纳米颗粒团聚双峰分布机制研究

利用全自动激光粒度分析仪,对无水乙醇作为分散剂的纳米羟基磷灰石微粒的团聚过程及规律进行了研究,对纳米颗粒团聚时产生的双峰分布现象进行了研究。研究表明,纳米颗粒自身结构是纳米颗粒团聚时出现双峰现象的根本原因,纳米颗粒悬浊液中所存在的一定程度的能量起伏、质量起伏和Brown运动及热运动是产生双峰现象的重要条件;在纳米颗粒团聚过程中存在软团聚和硬团聚2种团聚形式。     

UHMWPE/HA复合关节材料的生物摩擦学研究

采用热压成型工艺制备了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/羟基磷灰石(HA)复合关节材料,利用人工髋关节模拟磨损试验系统(MTS),研究了该类复合材料与CoCrMo合金组合关节在人血浆润滑条件下的摩擦磨损性能。实验结果表明,添加HA能有效提高UHMWPE关节材料的表面硬度,降低其磨损率。人血浆润滑条件下,UHMWPE及其复合材料的磨损机制主要表现为研磨磨损和疲劳磨损,磨损颗粒尺寸随HA粉体添加量的增加而增大。     

氧化锌晶须填充尼龙1010复合材料的摩擦磨损性能

采用模具挤压成型的方法制备了氧化锌晶须填充尼龙1010复合材料，使用纳米力学测试系统测试了不同含量氧化锌晶须复合材料的硬度和弹性模量，在UMT试验机上考察了复合材料的摩擦磨损性能，然后对磨损表面进行了SEM观察。结果表明：复合材料的硬度和弹性模量随氧化锌晶须含量的增加而增大；ZnOw在保持尼龙1010摩擦性能的同时，可使其耐磨性能提高60％左右。纯尼龙的主要磨损机制为粘着磨损和熔融，填充ZnOw后复合材料的磨损机制转变为疲劳剥层。     

基于多目标优化的矿用救援机器人动力匹配

目前,矿用救援机器人只有通过动力系统参数的合理匹配解决其在复杂恶劣的井下环境中无法随时补充能源及防爆电池组对机器人动力性能影响严重的问题。为此,提出基于多目标粒子群优化算法的动力匹配设计方法。该方法根据矿用救援机器人动力性能要求,确定了其动力系统参数匹配的优化目标和约束条件;基于履带行驶动力学,并考虑防爆电池组对机器人动力性能的影响,建立矿用救援机器人动力匹配模型,确定动力系统参数匹配多目标优化的决策变量;通过多目标粒子群优化算法确定了矿用救援机器人动力系统参数匹配的合理取值范围。通过试验与优化前的设计相比,机器人的总质量降低了24.36%,续航时间增加了1倍,进而验证了该方法能够有效、快速地解决矿用救援机器人动力系统参数的合理匹配问题。     

井底承罐装置采用弹簧缓冲的可行性研究

研究了缠绕式提升机井底承罐装置采用弹簧缓冲的可行性,并分析了现场实际应用状况,为设计新型承罐装置提供了理论依据．     

多层缠绕卷筒壳载荷计算的静不定方法

本文在分析提升机卷筒壳与绳圈及不同绳圈之间的相互作用后,建立了静不定计算模型。并以此研究多层缠绕筒壳载荷的计算方法,编出计算机程序。文中的理论计算与实验结果吻合。     

表面处理碳纤维对增强尼龙复合材料性能影响

采用空气氧化法对碳纤维进行表面处理 ,以注塑成型法制备碳纤维增强尼龙 1 0 1 0复合材料 .研究发现表面处理碳纤维可明显提高增强尼龙复合材料的拉伸强度和摩擦学性能 ,其中摩擦系数较未处理碳纤维增强降低了 3 0 %～ 5 0 % ,而耐磨性提高了 2～ 3倍 .用扫描电镜对拉伸断口和磨损表面形貌分析发现 ,表面处理可显著改善碳纤维和尼龙基体间的界面结合性能 .最后对影响表面处理碳纤维增强复合材料性能的作用机理进行了初步分析     

氮离子注入超高分子聚乙烯的表面性能

用高能离子注入机对超高分子聚乙烯(UHMWPE)进行了N^-离子注入改性，研究了N^-离子注入前后UHMWPE材料的表面特性和摩擦学性能。结果表明，N^-离子注入可改善UHMWPE表面的物理化学特性，提高表面的显微硬度和对水的润湿性能。在血浆润滑条件下，几种剂量N^-离子注入均可明显提高UHMWPE材料的摩擦磨损性能，磨损率最大可下降50％。     

基于CT扫描人体股骨的有限元分析

为了明确人体股骨步态过程的力学特性和股骨固有频率对置换术的影响,通过对采集于国人活体的股骨CT图像数据进行分析处理,提取股骨边界曲线利用逆向工程方法生成实体模型。对该模型进行有限元计算、分析得到其步态运动中不同时刻的力学特性,重点对国人股骨的振动特性进行分析。根据所得数据,对关节置换后假体松动产生的机理提出了新的观点和看法,认为假体的设计不但要考虑材料的生物相容性和假体固定方式,还要考虑假体固有频率的影响,应避免与股骨的频率相近而产生谐振。该文的结论对于指导关节假体的选材和外形设计有一定的借鉴作用。     

磨屑破碎及分布的多重分形模拟

基于多重分行理论和磨屑尺寸分布的统计自相似性，建立了磨屑破碎过程的多重分形模型，以数论和矩阵2种方式对磨屑破碎过程和分布进行了论述，并利用多重分形模型对具体工况下磨屑破碎过程和分布进行了模拟，并将模拟结果与实验统计结果进行了对比分析．结果表明，该模型能够较精确的描述磨屑的破碎过程和分布，具有静态（磨屑分布）和动态（磨屑破碎过程）二重性；根据多重分形分形维数表达式所求出的分形维数具有惟一性，体现了多重分形表征磨屑破碎过程和分布的惟一性；该模型对磨屑破碎过程和分布的描述和预测基本不受测量仪器分辨率和取样长度的影响，因而比传统基于统计分析的模型更为合理和有效．