燃料电池空气电极的孔道结构调控

燃料电池是将化学能转化成电能的装置，其空气电极催化层的设计，既要包含丰富的、易于接近的反应活性位，也要具备高度连通的电子、质子以及反应物、产物传质通道，因此电极必须具有特定三维几何结构形貌和有序分布的各功能化孔道，确保催化活性位得以充分利用以及反应可以连续进行。针对催化剂孔道的几何结构调控，本文调研了最近报道的一系列研究工作，从模板法、高温相变法、模板/相变复合方法以及基于金属有机框架材料进行孔道设计等四种主要方法出发，综述了该领域的最新研究进展。     

基于BiLSTM的滚动轴承剩余使用寿命预测

滚动轴承是重要的机械标准件,在机器中被大量使用,但轴承本身易出故障且比不易排查,预估轴承剩余使用寿命,能够提前对轴承开展有效的维护保养,保障机器的正常运行,因此,滚动轴承的剩余使用寿命有非常大的研究价值。针对滚动轴承开展研究,首先对传感器采集到的轴承振动信号计算时域特征,作为输入特征值,并预设寿命退化值,然后使用双向长短期记忆神经网络BiLSTM建立轴承退化模型,并根据模型拟合出轴承的剩余寿命曲线。通过在公开数据集上进行验证,基于BiLSTM的模型能准确预测出轴承的剩余使用寿命。     

基于随机场和数学形态学的水泥基材料三维孔隙结构建模研究

孔隙介质在微米及纳米尺度的孔隙结构决定着材料在宏观尺度的物理和力学特征.构建三维孔隙结构数值模型,对于进一步研究水泥基材料的力学及渗流特性有着重要的意义.考虑到传统的基于简单单元的建模方法无法呈现出孔隙分布的随机性和孔隙形状的复杂性,本文采用偏移集理论将连续的高斯随机场阈值化为二相场,并通过多个具有不同相关长度的二相场联合完成模型构建.采用数学形态学图像分析方法分析模型的孔径分布,验证模型构建出满足试验孔径分布曲线的孔隙结构.研究表明,该方法能够使模型孔隙网络的空间形态随机化,且对孔隙率和孔径分布也有着较好的控制.     

碳布负载氮掺杂石墨烯及其电化学性能研究

以氧化石墨烯(GO)为原料、抗坏血酸为还原剂以及尿素作为氮掺杂剂,采用化学还原法制备了氮掺杂石墨烯凝胶(NGH).在制备NGH的时候引入混酸处理过的碳布,就得到了碳布负载氮掺杂石墨烯(NG/CC).利用扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和电化学方法对样品的形貌、结构、组成以及电化学性质进行了表征和测试.结果表明:GO被有效还原,氮被掺杂到了石墨烯中;NG/CC具有三维交联的多孔结构;在6 mol·L-1的KOH电解液中,NG/CC具有良好的超级电容器性能.在0.5 mA·cm-2电流密度下其比电容为35.2 mF·cm-2,在5 mA·cm-2的电流密度下循环4500圈后,NG/CC的容量保持率为98％,并且在这个过程中的库伦效率始终接近100％.     

矿渣微粉-糊精灰浆复合胶凝材料的试验研究

用矿渣微粉代替部分石灰,并对36组不同组分的矿渣微粉-糊精灰浆复合胶凝材料的力学性能和耐水性能进行试验研究.结果 表明,添加激发剂和砂含量为900 g时都可提高复合胶凝材料强度,且抗压强度随糊精浓度的增加而提高,矿渣微粉替代率为35％时28 d抗压强度较高,矿渣微粉替代率为25％时90 d抗压强度提高显著,当矿渣微粉替代率为25％、糊精浓度为16％、砂含量为900 g并添加激发剂时复合胶凝材料强度最好,其28 d抗折和抗压强度分别为0.62 MPa和3.95 MPa,90 d抗折和抗压强度分别为1.21MPa和8.31 MPa,且耐水性能达到27 d.用矿渣微粉代替部分石灰,可以提高糊精灰浆力学强度和改善耐水性能.     

基于粒子群优化的超声共振谱法测量材料弹性常数

超声共振谱法是一种基于材料样品的自由共振频率,再反推其弹性常数的高精度材料力学属性求取方法,该方法在高Q值(品质因素)固体材料的弹性常数计算方面应用广泛。然而对于具有较高黏弹性阻尼的材料来说,受共振谱线平缓、共振频率提取困难等影响,该方法的应用存在一定困难。建立了关于弹性常数的贝叶斯模型,结合粒子群优化(PSO)的全局搜索能力,寻找弹性常数的最大后验概率密度点,最终实现材料的弹性估计。测量了皮质骨模拟材料的弹性常数,与传统方法相比较,基于PSO的超声共振谱方法对弹性常数初始值不敏感,可用于高阻尼材料弹性常数的测量。     

承压设备插入式接管角焊缝超声相控阵检测工艺

插入式接管角焊缝的特殊结构和焊缝形式,增加了常规A型超声波对其检测的难度和工艺的复杂性。针对承压设备插入式接管角焊缝容易出现的几类典型缺陷,通过CIVA软件仿真制定检测工艺,同时采用以色列ISONIC 2009相控阵设备对模拟试块进行检测,并与CIVA仿真结果进行了比对。结果表明,插入式接管角焊缝的超声相控阵检测工艺具有良好的检测效果,验证了工艺的有效性,为相控阵检测技术在插入式接管角焊缝中的推广应用提供了相关经验。     

42CrMo锚栓断裂分析

风电用42CrMo锚栓在安装过程中突然发生断裂，对断裂试样进行化学成分分析，采用金相检验与扫描电镜观察相结合的方法，分析研究断裂原因。结果表明，断口为沿晶断裂，锰元素含量超标和磷、硅、铜合金元素晶界偏聚是造成沿晶断裂的主要原因；另外，热处理时淬火温度过高造成奥氏体晶粒粗大，以及回火温度接近高温回火脆性区造成杂质元素在奥氏体晶界偏聚，这些因素的共同作用也会导致材料发生脆性断裂。     

RV减速器装配机器人系统设计

在分析了RV减速器配件支撑盘和针齿壳的装配要求后,设计了由AGV和机械臂组成的移动装配机器人系统来代替人工实现工件的装配,以提高RV减速器工件的装配速度与精度,减少人为因素影响。提出了二次目标定位的机械臂定位控制策略,弥补了AGV的定位误差,提高了机器人的识别精度,减小了系统整体运行时间。利用HALCON软件实现对装配对象的识别与定位,加入了去除物体阴影的自适应阈值算法,提高了目标的识别速度和精度。大量实验测试表明,所设计的机器人能够完成RV减速器支撑盘和针齿壳的定位抓取和装配工作,最大定位误差为0.906mm,平均定位误差为0.4325mm,平均识别时间为0.695s。在现有软硬件条件下,该系统能够替代人工完成1mm内的间隙配合装配工作。