化后涂层具有亚光。SiO2与滑石粉同时存在时,水性UV涂层的力学性能比滑石粉单独存在时的力学性能更好。
2016年16期 v.11 1907-1911页 [查看摘要][在线阅读][下载 222K] [下载次数：121 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 闫小星;蔡云婷;吴燕;熊国兵;
为了改善水性紫外光(UV)涂料的力学性能和光泽度,通过在水性UV涂料中添加改性剂滑石粉,制备了在木质材料表面应用的水性UV涂料。水性UV涂料中含有质量分数为1.0%SiO2时,控制滑石粉质量分数为3.0%~4.0%,涂覆木质地板表面后,在40℃烘箱中干燥10min,并用UV灯辐射1min,水性UV涂层具有良好的硬度、附着力和抗冲击强度。当滑石粉质量分数高于4.0%时,水性UV固化涂层的力学性能反而下降。光泽度结果表明,随着改性剂滑石粉质量分数的不断增加,木质材料表面水性UV涂层的光泽度不断下降。当水性UV涂料中改性剂滑石粉的质量分数大于2.0%时,固化后涂层具有亚光。SiO2与滑石粉同时存在时,水性UV涂层的力学性能比滑石粉单独存在时的力学性能更好。
2016年16期 v.11 1907-1911页 [查看摘要][在线阅读][下载 222K] [下载次数：121 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 马庶;陈永平;高照;廖建和;
将硅酸钠溶液加入天然胶乳中,匀速通入二氧化碳气体,使硅酸钠在天然胶乳中原位生成白炭黑纳米粒子,制备纳米白炭黑/天然橡胶(natural rubber,NR)复合材料。通过扫描电镜观察白炭黑的粒径以及在橡胶中分散情况,并考察了原位生成纳米白炭黑含量对天然橡胶硫化特性、力学性能、玻璃化转变温度以及Payne效应的影响。试验表明,随着白炭黑份数的增加,白炭黑的尺寸均达到纳米尺度,而且在NR基体中的分散比较均匀,只有达到60phr以上时才发现有一定程度的团聚现象。填充白炭黑后,复合材料的力学性能有明显提高,当原位生成的白炭黑理论值达60phr左右时,NR/白炭黑硫化胶具有较好的物理机械性能。白炭黑生成量对NR复合材料的Tg和硫化特性影响较小,即使原位生成的白炭黑填充量高达75phr,也没有出现大规模填料网络,并未出现显著的Payne效应。
2016年16期 v.11 1912-1916页 [查看摘要][在线阅读][下载 304K] [下载次数：123 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 马庶;陈永平;高照;廖建和;
将硅酸钠溶液加入天然胶乳中,匀速通入二氧化碳气体,使硅酸钠在天然胶乳中原位生成白炭黑纳米粒子,制备纳米白炭黑/天然橡胶(natural rubber,NR)复合材料。通过扫描电镜观察白炭黑的粒径以及在橡胶中分散情况,并考察了原位生成纳米白炭黑含量对天然橡胶硫化特性、力学性能、玻璃化转变温度以及Payne效应的影响。试验表明,随着白炭黑份数的增加,白炭黑的尺寸均达到纳米尺度,而且在NR基体中的分散比较均匀,只有达到60phr以上时才发现有一定程度的团聚现象。填充白炭黑后,复合材料的力学性能有明显提高,当原位生成的白炭黑理论值达60phr左右时,NR/白炭黑硫化胶具有较好的物理机械性能。白炭黑生成量对NR复合材料的Tg和硫化特性影响较小,即使原位生成的白炭黑填充量高达75phr,也没有出现大规模填料网络,并未出现显著的Payne效应。
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