新型限力输出保护功能柔性夹钳的设计与参数评估

柔性夹钳因具有微/纳精密操作能力, 常应用于微操作系统中, 但因抓爪无法提供恒定输出力或恒力范围小, 容易造成操作对象的损伤或脱落。根据放大模块与常力模块串联的结构形式, 设计了一种具有常力特性的柔性夹钳。基于伪刚体法, 建立放大模块中桥式机构与杠杆机构的刚度和放大率数学模型, 通过对倾斜导向梁进行分析, 得到常力模块的力-位移关系式, 计算出恒定输出力为42.5 N, 输出范围为370 μm。最后, 结合不同柔顺梁的结构参数, 运用MATLAB仿真探究了各关键参数对常力特性的影响。研究结果可为常力柔性夹钳的构型设计和分析提供一定的理论支撑。     

巨型水轮发电机剪断销研发与质量控制

为获得设计需要的巨型水轮发电机剪断销的剪切力,得到剪切力波动受控的批量剪断销,通过拉伸试验、冲击试验、硬度试验和剪断销剪切试验等讨论了全尺寸剪断销剪切试验的可行性,分析了剪切试验时正常剪断和非正常剪断的剪断销材料性能差异,探究了剪断销的剪切力质量稳定性控制方法。结果表明:控制剪断销料坯的布氏硬度波动,可实现间接控制剪断销剪切强度的波动;通过试验总结的六步法可达到控制批量剪断销质量和剪切力波动的目的。     

水力空化改质对重质原油沥青质及性质的影响

利用水力空化过程产生局部的高温、高压、高射流以及强大的剪切力等极端化学物理条件改质处理沙特重质原油，试验结果表明：沙特重质原油经过水力空化改质后粘度由13.61降低至7.22mm2/s，残碳由7.16%降低至6.48%，实沸点蒸馏后减压渣油降低1个百分点。进一步采用APPI FT-IR MS、XRD、FT-IR、SEM和粒度分布等技术研究了水力空化改质对沙重原油分子组成，沥青质团聚体微晶结构、沥青质胶束粒径分布、沥青质官能团、沥青质形貌等方面的影响，从分子角度阐述空化改质重油的机理。研究结果表明：水力空化改质后沙重原油分子量分布、芳烃类化合物缔合作用变小；沥青质对低DBE化合物吸附性能降低；沥青质团聚体微晶结构更加松散；沥青质胶束粒度分布降低；沥青质分子相互团聚作用力减弱。进一步考察了水力空化改质前后减压渣油延迟焦化性能，改质处理后焦炭产率降低1.85个百分点，液体收率和气体产率分别增加1.52和0.33个百分点，水力空化改质对沥青质性质、结构特点的改善能够有效的提高其加工性能。     

Use of CFD-DEM to evaluate the effect of intermediate stress ratio on the undrained behaviour of granular materials

This study investigates the effect of intermediate stress ratio (b) on the mechanical behaviour of granular soil in true triaxial tests. A CFD-DEM solver with the ability to model compressible fluid and moving mesh has been developed and calibrated based on existing experimental test results on Nevada sand. The effect of b on the undrained true triaxial test, which has been neglected in the literature, was investigated using a reasonable number of models. The effects of the initial confining stress and initial void ratio also have been studied. The developed model was used to calculate the hydrodynamic forces on the particles and evaluate the ratio of the particle–fluid interaction force to the resultant force on the particles. It has been demonstrated that, in numerical studies, the effect of these forces cannot be neglected.     

内含实体对H型垂直轴风力机气动性能的影响

以H型垂直轴风力机及其内含圆柱形实体为研究对象,对NACA0018翼型的五叶片H型垂直轴风力机的气动性能进行数值模拟和实验验证。分析8种不同直径的内含圆柱体,在内含实体截面积占风轮迎风面积之比分别为21.2%、50.0%和76.9%时,风力机风能利用率的峰值分别下降8.04%、20.7%及74.3%。结果表明：随着内含实体直径的增大,风能利用率的峰值逐渐减小,开始较为缓慢,达到一定值时快速下降。小直径内含实体主要影响叶片在下风区的转矩,对风能利用率的影响较小,而大直径内含实体还会影响叶片在上风区的转矩,其风能利用率迅速减小。对于内含固定直径的实体,比如在现有建筑物外侧安装风力机时,其风轮半径的选择需综合考虑风能利用率和风力机的建造成本两方面的因素。研究结果可为建筑物与垂直轴风力机进行有效结合以提高风能的利用提供参考。     

基准平面垂直断面法在爆破漏斗试验中的应用

系统阐述了基准平面垂直断面法在爆破漏斗试验中测量爆破漏斗体积的基本原理,并将隧道激光断面仪应用于金厂河矿1 750 m水平15^#采场底部切割巷道爆破漏斗试验爆破漏斗体积测量中。通过与传统体重法等计算法所得漏斗体积分析比较,结果表明基于隧道激光断面仪与3D Mine软件分析的基准平面垂直断面法实用性强、操作方便、结果直观可靠,达到试验预期目的。     

Estimation of gradient size of interfacial strain and its optimization for effective magnetoelectric coupling in (CoFe2O4) – (0.93Na0.5Bi0.5TiO3 – 0.07BaTiO3), 2-2 nano-composites

Strain-mediated coupling between the magnetic and electrically ordered phases plays a significant role in magnetoelectric (ME) nano-composites. This study explores a method to analyse and quantify interfacial strain using a grazing angle scan (α) in a ME composite optimised for a specific microstructure. The details of strain around the interface CoFe₂O₄ (CFO) – 0.93Na_0.5Bi_0.5TiO₃ – 0.07BaTiO₃ (NBT-BT) was determined by performing ‘α’ scan, in order to gather information at various depths of the NBT-BT layer around maximum intensity (110) reflection. The strain around the interface was observed to dominate over a spatial region of ～20–30 nm away from the interface. The Piezoresponse force microscopy (PFM) studies performed near the interface reveal that the strain constrain experienced by the ferroelectric layer operates such that polarisation rotation and domain wall motion are constrained compared to the strain relaxed region of the film. For effective strain transfer, heterostructures grown with optimised thicknesses (～20–30 nm) exhibited a superior inverse piezomagnetic effect.     

高面板坝全寿命周期变形控制方法及应用

高面板坝的变形对面板的安全运行有着特别重要的影响，国内外已建的高面板坝工程中，因坝体变形大导致防渗面板挤压破损，坝体渗漏量大的实例较多，不得不降低水库水位进行修复处理，造成较大的经济损失乃至给大坝的长期运行留下安全隐患。通过发生挤压破损的实例分析，发现变形控制缺乏系统性是发生面板挤压破损的主要因素，为预防面板破损，系统提出了“控制坝体总变形，转化有害变形，适应纵向变形”的坝体变形控制方法，并在使用软硬岩混合料筑坝的董箐面板堆石坝中得到的应用，取得了良好效果，该工程运行至今达十余年，未见面板有挤压破损迹象，该方法对建设200 m以上乃至300 m级超高面板坝具有重要借鉴意义。     

基于滚动摩擦作用下玉米颗粒在模拟筒仓卸料中的力链分析（网络首发、推荐阅读）

针对颗粒滚动摩擦作用对筒仓中玉米颗粒的力链空间分布进行研究，通过EDEM离散元软件建立筒仓模型与仿真玉米颗粒模型进行卸粮仿真模拟，并与筒仓卸料实验作流态对比，验证模型与仿真结果的准确性。通过对模拟仓进行切片观察和数据处理，对比分析了不同摩擦情况下力链的细观参数随时间演化规律。模拟结果表明：颗粒间摩擦系数越大，卸粮完成的最终时间越长；颗粒间滚动摩擦系数越小，颗粒由整体流转变为管状流的时间越早。对于有漏斗的筒仓来说，减小颗粒间摩擦会改变整体流和管状流之间的极限，从而增加产生管状流的面积。标准滚动摩擦系数下玉米颗粒在卸料过程中会出现起拱-塌陷效应；减小滚动摩擦，玉米颗粒卸料较稳定，未出现起拱的应力突增、以及拱塌陷的应力衰减；增大颗粒间滚动摩擦不但会增加拱效应，且出现成拱高度距离漏斗口更高。