空中悬浮装置的结构设计

悬浮弹武器系统是一种新型的屏障式武器,可以构筑有效的末段防线.提出一种能够实现空中悬浮的装置,对装置的主要部分进行了方案设计和结构分析计算,并对相关参数进行了优化选择,得出较准确的结果,为悬浮装置的进一步研究奠定了基础.     

基于气压浮动的防碰撞悬浮抛光方法研究

针对已有悬浮抛光装置研磨不平稳从而引起的加工表面质量不高问题,对液动压悬浮抛光方法、声悬浮抛光方法和磨料水射流抛光方法等表面超光滑加工技术进行了分析研究,提出了一种基于气压浮动的防碰撞悬浮抛光方法。根据静压气体润滑原理,建立了防碰撞装置的径向承载力计算模型,通过提高侧向承载力与刚度,同时减小泄气量,使径向承载力可以克服偏心力,从而促使防碰撞装置自动归位;利用Fluent软件建立了防碰撞装置流体仿真计算模型,计算得到了防碰撞装置沿轴向的压力分布情况。研究结果表明:基于气压浮动的防碰撞悬浮基盘抛光方法可以提高表面抛光质量;仿真计算结果和理论计算结果偏差小于6%,防碰撞装置和基盘的偏心率小于0. 2,防碰撞装置具有良好效果。     

关于悬浮污泥过滤技术的设计计算

悬浮污泥过滤技术是一种新颖的高新过滤技术,它由沉降和分离两部分装置组成.其原理是先向沉降装置中加入混凝剂或助凝剂,使污水中各种胶体和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体,然后在分离装置内使絮体和水快速分离,形成悬浮污泥层.文中通过理论分析给出了其沉降装置和分离装置的设计计算公式.     

计算流体力学方法分析一例喷射悬浮血泵的液力、悬浮及溶血特性

左心室辅助装置被用于治疗严重的心力衰竭,目前第三代左心室辅助装置采用液力悬浮或磁力悬浮手段,让转子悬浮在腔室中,从而完全避免机械磨损。然而,磁力悬浮需要主动控制和额外能耗,不利于长时间续航。而液力悬浮轴承间隙很小（通常小于100 μm）,在这一微小间隙中,会产生高切应力和滞流点,从而造成血液损伤。为此设计一种采用新型喷射悬浮手段的血泵。该悬浮手段为被动式,且几乎没有额外的能量损耗。运用流体力学方法分析这一血泵的液力、悬浮和血液相容性能,进行试验验证,并对比新型悬浮血泵和没有喷射流道的参照泵的血液相容性。研究显示,喷射悬浮方式可以在较大的间隙下有效实现转子悬浮,且具有良好的血液相容性,对左心室辅助装置的发展有重要意义。     

汽车自救悬浮装置的研究

针对目前城市内涝给汽车带来的损害,对国内外水陆两用汽车进行了比较,设计了一款汽车自救悬浮装置。当遭遇强降雨时,道路会有大量的积水,如果积水的深度达到汽车的最大涉水深度,红外线传感器会将这个信号传递给微处理器,然后由微处理器进行处理使悬浮装置工作,并发出警报。本装置基于自动和手动两种方式启动汽车自救悬浮装置,目的是使汽车浮在水面,有效地避免了内涝给车主带来的经济损失。     

轴/径向耦合式非接触型压电作动器的研究

提出了一种基于近场声悬浮机理的球转子压电作动器,特别设计了可分别沿轴向和径向辐射超声近场的作动器,其目的是为了实现球转子的稳定、可控悬浮和高速旋转,可将其应用到航空航天的高速电机、球轴承传动或姿态传感领域。该新型压电作动器通过轴向与径向悬浮装置的不同耦合形式来提供超声悬浮力并以非接触的方式驱动球转子,实现对球转子的灵活控制。介绍了轴/径向耦合式非接触型压电作动器的结构和工作原理,通过仿真得到了悬浮装置的声场分布形式,深入分析和阐释了球转子的悬浮和驱动机制,加工了样机,搭建了轴/径向耦合式超声悬浮型压电作动器的特性测试系统,通过非接触式激光位移传感器得到了球转子的悬浮特性,并获得了691.5r/min的转速。     

轴系超声波悬浮支撑技术研究

飞轮转速直接影响到飞轮储能系统的储能效率及工作性能,传统轴承摩擦系数大且极限转速较低,制约了飞轮储能系统的发展及应用,悬浮支撑技术为其理想解决方法。超声波悬浮支撑技术利用超声换能器高频振动能在振动表面与轴之间形成一定的悬浮间隙,有效降低摩擦系数,减小摩擦阻力矩,提高轴的转速。通过设计的实验装置,对轴系超声波悬浮支撑间隙进行测试,当悬浮间隙大于两接触表面粗糙度总和时,轴被悬浮起来,压电换能器驱动信号频率为21.34KHz,驱动电压由100V增加到220V,平均悬浮间隙从12.49μm增加到52.97μm。     

声悬浮无容器处理的实验研究及有限元分析

利用自行研制的单轴式超声悬浮装置,实现密度为7.9g/cm3钢球的稳定悬浮。通过实验研究不同反射面对声场悬浮性能的影响,分析实验过程中小球沿凹球面壁运动的现象。采用有限元方法对声场进行数值计算和模拟。结果表明,数值分析能很好地解释声悬浮中常见的物理现象,对进一步研究声悬浮的稳定性和先进材料的无容器处理技术有一定的借鉴意义。     

基于超声近场作用的悬浮特性分析与试验

超声近场的悬浮现象和动力学机理,提出圆形振子薄板与悬浮物之间的耦合数学模型,给定圆盘在特定弯振模态下的边界条件,推导了基于挤压膜模型的悬浮压力近似解析式.同时为了试验研究超声近场的悬浮特性,在兰杰文振子顶端设计了利于产生超声辐射近场效应的圆盘式装置并试制了样机,通过激励出圆盘的弯曲振动模态诱发出声场辐射力,实现了物体在圆盘表面的近距离悬浮.搭建了基于虚拟仪器平台的测试系统,通过试验获得其悬浮特性参数,分析了悬浮的距离随着重物质量的增大而减少的规律,验证了理论分析结果,为采用近声场来悬浮和实现悬浮力的有效控制奠定了基础.     

微型抗磁悬浮振动能量采集器静平衡研究

研究了基于抗磁悬浮原理的能量采集器的静平衡问题。该能量采集器自上而下由提升永磁体、上热解石墨板、悬浮永磁体、下热解石墨板以及两热解石墨板内侧的线圈组成。通过理论分析发现悬浮永磁体静平衡位置和两个热解石墨板间距有很大关系。利用有限元软件COMSOL Multiphysics TM对悬浮装置进行仿真计算,求得当热解石墨板间距L在时,悬浮永磁体所受合力存在1个零点,悬浮永磁体只有1个平衡位置;当时,悬浮永磁体所受合力有3个零点,分析其势能曲线,发现其中2个零点为其平衡位置。通过实验验证了平衡位置个数随热解石墨板间距变化而变化。分析了实验数据和理论曲线有偏差的原因,进而验证了理论分析的合理性,为能量采集器的设计和优化打下了基础。     

一种针对圆锥体外表面贴装的机械手设计分析与优化

针对圆锥体外表面贴装工作设计了一种串联式机械臂末端机械手。对圆锥体进行空间分析,根据圆锥体几何特征确定贴装技术方案并进行构型设计。完成机械手结构设计,利用拉格朗日法推导动力学方程,利用D-H法对正逆运动学进行求解。利用遗传算法NSGA-Ⅱ对执行器高负载零部件进行结构尺寸优化并对优化前后零部件进行有限元分析对比。通过虚拟样机、样机动态实验结果对比验证设计机械手的可行性,并分析了外界影响因素,最终证明设计的机械手可行并为其后续改进提供了方向。     

基于双边市场理论的云制造平台定价策略

基于双边市场理论,分析了垄断的云制造平台在收取会员费和交易费模式下的最优定价策略,并利用数值仿真分析了两种收费模式下平台最优利润的差异。结果表明:两种模式下的单边最优定价均与缴费方的自网络外部性系数和免费方的交叉网络外部性系数负相关,与免费方用户数量正相关,双边最优定价受各参数影响方向取决于供需方各参数的相对大小;单边定价对象为用户数量相对较多一方,平台两边用户数量相对平衡时,单边最优定价等于双边最优定价,双边定价时的平台最优利润高于单边定价;最优定价策略由平台内交易次数决定,交易次数较多时双边收取交易费模式更优,交易次数较少时双边收取会员费更优,交易次数临界值取决于平台内网络效应和用户数量。     

产品多粒度层次低碳绩效分析方法

为支持产品低碳设计,提出产品多粒度层次低碳绩效分析方法,构建了多粒度层次低碳绩效分析模型。建立了产品碳足迹量化模型,将环境化质量功能配置与TOPSIS相结合来分析产品效用,计算了产品层低碳绩效;基于功能结构映射进行模块单元碳足迹量化与分配,结合零部件配置模型分析模块单元效用,评估与分析模块单元层低碳绩效。探讨了低碳绩效分析在设计改进中的应用。最后,以电冰箱为例,验证了所提出方法的可行性和有效性。     

苎麻增强环氧树脂复合材料的力学性能

分别以苎麻原麻和碱麻为增强体,KH550为偶联剂,制备了苎麻增强环氧树脂复合材料,研究了偶联剂用量和纤维含量对复合材料力学性能的影响,并对拉伸断口进行了观察。结果表明:当纤维的质量分数为50%,偶联剂用量为2%时,原麻/环氧树脂复合材料的力学性能最好,拉伸强度为172.9MPa,弯曲强度达365.4MPa;当纤维的质量分数为50%,偶联剂用量为3%时,碱麻/环氧树脂复合材料具有最好的拉伸性能,拉伸强度为117.3MPa;当纤维的质量分数为40%,偶联剂用量为3%时,碱麻/环氧树脂复合材料具有最好的弯曲性能,弯曲强度达293.2MPa。     

液化石油气站储罐泄漏封堵技术初探

根据液化气站火灾特点 ,提出了防止及改进措施 ,主要针对液化气储罐下部液态泄漏 ,采用水封隔离封堵法 ,同时转移液化石油气 ,解决了及时扑救的措施 ,为遏制火灾事故的进一步扩大 ,防止爆炸事故的发生 ,为液化气储站的抢险工作赢得时间。     

Achieving uniform field emission from carbon nanotube composite cold cathode with different carbon nanotube contents: Effects of conductance and plasma treatment

A carbon nanotube (CNT) composite cold cathode was studied for field emission display application. The CNT composite cold cathode was composed of CNTs and silicon dioxide binder. Field emission from CNT composite cold cathode with different CNT contents was studied. It was found that with increase in CNT contents, the threshold field decreased. The conductance of the composite cathode was measured and with increasing CNT content, there was a critical CNT content where the conductance increased several orders of magnitude. Plasma etching using SF₆ as the etchant was adopted to treat the cathode. Improvement in emission uniformity was achieved. It was also found that after post-treatment the threshold field of the cathode decreased. The morphology of the etched cathode was analyzed and the improvement of uniformity and lowering of the threshold field was attributed to the exposure of CNTs after etching.     

带隔板大直径常压容器的结构分析与实验研究

带隔板大直径常压容器通常用于盛装两种物料，当一侧装满物料，另一侧全空情况下，隔板变形比较大，如果筒体壁厚和隔板厚度较薄时，可能影响该类容器的正常工作。本文通过一个典型的实例，用有限元分析与现场实验相结合的方法进行结构分析与实验研究。     

35CrMo钢表面铁基激光熔覆层的组织和耐磨性能

采用CO2激光熔覆装置将LC3530铁基粉熔覆在35CrMo钢基体表面,研究了熔覆层的显微组织、硬度和耐磨性能,并与基体的进行对比。结果表明:基体组织为回火索氏体,晶粒尺寸在20μm左右,而熔覆层的组织为均匀细小的等轴晶,晶粒尺寸大多在8μm;基体的平均硬度为254.1HV,而熔覆层的平均硬度为640.5HV,且硬度分布更加均匀;在相同试验条件下,熔覆层试样的磨损量仅为基体试样的1/7,磨损系数是基体试样的1/5,且磨损后熔覆层试样的表面粗糙度较磨损前的大幅下降,表明激光熔覆后35CrMo钢的耐磨性能得到显著提高;基体试样的磨损机制为犁削磨损,而熔覆层试样的磨损机制为微观切削,其优异的耐磨性能与含有铁、铬、钼和碳等元素的高硬度合金碳化物的形成有关。     

MEMS硅基环形波动陀螺抗高过载能力测试

针对MEMS硅基陀螺在制导炮弹等高过载环境中的应用,以一种S形弹性梁支撑形式的陀螺结构为研究对象,建立了陀螺结构的冲击动力学方程。利用ANSYS对陀螺结构进行瞬态仿真,仿真结果显示该结构在X、Z方向承受的最大应力分别为232.10 MPa、219.04 MPa,远小于硅材料的极限许用应力(790 MPa)。实验室环境下利用马歇特锤对陀螺结构样品进行高过载试验,冲击幅值为13600 g。试验前后通过共聚焦显微镜观察陀螺结构表面形貌,结构完好无损;使用拉曼散射光谱系统对非真空封装的陀螺结构进行应力分析,测试点最大应力为276.65 MPa;对真空封装的陀螺结构驱动模态固有频率进行扫频测试,过载前后频率变化量小于0.05%。仿真和试验结果表明该陀螺结构设计合理且抗过载幅值大于10000 g。     

弹性梁损伤识别模态应变能法

针对飞行器弹性梁结构的振动疲劳损伤问题,基于单元模态应变能的变化提出了一种新的结构损伤识别方法。该方法以结构损伤会导致其模态性能变化为原则,通过对比结构单元损伤前后模态应变能的变化率来构建损伤指标。在构建损伤指标之前,假定弹性梁的刚度是由单元刚度组成的,在定义单元刚度灵敏度公式的基础上,建立了弹性梁损伤前后模态应变能变化的联系。最后采用数值计算和实验测试方法,得到了弹性梁损伤状态的识别结果,验证了该方法对损伤识别的正确性和有效性。