GO-TSC/聚酰亚胺混合基质膜的制备及气体分离性能研究

使用氨基硫脲（TSC）对氧化石墨烯（GO）进行改性,制备GO-TSC层状复合材料。随后,将该复合材料加入到Matrimid^®5218（PI）基质中,制备用于二氧化碳分离的混合基质膜（MMMs）。通过TGA、SEM及气体分离性能测试考察了GO-TSC对膜热稳定性、结构和气体分离性能等的影响。SEM结果显示GO-TSC可均匀分散在聚合物基质上并与基质紧密结合;TGA结果显示混合基质膜在250 ℃以上仍保持稳定。与纯PI膜相比,MMMs显著增强了二氧化碳的渗透性。GO-TSC中所含的氨基与二氧化碳具有良好的亲和力,增加的碱性位点可以有效地转运二氧化碳。GO-TSC的层状结构增加了气体的传输路径,不利于大动态直径气体（甲烷、氮气）的通过,从而提高了分离性能。GO-TSC负载量为0.75%（质量分数）时混合基质膜的分离性能最佳。相比较纯PI膜,混合基质膜的二氧化碳渗透系数和二氧化碳/甲烷、二氧化碳/氮气分离系数分别提高了42.16%、95.79%和83.72%。     

巨型垂直轴风力发电机组结构的动力特性分析

性能优越的垂直轴风力发电机正越来越受到关注。巨型垂直轴风力发电机,从结构上讲属于高耸的桅杆结构,同时工作状态下具有转子的某些特性,构成桅杆结构和动力转子相互作用的复杂结构体系。通过对其动力特性的分析,揭示其转子与纤绳这两部分的动力特性。     

岩爆实验碎屑分类及其研究方法

 利用中国矿业大学(北京)岩爆过程模拟实验系统,进行一系列的应变岩爆实验。对岩爆碎屑不同尺度,可以采用不同方法提取其信息,包括对面积约为100 mm2的中粒碎屑SEM(扫描电子显微镜)扫描,粗粒碎屑的断口表面形貌三维激光扫描和岩爆碎屑颗粒的尺寸特征测量。测量参数为质量、长度、宽度和厚度。为了便于对不同尺度的岩爆碎屑进行研究的方便,将岩爆碎屑分为粗粒、中粒、细粒和微粒4组,对不同粒组采用不同的研究方法。以花岗岩为例,介绍不同方法计算分形维数的过程及结果。采用倍分长度区间、SEM裂纹图像处理的二值法及小岛法进形分形维数计算时,其线性关系都较好,但不同方法计算获得的分维值不同。根据不同粒组的分形结果,可以分析不同尺度下的岩爆碎屑破碎程度,并为进一步研究岩爆过程的能量变化特征提供基础。     

复杂温压条件下循环载荷对水泥环密封完整性的影响实验研究

针对油气井试压,试油,压裂等多工况下的复杂温压条件,分析了循环载荷下的固井界面位移变化情况,基于水泥环密封完整性实验装置,运用气窜法测试了高温高压养护条件下水泥环在套管内压力循环载荷下的密封完整性,并运用CT扫描技术对循环载荷施加前后的试件进行了三维可视化分析。实验结果表明:在较高套管内压循环载荷条件下,经过一定数量轮次的加载/卸载循环后,水泥环在卸载过程中容易发生密封失效,且随着套管内压循环载荷的增大,水泥环密封失效所需的循环轮次越来越少;运用CT扫描手段证实了在套管内压力循环载荷条件下,水泥环一界面最易失效,且损伤最为严重,该研究结论可为复杂温压条件下的水泥环密封完整性评价及保护提供技术指导。     

微小缺陷的液体渗透检测

从渗透检测方法原理、渗透液的物理性能、干粉显像剂的显像特性、微小缺陷的检出能力和现场检测工艺实施可行性等方面进行研究,探讨微小缺陷的液体渗透检测的可行性,试验表明,适当增加渗透滴落时间的延长显像时间,必要时增加振动,防止过水洗,可提高微小缺陷的液体渗透检出率。     

基于形态奇异值分解和经验模态分解的滚动轴承故障特征提取方法

针对随机噪声和局部强干扰影响经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)质量的问题,提出一种形态奇异值分解滤波消噪方法,并将其与EMD相结合形成一种新的故障特征提取方法。该方法首先对原始振动信号进行相空间重构和奇异值分解(Singular value decomposition,SVD),根据奇异值分布曲线确定降噪阶次进行SVD降噪,再形态滤波,最后把消噪后的信号进行EMD分解,利用本征模模态分量(Intrinsic mode function,IMF)提取故障特征信息。对仿真信号和实际轴承故障数据的应用分析表明,该方法能有效地提取轴承故障特征,诊断轴承故障,还可以减少EMD的分解层数和边界效应,提高EMD分解的时效性和精确度。     

基于可用度的N部件可修串联系统最优更换策略

可修串联系统是一类经典的可靠性模型,在实际系统中较为常见。在假定故障部件不能“修复如新”的条件下,基于几何过程模型研究可修串联系统的最优更换策略。推导出系统经长期运行单位时间内期望效益和期望可用度的表达式,在此基础上以可用度为目标函数,以费用率为约束条件建立维修策略优化模型。给出算例,通过与目前现有结果的比较,验证新模型的合理性。     

导弹飞行试验靶标规模设计方法研究

基于蒙特卡洛（Monte-Carlo）方法对导弹飞行试验靶标规模设计问题开展研究,总体思路是模拟计算导弹命中一定区域的概率,以计算结果对比设计要求,最终确定靶标规模.根据整体弹和子母弹飞行着靶的特点和数学化描述,确定采用统一的导弹命中目标区域概率计算对象——子母弹抛撒子弹着靶事件;在明确方法设计过程基础上,分别讨论确定了蒙特卡洛方法应用中的随机过程概率模型、随机数产生模型、命中靶标判据及模拟计算误差模型,并给出了靶标规模设计方法实现的程序框图和计算实例.研究成果可用于计算导弹命中任意形状目标区域的概率及确定靶标建设规模与布局.     

环锭纺纱全流程机器人自动化生产关键技术

针对环锭纺纱全流程自动化生产工艺与工业机器人的深度集成问题,提出了环锭纺纱生产线布局仿真优化方法,构建了生产线协同调度模型,详细阐述了配棉排包、精梳机自动喂棉卷和筒纱外观检测等关键工艺机器人应用场景,提出了以信息互联互通技术为核心的信息集成管控策略,建立了工艺、生产计划、质量、设备及物流一体化智能管控系统,形成了环锭纺纱生产线全流程智能管理模式,实现了基于纱管的纺纱质量追溯。结果表明：所使用的任务调度方法有效提升了相关工序的生产效率,设计的纺纱工艺机器人打通了配棉排包等工艺流程断点,相关技术应用后企业综合生产效率提升22.65%,运营成本降低40%,形成纺纱行业智能化转型典型案例并已向行业推广。     

一种基于新差分模板和无穷范数的震源波场重建方法

伴随状态法广泛应用于偏移成像和全波形反演中。模型的像或梯度可通过震源波场和伴随波场之间的相互运算得到。但两种波场分别沿时间正向和反向传播,无法同时访问。为避免对震源波场进行存储,可采用边界波场逆向重建震源波场。但现有的重建方法仍无法平衡精度和存储需求。为此,发展了一种新的交错网格有限差分震源波场重建方法。新方法通过存储边界区域的N层波场和M-N层波场的线性组合来重建内部区域的震源波场(M为差分算子长度参数,0≤N≤M)。推导了基于新差分模板的频散关系,构建了无穷范数型目标函数,采用Remez交换算法优化了重建系数。详细分析了所提方法的精度和稳定性,并将其应用于声波逆时偏移和弹性波全波形反演。数值结果表明：新方法可以获得足够精确的重建波场、偏移剖面和反演结果;其内存需求仅为传统方法的(N+1)/M。