高瓦斯矿井U型通风工作面瓦斯治理技术

针对李雅庄煤矿U型通风工作面上隅角及回风流瓦斯浓度高、瓦斯治理难度大的问题,根据工作面瓦斯来源及在采空区三带的运移储存规律,李雅庄煤矿开展了本煤层抽采工艺优化和裂隙带抽采技术研究。对本煤层钻孔封孔深度、联孔工艺、管路连接方式等进行优化,钻孔抽采浓度由抽采4个月后降低到9%提高到抽采10个月后维持在19%;通过调整裂隙带钻孔布置方式、优化钻孔布孔层位、采取下筛管护孔等技术措施,裂隙带钻场最高瓦斯抽采纯流量达13.6 m³/min,平均瓦斯抽采纯流量达8 m³/min,2个钻场联合抽采瓦斯纯流量在13 m³/min以上;取消了瓦斯措施巷、井下移动泵和上隅角风帘,上隅角和回风流平均瓦斯浓度分别控制在0.5%和0.4%以下,对高瓦斯矿井U型通风工作面瓦斯治理有借鉴意义。     

原始钻孔轨迹模型的建立及模拟方法的精度对比

建立原始钻孔轨迹模型,可以为各种轨迹模拟方法计算精度分析及误差因素量化分析提供数据基础。测点要素间的关系可以看作顶角、方位关于深度的函数关系,将这种函数关系模型化,可获得模型曲线的切向量关于深度的函数关系。以此为基础,用微分方法得到曲线三维坐标关于深度的导函数,再用积分方法即可得到原始钻孔轨迹模型曲线。该模型提供了不同弯曲强度条件下的原始钻孔测点要素和三维坐标,对全角半距法和最小曲率法2种模拟方法进行误差计算、对比和分析,验证了在计算精度上最小曲率法优于全角半距法。根据计算结果得出了2种方法在计算误差上的差异,并针对勘查钻孔和定向钻孔2种实际应用条件得出相应的计算精度。     

电磁场作用下球形磁极辅助研磨弯管内表面研究

弯管弯曲成形后,在弯折处易产生微裂纹、褶皱等表面质量缺陷问题。本文通过采用六自由度机械手拖动电磁场发生装置沿加工轨迹往复运动,电磁场发生装置驱动球形辅助磁极绕管件内壁转动,实现了对弯管内表面的光整加工。在此基础上,通过对弯管轮廓采集及曲线拟合,重新构建了弯管中心线并转换为新的研磨加工轨迹。采用超景深3D电子显微镜和触针式表面粗糙度测量仪对研磨试验前后弯管内表面的形貌和粗糙度进行了对比分析。结果表明,通过重新构建研磨加工轨迹,试验装置有效解决了研磨弯折处的干涉与研磨不均匀等问题。研磨55 min后,表面粗糙度由原始的0.713μm降低到0.194μm,铜合金弯管内表面原始质量缺陷基本去除,表面纹理较为致密均匀。该方法有效避免了未规划研磨轨迹时出现的犁耕等纹理缺陷,提高了弯管的服役可靠性。     

Durable,Sensitive, and Wide‐Range Wearable Pressure Sensors Based on Wavy‐Structured Flexible Conductive Composite Film

Flexible pressure sensors have potential applications in human motion monitoring and electronic skins. To satisfy the practical applications, pressure sensors with a high sensitivity, a low detection limit, a broad response range, and an excellent stability are highly needed. Here, a piezoresistive pressure sensor based on wavy‐structured single‐walled carbon nanotube/graphite flake/thermoplastic polyurethane (SWCNT/GF/TPU) composite film is fabricated by a prestretching process. Due to the random wavy structure, high conductivity, and good flexibility, the prepared sensor displays a low detection limit of 2 Pa, a wide sensing range of 0–60 kPa, and a high sensitivity of 5.49 kPa^?1 for 0–50 Pa. Furthermore, the sensor shows a remarkable repeatability of over 1.1 × 10⁴, 9.0 × 10³, and 2.0 × 10³ pressure loading/unloading cycles at 50 Pa, 500 Pa, and 30 kPa, respectively, and a fast responsibility of 100–150 ms of loading response time and 400–600 ms of relaxation time. Therefore, the pressure sensor is successfully adopted to monitor both the large‐scale human activities (e.g., walk and jump) and the small‐scale signals (e.g., wrist pulse). Furthermore, a sensor array is assembled to map the weight and shape of an object, indicating its various potential applications including human–machine interactions, human health monitoring, and other wearable electronics.     

铜基正弦波微通道内流动沸腾传热特性试验研究

基于超快激光技术加工铜基正弦波弯曲型微通道,以去离子水为流动工质,在不同质量流量和热通量条件下,对弯曲型微通道内流动沸腾特性进行试验研究。基于温度/压力数据和流动可视化结果,发现通道传热系数随出口干度增大,呈迅速增大后减小并趋于稳定趋势,正弦波微通道相较直微通道具有更好的换热性能,传热系数最大提高127.7%,压降仅增加14.4%。波状通道结构能明显抑制流动沸腾中不稳定现象发生。通过可视化试验发现,随热通量增大,流型经历泡状流-弹状流-环状流的转变,换热主导机制由核态沸腾逐渐过渡到薄液膜蒸发。     

基于多周循环步进式插值扫描轨迹的工业CT柔性检测技术研究

为了在一次CT检测过程中同时实现被检工件的精细检测与内部缺陷快速发现的两种检测需求,提出了一种新型CT检测方案。该方案将一种改进的圆形CT投影扫描轨迹与不完全投影插值算法有效融合,实现了投影采集与最优图像实时重建的同步进行。为验证该技术的可行性,设计了相应的扇束CT仿真平台及试验模体,仿真试验结果表明,该检测技术在CT扫描过程中可及时发现被检工件的内部缺陷,扫描结束后可获得工件的精细CT图像,有效满足了工业CT用户在多种检测目的之间自由切换的柔性检测需求。     

基于分割模板运动预估的相关跟踪算法

为了对常规相关匹配算法实时性能进行提升,提出一种基于分割模板运动预估的相关跟踪算法。采用最小二乘法全区间等距拟合目标运动轨迹,计算出目标当前预估点;将模板图像按块运动估计算法要求分割成宏块;按菱形搜索法在预估点周围区域进行搜索,得到每个宏块的最佳运动矢量;取匹配度最佳的运动矢量对应点为模板的粗匹配点;判断该点所在宏块与搜索区域相对位置关系,决定是否进行精匹配结束搜索,或是按梯度方向建立新的搜索区域。目标跟踪实验证明,该方法比基于全搜索的归一化积相关( NProd)算法其计算时间缩短到3.31倍。     

航空制导炸弹制导控制律设计

根据命中精度和射程的要求,设计了某型制导炸弹的方案弹道。在滑翔段采用给定俯仰角飞行的方法,以降低马赫数,使炸弹尽快脱离跨音速飞行状态;在俯冲段采用比例导引法,导引炸弹命中目标。给出了俯仰、偏航和滚转三通道控制律,提出了控制参数的选择方法。仿真结果表明：所设计的弹道具有射程远、精度高、易实现的特点,具有较高的实用价值。     

反舰导弹末端蛇行机动弹道设计

为避开舰艇密集火力的拦截。增强突防能力。反舰导弹必须在其弹道末端具备一定的机动性能。文中研究了一种可实现导弹末端蛇行机动的方法,采用加速度控制方案代替传统的姿态控制方案．根据蛇类运动原理采用能量最优控制方法计算得到了加速度控制指令．利用该控制指令对某型超音速反舰导弹进行了弹道仿真计算,实现了导弹纵向和侧向的两种蛇行机动弹道,计算结果表明该算法是有效的。     

临近空间动能武器弹道特性分析

提出了用飞艇搭载动能武器,从临近空间远程打击各类目标的作战方案.建立了考虑地球旋转的射弹动力学模型,针对多种不同初始条件进行了弹道特性分析.结果表明将动能武器系统布置于临近空间的发射平台大大提高了其射程.