电感耦合等离子体质谱法快速准确表征浓缩铀材料

本研究联合三重四极杆电感耦合等离子体质谱(ICP-QQQ-MS)和多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS),快速准确地测量浓缩铀材料中铀同位素丰度比值、²³⁰Th/²³⁴U和²³¹Pa/²³⁵U原子物质的量比值,并诊断铀年龄。结果表明,Neptune XT型MC-ICP-MS和Agilent 8800型ICP-QQQ-MS对²³³U丰度的有效检测限分别为3×10^-9和6×10^-10,适用于²³³U丰度高于6×10^-8和样品量充足的样品,对10^-7量级²³³U/²³⁵U同位素丰度比的测量精密度达到1.0%(2σ)和4.8%(2σ)。采用GBW04240作为外标校正质量分馏效应,建立了基于ICP-QQQ-MS的10^-5量级原子物质的量比值的²³⁰Th/²³⁴...     

无线光相干通信智能信道均衡技术实验研究

宽带无线光相干通信通过信道均衡来抑制大气湍流产生的码间串扰。以湍流环境下的中频信号作为样本,分别采用反向传播(BP)神经网络和长短期记忆(LSTM)神经网络进行训练,将训练达到稳定的网络模型作为信道均衡器,以均衡器输出的中频信号作为系统性能评价指标并与自适应光学波前畸变校正算法进行比较。仿真结果表明,智能信道均衡算法对于系统误码率的改善优于自适应光学波前畸变校正算法。实验结果表明：采用BP神经网络信道均衡技术、LSTM神经网络信道均衡技术,以及波前畸变校正技术后,中频信号直方图的峰值分别位于0.49、0.38、0.38 V,相应的系统误码率分别为3.79×10^-5、1.64×10^-4和8.48×10^-2。智能信道均衡技术相比于波前畸变校正技术对于中频信号幅值随机起伏和误码率都有明显改善。     

混合器对柴油机排放物影响的试验研究

柴油车的尿素通过混合器热解为NH₃与NOx反应,NH₃在混合器中分布均匀的差异影响了NOx的转化效率与NH₃泄漏。试验选取了不同混合器进行WHTC瞬态循环与WHSC稳态循环试验。结果表明：SCR的NOx转化效率与转化速率随混合器流场均匀性的提升而提高,且流场均匀性能高的混合器对抑制NH₃泄漏更有效果。3#混合器的瞬态与稳态循环NOx比排放为0.186g·(kW·h)^-1与0.041g·(kW·h)^-1,NH₃泄漏为0.254×10^-6与0.068×10^-6;2#混合器的瞬态与稳态循环NOx比排放分别为0.346 g·(kW·h)^-1与0.063 g·(kW·h)^-1,NH₃泄漏为2.944×10^-6与2.254×10^-6。     

小型磁偏转质谱计研究

基于磁质谱离子光学成像聚焦原理对其离子光学系统、离子源和质量分析器的物理参数及几何结构尺寸进行优化,研制了新型小型磁偏转质谱计,其质量为4.3 kg,体积为（220×164×162） mm³,功耗为25 W。对质谱计的质量范围、灵敏度、分辨能力、最小可检漏率和稳定性等性能指标开展实验研究。结果表明,该质谱计的质量范围为1~134 u,大通道和小通道50%峰高处的分辨能力分别为56和13,对氩气、氮气和氦气的灵敏度分别为1.63×10^-4、1.17×10^-4、2.3×10^-5 A/Pa,最小可检漏率为1.24×10^-10 Pa·m³/s,仪器在3.5 h内的稳定性为2.5%。     

Nafion-石墨烯-纳米金修饰电极测定尿酸

将Nafion和石墨烯及纳米金复合后修饰在玻碳电极上制成修饰电极,用于尿酸电化学行为的研究。在pH 5.8的磷酸盐缓冲溶液中,该修饰电极对尿酸具有良好的电催化作用,尿酸浓度在2.0×10^-7 ～2.0×10^-5 mol/L范围内与其氧化峰电流呈较好的线性关系,相关系数为0.9843,检出限为1.0×10^-8 mol/L。方法用于实际样品的测定,加标回收率为96.8～103.2%,RSD为2.7～3.3%。     

交变磁场作用下的10 kV电缆微振动仿真研究

随着城市电力负荷的迅速增加，地下电缆逐渐成为电力输送的主要手段。在长期的电力运行中，电缆中间接头易出现间隙、裂痕等缺陷，为分析电缆中间接头在运行中微动磨损的振动来源及大小，通过对10 kV电缆线路中的三相线相间电磁力进行分析，建立10 kV电缆物理模型，仿真计算120 mm²电缆本导体及其附件的振动信号，并对比分析在不同载流量下的振动信号特征，为电缆中间接头在相间电动力振动下的可靠性研究提供理论基础。研究结果表明：在分量上电缆相间振动频率为工频的2倍，即为100 Hz;相间电动力应力集中在相间区域，该处振动最大位移为9.52×10^-7 mm,最大加速度为0.267 mm/s²;铜线芯振动最大位移为1.63×10^-6 mm,最大加速度为0.391 mm/s²。     

基于流固耦合的全封闭往复式压缩机数值仿真及吸气舌簧阀的优化

为了考察用于制冷的小型往复式压缩机在吸排气过程中的吸气舌簧阀和排气舌簧阀的最大接触冲击力和量化吸入与排出气缸中的冷媒气体量,以某型号往复式压缩机的实际结构为基础,建立了该型号往复式压缩机的数值仿真计算模型,对其吸排气过程进行了数值仿真计算,并根据仿真计算结果对吸气舌簧阀进行了优化。研究结果表明,吸气舌簧阀优化前后与其阀座的最大接触冲击力分别为102.3 N和98.2 N,最大接触冲击应力分别为151.1 MPa和148.3 MPa,分别减小了4.1 N和2.8 MPa;优化前后一个周期内吸入气缸的气体质量分别为9.8×10^-3 g和1.05×10^-2 g,增加了7×10^-4 g;优化前后吸气舌簧阀位移升程最大颤振幅值分别为1.49 mm和0.56 mm,减小了0.93 mm,吸气舌簧阀初次冲击阀座后的最大反弹位移分别为0.48 mm和0.28 mm,减小了0.2 mm。优化后,吸气舌簧阀最大接触冲击力、最大接触冲击应力和位移升程颤振幅度减小,吸入气缸的气体质量增加,结果可为提高吸气舌簧阀的使用寿命和往复式压缩机的工作效率...     

深水多相流量计磨损特性的数值模拟

采用RNG κ-ε湍流模型，使用Fluent软件，通过定常数值模拟得到不同工况下流量计表面的磨损率分布，分析磨损规律和磨损位置。结果表明：流场中磨损率和DPM质量浓度分布受进口流速和固体颗粒参数设置影响较大。随着进口流速、固体颗粒体积分数和固体颗粒粒径增大，流量计表面磨损率增大，磨损主要集中在喉部入口处，最大磨损率约为1.0×10^-8 kg/(m²·s)。     

Gauss-Lévy混合模型改进BFO算法的可靠性分析

针对一次二阶矩法需要对极限状态方程求导,且求解非线性问题时收敛性较差的问题,提出了一种基于LSEDA-BFO算法的可靠性分析方法。首先,通过可靠性分析理论建立优化模型;其次,采用增广乘子法将该约束优化问题转化为无约束优化问题;然后,通过基于Gauss-Lévy混合模型的分布估计算法改进细菌觅食算法;最后,通过改进的细菌觅食算法求解优化模型。通过Gauss-Lévy混合模型改进的BFO算法所得Ackley函数的最小值由7.619 3×10^-6下降至4.573 8×10^-10,精度得到显著提升。可靠性算例的计算结果表明：较JC法,文中算法不仅精度高,而且可用于求解强非线性算例;较混沌控制法和YALMIP求解器,文中算法计算精度更高;较直接抽样法和拉丁超立方模拟法,文中方法的函数调用次数少于两种蒙特卡洛模拟法,效率更高,而且可靠指标的方差更小。     

基于VPANNs的掘进机回转台可靠性分析

以某型掘进机可靠性研究项目为依托,基于破岩机理,利用MATLAB编制了掘进机在不同横摆速度、截割位置角度下截割不同坚固性系数岩石的程序并生成载荷文本,在动力学仿真软件ADAMS中建立了掘进机截岩的虚拟样机模型,并对不同工况载荷下的模型进行了动态仿真。采用模糊方法拟合了掘进机回转台的可靠度隶属函数,以各工况参数及相应的可靠度隶属函数值作为训练样本,提出了一种将人工神经网络与虚拟样机技术相结合分析零件可靠性的新方法。结合神经网络的推理可以预测掘进机在新工况下工作时回转台的可靠度,预测均方误差达到了6.92×10^-6,对实际生产具有一定的指导意义。     

NO x 传感器的氧补偿及其标定策略

针对氧化锆基氮氧化物传感器信号受汽车尾气氧含量影响,导致精度不佳问题,提出一种氧补偿算法和标定策略。根据NO_x传感器工作原理进行模拟试验,分析不同氧含量下泵电流I_P2与NO_x浓度的关系,得出氧补偿算法,并分析了氧含量与补偿系数的关系,设计出一种实时对I_P2误差补偿的方案,使I_P2在氧含量为0%～20%,NO_x为0～3 000×10^-6范围内的误差减小到23 nA,对应NO_x浓度误差降低到15×10^-6以内。为进一步提高传感器测量的准确度,设计了一套标定方案,并与国外NO_x传感器进行对比测试。结果表明,该传感器在发动机瞬态工况下,NO_x浓度为0～2 000×10^-6的环境中,测量误差为0～25×10^-6,验证了该方案的可行性,满足尾气中NO_x浓度的监测要求,为提高氧化锆基NO_...     

透明瓷粉的制备与性能

采用熔融水淬法制备了透明瓷粉,对透明瓷粉的相结构、热膨胀系数、生物相容性等进行了研究,并对透明瓷粉制备的烤瓷试样的力学性能进行了测试。结果表明:自制透明瓷粉体主要为非晶态,其热膨胀系数为1.1×10^-5～1.3×10^-5℃^-1,其生物相容性与日本松风瓷粉的相差不大;自制透明瓷粉制备的烤瓷试样的抗弯强度高于自然牙的,达到了临床要求。     

液压启闭机-弧形闸门耦合动力学仿真与抑振研究

针对液压启闭机-弧形闸门，为研究其振动传递并提出有效抑振措施。本文通过建立其三维实体模型，并建立其动力学方程，理论分析液压油的刚度阻尼特性，在Simpack中建立液压启闭机-弧形闸门耦合动力学仿真模型，并以液压系统为振动源，通过设置基座隔断阻尼器和闸门隔断阻尼器并进行参数优化来抑制振动传递，结果表明：基座隔断阻尼器和闸门隔断阻尼器能有效抑制振动的传递，并得到两阻尼器刚度与阻尼的优势区间，基座隔断阻尼器刚度为1×10⁴～1×10⁵ N/mm，阻尼为100～2 000 Ns/mm；闸门隔断阻尼器刚度为1×10⁴～5×10⁵ N/mm，阻尼为100～2 000 Ns/mm。     

高灵敏度低折射率的双开环通道PCF-SPR传感器设计

为了在中红外区域获得高灵敏度的低折射率(RI),在光子晶体光纤(PCF)上设计了一种具有双开环通道的新型结构,并在表面等离子体共振(SPR)效应上建立了传感器。通过COMSOL有限元法(FEM)对所设计PCF-SPR传感器进行仿真分析。结果表明,该传感器对低RI感应具有优异的检测能力,在RI为1.23～1.29的范围内,实现最大波长灵敏度达到10 300 nm/RIU,最大理论分辨率为9.71×10^-6RIU。     

煤热解中痕量乙烯在线激光吸收光谱检测

为了实现煤热解过程中痕量乙烯(C2H4)标识气体的在线识别与检测,结合波长调制与长光程技术,搭建了煤热解乙烯在线激光吸收光谱检测装置。采用中心波长为1 620 nm通信波段DFB激光器作为激光光源,有效光程为15 m的多光程吸收池为样品吸收池,利用SR830进行波长解调,通过二次谐波信号反演得到乙烯浓度。使用高精度流量控制器,利用高纯氮气稀释乙烯配比,制备得到10×10^-6到90×10^-6的标准乙烯样气,其线性拟合的相关系数R²为0.998 9;对浓度为20×10^-6的乙烯进行连续4 000 s的Allan方差分析,实验结果表明,检测极限为121×10^-9。为了研究不同气体氛围下煤热解过程中乙烯浓度的演化规律,控制气体流速为150 mL/min,分别在氮气、空气以及合成空气中对乙烯标识气体的释放过程进行热重分析实验。研究发现,当温度小于500℃时,3种气体环境下乙烯释放量较少且基本一致,当温度在500～700℃时,氮气环境中乙烯释放量要远高于其他两种气体,但空气中乙烯释放的增速...     

基于ADAMS和MATLAB的翻转机构联合仿真研究

建立三自由度翻转机构模型,将模型导入ADAMS中添加约束和驱动,进行运动学仿真,输出气缸回转轴和翻转板回转轴的角度变化曲线。建立翻转机构ADAMS动力学模型,创建活塞杆上端轨迹与输入输出变量,导入MATLAB/SIMULINK模块。在SIMULINK中建立控制系统,以气缸移动速度为输入指令,调整控制参数,实现活塞杆末端的既定轨迹跟踪,输出不同位置增益的响应曲线。仿真过程通过改变控制系统的参数,发现增大P可增加系统的响应速度,增大X_p可消除超调现象,减少振荡。联合仿真的研究为实际数控系统的机电耦合提供了设计依据。     

超音速火焰喷涂CoCrAlSiY合金涂层的摩擦磨损性能

采用超音速火焰喷涂技术制备CoCrAlSiY合金涂层,研究了该涂层的微观结构、力学性能,以及在不同载荷(2,5,8 N)下的摩擦磨损性能。结果表明：CoCrAlSiY合金涂层主要由CoCr₂O₄、CoAl和α-Al₂O₃相组成,各物相分布均匀,涂层致密;涂层的硬度为(7.41±0.16) GPa,与其他同类合金涂层硬度相近;在2,5,8 N载荷下摩擦磨损时,CoCrAlSiY合金涂层的平均摩擦因数分别为0.33,0.24,0.22,对应的磨损率分别为3.52×10^-5,4.85×10^-5,5.58×10^-5 mm³·N^-1·m^-1;低载荷(2 N)下的磨损机制主要是黏着磨损和磨粒磨损,高载荷(5,8 N)下涂层发生脆性断裂而大块剥落;在摩擦磨损过程中涂层表面形成氧化物,特别是在5 N和8 N载荷下,磨损表面出现大量α-Al₂O₃     

不同含量Al2O3微粒改性环氧树脂复合材料的导热和导电特性

利用溶液共混法制备不同质量分数(10%～40%)微米级Al₂O₃颗粒改性环氧树脂复合材料,研究了Al₂O₃微粒含量对复合材料导热和导电特性的影响。结果表明：当Al₂O₃微粒质量分数为10%和20%时,微粒在基体中分散良好,随着Al₂O₃微粒含量增加,微粒相互接触并出现团聚结块现象;随着Al₂O₃微粒质量分数由10%增加到40%,复合材料在室温下的热导率由0.30 W·m^-1·K^-1增加到1.11 W·m^-1·K^-1,玻璃化转变温度由115.44℃升高到122.89℃,线膨胀系数由56.86×10^-6 K^-1降至34.86×10^-6 K^-1,电阻率由4.27×10¹⁰Ω·cm降...     

一种分析四元数及其在6R机械臂逆运动学中的应用

为解决现有6R串联机械臂实时高精度逆运动学问题,提出一种新的分析四元数,用于6R机械臂逆运动学建模与求解。通过建立6R机械臂的坐标系和轴矢量,提出一种与传统Euler四元数同构的分析四元数,及与方向余弦矩阵同构的类方向余弦矩阵,以推导无冗余、二阶的机械臂逆运动学模型。基于机械臂的结构矢量分解,提出一种6R通用解耦机械臂建模的方法,分析机械臂的解耦条件,用于求解三轴解耦、偏置及正交解耦的6R机械臂逆运动学解析解。仿真试验结果表明,对于三种腕型的机械臂,所提出的方法单次求解速度在5.7 ms以下,位置精度优于10^-15 m,方向精度优于10^-8（°）,可以有效保证机械臂在线精密操作的性能。     

基于SimHydraulics的风力机液压变桨执行机构建模与稳定性分析

该文在前期液压变桨执行机构系统设计的研究基础上,利用Matlab/Simulink中SimHydraulics建立了完整的风力机液压变桨执行机构物理仿真模型,同时给出了传递函数数学建模结果,并对两种建模方法得到的液压变桨执行机构模型的稳定性作了比较分析,最后通过SimHydraulics所建液压变桨执行机构模型与风力机整机模型联合仿真,完成了风力机的变桨功率控制仿真实验.仿真结果表明,相比传递函数、状态方程、功率键合图等数学建模方法,SimHydraulics物理建模方法所建模型精确性更高,基于该模型的风力机功率控制、稳定性、可靠性等相关分析研究的准确性和可靠性也较高.