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微型液压技术发展概况

北京工业大学学报 2020年第9期46卷 1068-1080页

作者：杨友胜战凯中国海洋大学工程学院青岛266100 哈尔滨工程大学水下机器人技术重点试验室哈尔滨150001

随着材料科学及制造技术的进步,液压技术趋向于微小型化、轻量化、高压化、高功率密度化、环境友好化.在海洋机电、仿生机器人、航空航天、石油化工等领域具有广泛应用.结合应用需求,介绍了国内外微型液压元件、性能及其应用,详细阐述... 详细信息

随着材料科学及制造技术的进步,液压技术趋向于微小型化、轻量化、高压化、高功率密度化、环境友好化.在海洋机电、仿生机器人、航空航天、石油化工等领域具有广泛应用.结合应用需求,介绍了国内外微型液压元件、性能及其应用,详细阐述了液压技术发展趋势,为微型液压技术的发展提供参考.

关键词：微型液压技术液压元件液压泵液压马达液压控制阀液压缸

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基于多总线技术管材真空退火炉监控系统研究

基于多总线技术管材真空退火炉监控系统研究

作者：曹海畅西安石油大学

学位级别：硕士

钛及钛合金管材作为稀有金属材料中的重要产品,被广泛应用于精密机械制造业、航空航天以及国防工业等领域。真空退火炉是稀有金属管材生产过程中的主要热处理生产设备,为了提高稀有金属管材真空退火设备的生产效率、改善产品质量,本课... 详细信息

钛及钛合金管材作为稀有金属材料中的重要产品,被广泛应用于精密机械制造业、航空航天以及国防工业等领域。真空退火炉是稀有金属管材生产过程中的主要热处理生产设备,为了提高稀有金属管材真空退火设备的生产效率、改善产品质量,本课题设计了基于多总线技术的稀有金属管材真空退火炉监控系统。本课题对稀有金属管材真空炉退火工艺和生产设备进行了控制需求分析,针对真空退火温度具有大滞后、强耦合、非线性的特点,采用基于自适应免疫遗传算法的变参数PID控制策略;依据稀有金属管材真空退火炉设备的特点,采用PROFIBUS.总线与RS-485总线技术相结合组建监控系统的网络结构,构成了以工业控制计算机为上位机,智能仪表和PLC为下位机的集散控制系统;上位机监控软件以北京亚控组态软件KingVIEW6.53为开发设计平台,实现了管材真空退火炉生产过程中的数据显示、人机界面操作和对整个工艺、监控系统的管理。过程控制依据真空退火设备的控制要求,通过西门子step7软件编写了控制程序,实现了生产过程的自动检测与控制。现场的设备调试与实际生产运行表明,该监控系统实现了对稀有金属管材真空退火炉生产过程中的真空度、退火温度和温度均匀性的精确控制,在冶金行业具有广阔的应用前景。

关键词：稀有金属管材真空退火炉现场总线监控系统自适应免疫遗传算法变参数PID控制

玻璃钢快艇结构有限元分析中边界约束条件的初步研究

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玻璃钢快艇结构有限元分析中边界约束条件的初步研究

作者：李宜宇江苏科技大学

学位级别：硕士

目前我国的玻璃钢艇产业迅猛发展,伴随玻璃钢艇体材料的日新月异,性能不断提高,设计者为了满足市场审美需要,减轻艇体重量、降低制造成本,正在不断地推出各种新颖的艇体结构形式,从而使得目前有关玻璃钢艇体结构的设计方法不能满足需要... 详细信息

目前我国的玻璃钢艇产业迅猛发展,伴随玻璃钢艇体材料的日新月异,性能不断提高,设计者为了满足市场审美需要,减轻艇体重量、降低制造成本,正在不断地推出各种新颖的艇体结构形式,从而使得目前有关玻璃钢艇体结构的设计方法不能满足需要。 1.研究的意义与目的有限元方法能较好地模拟各种复杂结构并得到较准确的结果,所以用有限元方法来校核玻璃钢艇体强度是目前较佳的选择。然而在船舶领域,船舶结构设计和结构强度的校核过程中,关于钢质船舶的边界约束条件已经有较完整的理论和方法,而对于玻璃钢船舶,由于材料的特性以及结构形式的多种多样,使得满足钢质船舶有限元结构计算的各种约束边界条件不适合玻璃钢艇体结构有限元计算的要求,所以分析研究玻璃钢艇体结构在有限元分析中的边界约束条件就显得十分必要。 2.国内外现状和发展趋势在国外,ANSYS在复合材料领域的应用时间要远远早于国内,并且其应用的范围也更加广泛,涉及了复合材料设计的许多方面,其中自然包括玻璃钢材料。应用商业化软件包ANSYS在圆柱坐标经过分析发现采用由玻璃纤维和泡沫夹芯的层压夹层板有利于降低构件重量。1995年,法国的Grando J等人用有限元模拟程序ANSYS对玻璃纤维-环氧树脂复合材料对其进行了研究。1998年,意大利的Buccella C对先进复合材料的二维应力进行了分析,提出隐式求解和显式求解,将两种求解方法的计算结果进行了对比并与应用有限元软件包ANSYS计算的结果进行了对比。2000年,法国的Labed N等人对具有无限边界的双层复合材料结构进行了厚度方向上的优化,并将复合材料视为一维结构。2004年,美国的Prabu SB等人针对SiC的体积分数和纤维直径对6061A1/SiC复合材料界面应力/应变的影响进行了有限元研究。在国内,ANSYS在各个行业的广泛应用,特别是在复合材料领域得到了广泛应用。北京科技大学的康永林等人对树脂复合轻质夹层钢板这种新型复合材料进行了研究,应用ANSYS有限元软件,模拟分析了树脂复合轻质夹层钢板的弯曲成型过程中错动量的分布与变化规律,并对应力、应变和位移在平板截面的分布进行了分析。西北工业大学的马志军等人采用ANSYS有限元分析软件,对SCS-6 SiC/Ti—24A1-1 1Nb玻璃纤维材料的残余热应力进行了数值模拟,重点分析了纤维排布对残余热应力的影响。 3、研究的内容 1、在研究玻璃钢快艇的基础上,提出了采用层单元处理玻璃钢快艇的层合结构以及夹层结构的方法,对于正确地进行玻璃钢快艇结构强度的直接计算具有实用价值和指导作用。 2、研究玻璃钢快艇舱段在不同约束条件下的应力应变情况,计算得出了舱段中相关位置在不同约束条件下的应变情况,对比全船中对应位置的应变情况,讨论两种情况下的差异,评价了对应约束条件的优劣性。 4、研究方法本文主要通过试验的方法,选取全艇在中拱载荷状态下,在艇首尾端面中性轴位置施加简支约束所得的数据结果为基础,对比其中某一舱段在相同载荷情况,施加不同边界约束条件所引起的不同结果。通过分析舱段结果数据比较不同约束条件的优劣,进而调整边界约束条件,使得与全艇中的数据尽量相同。 5、研究结果本文从工程实际应用出发,以通用有限元分析软件ANSYS为平台,运用参数化分析方法实现了有限元模型的变量分析,并通过不断改变调整其中参数以达到目标结果。此方法实践了有限元模型试验的灵活性和有效性,对后续此型号玻璃钢快艇有限元计算中的边界条件的确定实现具有现实意义。通过对玻璃钢快艇的有限元模型计算的边界约束条件的不断试验,得到如下结论: 1、本文运用参数化技术,对改变玻璃钢快艇的材料属性、载荷和边界条件、弹簧单元属性等设计参数进行了具体实践,实现了有限元的参数化建模。 2、本文以研究全艇在中拱的相关结果数据为基础,详细分析了舱段在相同荷载情况下,通过改变舱段的边界约束条件,所产生的不同结果数据;通过分析比较这些结果数据,对相应的边界约束条件进行评价,从而得到目标约束条件。

关键词：快艇复合材料夹层结构有限元边界约束条件

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仿人机器人的发展进程与实际应用研究

造纸装备及材料 2022年第12期51卷 56-58页

作者：谢鸿涛三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

文章从发展进程和实际应用两个方面介绍仿人机器人。在发展进程方面,主要梳理了国内外比较有代表性的一些仿人机器人,如日本的机器人之父加藤一郎教授研制的WABOT和WABIAN系列机器人,美国研制的军用和搜救方面的机器人,欧洲各国研制的... 详细信息

文章从发展进程和实际应用两个方面介绍仿人机器人。在发展进程方面,主要梳理了国内外比较有代表性的一些仿人机器人,如日本的机器人之父加藤一郎教授研制的WABOT和WABIAN系列机器人,美国研制的军用和搜救方面的机器人,欧洲各国研制的在柔性控制、快速行走方面具有极大优势的机器人。我国仿人机器人技术发展较晚,但也慢慢追赶上来,如哈尔滨大学研制的HIT系列机器人,清华大学、北京理工大学等高校也在仿人机器人领域有巨大的研究成果。在实际应用方面,仿人机器人相关技术已逐渐融入人们的生活,在日常生活和工业生产制造等领域发挥着重要作用。文章最后对仿人机器人的未来发展趋势做了一定的分析和预测。

关键词：仿人机器人机器人手臂发展进程实际应用生产制造

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3D生物打印中细胞活力的研究进展

中国生物制品学杂志 2021年第7期34卷 873-877页

作者：宋春艳马思佳(综述) 钱明(审校) 吉林大学口腔医院口腔修复科吉林长春130021

3D生物打印是将细胞、生长因子和生物材料结合在一起,制造出模仿自然组织特征的生物医学部件,近年,该技术已广泛应用于组织工程相关研究中。生物墨水是3D生物打印的基础,细胞是生物墨水的重要组成部分,也是构建组织器官的关键之一,细胞... 详细信息

3D生物打印是将细胞、生长因子和生物材料结合在一起,制造出模仿自然组织特征的生物医学部件,近年,该技术已广泛应用于组织工程相关研究中。生物墨水是3D生物打印的基础,细胞是生物墨水的重要组成部分,也是构建组织器官的关键之一,细胞活力是影响3D生物打印成功的决定因素,但3D生物打印过程较复杂,多种因素可影响细胞活力及其生物学行为。鉴于此,本文就3D生物打印中细胞活力的影响因素及改善细胞活力方法的研究进展作一综述,以期为3D生物打印的临床应用和实践提供理论依据。

关键词： 3D生物打印生物墨水细胞活力

基于悬浮区熔技术的难熔金属生长控制系统研究

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基于悬浮区熔技术的难熔金属生长控制系统研究

作者：张慧敏西安理工大学

学位级别：硕士

难熔金属现已广泛用于电子、电气、机械、仪表、制造、核动力工业和各种高技术研究领域,基于其在市场上的广泛应用及重要性,本论文将先进的计算机控制技术应用到难熔金属的单晶生长,并针对性地提出了一套完整的手动控制与自动控制相切... 详细信息

难熔金属现已广泛用于电子、电气、机械、仪表、制造、核动力工业和各种高技术研究领域,基于其在市场上的广泛应用及重要性,本论文将先进的计算机控制技术应用到难熔金属的单晶生长,并针对性地提出了一套完整的手动控制与自动控制相切换的难熔金属单晶生长控制系统方案。论文首先简要介绍了难熔金属的特点,接着分别阐述了其目前在功能材料、电子信息材料、能源材料、结构材料、新兴材料等方面的发展前景,然后结合目前难熔金属单晶生长技术的发展历史和现状提出了本课题的研究意义。本论文详细讨论了目前难熔金属所普遍采用的几种生长工艺,并经过比较总结出最理想的难熔金属单晶生长工艺技术——电子束悬浮区熔技术。在此基础上,本课题针对其生长工艺理论设计了相应的机械结构,并提出了速度控制和位置控制双闭环控制模式。根据实际测量的需要,本文给出了满足本控制系统要求的伺服放大器和光栅尺的型号以及硬件控制部分的电路原理图。本控制系统选用基于PC机的DMC-1842运动控制器为上位控制单元,采用美国AMC公司生产的12A8型直流伺服驱动器和北京勇光公司生产的直流伺服电机作为执行元件,通过丝杠螺母将电机的旋转运动转变为直线运动,利用直流电机附带的测速机作为电机的速度检测单元,光栅尺作为直线运动的位置测量元件,构成双闭环的四轴同步运动控制系统。对此,本文详细地阐述了运动控制系统的组成、关键技术和分类,并对运动控制系统的设计方法进行了分析。论文中介绍了运动控制器的特点,根据控制系统的设计要求,设计了有关的硬件电路,构建了“PC机+运动控制器”的数字控制系统。在此基础上,本课题采用VC++6.0语言编写了软件控制程序。本课题将理论研究与实际开发有机地结合起来,成功地实现对难熔金属单晶生长设备的机械设计及控制,同时也对其他材料的晶体生长提供了重要参考。鉴于硬件控制部分所具有的通用性,本课题的研究对于任意单晶生长设备的研发都具有一定的指导意义。

关键词：难熔金属单晶生长控制系统

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基于有限元车架碰撞仿真分析

基于有限元车架碰撞仿真分析

作者：姚鹏武汉理工大学

学位级别：硕士

进入二十一世纪以来,汽车工业随着国民经济发展和交通运输体系的建立得到了飞速发展,汽车制造技术的日臻成熟,汽车产业的日益壮大。汽车作为现代化交通工具,在给人们的生产、生活带来便利与乐趣的同时,也因其引起的交通事故给人类的生... 详细信息

进入二十一世纪以来,汽车工业随着国民经济发展和交通运输体系的建立得到了飞速发展,汽车制造技术的日臻成熟,汽车产业的日益壮大。汽车作为现代化交通工具,在给人们的生产、生活带来便利与乐趣的同时,也因其引起的交通事故给人类的生命和财产带来极大的伤害和损失。在这些交通事故中除了作为人为的因素外,还有车辆本身的碰撞安全性达不到要求也是一个很重要的因素。在汽车发生正面碰撞时,碰撞动能由车身前端的“压溃区”的变形来吸收,而且主要是由端部底架的大变形来缓冲冲击和吸收冲击动能。查阅相关资料可知,前纵梁吸能量可高达总能量的30%-50%,在整车的碰撞过程中,可以说车架是吸收能量的主要部件。车架的吸能量将对整车的加速度产生重要的影响,对保护乘员和驾驶员有重要的意义。因此有必要对车架进行碰撞的耐碰撞性仿真研究。本文结合国内外的汽车碰撞在安全领域的现状及发展趋势,根据我国的碰撞法规（C-NCAP）以北京吉普车BJ1021C型车为原型,采用了PRO/E—ANSYS/LS-DYNA—LS-PREPOST—Mat lab联合建模求解后处理等技术,建立车架有限元模型,应用该模型进行了车架碰撞仿真分析研究,并取得了以下主要进展： 1、通过查阅了大量的参考文献资料,基本了解和掌握了国内、外汽车碰撞安全性研究的现状以及发展动态。 2、采用PRO/E三维制图软件绘制车架三维实体图,显式有限元基本理论及分析软件ANSYS/LS-DYNA的使用,运用LS-PREPOST后处理器获得加速度曲线,学会使用Matlab进行加速度平均值的求解。 3、采用实际的例子证明采用无缝接口进行PRO/E与ANSYS/LS-DYNA连接的合理性。在显示分析有限元ANSYS/LS-DYNA中学会构造并使用刚性墙,以及对弹簧单元的制作。通过简化的整车CAD模型,再选择合适的单元类型、材料模型、网格密度、初始条件等,建立了考虑整车质量特性的有限元模型。 4、由于车架的前纵梁是吸能的关键部件,本文对该车车架结构的前纵梁进行了改进设计和再次的碰撞模拟。结果表明,通过改进设计后,该车架的碰撞缓冲吸能能力有了一定的提高。表明本次的改进是合理的。 5、通过本文的分析,学习了车架正面碰撞有限元模拟仿真分析的一般方法,其结论对改善车架产品的正面碰撞安全性提供了参考依据。

关键词：车架有限元碰撞改进设计

KYF-50浮选机在6000t/d选矿厂应用的试验研究

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KYF-50浮选机在6000t/d选矿厂应用的试验研究

作者：高瑞昆明理工大学

学位级别：硕士

从浮选最早于1911年在美国蒙大拉州获得应用80多年之后,塔加尔特、美国采矿工程师协会《选矿手册》（《Mineral Processing Handbook》）的数据以及最近生产厂家的产品目录和20世纪80到90年代的其它资料表明,随着浮选法的广泛应用,浮选... 详细信息

从浮选最早于1911年在美国蒙大拉州获得应用80多年之后,塔加尔特、美国采矿工程师协会《选矿手册》（《Mineral Processing Handbook》）的数据以及最近生产厂家的产品目录和20世纪80到90年代的其它资料表明,随着浮选法的广泛应用,浮选机的容积日益增大。最早的机械式浮选机不到1m（如4A浮选机0.72m）,从80年代开始尤其是过去10年中,浮选机的容积出现了惊人的变化,单台机械搅拌式浮选机容积达到了200m（如奥托昆普公司OK-200浮选机）,浮选柱的容积超过了300m。我国自60年代至今一直紧跟国际市场浮选设备研究动态,加大浮选机的国产化进程和研究,至2000年最大39m容积浮选机在德兴铜矿应用于生产。但是在所有的浮选机中,大部分是适于处理中等粒度的常规中小型浮选机,大型浮选机应用于生产的不多,与国外发展有较大的差距。直到2000年底,北京矿冶研究总院与金川集团公司（下称公司）合作,使KYF-50浮选机在金川成功通过工业试验,最终运用于公司选矿厂6000t/d工程生产,两年来取得良好的选别指标和节能效果,经济、社会效益明显。该浮选机压入式空气与矿浆液面实现了自动精确控制,“U”形八角槽体结构独特且节约制造材料,主轴核心部件中空轴及空气分配器的创新设计与独特结构的非金属定子-叶轮的应用,保证了运转的可靠性、节能与合理的矿浆流型,使该浮选机运行平稳,泡沫层稳定,没有翻花;矿浆流向稳定、无紊流,槽体内矿粒分布均匀无分层;泡沫层较厚,有利于提高精矿品位和降低氧化镁含量;对浮选给料粒级、浮选浓度、药剂制度、浮选时间等没有苛刻的要求,容易实现带矿满负荷开车,“喷砂”现象轻微,解决了大多数选厂的突出矛盾问题。KYF-50浮选机浮选原理科学,其动力学性能和工艺性能都达到了大型浮选机国际水平。 KYF-50型浮选机在我公司选矿厂的应用表明,该机可以提高精矿镍品位2.3%、镍回收率0.1%,精矿中氧化镁含量降低4.1%,生产成本降低25%以上。

关键词：浮选机试验机理应用自动控制

热喷涂制备Al-Al2O3叠层结构及其性能研究

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热喷涂制备Al-Al2O3叠层结构及其性能研究

作者：张林武汉理工大学

学位级别：硕士

近年来,“增材制造技术”引起了国内外极大的关注,许多研究人员都对这项新的制造技术有着非常浓厚的兴趣。许多专家更是认为这项技术将兴起新一代的工业革命。增材制造技术常常也被叫做3D打印技术,它是一种通过将材料层状累加逐渐由二... 详细信息

近年来,“增材制造技术”引起了国内外极大的关注,许多研究人员都对这项新的制造技术有着非常浓厚的兴趣。许多专家更是认为这项技术将兴起新一代的工业革命。增材制造技术常常也被叫做3D打印技术,它是一种通过将材料层状累加逐渐由二维向三维发展进而制造出实体的一项新的制造技术。军事航天、卫生医疗、电子科技领域的材料成型制备是它的主要应用方向。北京航空制造工程研究所关桥教授引入“广义增材制造”的概念,广义增材制造的技术分类,不仅仅指的是分层熔敷成形,还包括很多使用传统方法的成形技术例如物理(化学)气相成形、焊接(组焊)成形、喷涂成形等等。多层复合材料,也被称为sandwich材料,因其兼具组分材料的优点,而具有重大的市场价值。截止目前,采用增材制造技术制备复杂形状的多层结构仍具有挑战。以热喷涂技术(高速电弧喷涂和氧-乙炔火焰喷涂)为主要的技术手段,结合快速原型技术,以超音速电弧喷涂铝涂层和氧-乙炔火焰喷涂陶瓷涂层相结合,制备出金属-陶瓷-金属叠层复合结构,并测试该结构的导热系数。测试结果表明该层状结构的导热系数只有传统方法制备铝材的26%,隔热效果明显。然后使用热喷涂成形制备出一个以该结构为基础的复合杯状实体。目前使用热喷涂技术制备叠层结构的突出问题是力学性能较差,在工作条件下容易出现涂层裂纹、甚至结构破损。因此还研究了该复合叠层结构的力学性能;评估了碳钢/铝双层结构和铝-氧化铝-铝三层结构的力学行为,利用梁弯曲理论和纳米压痕技术测试多层结构的弹性模量,该数据能够反映出该叠层结构服役过程中的力学特性。通过光学显微镜、场发射扫描电子显微镜观察了弯曲测试前后表面形貌和断裂形貌,研究了叠层结构的失效机理。检测结果解释了叠层结构的失效模式。并通过有限元软件Abaqus6.12模拟了在三点弯曲条件下叠层结构的失效过程,与实际的测试结果相对比,结果表明实际测试的载荷-位移曲线与有限元软件模拟的结果具有一致性,证明了实验的准确性。

关键词：广义增材制造热喷涂技术叠层结构导热性能力学性能有限元模拟