CeO_2对2A12铝合金微弧氧化膜层组织和性能的影响

在硅酸盐电解液中添加稀土二氧化铈(Ce O2)颗粒,采用恒流模式在2A12铝合金表面制备陶瓷膜层。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、粗糙度仪、硬度计、极化曲线等手段研究Ce O2颗粒对2A12铝合金微弧氧化陶瓷膜层微观形貌、组织、粗糙度、硬度和耐蚀性的影响。实验结果表明:添加Ce O2使膜层表面微孔直径减小,膜层粗糙度下降,厚度增加。Ce O2颗粒进入膜层中大部分以Ce O2化合物沉积形式存在,微量Ce O2参与反应以Ce O、Ce Al11O8化合物形式存在。Ce O2颗粒具有促进γ-Al2O3向α-Al2O3转变的作用,从而提高了膜层的硬度。当Ce O2浓度为3~4 g/L时膜层耐蚀性能较好。     

扫描式微弧氧化铝合金表面成膜效率分析

利用扫描式微弧氧化方法,以硅酸系溶液作为工作液,成功地在铝合金2024表面制备了"蛇形"和"HIT"图案的陶瓷膜层,一次扫描获得陶瓷膜层厚度为17μm。以实际试验数据为基础,经平均放电电流密度计算,对扫描端的实时成膜效率进行了分析。并以单位时间内加工陶瓷膜层总面积为参照,通过与传统微弧氧化的比较对扫描式微弧氧化的加工能力进行了评价。     

一种测量微细电火花机床杂散电容的方法

提出了一种测量微细电火花加工机床杂散电容的方法.该方法通过示波器记录RC脉冲电源未接入机床单独充电时的波形和接入机床时的充电波形,将测得的数值代入电容充电公式中,经计算得到微细电火花机床的杂散电容值.还在不同的充电电压和工具电极长度条件下分别进行了试验,最后得出工具电极长度对杂散电容产生的影响较大.     

多孔微弧氧化膜层的热传导和激光重熔行为研究

基于6082铝合金的微弧氧化(MAO)膜层微观形貌,归纳了3类组织缺陷,以此探讨了MAO膜层的激光能量吸收过程、热传导性能和激光重熔行为。研究表明:激光辐射后,在膜层表面的微孔和微裂纹处容易出现等离子体的光能吸收效应,产生高温热源点,形成微小熔池,由于MAO膜层的各向异性热传导和表面光滑微区的热能积累,初期熔池横向生长速度快,直至熔池汇聚成连续的表面重熔区,膜层的纵向重熔速度加快,最终冷却形成重熔层。SEM和XRD检测证实激光重熔改善了MAO膜层的多孔疏松组织,提高了α-Al2O3相的含量。     

稀土镁合金微细电火花加工变质层微观结构及性能研究

利用微细电火花不同工艺加工了稀土镁合金.采用SEM和XPS分析了加工后稀土镁合金表面变质层形貌和成分,采用纳米压痕仪分析了变质层的硬度,采用动电位极化曲线评价了变质层的耐腐蚀性能.结果表明,变质层表面有微裂纹,降低加工电压和电流可以减少微裂纹,增大脉宽和脉间可以有效消除微裂纹;在3种不同介质中加工得到的变质层表面均发生了氧化反应,在去离子水中加工的变质层表面还发生了显著的电化学腐蚀;变质层的硬度高于稀土镁合金基体,其最高硬度可达到1.664 GPa;动电位极化曲线表明,变质层可以改善稀土镁合金的耐腐蚀性能.     

PEMFC输出特性建模与多因素仿真分析

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一个涉及多个学科领域的复杂系统,其输出特性受到多种因素的影响.为研究工作温度、压力、膜含水量、加载幅度、加载速度对其输出特性的影响,根据质子交换膜燃料电池(PEMFC)的数学模型,建立了考虑双电层电容作用的电压动态模型,并在Matlab/Simulink平台上进行仿真.利用实验室自制风冷自增湿DXFC-200质子交换膜燃料电池和燃料电池测试系统,将现场测得实际输出伏安特性曲线与所建模型输出曲线进行拟合,证明了模型的准确性和稳定性.在此基础上进行单因素纵向分析,并进一步运用正交实验进行多因素横向比较,分析了在低电流区域和高电流区域工作温度、压力、膜含水量对电池输出特性的影响程度.分析结果表明:在一定范围内提高温度、增大压力、增大膜含水量、减小加载幅度和加载速度可以有效改善电池性能;在低电流区域,工作温度对电池输出特性影响更显著,在高电流区域,膜含水量对其性能影响更显著.所建模型可以真实反映质子交换膜燃料电池的工作特性,对于改善电池性能,延缓电池衰减,制定燃料电池控制策略能够提供基础理论支持.     

面向林地作业的腿履复合移动机器人构型设计与越障策略研究

针对林地地面环境复杂、台阶和倒木障碍多的问题,设计一种腿履复合移动机器人。在分析犬类腿部骨骼结构参数和运动特性的基础上,设计3关节构型与履带复合的移动机器人腿部结构,为了尽可能减轻整机质量,将履带部件和机器人腿部的大腿结构有机融合。构建机器人单腿的运动学模型,分析机器人足端工作空间,提出针对腿履复合移动机器人的林地越障策略,仿真分析越障过程中机器人关节的动态特性。仿真结果表明：利用腿部关节摆动和履带推进的组合和适时切换,该腿履复合移动机器人能实现灵活的台阶和倒木障碍的跨越;越障过程中,除与障碍接触时刻的关节力矩突变外,腿部关节力矩变化平稳,履带运动模式和足式运动模式切换平顺。研究为下一步机器人样机研制和控制系统开发提供了技术基础。     

脉冲参数主动匹配式micro-EDM脉冲电源

为了提高微细电火花加工(micro-EDM)效率,设计了一种脉冲参数主动匹配式micro-EDM脉冲电源．采用等能量加工的方法,对不同的脉冲匹配参数进行加工效率对比实验,设计了脉冲参数主动匹配式脉冲电源的结构、功能和控制策略,并进行了加工实验验证．结果表明: 选定合适的脉宽和脉间参数,使极间电容单次充电和单次放电,可获得最高的加工效率;该电源脉冲参数可根据极间电压和极间电容的大小自动调整;进行微小孔加工,加工连续性较好,加工效率和加工质量较高．利用该电源可进行微细加工,加工效率较传统电源有显著的提升,并能保证较高的加工质量．     

不同工况下燃料电池混合驱动测试系统设计与构建

为了研究燃料电池在不同工艺环境下的放电特性,该方案通过自行搭建燃料电池测试平台,采用理论计算、计算机建模仿真与实验相结合的方法,确定燃料电池的最佳工作性能。在燃料电池放电性能研究的基础上,提出以燃料电池作为装卸搬运设备的动力,设计驱动系统搭建及实验方案,研究不同工况下燃料电池的供电耐久性,并提出相应的混合动力方案及控制策略,为燃料电池应用于装卸搬运设备提供基础技术支持。     

基于非共振固有振荡的微细电火花加工脉冲电源的研究

实现微细电火花电源微能放电并提高脉冲电源的频率一直是理想之选,但由于受到电源电阻、电容、电感自带杂散电容和杂散电感的影响,使提高脉冲电源频率遇到了瓶颈。通过对电火花放电电路和联接线路的分析,提出了依靠电火花机床和连接线路的固有振荡制作微细电火花脉冲电源。通过理论计算和电路仿真,放电电路的振荡周期可控制在1.176 ns,脉宽低于650 ps,这为皮秒级电火花脉冲电源的制作和微细电火花纳米级加工提供了理论支持。