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基于FDM技术的填充型阶梯结构宽频吸波体

航空学报 2024年

作者：叶永盛刘沁锋贾瑞鹏丁迪焦未冬叶喜葱吴海华何恩义三峡大学机械与动力学院三峡大学石墨增材制造技术与装备湖北省工程研究中心中国锻压协会中国机械总院集团江苏分院有限公司

宽带吸收是吸波体向实际应用发展亟需解决的难题。本文基于熔融沉积成型（FDM）技术制备吸波体壳体、以自制的rGO-Fe3O4/Ec复合微球为吸波剂，研究单元结构几何参数和各层材料层间分布对吸波性能的影响，通过归一化处理，分析等效阻抗... 详细信息

宽带吸收是吸波体向实际应用发展亟需解决的难题。本文基于熔融沉积成型（FDM）技术制备吸波体壳体、以自制的rGO-Fe3O4/Ec复合微球为吸波剂，研究单元结构几何参数和各层材料层间分布对吸波性能的影响，通过归一化处理，分析等效阻抗匹配的变化特性。研究结果表明，该吸波体具有宽带吸收、极化无关特性和大角度吸收特性：该吸波体实物测试结果实现了2～18 GHz频段内99%带宽（2.1～18GHz）有效吸收（-10dB），两个反射损耗峰值的测试强度依次为-21.9dB、-24.1dB，与CST仿真的2～18GHz全频段有效吸收、峰值强度-20.6dB和-20.1dB的模拟结果相吻合;对于TE极化而言，当入射角度为40°时仍然能维持15GHz的有效吸收带宽，在50°时还能保持X、Ku波段的有效吸收。吸波体表现出的吸波性能归因于其合理的等效阻抗匹配调控，与此同时，其结构中梯度参数可显著增加电磁波的反射次数，充分利用了电磁波的衍射能力。

关键词：吸波体石墨烯电磁波宽带吸收等效阻抗匹配

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苏75区块小井眼钻完井技术

天然气勘探与开发 2024年第2期47卷 73-80页

作者：李鹏伟汝大军王建宁沈家训张波叶永盛杨立功杨康中国石油华北油田公司工程技术研究院河北任丘062552 中国石油华北油田公司苏里格勘探开发分公司内蒙古乌审旗017300

随着新环保法的实施,苏里格地区钻井全面实施“泥浆不落地”技术,而小井眼钻井技术是减少钻井液的用量、减少废弃物、降低入井钢材费用和减少固井成本的有效途径。针对苏里格气田小井眼水平井钻进过程中的岩石可钻性差、造斜点选择难度... 详细信息

随着新环保法的实施,苏里格地区钻井全面实施“泥浆不落地”技术,而小井眼钻井技术是减少钻井液的用量、减少废弃物、降低入井钢材费用和减少固井成本的有效途径。针对苏里格气田小井眼水平井钻进过程中的岩石可钻性差、造斜点选择难度大、水平段轨迹复杂、地质复杂造成的井下安全等问题,开展了井身结构优化、小井眼轨迹优化与控制、钻头优选及水力参数优化、钻井液体系优选及性能参数优化研究。结论认为:①在加强安全钻井配套措施的基础上,优化后的井身结构更具经济性及合理性;②低固相钻井液体系抗温稳定性强,具有良好的抑制岩心分散的能力,能够有效防止黏附卡钻的发生,且成本低、封堵效果较好;③针对各个地层岩性特征优选的高效PDC钻头,优化水力参数性能,能够有效提高机械钻速,确保砂体钻遇率达到95%以上。

关键词：小井眼钻头优选轨迹优化与控制钻井液性能参数水力参数

二维直线驱动精密气浮运动平台的轮廓运动控制研究

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二维直线驱动精密气浮运动平台的轮廓运动控制研究

作者：叶永盛广东工业大学

学位级别：硕士

随着工业精密自动化的日益发展,过去的“旋转电机+滚珠丝杠”传动方式已经无法满足精密自动化的高速、高精技术要求,直线电机驱动和气浮导轨支承两种技术结合成为了目前精密自动化加工的主流模式。由于零部件的加工轮廓轨迹日渐复杂,技... 详细信息

随着工业精密自动化的日益发展,过去的“旋转电机+滚珠丝杠”传动方式已经无法满足精密自动化的高速、高精技术要求,直线电机驱动和气浮导轨支承两种技术结合成为了目前精密自动化加工的主流模式。由于零部件的加工轮廓轨迹日渐复杂,技术要求不断提高,因此研究直线电机气浮运动平台的轮廓运动控制方法有着重大意义。本文将二维龙门式直线电机气浮运动平台作为研究对象,参考高速和大行程的运动场合,对二维气浮运动平台的轮廓轨迹的主要误差源进行分析,并进行抑制和补偿,从直线电机伺服控制系统、控制环路稳定性分析、单轴直线电机控制方法和多轴轮廓运动控制方法等方面开展研究,通过仿真、实验方法分析二维气浮运动平台的轮廓控制性能和系统动态特性,主要研究内容如下:归纳二维直线气浮运动平台的轨迹综合误差影响源,基于二维气浮运动平台的硬件系统建立其三闭环控制模型,以相角裕度60,幅值裕度10(9为稳定裕度判定依据,在Matlab/Simulink软件中,对位置环、速度环和电流环进行稳定性设计。提出两种应用于单轴运动控制的改进PID控制方法。针对常规PID控制无法满足高定位精度的问题,引入前馈控制思想,分析速度、加速度前馈控制参数对位置跟踪误差的影响规律,根据影响规律和相关专家经验设立模糊控制规则,与常规PID作对比。然后提出基于迭代学习算法的改进PID控制方法,与前者作综合性能对比分析,并测试两种方法的抗干扰性,择优作为轮廓控制系统的基础。针对轮廓轨迹误差轴间参数比例不匹配的问题,加入变增益交叉耦合控制方法,将圆弧轨迹作为输入信号,以不同曲率半径和运动速度为自变量,分析轮廓误差与跟踪误差之间的耦合关系。考虑到圆弧轨迹具有时变性,针对轮廓控制器存在参数整定耗时长、易受轮廓误差突变而影响控制性能等问题,以第三章中综合性能较优的方法为基础,在轮廓控制器设计中引入强抗干扰性的模糊控制算法,提出一种改进型的鸡群优化算法,寻找最佳的一组量化因子和比例因子,改善参数整定效率和轮廓轨迹精度。搭建轮廓轨迹精度测量实验平台,进行球杆仪硬件系统和数据采集软件之间的通信测试,在运动控制卡中编写运动指令,将转译后的算法程序代码输入运动控制卡,再以控制变量法对第四章提出的轮廓运动控制方法的有效性进行实验验证。

关键词：直线电机气浮平台稳定性定位精度轮廓轨迹精度

微乳液法制备石墨烯—羰基铁粉复合微球及其吸波性能

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材料导报 2023年第17期37卷 36-43页

作者：何恩义殷诗浩叶永盛丁迪胡正浪吴海华三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 石墨增材制造技术与装备湖北省工程研究中心湖北宜昌443002

以开发轻量、高效、宽频的吸波材料为研究目的,本工作利用微乳液法制备石墨烯-羰基铁粉复合吸波微球,采用XRD、拉曼光谱(Raman)、SEM和矢量网络分析仪(VNA)对复合材料的物相结构、微观形貌和电磁性能进行表征分析,重点研究了石墨烯(rGO... 详细信息

以开发轻量、高效、宽频的吸波材料为研究目的,本工作利用微乳液法制备石墨烯-羰基铁粉复合吸波微球,采用XRD、拉曼光谱(Raman)、SEM和矢量网络分析仪(VNA)对复合材料的物相结构、微观形貌和电磁性能进行表征分析,重点研究了石墨烯(rGO)含量对材料吸波性能的影响。结果表明,测试样品厚度为2.00 mm、rGO含量为6.7%(质量分数,全文同)时复合材料的吸波性能最强,其最小反射损耗达到-30.42 dB,有效吸收带宽为5.04 GHz(11.28~16.32 GHz)。rGO的添加有利于形成珊瑚孔洞结构,增加了电磁波的入射路径,同时孔洞的存在有利于增强介质之间的极化现象。rGO和羰基铁粉(CIP)的均匀分散构成了多吸波机理的协同效应。

关键词：石墨烯复合材料吸波机理吸波性能阻抗匹配

石墨烯增强FeSiAl-MoS_(2)/PLA复合材料吸波性能

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复合材料学报 2023年第2期40卷 911-928页

作者：叶喜葱杨超欧阳宾高琦吴海华何恩义叶永盛三峡大学石墨增材制造技术与装备湖北省工程研究中心宜昌443002 三峡大学机械与动力学院宜昌443002

多元材料复合是制备轻质、宽频和强吸收吸波材料的有效方法。以聚乳酸(PLA)为基体,FeSiAl、MoS_(2)和石墨烯(GN)为填料,通过球磨和熔融挤出两步法制备了可用于熔融沉积成形(FDM)的FeSiAl-MoS_(2)-GN/PLA复合材料。采用XRD、拉曼光谱、SE... 详细信息

多元材料复合是制备轻质、宽频和强吸收吸波材料的有效方法。以聚乳酸(PLA)为基体,FeSiAl、MoS_(2)和石墨烯(GN)为填料,通过球磨和熔融挤出两步法制备了可用于熔融沉积成形(FDM)的FeSiAl-MoS_(2)-GN/PLA复合材料。采用XRD、拉曼光谱、SEM和矢量网络分析仪分别对复合材料的物相结构、微观形貌和电磁特性进行了表征,并研究了石墨烯含量对复合材料吸波性能的影响。研究表明:石墨烯、FeSiAl和MoS_(2)随机分散在PLA基体中,形成了复杂的导电网络;多元材料复合构筑了丰富的介电/磁异质界面,有利于促进界面极化;当石墨烯含量增加时,复合材料的吸波性能随之增强,当石墨烯含量为5wt%时,复合材料的吸波性能最佳,在厚度为1.7 mm时最小反射损耗为-27.90 dB,在厚度为1.9 mm时有效吸收带宽为4.96 GHz(12.64~17.60 GHz)。其优异的吸波性能归因于良好的阻抗匹配及介电损耗和磁损耗之间的协同作用。

关键词：复合材料 FeSiAl MoS_(2) 石墨烯阻抗匹配吸波性能

石墨烯增强Fe_(3)O_(4)/乙基纤维素复合微球吸波性能

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航空学报 2023年第11期44卷 296-310页

作者：叶永盛丁迪吴海华何恩义殷诗浩胡正浪杨超三峡大学石墨增材制造技术与装备湖北省工程研究中心宜昌443002 三峡大学机械与动力学院宜昌443002

多元复合材料有利于实现高效、轻质、宽频的吸波效果,在航空航天领域具有重要的研究与应用价值。通过乳化反应制备了以乙基纤维素(Ec)为骨架的还原氧化石墨烯(rGO)-Fe_(3)O_(4)/Ec复合微球,采用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫... 详细信息

多元复合材料有利于实现高效、轻质、宽频的吸波效果,在航空航天领域具有重要的研究与应用价值。通过乳化反应制备了以乙基纤维素(Ec)为骨架的还原氧化石墨烯(rGO)-Fe_(3)O_(4)/Ec复合微球,采用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和矢量网络分析仪(VNA)对复合微球的物相结构、微观形貌和电磁性能进行表征与分析。结果显示复合微球内部通过Ec与rGO、Fe_(3)O_(4)有序组合,Ec形成丰富的多孔结构,增强了微波多重反射和散射。当rGO含量为6.6wt%、厚度为1.8 mm时,在14.32 GHz处达到最小反射损耗(−30.35 dB),有效吸收频宽为4.88 GHz(12.24~17.12 GHz)。

关键词：石墨烯复合材料吸波机理阻抗匹配 Fe_(3)O_(4)

多层吸波体的设计、制备及其广角宽频吸收特性

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复合材料学报 2023年第11期40卷 6202-6216页

作者：杨超叶永盛叶喜葱杨鹏高琦鄢堂明吴海华张云峰三峡大学机械与动力学院宜昌443002 三峡大学石墨增材制造技术与装备湖北省工程研究中心宜昌443002 国家机床质量监督检验中心北京101312 通用技术集团机床工程研究院有限公司北京100102

3D打印技术为微波吸收结构提供了多尺度、多材料和多维度制造能力,可以充分发挥材料损耗和结构损耗相结合的优势。本文利用FeSiAl-MoS_(2)-石墨烯(GN)/聚乳酸(PLA)复合线材制备了一种三层周期性十字交叉微波吸收结构,研究了各层材料组... 详细信息

3D打印技术为微波吸收结构提供了多尺度、多材料和多维度制造能力,可以充分发挥材料损耗和结构损耗相结合的优势。本文利用FeSiAl-MoS_(2)-石墨烯(GN)/聚乳酸(PLA)复合线材制备了一种三层周期性十字交叉微波吸收结构,研究了各层材料组合和单元结构几何参数对复杂结构吸波性能的影响。仿真和实验结果表明:当介质层、吸收层和匹配层三层材料的石墨烯含量依次为0wt%、5wt%和4wt%时,吸波体的有效吸收带宽(EAB,反射损耗R_(L)≤-10 dB)为12.7 GHz。同时当横电波(TE极化波)和横磁波(TM极化波)的入射角度分别小于40°和70°时,EAB均大于10 GHz。实验结果与仿真结果基本一致,本文为广角、宽频吸波体的设计和制造提供了理论和应用基础。

关键词：石墨烯 3D打印多层吸波体宽频微波吸收大入射角

腔隙性脑梗死应用CT与核磁共振检查的诊断价值对比分析

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中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生 2023年第10期 52-55页

作者：叶永盛杨杰连云港市第二人民医院医学影像科江苏连云港222000

针对腔隙性脑梗死,应用CT与核磁共振诊断疗效对比。方法本次研究,2020.2-2022.2作为参考阶段,从院内收诊的脑腔隙脑梗死病症中,提取102例作为研究者,按照检查方式不同,对患者进行分组,分别是参照组、实验组,前组,实施CT检查,后组,借助... 详细信息

针对腔隙性脑梗死,应用CT与核磁共振诊断疗效对比。方法本次研究,2020.2-2022.2作为参考阶段,从院内收诊的脑腔隙脑梗死病症中,提取102例作为研究者,按照检查方式不同,对患者进行分组,分别是参照组、实验组,前组,实施CT检查,后组,借助核磁共振检查,观察两组检查方式最终成效。结果实施差异化诊断形式,诊断结果差异极大,从数据分析可知,参照组,检查准确率82%,实验组,检查准确率99%,以真实数据分析,两组差值变化较大,有统计学意义;对两组采取不同检查手段,比较两组相关数据指标,从数据分析可知,参照组,检查时长(7.23±4.32)min,检查费用234.72元,梗死大小(8.0±2.9)mm,实验组,检查时长(20.56±6.44)min,检查费用544.16元,梗死大小(11.1±3.3)mm,从上述数据可知,两组相关数值变化极大,差异显著,P<0.05,差异具备统计学意义;基于阳性检出率,对两组检查情况分析,参照组,发现率54%,实验组,发现率为67%,从阳性检出率分析,实验组综合诊断价值极高,组间变化极大,P<0.05,有统计学意义。结论针对腔隙性脑梗死病症,临床采取核磁共振(MRI)检查诊断更为精准,然而检查时间长,费用相对较高,CT检查时间短,检查费用相对较低,可以根据患者的实际情况,筛选更恰当的临床诊断手段。

关键词：腔隙性脑梗死 CT 核磁共振诊断价值对比

微热压增材制造轻质、高强度、低导热碳化硅/石墨复合材料

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复合材料学报 2022年第7期39卷 3542-3553页

作者：吴海华贺俊超钟磊叶永盛黄才华三峡大学机械与动力学院宜昌443002

轻质隔热材料已在飞行器动力装置热防护系统中获得广泛应用,但现有的工艺技术难以实现高承载、轻质、隔热等多个技术目标的协同。基于微热压增材制造成形技术原理快速制备了一种轻质、高强度、低导热碳化硅/石墨复合材料。研究了不同成... 详细信息

轻质隔热材料已在飞行器动力装置热防护系统中获得广泛应用,但现有的工艺技术难以实现高承载、轻质、隔热等多个技术目标的协同。基于微热压增材制造成形技术原理快速制备了一种轻质、高强度、低导热碳化硅/石墨复合材料。研究了不同成形密度下复合材料的抗压强度和导热系数变化规律,通过改变材料配方组成(包括热固性酚醛树脂粉末、高纯硅粉和可膨胀石墨质量分数)实现了复合材料的抗压强度和导热系数正反向调节,揭示了其内在机制。研究发现当酚醛树脂粉末、高纯硅粉、可膨胀石墨质量分数分别为30wt%、30wt%、2wt%时,所制备的碳化硅/石墨隔热复合材料兼具低密度(15 MPa)和低导热(<1 W/(m·K))性能,该复合材料在航空航天具有良好的应用前景。

关键词：碳化硅/石墨隔热材料微热压增材制造导热系数抗压强度调控