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含有特种纤维夹层的乒乓球拍底板动特性与机制

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复合材料学报 2024年第3期41卷 1626-1632页

作者：阴甜甜郝莉菱赵莘量付志强刘持栋何山西北工业大学体育部西安710072 西北大学体育教研部西安710069 西北工业大学材料学院西安710072 西安依山源体育用品有限公司西安710065

采用化学气相工艺技术,在碳纤维布表面原位生成具有特殊性能的微观涂层,进而将这种纤维布引入到乒乓球拍底板的夹层结构中,实现了底板动特性的调节。采用有限元仿真技术和非接触式模态测试技术,对引入特种纤维夹层的乒乓球拍底板开展了... 详细信息

采用化学气相工艺技术,在碳纤维布表面原位生成具有特殊性能的微观涂层,进而将这种纤维布引入到乒乓球拍底板的夹层结构中,实现了底板动特性的调节。采用有限元仿真技术和非接触式模态测试技术,对引入特种纤维夹层的乒乓球拍底板开展了模态分析和测试。对应不同的纤维夹层,底板的一阶和二阶固有频率分别可以在115~127 Hz范围内和179~198 Hz范围内调节。揭示了特种纤维夹层对底板动特性的影响,证明了有限元仿真技术和非接触式模态测试技术在底板动特性研究中的可行性,为更科学、更全面地设计乒乓球拍底板提供了新的思路。

关键词：乒乓球拍底板特种纤维夹层化学气相工艺动力学性能非接触模态测试

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双工位针刺机器人系统设计

纺织学报 2024年第7期45卷 204-212页

作者：李皎辛世纪陈利陈小明天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387 天津工业大学机械工程学院天津300387

针对单工位针刺成型系统中人和机器无法高效协同生产,预制体生产效率较低;现有的直线型双工位针刺机器人设备需要2个外部回转轴带动双工位参与织物针刺,系统编程难度较高,且工位切换时需要占据的空间大的问题。提出一种混合切换双工位... 详细信息

针对单工位针刺成型系统中人和机器无法高效协同生产,预制体生产效率较低;现有的直线型双工位针刺机器人设备需要2个外部回转轴带动双工位参与织物针刺,系统编程难度较高,且工位切换时需要占据的空间大的问题。提出一种混合切换双工位针刺机器人系统,并开展了双工位针刺成形系统的机械结构设计、异型预制体模具和针刺工艺设计、控制系统设计、运动仿真以及预制体制备的实验验证。结果表明:系统成功实现了大尺寸异型曲面预制体的高效针刺成形,直线/旋转混合切换的双工位使得实现预制体的自动换装的同时又能保证系统空间占用量小;双工位中只有针刺工位上的外部回转轴与6关节机械臂联动,系统较为简单,编程方便;同时提高了数控回转工作台的承载力且将针刺末端执行器的布针数量增加至25针,满足了大尺寸预制体的针刺成形,并使得针刺成形效率直接提高2倍。本文系统可应用于批量化制备大尺寸异型曲面复材预制体。

关键词：双工位预制体机器人针刺技术异型曲面复合材料

针刺/缝合多尺度联锁复合材料Ⅱ型层间力学行为

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复合材料学报 2024年第3期41卷 1567-1576页

作者：苏星兆陈小明郑宏伟吴凯杰辛世纪郭东升天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387 天津工业大学机械工程学院天津300387

针刺/缝合多尺度联锁复合材料具有优异的层间性能,在航天热结构复合材料中得到越来越多的应用,然而,缝合工艺对于针刺复合材料双切口层间剪切(DNS)性能的影响还不清楚。以石英缎纹基布、石英斜纹半切布为原料,设计制备了3种缝合矩阵、4... 详细信息

针刺/缝合多尺度联锁复合材料具有优异的层间性能,在航天热结构复合材料中得到越来越多的应用,然而,缝合工艺对于针刺复合材料双切口层间剪切(DNS)性能的影响还不清楚。以石英缎纹基布、石英斜纹半切布为原料,设计制备了3种缝合矩阵、4种缝合纤维束的石英纤维增强树脂基针刺/缝合多尺度联锁复合材料,测试并分析了复合材料的DNS性能。采用Micro-CT对织物内部结构进行表征,同时通过扫描电镜(SEM)观察试样断口形貌,阐明层间增强机制。使用内聚力模型(Cohesive zone model,CZM)结合Abaqus软件进一步探究针刺/缝合多尺度联锁复合材料的DNS行为,预测材料的极限破坏强度。研究结果表明:缝合工艺的引入极大地改善了复合材料的层间性能,其DNS的破坏载荷最大可达到32.73 MPa,相比针刺复合材料提升了86.46%。针刺/缝合多尺度联锁复合材料DNS的主要破坏方式是基体开裂、纤维束的脆性断裂和拔出。同时,模拟结果和针刺/缝合多尺度联锁复合材料的DNS实验结果吻合较好,误差最大不超过8%,证明本文建立的内聚力模型能够有效预测针刺/缝合多尺度联锁复合材料的层间剪切性能。

关键词：针刺缝合织物复合材料 Ⅱ型层间力学性能内聚力模型

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纳滤膜在盐湖提锂领域的研究进展

精细化工 2024年第7期41卷 1404-1413页

作者：李海柯张环王晓磊王会才天津工业大学材料科学与工程学院天津300387 天津工业大学环境科学与工程学院天津300387 天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室天津300387 天津工业大学沧州研究院河北沧州061000

中国锂(Li)资源消耗量占全球消耗量的40%,然而其产能仅满足工业需求的20%,80%的Li需要进口,研究新一代提Li技术迫在眉睫。纳滤(NF)膜具有选择性离子分离能力,在Mg^(2+)、Li^(+)的选择性分离中表现出突出的潜力。商用NF膜多荷负电,受Don... 详细信息

中国锂(Li)资源消耗量占全球消耗量的40%,然而其产能仅满足工业需求的20%,80%的Li需要进口,研究新一代提Li技术迫在眉睫。纳滤(NF)膜具有选择性离子分离能力,在Mg^(2+)、Li^(+)的选择性分离中表现出突出的潜力。商用NF膜多荷负电,受Donnan效应和静电引力影响,其对正离子的分离能力有限。近年来的研究发现,荷正电NF膜可以有效分离具有相似水合物离子半径的Mg^(2+)和Li^(+)。该文介绍了NF膜中离子传输理论和选择性筛分机理,综述了商用NF膜在盐湖提Li领域的研究现状及不足,分析了荷正电NF膜的制备方式(包括胺单体的选取、纳米材料掺杂、引入中间层及表面接枝等)对提升Mg^(2+)、Li^(+)的选择性分离性能的影响规律。最后,总结了荷正电NF膜在实际工程应用中的挑战和前景。

关键词：盐湖提锂筛分机理商用纳滤膜膜改性荷正电纳滤膜

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圆顶形层联机织预制体参数化几何建模

航空学报 2024年第16期45卷 260-270页

作者：张长龙陈利王静岳万里史晓平天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学复合材料研究院先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387

通过一体化仿形织造技术制备的圆顶形层联机织预制体(DIWP)具有可设计性好、结构稳定、承载能力强等特点。探究DIWP微细观结构并构建其参数化几何模型,对于预测DIWP力学性能并指导其工艺设计十分重要。基于预制体宏观结构特征、织造工... 详细信息

通过一体化仿形织造技术制备的圆顶形层联机织预制体(DIWP)具有可设计性好、结构稳定、承载能力强等特点。探究DIWP微细观结构并构建其参数化几何模型,对于预测DIWP力学性能并指导其工艺设计十分重要。基于预制体宏观结构特征、织造工艺参数对DIWP参数化模型构造方法进行了全面研究,并使用SolidWorks软件建立了实体几何模型。结果表明:通过引入纬斜角可以描述DIWP纱线的空间坐标与运动路径之间的关系;一元二次函数形式的抛物线凸透镜形纱线截面假设适用于DIWP;讨论3种不同细观结构的DIWP参数化模型,进一步得到了具有系统性、可靠性、普适性研究价值的DIWP的参数化模型构造理论;模型解析式全部由MATLAB软件推导得出,可求解且唯一;参数化模型能够有效表征DIWP的空间拓扑关系、计算纤维体积含量,与实测值对比,误差为-3.43%。所得结论为DIWP的仿真模拟提供了理论依据,并对其实际制备工艺的设计具有指导意义。

关键词：圆顶形层联机织预制体参数化模型纬斜角一元二次函数纤维体积含量

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酸-碱改性粉煤灰吸附剂的制备及其对染料的去除性能

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材料研究学报 2024年第5期38卷 379-389页

作者：王琰张昊常娜王海涛天津工业大学环境科学与工程学院天津300387 天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学化学工程与技术学院天津300387

以粉煤灰(CFA)为原料、以HCl和NaOH为改性剂制备改性粉煤灰多孔吸附剂(MCFA),使用SEM观察、XRD谱、BET、FT-IR、XPS等手段表征改性前后CFA的结构,研究了MCFA的投加量和染料的pH值对染料吸附性能的影响并揭示了吸附机理。结果表明,CFA改... 详细信息

以粉煤灰(CFA)为原料、以HCl和NaOH为改性剂制备改性粉煤灰多孔吸附剂(MCFA),使用SEM观察、XRD谱、BET、FT-IR、XPS等手段表征改性前后CFA的结构,研究了MCFA的投加量和染料的pH值对染料吸附性能的影响并揭示了吸附机理。结果表明,CFA改性后MCFA的表面粗糙多孔,比表面积从5.2 m^(2)/g增大到32.0 m^(2)/g,其活性提高和吸附位点增多使其吸附性能提高。在吸附剂投加量为2 mL和染料的初始浓度为100 mg/L的条件下,对碱性品红和孔雀石绿的最大去除率可达99%。MCFA对印染废水的吸附过程包括物理吸附和化学吸附,用Freundlich模型能很好地加以描述。用准二级动力学比准一级动力学可描述对4种染料的吸附行为。

关键词：无机非金属材料粉煤灰改性染料废水脱色率吸附

发展危机抑或生存挑战:现代市场经济视域下竞技体育商业化的伦理问题及其规制

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武汉体育学院学报 2024年第8期58卷 50-56页

作者：张丽军西北工业大学体育部陕西西安710072

在现代市场经济中,竞技体育伦理要求与商业化经济行为之间的矛盾冲突,是不以人的意志为转移的客观存在,也是以获取经济利益方式来驱动竞技体育发展所必然需要直面的问题。个体实践中的价值理性失落问题、群体实践中的合理利益追求问题... 详细信息

在现代市场经济中,竞技体育伦理要求与商业化经济行为之间的矛盾冲突,是不以人的意志为转移的客观存在,也是以获取经济利益方式来驱动竞技体育发展所必然需要直面的问题。个体实践中的价值理性失落问题、群体实践中的合理利益追求问题和组织实践中的机会主义倾向问题是目前我国竞技体育商业化进程中存在的突出伦理问题。竞技体育经济属性的有限性、经济思维道德选择的利己性和调控干预机制建设的滞后性是问题产生的主要成因。针对上述问题,提出应以微观层面的个体伦理、中观层面的组织伦理、宏观层面的制度伦理为基础,架构一个循环反馈“试探”经济利益最大化的伦理调控系统。与此同时,需要在路径依赖上突破对伦理主体自觉意识的依赖,从个体行为主体层面突出知行并重,从组织集中行动层面突出管控结合,从宏观制度保障层面突出德法共治,探索平衡竞技体育运动目标、商业化经济目标和伦理规范要求的有效路径。

关键词：竞技体育商业化经济伦理制度伦理组织伦理个体伦理伦理效用

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单边双针双线摆动缝合轨迹设计及实验验证

中国机械工程 2024年第1期35卷 102-108页

作者：高子乔董九志陈云军蒋秀明天津工业大学机械工程学院天津300387 天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室天津300387 天津工业大学控制科学与工程学院天津300387

针对单边双针双线缝合头插刺机构无法缝制3 mm以上厚度预制体的问题,提出一种不对称的8字形运动轨迹并对插刺机构的运动轨迹进行了设计。首先,基于单边双针双线缝合工艺对插刺机构运动学进行分析,确定摆动插刺机构各构件的尺寸;其次,在A... 详细信息

针对单边双针双线缝合头插刺机构无法缝制3 mm以上厚度预制体的问题,提出一种不对称的8字形运动轨迹并对插刺机构的运动轨迹进行了设计。首先,基于单边双针双线缝合工艺对插刺机构运动学进行分析,确定摆动插刺机构各构件的尺寸;其次,在ADAMS中构建机构模型并进行轨迹分析;最后,通过实验样机进行缝合实验。实验结果表明,设计的缝合机构可将实际缝合厚度不足3 mm提高到8 mm,并在缝合过程中形成稳定线环,验证了不对称8字形缝合工艺及摆动插刺机构的可靠性。

关键词：单边双针双线缝合轨迹设计摆动插刺机构设计实验验证

PVDF/PPy柔性直流纳米发电机的制备与性能

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复合材料学报 2024年第6期41卷 2980-2990页

作者：李金徽刘晓东金欣史善静王闻宇天津工业大学材料科学与工程学院天津300387 天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387

针对传统纳米发电机为交流输出,仍需采用外部整流器进行直流转化而导致的难以高度集成、柔性化和较低的功率密度问题,本文将聚偏氟乙烯(PVDF)静电纺膜作为基底,在其表面气相聚合聚吡咯(PPy),制得PVDF/PPy复合纳米纤维膜,并依据肖特基整... 详细信息

针对传统纳米发电机为交流输出,仍需采用外部整流器进行直流转化而导致的难以高度集成、柔性化和较低的功率密度问题,本文将聚偏氟乙烯(PVDF)静电纺膜作为基底,在其表面气相聚合聚吡咯(PPy),制得PVDF/PPy复合纳米纤维膜,并依据肖特基整流原理,以该复合纳米纤维膜构建直流纳米发电机。研究了不同聚合时间下氧化剂浓度对PVDF/PPy复合纳米纤维膜形貌和直流纳米发电机机电性能的影响。结果表明:当氧化剂浓度为2.0 mol/L,聚合时间为90 min时,电输出性能最优,对应峰值电压输出为1.23 V,峰值电流输出为210.55μA,理论功率密度达到28.77μW/cm^(2)。本项研究展示的PVDF/PPy直流纳米发电机,其能源转换机制源于压电高分子的压电效应和肖特基结的整流效应。该类直流纳米发电机具备柔韧、集成式和自整流的特征,可灵活用于各种场所,直接为电子设备提供电能。

关键词：纳米发电机压电聚合物肖特基结 PVDF PPy