基于Matlab的制芯机器人夹持器稳定性研究与分析

由于铸造厂制芯机器人的工作环境恶劣,机器人抓取砂芯的稳定性较差,时常出现掉砂芯、夹伤砂芯的问题。针对上述问题建立以夹持器、气压、机械振动的系统数学模型,采用高阶系统极点在[s]平面的分布法来判定该系统的稳定性。在确保高阶系统极点值不变的情况下,通过改变系统的零点值来观察零点值对系统稳定性、振荡衰减时间的影响。用Matlab的pzmap和impulse函数分别对系统的零点、极点分布和零点值的不同对系统响应进行仿真,运用仿真结果与现场试验进行优化参数,结果表明采用一种刚度与柔度各为1/2的夹持器对制芯机器人的稳定性具有较好优化效果。     

稀土含量对Ti6Al4V钛合金等离子渗氮层组织和摩擦学性能的影响

目的研究稀土含量对Ti6Al4V钛合金表面等离子体渗氮层结构和性能的影响。方法运用等离子表面改性技术对Ti6Al4V(TC4)钛合金进行等离子渗氮处理,渗氮过程中通入不同含量的稀土作为催渗剂,以获得钛合金表面强化层。利用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察渗氮层组织,用X射线衍射仪(XRD)分析渗层相组成,用能谱仪(EDS)检测渗层的化学成分,用维氏显微硬度计测量渗层的显微硬度,用球-盘式摩擦磨损试验机和三维轮廓仪检测渗层的摩擦磨损性能。结果TC4钛合金表面等离子渗氮层结构包括表面化合物层(主要成分为δ-TiN)和扩散层(主要为N原子扩散形成的N-Ti固溶体),加入稀土可以促进N原子向基体的扩散,提高渗氮速度。渗层厚度增加,硬度和耐磨性能提高,扩散层使钛合金基体与化合物层之间的硬度梯度更加平缓。当稀土通入速率为60 mL/min时,渗层厚度可达155μm,表面硬度为1275HV0.05,摩擦系数降到0.27,磨损率明显降低。结论钛合金等离子渗氮过程中加入稀土可以有效提高渗速,改善渗氮层硬度,提高材料表面的耐磨性能。     

接顶率对充填体稳定性的影响研究

为了研究充填接顶率对充填体稳定性的影响,运用MIDAS有限元软件建立了不同接顶率下胶结充填矿柱稳定性分析模型。在研究影响充填接顶率主要因素的基础上,得到充填次数与充填接顶率的关系方程。采用MIDAS软件创建了11个不同接顶率的矿岩及充填体模型,通过分析不同充填接顶率时胶结充填体的受力状况,对胶结充填体安全稳定性进行综合评价,从而得到较合理的充填接顶率。将该研究成果运用于某多金属矿山,当一步采场充填接顶率为72.6%时,充填次数少、充填成本低且能保证采矿作业的安全性。该研究为其他类似矿山科学合理地提高充填接顶率提供了一种全新的指导方向。     

基于区域特征和质心关系的两步法阀板检测

针对冲压阀板中毛刺、冲压孔堵塞等缺陷的检测问题,提出了一种基于面积特征的通孔数目检测和基于质心关系的快速模板匹配检测的两步视觉检测方案。首先采用通孔数检测初步判定零件是否存在冲压孔堵塞缺陷,之后采用模板匹配精确检测边缘毛刺缺陷。利用区域面积特征实现通孔数检测;提出了一种限定条件的最小二乘法圆拟合方法和一种基于圆心特征的快速模板匹配方法,实现边缘毛刺等缺陷的精确检测。实验结果表明,这种两步检测方案检测速度快精准度高,能够满足阀板生产线的检测要求。     

飞机蒙皮材料在醋酸钾型除冰液中腐蚀行为研究

目的 评价醋酸钾型除冰液能否用于飞机除冰以及对飞机蒙皮材料腐蚀性的影响。方法 采用AutoLab电化学工作站对飞机蒙皮材料在不同浓度缓蚀剂、无缓蚀剂醋酸钾型除冰液中的干湿交替腐蚀电化学行为进行分析，通过扫描电镜观察其腐蚀前后表面形貌及涂层/基体金属界面形貌。结果 无缺陷飞机蒙皮涂层在除冰液中的阻抗模值高达2.78×1010 Ω?cm2，而缺陷涂层的阻抗模值只有1.72×107 Ω?cm2，说明缺陷破坏了涂层的完整性，降低了涂层的阻抗模值，明显加速了飞机蒙皮材料的腐蚀。带缺陷飞机蒙皮试样经除冰液腐蚀不同周期后的低频区Rct存在较大变化，试样在高浓度无缓蚀剂除冰液中的Rct始终低于在低浓度溶液中的Rct；试验初期，试样在高浓度除冰液中的Rct较大，说明此时缓蚀剂浓度较高，缓蚀作用明显；但随着腐蚀周期的延长，Rct逐渐减小，说明缓蚀剂逐渐失效，高浓度除冰液的腐蚀性逐渐增强并高于低浓度除冰液。腐蚀实验后，飞机蒙皮涂层表面和涂层/基体金属界面处存在一定的腐蚀产物；人造缺陷破坏了涂层的完整性，降低了涂层的结合力，甚至产生局部剥离，造成除冰液浸入，在划痕处发生了较严重的膜下腐蚀。结论 醋酸钾型除冰液对飞机蒙皮材料存在一定的腐蚀性，尤其是当涂层存在缺陷时，腐蚀较为严重。     

石墨烯/碱式硫酸镁晶须/PVC复合材料的制备及性能表征

以改进的Hummers法制备还原氧化石墨烯(RGO),以RGO和碱式硫酸镁晶须(MHSHw)为填料,采用机械球磨法制备RGO/MHSHw/PVC复合粉料,经平板硫化机热压成型得三相复合板材。考察了RGO和MHSHw对复合材料电阻率、阻燃性能及力学性能的影响。结果表明:RGO具有很好的片层结构和导电性;当MHSHw添加量为5%,RGO添加量为1%时,RGO/MHSHw/PVC复合板材的表面电阻率为4×106Ω/square,比纯PVC下降8个数量级,达到了商业抗静电效果,拉伸强度达到最大值17.61 MPa,比纯PVC提高了44.04%,复合板材氧指数>33%,具有阻燃性能,得到力学性能优良兼具有抗静电和阻燃性能的复合材料。     

从磨矿性能角度解决大鳞片石墨的保护问题

针对国外某大鳞片石墨矿, 结合磨矿细度与浮选精矿筛析数据, 在保护矿石中大鳞片石墨的同时, 简化了工艺流程, 最终采取阶段磨矿、一粗两精一扫-筛分分级的浮选工艺流程, 获得了产率4.37%、品位92.81%、回收率79.59%的大鳞片石墨精矿, 以及产率0.80%、品位91.23%、回收率14.29%的细鳞片石墨精矿。     

滴定-凝胶法制备球形水凝胶吸附材料及其在废水处理中的应用

滴定-凝胶法制备球形水凝胶吸附材料具有3D倒漏斗状微观形貌结构，孔径分布宽泛，对水体中重金属、染料等污染物具有快速响应机制，已被广泛用于水处理过程研究。综述了滴制法制备球形水凝胶吸附材料的主要过程机理、水凝胶具有的特殊形貌结构及其在水处理过程中的应用，分析了球形水凝胶吸附材料在水处理应用过程中存在的问题和局限，并指出了其在水处理领域的应用前景及发展方向。     

基于非线性动力学的锂沉积形貌模拟与预测

金属锂具有极高的理论能量密度，是新一代锂电池中最有潜力的负极材料之一。金属锂沉积时容易形成枝晶，极大影响了锂金属电池的安全性与使用寿命。但由于金属锂性质活泼，缺乏锂电极/电解液界面原位表征方法，锂枝晶生长机制尚不明确。通过有限元方法，基于非线性电极过程动力学，以三次电流模型定量研究了电极/电解液界面行为，并分析不同过程参数对表面电流的影响。结果表明，电极/电解质界面的浓度、电场差异是枝晶生长的主要原因，更大的扩散系数有利于提高界面浓度均匀性，更小的交换电流密度有利于减弱界面反应的敏感性。存在电化学极化区间是均匀沉积的必要条件，电化学极化区间越宽，均匀沉积操作窗口越宽。通过极化曲线可以判断体系是否具有均匀沉积的倾向。加深了对锂电极/电解液界面的电沉积过程的理解，对锂负极保护研究具有指导性意义。     

床温及SNCR脱硝对CFB锅炉NOx和N2O排放影响的试验研究

为了研究循环流化床（CFB）锅炉燃用无烟煤时床温及选择性非催化还原（SNCR）脱硝对于NO和N2O排放的影响，在1 MW CFB试验装置上开展了试验研究。结果表明:床温由880 ℃提高到970 ℃，NO排放质量浓度由119.5 mg/m3上升到226.0 mg/m3，N2O排放质量浓度由216.0 mg/m3降低到102.2 mg/m3；在氨氮摩尔比（NSR）为0~3.7之间，随着NSR的提高，脱硝效率从0上升到50.72%；进一步提高NSR到5.2，脱硝效率升至53.61%，增加较为缓慢；随着NSR从0提高到1.7，N2O排放质量浓度由84.3 mg/m3上升至118.3 mg/m3，增长较为缓慢；进一步提高NSR至2.0，N2O排放质量浓度上升至187.7 mg/m3，增长速度提高；继续提高NSR至5.2，N2O排放质量浓度上升至381.4 mg/m3；CFB锅炉采用以尿素为还原剂的SNCR脱硝工艺时，单纯通过加大NSR来提高脱硝效率不仅效果有限，过量喷入的还原剂会造成N2O排放量的显著提高。