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一种考虑弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构的机器人刚度辨识方法

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中国机械工程 2024年

作者：郭万金李儒王利斌郝钦磊曹雏清赵立军长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室长三角哈特机器人产业技术研究院埃夫特智能装备股份有限公司哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室

为解决含有弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构的3T2R型高灵巧性机器人的刚度辨识问题，提出一种考虑弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构的机器人刚度辨识方法，研究弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构对机器人末端变形的影响，辨识机器人... 详细信息

为解决含有弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构的3T2R型高灵巧性机器人的刚度辨识问题，提出一种考虑弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构的机器人刚度辨识方法，研究弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构对机器人末端变形的影响，辨识机器人各关节刚度。首先，分析机器人紧凑性和经济性复合式构型设计的结构特点及作业姿态调整高灵巧性的运动特点，构建机器人雅可比矩阵，并建立机器人末端变形模型，分析机器人弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构对机器人末端变形的影响；其次，考虑机器人弱刚性关节传动链结构和柔性杆结构的共同作用影响及机器人弱刚性大变形的结构特征，进行机器人关节刚度辨识，并对移动关节3进行变刚度建模；最后，设计开展实验验证所提机器人刚度辨识方法的有效性。实验结果表明，所提刚度辨识方法比常规刚度辨识方法所辨识出的机器人关节3、关节4和关节5的刚度分别增大了146.59%、30.18%和36.07 %；在所选6组机器人位姿处末端综合变形实测值和理论计算值的误差率为4%～6％，验证所提刚度辨识方法能够有效辨识机器人各关节刚度。

关键词：刚度辨识弱刚性关节传动链柔性杆机器人末端变形高灵巧性机器人

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纳米材料表面化学作用之电子结构原理

化学进展 2024年第6期36卷 851-866页

作者：相国磊北京化工大学化学学院北京100029

在电子结构层面揭示纳米材料表面化学作用的物理与化学机制、共性规律与普适原理是纳米材料相关领域基础研究的科学目标,然而由于缺乏成熟的研究策略和系统性理论认知框架,相关概念与原理体系长期不完善,导致纳米化学领域的理论认识远... 详细信息

在电子结构层面揭示纳米材料表面化学作用的物理与化学机制、共性规律与普适原理是纳米材料相关领域基础研究的科学目标,然而由于缺乏成熟的研究策略和系统性理论认知框架,相关概念与原理体系长期不完善,导致纳米化学领域的理论认识远落后于实验探索。本文基于作者近年研究成果,介绍基于表面价轨道竞争重构机制的纳米材料表面化学作用在电子结构层面的概念与理论认知体系;基于表面化学吸附电子态与纳米材料能带态间的竞争作用与相互影响模型,对纳米材料表面化学领域中的一些基本共性科学问题给出自洽解答。其一,阐明了纳米材料表面活性与稳定性的对立统一辩证关系的物理根源在于波函数的归一化原理。其二,揭示出尺寸减小普遍增强纳米材料表面化学活性的物理根源有两种机制:一是削弱对表面价原子轨道的束缚强度,二是放大缺陷等其他结构参数的影响效果。其三、建立纳米尺度协同化学吸附(NCC)模型,揭示出配体覆盖度调控纳米材料能带电子态及物理与化学性质的电子结构层面机制与共性规律。其四、揭示纳米材料尺寸(r)、比表面积(S/V)、表面配体及覆盖度(θ)在纳米表面化学作用中电子结构状态变化角度发挥作用的物理意义。

关键词：纳米表面化学轨道重构尺寸效应表面效应电子结构原理纳米尺度协同化学吸附

纤维地聚物复合改良粗粒填料动力变形特性试验研究

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岩土工程学报 2024年第S2期46卷 183-188页

作者：王盛年谷雷雷吴志坚崔晓艳薛钦培徐鑫磊旦东南京工业大学交通运输工程学院江苏南京211816 中交一公局集团有限公司北京100024 中国安能集团第三工程局有限公司重庆分公司重庆401320

纤维地聚物复合改良可提升粗粒填料强度、刚度等性能,减小受长期动载作用引发的累积塑性变形。通过抗压强度试验探讨地聚物理想组分设计及其与纤维在土中的最佳配比,然后开展纤维地聚物复合改良粗粒填料抗压、循环加卸载试验,分析块石... 详细信息

纤维地聚物复合改良可提升粗粒填料强度、刚度等性能,减小受长期动载作用引发的累积塑性变形。通过抗压强度试验探讨地聚物理想组分设计及其与纤维在土中的最佳配比,然后开展纤维地聚物复合改良粗粒填料抗压、循环加卸载试验,分析块石含量、应力水平对其累积变形特性和破坏模式的影响。结果表明:地聚物中偏高岭土、硅酸钠和生石灰最佳质量比为3.6∶1∶0.8,三者在土中最优掺量为15%,纤维最佳掺量和长度为0.4%和12mm;纤维地聚物复合改良粗粒填料抗压强度随块石含量呈先增后减再增变化,块石含量30%时其力学性能最好;纤维地聚物复合改良粗粒填料动力累积应变速率随循环加卸载次数增加呈先快后慢再快发展,随块石含量、荷载水平提高,裂隙数量和扩展速率增加明显,破坏模式由剪切滑移向竖向劈裂转变。研究成果可为纤维地聚物复合改良粗粒填料动力特性认知和工程应用提供参考。

关键词：粗粒填料地聚物纤维动力变形特性破坏模式

天然气高压电气设备局部放电检测与故障诊断技术

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中国科技期刊数据库工业A 2024年第8期 0050-0053页

作者：陈晓磊何丽钦国家管网集团北京管道有限公司石家庄输油气分公司河北石家庄050000

文章先强调这一技术的意义,然后指出目前检测技术所遇到的困难,主要是受环境和条件制约,以及检测设备灵敏度及准确性等方面、确定和消除干扰因素,并进行长期监测和实时数据分析等方面面临挑战。为解决上述问题提出优化策略。另外,对局... 详细信息

文章先强调这一技术的意义,然后指出目前检测技术所遇到的困难,主要是受环境和条件制约,以及检测设备灵敏度及准确性等方面、确定和消除干扰因素,并进行长期监测和实时数据分析等方面面临挑战。为解决上述问题提出优化策略。另外,对局部放电故障诊断技术优化策略进行了探讨,包括改进故障诊断算法,集成各种检测技术,增强系统自适应性和学习能力,开发故障诊断信息可视化和决策支持系统等。

关键词：天然气高压电气设备局部放电检测故障诊断

基于Daubechies小波尺度函数的炉膛空气动力场声学层析重建方法

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中国电机工程学报 2024年第5期44卷 1904-1912,I0020页

作者：刘璠李言钦郑州大学机械与动力工程学院河南省郑州市450001

声学层析测量是一种先进、有前景的炉内空气动力场非接触重建方法,其中可靠、优化的重建模型算法是关键。小波尺度函数包含所确定尺度以下所有信号频率信息,便于有效重构包含复杂频率成分的场对象,鉴于此,该文提出以小波尺度函数为基对... 详细信息

声学层析测量是一种先进、有前景的炉内空气动力场非接触重建方法,其中可靠、优化的重建模型算法是关键。小波尺度函数包含所确定尺度以下所有信号频率信息,便于有效重构包含复杂频率成分的场对象,鉴于此,该文提出以小波尺度函数为基对待测空间场层析重建的方法。其采用具有紧支撑、正交特点的Daubechies小波以获得更好的场重建辨识度;对几何参数进行归一化处理以适应不同炉膛断面尺寸的场重建;采用梯度下降法求解线性方程组,得到稳定可靠的结果。通过构建不同典型仿真断面流场并重建,该方法均得到与原设定场良好的一致性,从而证明所提出场重建方法的有效性与可靠性。

关键词：声学层析测量流场 Daubechies小波尺度函数梯度下降法

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微通道萃取技术的研究进展

材料导报 2024年第5期38卷 143-150页

作者：齐亚兵贾宏磊西安建筑科技大学化学与化工学院西安710055 浙江先锋科技股份有限公司质保部浙江台州317000

与传统的萃取器相比,微通道萃取器的表、界面效应更加明显,过程可控性更强;两相接触的相界面积更大,萃取过程达到相平衡所需的时间更短,萃取效率更高;设备高度集成,放大效应小,安全性更高。鉴于微通道反应器的诸多优点,近年来其在萃取... 详细信息

与传统的萃取器相比,微通道萃取器的表、界面效应更加明显,过程可控性更强;两相接触的相界面积更大,萃取过程达到相平衡所需的时间更短,萃取效率更高;设备高度集成,放大效应小,安全性更高。鉴于微通道反应器的诸多优点,近年来其在萃取领域引起了学者的广泛关注。本文介绍了微通道反应器的微混合构件类型及微通道内流体流型,综述了微通道萃取技术的研究进展,分析了微通道萃取技术存在的问题,展望了微通道萃取技术的发展方向,以期为相关学者的后续研究工作提供方向和指引。

关键词：微通道多相流微混合微流动微萃取

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蛇形管内燃油变物性流动换热特性数值模拟

清华大学学报（自然科学版） 2024年第2期64卷 337-345页

作者：李玉王相钦闵敬春清华大学航天航空学院北京100084

蛇形管空油换热器可用于航空发动机的冷却,该文通过数值模拟研究了蛇形管内航空煤油的流动换热特性,分析了燃油入口流速、管壁温及蛇形管直管段长度对流动换热的影响,对比了直管段与弯管段、常物性与变物性下流动换热特性的差异。综合... 详细信息

蛇形管空油换热器可用于航空发动机的冷却,该文通过数值模拟研究了蛇形管内航空煤油的流动换热特性,分析了燃油入口流速、管壁温及蛇形管直管段长度对流动换热的影响,对比了直管段与弯管段、常物性与变物性下流动换热特性的差异。综合考虑换热器的紧凑度及燃油流过换热器时可能发生结焦,蛇形管内径取值2.0 mm,另外燃油流过蛇形管时被加热,温度可以升高数百摄氏度,燃油物性将会产生剧烈变化,因此本研究特别关注蛇形细管内燃油的变物性流动换热特性。研究结果表明:弯管段的对流换热系数明显高于直管段,但同时弯管段压降也显著增大;变物性的对流换热系数明显高于常物性,而变物性的压损明显低于常物性;变物性时管壁温对流动换热特性的影响较为显著,而直管段长度对流动换热特性的影响相对较弱。

关键词：蛇形管航空煤油变物性流动换热数值模拟

[BMIM]HSO_(4)对再生木质素的物化结构及热行为的影响

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河北大学学报（自然科学版） 2024年第3期44卷 281-289页

作者：杨华美陈紫钦罗楷王贝磊余梦珺徐州工程学院材料与化学工程学院江苏徐州221018

探究离子液体溶解处理对再生木质素物化结构和热行为的影响.以1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([BMIM]HSO_(4))溶解处理后的再生木质素为研究对象,通过元素分析、XRD、FTIR、SEM等手段对其结构和组成进行表征,并利用热重分析仪和分布活化能... 详细信息

探究离子液体溶解处理对再生木质素物化结构和热行为的影响.以1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([BMIM]HSO_(4))溶解处理后的再生木质素为研究对象,通过元素分析、XRD、FTIR、SEM等手段对其结构和组成进行表征,并利用热重分析仪和分布活化能模型分析其热失重过程,考查溶解温度和时间对[BMIM]HSO_(4)再生木质素结构和热失重过程的影响.结果表明:在木质素再生过程中由于[BMIM]HSO_(4)的占位作用,有效调整了木质素分子的排列方式.[BMIM]HSO_(4)处理后的再生木质素的热失重过程与原木质素发生明显差异,向高温段移动.经分布活化能模型计算分析表明再生木质素热失重过程的活化能高于木质素原料,[BMIM]HSO_(4)溶解处理后木质素热稳定性提高.该研究为木质素的资源化应用技术开发提供了一定的理论参考.

关键词：木质素 1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐热行为物化结构

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基于X射线吸收光谱的煤矸石鉴别

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年第9期52卷 63-68页

作者：方正李光磊厦门大学仪器与电气系

针对纹理识别、图像处理、红外辐射传统方法对于煤矸石的快速鉴别的准确率不高及鉴别时间过长的问题，利用X射线吸收光谱(XAS)的白矸石和煤矸石的快速鉴别，对部分样本进行光谱数据测量，绘制光谱图像，分析不同煤矸石占比混合物的光谱... 详细信息

针对纹理识别、图像处理、红外辐射传统方法对于煤矸石的快速鉴别的准确率不高及鉴别时间过长的问题，利用X射线吸收光谱(XAS)的白矸石和煤矸石的快速鉴别，对部分样本进行光谱数据测量，绘制光谱图像，分析不同煤矸石占比混合物的光谱区别所在．进而继续扩大样本空间多次重复测量．经去背景、归一化等方法处理最终得到了160组吸收光谱数据．应用主成分分析，对主成分采用最小二乘法得到线性回归方程，通过方程可以求解得到预测结果．为了避免线性回归效果不佳的情况，还对数据进行了非线性回归分析，根据训练集数据建立径向基神经网络，对比测试集输出和期望值得出误差进而检验精度．结果可见采用RBF神经网络的算法准确度更高，得到的结果平均绝对误差仅0.86%，均方误差仅为0.44%，可以较为精确地完成煤矸石含量预测．

关键词： X射线探测器 X射线吸收光谱煤矸石径向基函数(RBF)神经网络主成分分析