爬壁机器人变密度拓扑优化吸附结构研究

针对目前爬壁机器人自身重量过重、机身结构过于复杂的问题,提出一种爬壁机器人吸附结构变密度拓扑优化法.通过对爬壁机器人吸附于壁面时影响较大的主要结构部件进行三维建模,引入变密度拓扑优化法对所选用的部件在Ansys Workbench软件中进行结构优化.根据机器人工作实际情况设置边界条件和载荷,合理去除爬壁机器人主体部件中对结构强度影响不大的区域.根据优化结果重建模型并和原始结构模型进行应力分析对比,从而实现对爬壁机器人主体结构的拓扑优化.将优化后的吸附面结构与优化前的吸附面结构在ANSYS中对比,在保证爬壁机器人底板强度一致的基础上达到轻量化的目的,有助于提高爬壁机器人的灵活性和运动控制能力.     

复合型陶瓷薄板的制备及其力学性能

作为一种轻薄、低能耗的功能化产品,陶瓷薄板因强度低而应用受限,如何对其进行低成本增强成为工业领域研究热点。本文以构筑“纤维布-黏结剂-陶瓷薄板”多层复合结构作为切入点,将多种工业级纤维布、黏结剂和陶瓷薄板进行二次后加工复合,制备了兼具低成本和优异力学性能的复合型陶瓷薄板,探究了其断裂面微观形貌及断裂机理。经研究表明,“碳纤维布-环氧树脂-陶瓷薄板”复合型陶瓷薄板具有最佳界面结合强度及力学性能,其抗弯强度和承载冲击能量分别为85.26 MPa和1.45 J,与陶瓷薄板坯体相比,性能提升幅度分别高达22.98%和141.67%。“纤维布-黏结剂-陶瓷薄板”多层复合结构能够有效提升陶瓷薄板综合力学性能,陶瓷薄板内部存在微裂纹拓展、纤维偏转等多种良性强韧化机制。     

热电离质谱（TIMS）测定Ca同位素时Sr干扰影响的实验评价

Ca和Sr属于碱土金属元素,具有相似的化学性质,在Ca的纯化富集过程中很难实现Ca和Sr的完全分离,接取Ca的淋洗液中不可避免地会混入少量Sr。所以,在使用热电离质谱（TIMS）进行Ca同位素测定时,⁸⁸Sr²⁺、⁸⁶Sr²⁺、⁸⁴Sr²⁺可能会分别对⁴⁴Ca⁺、⁴³Ca⁺、⁴²Ca⁺的准确测定产生干扰。本工作通过设计实验来评估Sr使用Ta单带在TIMS测定Ca同位素过程中的影响：以IAPSO大西洋标准海水为研究样品,加入Sr元素单标溶液,使得样品中Ca/Sr=5;通过接取不同体积的Sr元素淋洗液,以获得含有不同Ca/Sr比值的TIMS测试样品。实验结果表明,含有不同Ca/Sr比值的测试样品与不含Sr元素的海水样品的Ca同位素组成在分析误差范围内一致。由此可以认为,对地质样品（Ca/Sr＞5）用Ta单带在TIMS上进行Ca同位素分析测试时,在当前技术条件下,Sr对Ca同位素的影响有限,可以忽略。另外,在进行Ca化学分离时,可以适当增加淋洗酸的浓度,以获取好的峰型并提高效率。