Control-faced dynamics with deformation compatibility for a 5-DOF active over-constrained spatial parallel manipulator 6PUS–UPU

Taking into account the effect of structural compliance, inverse dynamics of the active over-constrained parallel manipulator 6PUS–UPU with five degrees of freedom is solved in this article. Firstly, the relationship between driving forces and actuated force screws of each limb is derived. Then the coordination of elastic deformation between limbs which consider the effect of gravity and inertia is acquired. Finally the unique solution of driving forces for the active over-constrained parallel manipulator is derived by incorporating the force equilibrium equation of the moving platform. To validate the theoretical derivation, dynamics simulation model of manipulator based on rigid–flexible mixed structure is shown and numerical examples are given. Comparison with the traditional method of dynamics based on pseudo-inverse is also made. Finally, a feasible experimental method, as an effective test to the theoretical calculation, is proposed and applied on the prototype.     

Thin‐film nanostructure and polymer architecture in semicrystalline syndiotactic poly(p‐methylstyrene)–(cis‐1,4‐polybutadiene) multiblock copolymers

The thin‐film morphology of stereoregular syndiotactic poly(p‐methylstyrene)–(cis‐1,4‐polybutadiene) (sP(pMS–B)) multiblock copolymers has been investigated using tapping mode atomic force microscopy with variation of the polymer composition and monomer block lengths. The morphology of the thin films ranges from isolated circular domains of sP(pMS) embedded into a matrix of polybutadiene (PB) to isolated domains of PB embedded into a matrix of sP(pMS), passing through bicontinuous (jagged) lamellae when the pMS concentration is in the range 20–67 mol%. Multiple folding of the polymer segments, i.e. where reciprocal inclusions of polymer segments to each other phase are able to generate greater domain, has been postulated and validated by considerations on the polymer architecture and the thermal and crystalline behaviour. © 2019 Society of Chemical Industry     

轧机两侧刚度差的数字化分析与改善措施

轧机两侧刚度差是轧机功能精度的最重要指标之一，以弹跳方程为基础定量计算了轧机两侧刚度差对轧制稳定性的影响，主要包括调平值、调平值随轧制力的变化以及甩尾3个方面。以此为基础在某热轧线建立了轧机刚度评价体系，对轧机功能精度进行管控。同时，还分析了轧机两侧刚度差的影响因素，并在定量分析的基础上采取了一系列的改善措施，包括衬板、垫片维护、最大压靠轧制力和标定轧制力的调整等，使轧机刚度和轧制稳定性得到大幅提升。     

基于Kӧtter方程的盾构掘进面上被切削土体受力研究

为了计算不同土体性质与不同掘进参数下盾构刮刀与土体之间的作用力以及由此带来的切削扭矩,引入了修正后的Kӧtter方程作为补充方程,求解出开挖面上土体在被动切削至破坏时滑动面上的应力分布,建立了被切削土体受力模型,求解出刮刀刃面与土体之间的正压力p、摩擦力Q与侧向土体间抗剪阻力U,进而推导出刀盘切削扭矩T的计算公式。分析得到特定刀盘上刮刀的p,Q,U值随土体c,φ值增大而增大,通过适当提高刮刀刃面粗糙度来增大摩擦可使土体更易被切至破坏;p,Q,U值随刀盘转速ω增大而减小,p,Q随支护荷载p线性增大且p对于被切削土体受力的影响在砂性土中较大,最终给出特定刀盘掘进至部分种类土体中的切削扭矩值作为工程参考。     

气控环形防喷器密封胶芯大变形分析

针对气控环形防喷器胶芯在密封过程中的大变形以及与油管存在密封压力难以计算的问题,建立胶芯物理模型,结合厚壁筒理论与橡胶本构方程,同时考虑胶芯的材料非线性和几何非线性,探讨防喷器密封过程中胶芯变形与接触压力的变化。根据胶芯变形过程中无变形阶段、自由变形阶段和接触变形阶段的不同受力状况,利用迭代的方法对每个离散微段施加控制压力,得到不同控制压力下胶芯变形量与接触压力,并与仿真结果进行比较。结果表明:在自由变形阶段,随控制压力增加,胶芯变形量逐渐增大且由中间向两侧逐渐减小;在接触变形阶段,胶芯内径保持不变,且与油管间接触压力不断增加。采用胶芯变形理论方法计算的接触压力变化规律与仿真结果基本相同,验证了胶芯变形理论计算方法的正确性。     

表面活性剂对低渗透油藏渗吸的影响

采用不同类型的表面活性剂进行自发渗吸实验,并对表面活性剂改善岩石润湿性、降低界面张力的能力进行了分析。实验结果表明,阴离子型表面活性剂改善润湿性的能力好于其他类型的表面活性剂,且在岩心中的自发渗吸效果最好,这是由于阴离子型表面活性剂改善润湿性的机理为离子对形成机理,强于阳离子的吸附机理;接触角是决定渗吸能否发生的决定性因素,只有接触角小于70°时渗吸才能发生;界面张力影响渗吸速度和最终采出程度,对于渗透率为1 mD的岩心,最佳界面张力为10~(-1) mN/m。     

积分中值屈服准则解析厚板轧制椭圆速度场

为解决非线性Mises比塑性功率积分困难以及由此导致的轧制功率解析式难以获得的问题,本文通过建立并利用线性比塑性功率表达式对提出的椭圆速度场进行能量分析,得到了轧制力能参数的解析解.文中通过对变角度屈服函数求积分中值,构建了一个新的屈服准则,它是主应力分量的线性组合,在π平面上的轨迹是逼近Mises圆的等边非等角的十二边形,其基于Lode参数表达式的理论结果也与实验数据吻合较好.同时,根据厚板轧制时金属流动速度从入口到出口逐渐增大的特点,提出了水平速度分量满足椭圆方程的速度场,该速度场满足运动许可条件.通过相应的轧制能量分析,获得了基于线性屈服准则的内部变形功率以及基于应变矢量内积法上的摩擦功率与剪切功率.在此之上,通过泛函的极值变分导出了轧制力矩、轧制力以及应力状态系数的解析解,并与现场实测数据进行了对比,结果表明利用本文提出的屈服准则与速度场所建立的轧制力矩与轧制力模型与实测值吻合较好,其中轧制力误差小于5.3%,轧制力矩误差在6%左右.     

基于灰色关联度的微孔端面机械密封开启力共性影响参数分析

目前微孔端面机械密封采用的几何参数繁多,缺乏明确物理意义。为找出跨孔型的共性几何参数,基于Fluent多相流空化模型,针对矩形孔、菱形孔、椭圆孔端面机械密封,建立密封间隙流体的三维数值计算模型,计算得到144条开启力数据;在分析开启力和几何尺寸之间的关系、额外开启力产生机制的基础上,提出等效长度和等效宽度2个具有物理意义的几何参数;采用灰色关联度分析法,分析和验证等效长度、等效宽度、方向角、面积比对开启力的影响,发现4个因素对3种微孔密封的间隙流体开启力都有影响,但等效长度与等效宽度的影响较方向角、面积比大。     

电子束诱导沉积钴微米线及其铁磁性

通过电子束诱导沉积的方法制备了钴(Co)微米线,并利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力/磁力显微镜(AFM/MFM)以及物性测量系统(PPMS)等手段对Co微米线的沉积尺寸、微结构、铁磁性和电学性质进行了测试和分析。研究结果表明:Co微米线轮廓清晰、均匀性好。在不同的沉积条件下,微米线的实际长度与设定长度基本一致;实际宽度数据呈类梯形分布,半高宽是设定值的2~10倍;实际厚度低于设定厚度的60%。沉积电流对Co微米线的铁磁特性有重要影响。当沉积电流大于0.5 nA时,样品呈现出良好的铁磁特性。另外,电学性能测试结果显示Co微米线呈现绝缘特性。成功制备了室温铁磁绝缘Co微米线,这将有助于深入开展微纳尺度的结构与器件的研究和应用。