超声振动对玻纤增强聚丙烯复合材料注射成型特性的影响

为了研究超声振动对纤维增强复合材料注射成型特性的影响,利用自行开发的超声辅助可视化注射成型实验装置对不同玻纤(GF)含量的GF增强聚丙烯(PP)复合材料进行了超声外场作用下的可视化实验,观测分析了超声功率对复合熔体充填流动行为的影响。此外,通过对试样不同部位的金相观察,分析了超声功率对复合材料纤维取向的影响。结果表明:超声功率会对复合材料注射成型的充填流动行为及制品的纤维取向产生影响,而复合材料纤维含量对超声振动的效果也有直接影响。在纤维含量较低时,超声振动对基体材料微观形态的作用为影响复合材料充填流动性及纤维取向的主因;在纤维含量较高时,超声振动对纤维的作用为影响复合材料充填流动性及纤维取向的主因。研究结果为复合材料超声辅助成型技术的发展提供了依据。     

M袋自动挂面充填装置的结构设计

目的为解决包装规格为1～2kg/袋的M袋挂面自动充填滞留残余、不畅等问题,设计一种用于挂面的自动充填装置。方法针对M型包装袋的特点,基于挂面充填装置的工作原理分析和技术要求,采用模块化、集成化设计方法及与现有设备的优化组合,对挂面充填装置进行结构设计,使挂面在充填的过程中可以顺利入袋,提高包装效率;用SolidWorks软件对挂面充填装置进行三维建模,并进行虚拟装配,根据三维虚拟样机及加工物理样机试验验证结构设计的合理性。结果包装规格为500,1000,150,2000 g/袋的挂面充填成功率分别为95%,90%,90%,80%。结论所设计的新型挂面充填装置结构合理,可以实现挂面的顺利落袋,为回转给袋式自动挂面包装机关键装置设计提供一定的参考。     

振动场作用下聚合物熔体在异型材挤出口模内的充填流动分析

利用ANSYS软件对受口模入口处周期性振动的压力驱动的非牛顿幂律聚合物熔体在“L”形异型材挤出口模内的充填流动进行了三维等温数值模拟,求得了压力和速度随时间和沿路径的变化曲线,并因此总结出了振动参数对充填流动的影响规律.结果表明,速度和压力的振动均沿挤出方向逐渐衰减,入口压力的低频高幅振动有利于充填过程的稳定.     

充填采矿环境下爆破振动效应预测与控制

充填采矿环境下的生产爆破,将对充填体、巷道和顶板产生爆破振动效应等不利影响.基于爆破振动预测的经验公式和装药水平理论,综合采用质点振动速度(PPV)和振动频率双重指标,提出了在充填采矿环境下的各种采矿构筑物的强度判据,预测了在充填采矿环境下的爆破振动效应,确定了正常生产爆破时单段炸药的折减系数和控制药量.建议在回采矿柱时,在临近充填体边上采用预裂缝降振技术,以及加强爆破管理,可以实现矿山的安全生产.     

空气轴承振动激励器在比较法振动计量中的应用

通过客户对振动计量的需求分析以及振动计量的现状比较,提出了比较法振动计量需改进的方向,并比较了三种不同结构的振动激励器的性能以及适合的应用领域,通过工作原理分析了它们的各自的优势和劣势。提出了一种以空气轴承振动激励器为基础的中频振动标准装置的技术更新方案,可作为计量技术单位新建和改造中频振动标准装置时的技术参考。     

角振动校准装置激励源的现状与发展

针对惯性器件性能评价的需求,说明了研究角振动校准装置的必要性。根据现有角振动校准装置的构成,详细分析和总结了各种角振动激励源的工作原理、特点和不足,列举了国内外部分典型系统的主要性能参数;介绍了标准角振动测量系统的主要实现方法。根据角振动校准装置激励源的相关研究现状,分析、探讨了其今后的若干发展趋势;所得出的展望和结论可供该领域研究人员作为参考和借鉴。     

卫星控制力矩陀螺微振动抑制装置的动力学建模与实验研究

为了隔离卫星主要振源控制力矩陀螺的微振动,给航天器有效载荷提供超静工作环境,基于松弛型阻尼器,设计了控制力矩陀螺六自由度微振动抑制装置,完成了隔振平台的动力学建模和实验研究。使用牛顿-欧拉法建立了微振动抑制装置的动力学模型,分析了微振动抑制装置在基础激励下的频域特性和隔振系统的耦合特性;搭建了微振动抑制装置实验平台,并且进行了垂向隔振实验,给出了激励幅值对隔振系统隔振性能影响的实验研究。结果表明,实验和理论结果吻合,采取的松弛型阻尼器,能够使隔振系统在共振频率附近放大不超过10 dB,并在控制力矩陀螺主频振动处减振效果超过30 dB,微振动抑制装置可以有效隔离控制力矩陀螺在轨运行期间产生的微振动。     

爆破地震波穿越不同介质结构面的衰减效应

为探索爆破地震波穿越不同充填介质结构面的振动速度、频率和能量分布的衰减规律,采用混凝土边坡相似模型进行爆破振动试验。通过分析爆破地震波的峰值振动速度、边际能量谱和各频带能量百分比,获得了爆破地震波穿越无结构面与结构面充填泥、细沙、水和空气的衰减规律。结果表明:当充填介质波阻抗越小,地震波的峰值能量和峰值振动速度衰减越快,频率上表现出高频滤波作用越强,在频带间能量分布变窄,主频带有往低频带0～20 Hz聚集的趋势;值得注意的是,当水作为充填介质时,不仅水的波阻抗会影响地震波的衰减,而且水的微压缩连续性也会使峰值能量和峰值振动速度衰减更慢,能量在频带间分布更广,水的流动性则会造成爆破地震波的主频带在各传播方向上分布不一。在相同充填介质条件下,随着结构面倾角增大,峰值振动速度在各传播方向上均减小。     

爆破地震波穿越不同介质结构面的衰减效应

为探索爆破地震波穿越不同充填介质结构面的振动速度、频率和能量分布的衰减规律,采用混凝土边坡相似模型进行爆破振动试验。通过分析爆破地震波的峰值振动速度、边际能量谱和各频带能量百分比,获得了爆破地震波穿越无结构面与结构面充填泥、细沙、水和空气的衰减规律。结果表明:当充填介质波阻抗越小,地震波的峰值能量和峰值振动速度衰减越快,频率上表现出高频滤波作用越强,在频带间能量分布变窄,主频带有往低频带0~20 Hz聚集的趋势;值得注意的是,当水作为充填介质时,不仅水的波阻抗会影响地震波的衰减,而且水的微压缩连续性也会使峰值能量和峰值振动速度衰减更慢,能量在频带间分布更广,水的流动性则会造成爆破地震波的主频带在各传播方向上分布不一。在相同充填介质条件下,随着结构面倾角增大,峰值振动速度在各传播方向上均减小。     

一种具有多工具头的超声换能振动系统

研究了一种新的超声波振动打孔系统.该系统由超声换能器、变幅杆、弯曲振动棒以及多工具头组成.与传统的单工具头超声波打孔装置相比.多工具头打孔装置具有工作效率高、换能器发热小等优点.文中给出了振动系统各部分的频率设计公式以及整体共振频率的计算公式.实验表明,振动系统各部分共振频率的设计值与测量值基本符合.多工具头超声振动系统的实用工作性能比较理想.     

基于RBF神经网络的灌装机控制系统设计

目的 针对传统液体灌装机灌装定量控制方法存在控制稳定性不高、控制精度较差等问题,引入RBF神经网络对液体灌装机高精度灌装定量控制.方法 构建液体灌装机伺服驱动计量缸传递函数,结合空间扰动性融合方法实现液体灌装机高精度灌装扰动特征解析;采用参数自适应辨识方法进行液体灌装机高精度灌装的定量分析;通过B样条曲线拟合方法对液体灌装机灌装拟合控制;通过自适应参数调节,构建RBF神经网络模型,实现液体灌装机高精度灌装定量控制的优化设计.结果 仿真结果表明,所提方法的液体灌装定量控制稳定性较好,灌装机灌装定量控制效果较好.结论 文中方法提高了液体灌装机高精度灌装的定量控制能力.     

Injectability evaluation of tricalcium phosphate bone cement

Calcium phosphate cements are biomaterials made from a mixture of calcium phosphate powder in aqueous solutions that forms a paste that reacts at the body temperature and hardens as a result of precipitation reactions. These cements are commonly used in dentistry and orthopedic bone filling surgeries, which require extremely invasive procedures. The challenge consists in formulating an injectable paste by additives incorporation. In this work, three different additives (carboxymethylcellulose, agar polymer and sodium alginate) were incorporated to tricalcium phosphate, in concentrations of 0.4, 0.8, 1.6, 3.2 and 6.4 wt.%. Injectability was evaluated through a new method developed for this purpose. Results showed that it was possible to obtain injectable compositions of α-tricalcium phosphate cement. It was verified that the injectability depends on the rheological behavior of the pastes and injection time. In this study, pastes with viscosity suitable for good homogenization and injection were obtained.     

Injectable percutaneous bone biomaterials: an experimental study in a rabbit model

New percutaneous filling techniques are beginning to be used in bone tumour pathology, because they are less aggressive than surgery. The purpose of this study was to test percutaneous injectable bone biomaterials with a reproducible model. A closed cancellous bone defect was created in the distal femoral extremities of 34 rabbits. Filling was done by a percutaneous injection made on the medial side, after the defect had been hollowed by a lateral approach. Three situations were tested: unfilled, filled with orthopaedic cement, filled with a soft collagen-hydroxyapatite material. Three time intervals (2,4 and 8 weeks) were tested for the three situations. For the mixed hydroxyapatite-collagen material, each component was tested separately: the injectable collagen, and the hydroxyapatite powder. The quality of the defect was assessed by the variations of the defect area on sagittal sections. Bone formation in the defect was quantified for each group and time interval. A bone defect of reproducible size was obtained. Evolution of bone formation was different in each group. An unfilled defect was never completely filled by bone and the defect bone formation rate stayed between 9.9% and 15.1% without any statistical difference between the time intervals. The percutaneous injection of orthopaedic cement, which was progressive, was less complete than an opened surgical filling and explained a frequent low peripheral bone formation. A lower bone formation rate was observed in all the filled groups (orthopaedic cement, hydroxyapatite-collagen, hydroxyapatite and collagen) than in the control unfilled group. This study showed the use of bone biomaterials by an injectable percutaneous method, and a model to evaluate these materials is proposed.     

Aspects of the Lubrication Requirements for an Automatic Capsule Filling Machine

Aspects of the lubrication requirements for an automatic capsule filling machine, instrumented to monitor compression and ejection forces, were studied under various filling conditions. Three common capsule fillers (compressible starch, micro-crystalline cellulose, and anhydrous lactose) were filled into No. 1 gelatin capsules. Two main sets of runs were made. The first set was designed to study the influence of powder bed height, piston height and compression force on the ejection forces generated during the filling process. The second set was aimed at comparing lubricant type and levels. It was shown that the ejection force is increased by increasing the powder bed height, piston height and compression force. Compressible starch and micro-crystalline cellulose required relatively low levels of magnesium stearate as compared to anhydrous lactose. The performance of stearic acid and especially magnesium lauryl sulfate compared favorably with magnesium stearate in compressible starch.     

螺旋瓦楞横切机振动分析

目的分析螺旋瓦楞横切机剪裁瓦楞纸板产生的机械振动,并通过减振减小上、下刀轴振动响应,使其达到生产所需剪裁精度要求。方法对螺旋瓦楞横切机进行了动力学建模,通过数学解析和Ansys仿真软件分别进行振动分析。结果将解析结果与Ansys仿真结果进行对比,分析得到所建立的振动模型是正确的,通过分析横切机系统振动特性参数,提出降低振动响应方法,即采用碳纤维材料使上、下刀轴振动响应控制在0.07 mm范围内,使其达到横切机剪裁精度要求。结论建立的动力学数学解析模型和Ansys仿真对研究横切机振动特性,降低振动响应,改善横切机剪裁质量是有效的。     

基于有限元的异步电机电磁振动分析

电机的电磁振动是电机电磁场与机械结构耦合的结果,要研究电机的电磁振动,需要将电机的电磁场和结构振动分析结合起来。通过有限元软件,采用一种弱磁-固耦合的方法,对异步电机的电磁振动特性进行分析。首先利用ANSOFT有限元软件建立异步电机的二维有限元模型,计算电机的瞬态电磁场,得到电机在给定转速稳态运行状态下的磁场分布和作用在定子上时变的电磁力;其次用ANSYS有限元软件建立异步电机结构的三维有限元模型,将ANSOFT软件得到的时变电磁力进行频谱分析并校正,然后施加到电机上,计算出电机结构的电磁振动响应。基于对电机电磁振动特性的分析,可以对电机的电磁参数和结构进行改进和优化设计,以降低电机的电磁振动     

基于Matlab的切纸机小波除噪隔振研究

建立了切纸机刀床的力学模型,分析了主动隔振的原理及特点,利用试验测试法和试验模态分析法确定刀床的固有频率和阻尼比.根据隔振原理以及系统的各个固有参数确定隔振器的类型、参数、材料和结构,通过振动测试的方法,对振动切纸机的隔振效果进行检测.结果表明,设计的隔振装置能有效地阻止刀床的振动沿拉杆向机架传递,隔振效果明显.     

开槽填充黏弹性材料对圆锯片振动的影响分析

为了揭示开槽填充黏弹性材料对锯片振动特性的影响规律,分别对无槽及开槽填充材料两种锯片模型的阻尼以及动态响应特性进行比较研究.首先,基于模态应变能法计算锯片模态阻尼比,利用Rayleigh阻尼表征模型结构阻尼,获得2种锯片模型的模态阻尼常数;然后,建立锯片有限元瞬态动力学分析模型,得出2种锯片模型的振动响应及衰减历程曲线,分析开槽填充材料对锯片振动的影响;最后,针对2种锯片进行试验模态分析,获得振动响应曲线,对比数值分析结果与试验数据曲线,两者吻合良好,证明了有限元数值分析的可靠性.结果表明:在相同的动力学条件下,开槽填充材料会显著降低锯片上质点的振动速度,缩短锯片振动的衰减历程.研究结果为开槽低噪声锯片的结构创新设计与开发提供了有效的理论依据.     

双质体振动磨动力学建模及参数优化

针对多自由度振动磨系统建模困难以及动力学参数优化设计的需要,根据拉格朗日方程建立双质体振动磨6自由度动力学方程,利用数值分析方法分析了系统的动力学响应,并通过振动测试试验验证了模型的有效性。在振动微分方程的基础上研究了激振器转速对振动磨动力学特性的影响,仿真结果表明在一定范围内,转速越大,振动强度越大,但振动幅值越小。为了使振动磨产生更好的粉磨效果,对激振参数进行优化分析。利用模态分析获得双质体振动磨的固有频率和振型,分别从振动强度和共振频率两个角度确定系统激振器转速的上下限,得到转速的最佳取值范围。在实验室振动磨样机上进行参数优化后的粉磨试验,实验结果表明,改进后的振动磨机金刚石粉体产品d50达到0.27µm,较之前有所细化,验证了参数优化具有一定的工程效果,为振动磨超微粉碎的动力学设计和产品开发奠定了基础。     

粉状炸药塑膜自动装药机的研制

新研制的装药机以塑膜作为包装材料，通过采用组合螺旋灌装、塑膜连续成型、常温胶带黏合、打卡封口等核心技术及配套机构实现了粉状炸药的塑膜自动包装。包装后的产品具有一定的防水及抗水性能，提高了粉状炸药产品的适用性。此外，装药机的设计采用多单元模块式组合结构，各单元产能叠加后可满足任何生产线能力需求，设备操作通过可编程控制器（PLC）、触摸屏及执行机构等系统控制，装药机各注药头既可独立运行，也可整机联动联控。单台设备配备1名操作员即可。