高浓度臭氧水对巨大芽孢杆菌的杀菌效果及动力学模型

采用新型螺旋切割器作为气液分散装置制备的高浓度臭氧水作为杀菌剂,以年糕等米制品中难以杀灭的巨大芽孢杆菌作为研究对象,分析不同初始浓度、不同温度以及不同pH值的臭氧水对巨大芽孢杆菌的杀菌效果。试验结果表明:初始浓度为10 mg/L,温度为15℃,pH为5,杀菌时间为6 min时,臭氧水对巨大芽孢杆菌的杀菌数值可高达5.63 lg CFU/g。应用Weibull模型、Dose-response模型、一级动力学Linear模型对臭氧水在不同初始浓度下杀菌所得的试验数据进行拟合,并运用独立试验数据验证模型的准确度因素Af、偏移因素Bf、根平均方差RMSE和决定系数R2。通过对这三种模型的拟合参数的比较,结果表明在臭氧水初始浓度低于5 mg/L时适宜使用Weibull模型,在臭氧水初始浓度高于5 mg/L时使用Dose-response模型更合适。     

数据驱动的机床等待过程节能方法研究

为了降低机床等待过程中的能耗，提出了一种实时数据驱动的机床等待时间预测与节能控制方法。首先，建立了射频识别驱动的生产进度评估方法，并以生产进度数据作为输入，构建了基于堆栈降噪自编码的机床等待时间预测模型；其次，依据预测的机床等待时间，提出了机床状态切换方法，以降低机床能耗；最后，通过一个电梯零部件制造车间的案例分析，表明该方法的预测误差仅为4.1%，同时将机床等待过程能耗降低了57%，实现了制造车间的节能减排。     

超高压处理下BHT在不同分子量聚乙烯中扩散的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟与实验结合的方法,对超高压处理条件下,抗氧化剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)在不同分子量聚乙烯(PE)中的扩散过程进行了模拟研究,通过分析超高压下PE的自由体积、PE分子链的活动性以及BHT的扩散轨迹,探讨了超高压下小分子物质在不同分子量聚乙烯中扩散的微观机理。结果表明,超高压下PE中BHT的扩散系数随压力、PE分子量的增加而减小,与迁移实验结果一致; PE的自由体积、PE分子链的运动能力随着压力、PE分子量的增加而减小,继而影响BHT的扩散,压力较低时,PE的聚合度越小,其自由体积、BHT的扩散系数和PE链的运动能力越容易受到高压的影响;超高压下BHT的运动轨迹表明,BHT在PE的基体中做缓慢蠕动式扩散,压力越高,PE分子量越大,其活动范围越小。     

高剪切均质机转子齿变形的可靠性研究

目前高剪切均质机转子系统转速有不断提高的趋势,这对均质设备工作的可靠性提出了新的挑战。课题组以转子系统为研究对象,提出了高速转子齿径向位移的数学力学模型,在此基础上结合机械结构可靠性设计理论,以均质机转子的工作转速、齿全高、底厚和齿厚为变量,导出了转子最外层齿顶径向位移变形的可靠度计算函数。实例分析结合有限元计算结果表明该位移可靠度公式是正确的,实践也验证了该型号的高剪切均质机具有良好的工作可靠性。所得结论同时也为新型高剪切均质设备转子的设计与优化提供一定的参考依据。     

改性碳纤维的制备及其增强PTFE复合涂层摩擦学性能

以磷酸二氢铝(AP)为粘结剂,采用喷涂-热固法制备的聚四氟乙烯(PTFE)复合涂层硬度不高,抗磨性能差, 填充碳纤维(CF)能显著改善涂层的综合性能。 为提高 CF 与涂层界面强度,通过双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(Si69)偶联剂对 CF 表面进行改性处理,制得改性碳纤维(MCF)。 利用 FTIR、EDS 和 SEM 对改性前后 CF 的组成、元素及形貌进行表征。 利用摩擦磨损试验机和扫描电子显微镜对填充不同 MCF 含量的 PTFE 复合涂层的摩擦学性能进行研究。 结果表明:Si69 偶联剂成功接枝到 CF 表面,使得 CF 表面粗糙化,增强了碳纤维与复合涂层界面结合强度; MCF 能显著改善涂层摩擦学性能,且随着 MCF 的含量增加,涂层的硬度和耐磨性能明显提高;涂层的摩擦因数随着 MCF 含量的增加有所增大,在涂层中填充质量分数为 4% 的 MCF 时,涂层综合摩擦学性能最好,其硬度达到 12. 5 HV, 摩擦因数为 0. 091,磨损率仅为 2. 24×10^-4 mm³ / (N·m),且涂层表面均匀致密。     

超高压下食品包装的传质与微观结构的研究进展

超高压(high pressure processing,HPP)处理技术在对食品杀菌、钝酶的同时较好的保留了食品风味与营养物质,具有良好的发展前景。为保障超高压食品安全,研究超高压对包装材料传质性能,即迁移、吸附和渗透的影响至关重要。此文综述了超高压技术对包装材料传质性能的影响,超高压处理条件、包装材料组成、扩散物和食品的性质等是影响超高压下包装材料传质性能的重要因素。通过阐述超高压影响包装材料的微观结构,探讨了超高压下包装材料中扩散物质进行缓慢蠕动的扩散机理,材料传质性能降低的原因。该文还展望了超高压食品包装安全领域研究的发展方向,旨在为超高压食品包装材料传质的研究、材料的设计与应用提供参考。     

电弧增材工艺参数对成形质量的影响

基于电弧增材逐层熔覆特性,单焊道成形质量对多层多道堆积成形具有重要影响。本文通过正交试验方法研究了TIG电弧增材技术中工艺参数对焊道余高及熔宽的影响规律,建立了焊道几何尺寸的数学模型。在此基础上进行了单道多层堆积及多道搭接实验,研究了其微观组织及显微硬度。结果表明:单层搭接时道间冷却充分,重叠部位分区明显,焊道两侧硬度大,不完全重结晶区域硬度较低;层间冷却5 s时堆积层分层不明显,顶层为片状组织,中下层大致为等轴晶组织,靠近基板的焊缝区硬度最大。     

滚筒洗衣机瞬态脱水阶段控制策略的研究

滚筒洗衣机在瞬态脱水阶段的振动较为剧烈,为此制定脱水启动阶段电机转速的两种控制策略来实现滚筒洗衣机的减振降噪。首先,在动力学仿真软件ADAMS中建立滚筒洗衣机动力学模型,分析脱水工况下启动加速度以及偏心负载质量对瞬态脱水振动的影响。进而,依据瞬态脱水振动特点制定两种控制策略:分段式加速的开环控制策略以及基于传感器测振的闭环控制策略。最后,建立ADAMS与Simulink联合控制仿真模型,对比研究传统加速方式工况下以及两种控制策略下滚筒洗衣机瞬态脱水阶段的振动情况。结果表明这两种控制策略在瞬态脱水阶段对滚筒洗衣机具有良好的抑振作用。     

完全各向同性五自由度混联机构型综合

针对混联机构内部耦合性带来运动学分析困难的问题,基于G_F集理论提出了一种简单而有效的三移动两转动(3T2R)完全各向同性构型综合方法。介绍了G_F集的基本概念和运算法则。通过分析混联机构组成特点,提出了将并联、串联模块按照G_F集求和运算以及G_F集元素组合原则构造完全各向同性混联机构的方法,建立了混联机构数综合方程。同时给出了机构输入运动副选择原则和支链设计准则,确保了混联机构中各模块运动的解耦性。按照完全各向同性混联机构设计步骤,得到了构成完全各向同性3T2R混联机构各模块单元的组合形式。以其中一种组合形式为例,综合出了完全各向同性3T2R五自由度混联机构。基于约束螺旋理论,分析了所综合出的一种混联机构的自由度,通过ADAMS建模得以验证,通过对模型运动仿真,绘制出机构末端输出速度曲线,验证了完全各向同性构型综合方法的正确性。