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强流脉冲电子束表面改性技术及其在热障涂层改性中的研究进展

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材料导报 2025年第3期39卷 176-186页

作者：温强李向成花银群关庆丰蔡杰江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院江苏镇江212013 江苏大学机械工程学院江苏镇江212013 江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212013

随着材料科学领域的不断发展,表面改性技术在提升材料性能和功能方面扮演着十分重要的角色。强流脉冲电子束表面改性技术作为一种先进的材料表面加工方法,以其独特的高能量密度和快速加工特性,逐渐成为研究热点之一,其能够有效提高材料... 详细信息

随着材料科学领域的不断发展,表面改性技术在提升材料性能和功能方面扮演着十分重要的角色。强流脉冲电子束表面改性技术作为一种先进的材料表面加工方法,以其独特的高能量密度和快速加工特性,逐渐成为研究热点之一,其能够有效提高材料表面硬度、耐磨性、抗蚀性、抗高温氧化性等性能。本文综述了强流脉冲电子束表面改性技术的改性原理、应用领域以及其对材料微观结构演变及性能提升的影响机制,并重点探讨了该技术在热障涂层领域的研究进展,以及未来的发展方向。强流脉冲电子束表面改性技术为改善热障涂层微观结构和界面性能提供了新的研究方法和思路,对延长热障涂层高温寿命具有重要研究意义。

关键词：强流脉冲电子束技术表面改性改性特征热障涂层材料性能

基于四阶贝塞尔曲线的应急救援车辆轨迹规划方法

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机械工程学报 2025年第2期61卷 198-209页

作者：陈特蔡英凤陈龙徐兴江苏大学汽车工程研究院镇江212013

为确保应急救援车辆的行驶安全性、舒适性、稳定性以及高机动性,同时针对应急救援车辆所具有的车宽大、重心高、转弯半径大等实际特征,提出一种基于三维-分段式四阶贝塞尔曲线的应急救援车辆轨迹规划方法。将车速信息视为对应轨迹坐标... 详细信息

为确保应急救援车辆的行驶安全性、舒适性、稳定性以及高机动性,同时针对应急救援车辆所具有的车宽大、重心高、转弯半径大等实际特征,提出一种基于三维-分段式四阶贝塞尔曲线的应急救援车辆轨迹规划方法。将车速信息视为对应轨迹坐标的垂向坐标,采用三维贝塞尔曲线进行车辆轨迹规划,从而同时实现轨迹规划和车速规划且将车速信息与车辆轨迹坐标一一对应。同时,为实现轨迹规划中多个优化目标与车辆智能驾驶实际需求的有效贴合,采用分段式贝塞尔曲线设计车辆轨迹,将车辆轨迹分为避撞过程和回正过程,从而实现车辆轨迹设计目标的动态优化。结果表明,所提出的基于三维-分段式四阶贝塞尔曲线的轨迹规划方法可在确保车辆安全、舒适、稳定性设计目标的同时,有效提高轨迹规划机动性,提升换道效率,降低换道时间。

关键词：智能车辆轨迹规划贝塞尔曲线目标优化

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收集振动能的摩擦纳米发电机设计与输出性能

物理学报 2019年第19期68卷 13-20页

作者：吴晔盛刘启曹杰李凯程广贵张忠强丁建宁蒋诗宇江苏大学智能柔性机械电子研究院

随着全球变暖和能源危机的到来,寻找减少碳排放的可再生能源成为人类文明面临的最紧迫挑战之一.振动作为一种常见的机械运动形式,在人们的日常生活中普遍存在.利用多种原理收集振动能量将其转化为电能成为研究热点.基于接触生电和静电... 详细信息

随着全球变暖和能源危机的到来,寻找减少碳排放的可再生能源成为人类文明面临的最紧迫挑战之一.振动作为一种常见的机械运动形式,在人们的日常生活中普遍存在.利用多种原理收集振动能量将其转化为电能成为研究热点.基于接触生电和静电感应原理的摩擦纳米发电机(TENG)为收集振动能量提供了一种可行的方法.本文设计了一种接触分离式 TENG.推导了 TENG 的电极间电压-转移电荷量-板间距离(V-Q-x)之间的关系,结合实验分析了负载电阻、振动频率等因素对其输出性能的影响关系,当振动频率为 1 6 Hz时,每个工作循环内电荷的转移量几乎相同,而电压和电流随着频率的增大而增大,频率为 5 Hz 时,最大输出功率达到 0.5 mW.运用 COMSOL 软件对 TENG 进行模拟仿真,揭示了其在接触分离过程中电势以及聚合物表面电荷密度的分布和变化规律,为高效收集振动能量的摩擦纳米发电机及自供能振动传感器设计提供理论与实践支撑.

关键词：摩擦纳米发电机输出性能振动能量收集接触分离金属-聚合物

基于变化静电场的非接触式摩擦纳米发电机设计与研究

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物理学报 2020年第23期69卷 1-9页

作者：曹杰顾伟光曲召奇仲艳程广贵张忠强江苏大学智能柔性机械电子研究院镇江212013

基于接触生电与静电感应原理的摩擦纳米发电机(TENG)及其自供能传感器在新能源和物联网等领域有重要的应用前景.存在电负性差异的聚合物材料在接触分离过程中,由于电子的转移,在聚合物周围空间会产生变化的静电场,已有的TENG研究中,主... 详细信息

基于接触生电与静电感应原理的摩擦纳米发电机(TENG)及其自供能传感器在新能源和物联网等领域有重要的应用前景.存在电负性差异的聚合物材料在接触分离过程中,由于电子的转移,在聚合物周围空间会产生变化的静电场,已有的TENG研究中,主要利用垂直于摩擦层和电极层平面的场强产生静电感应,忽略了聚合物周边的电场效应.根据静电感应原理,处于电场中的导体其内部电荷会重新分布,这为导体在与摩擦材料不接触的情况下导体表面产生感应电信号提供了途径.本文设计了一种利用摩擦层周围变化静电场的非接触式摩擦纳米发电机(NC-TENG),研究了硅胶薄膜和丁腈橡胶薄膜在接触分离过程中,导体与摩擦材料的距离、导体感应面积尺寸及导体相对于摩擦材料所处方位等参数对感应电输出性能的影响.结果表明,在与摩擦材料完全分离的情况下, NC-TENG可以产生稳定的电信号输出. NC-TENG的感应电压随着导体与摩擦材料距离的增大而减小,随着导体感应面积的增大而逐渐增大,对于尺寸为30 mm×30 mm的摩擦材料,导体在面积为60 mm×45 mm时NC-TENG的电输出趋于稳定,产生约13 V的开路电压.此外,导体相对于摩擦材料所处的方位对感应电输出也具有显著的影响.本文设计的NC-TENG提供了一种新颖的电输出产生模式,为接下来对TENG的研究及自供能传感器的应用提供了更多可能性.

关键词：变化静电场非接触摩擦纳米发电机静电感应

高温胁迫下CO_(2)浓度升高对番茄光化学效率的影响

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排灌机械工程学报 2025年第2期43卷 187-193,216页

作者：梁少威闫浩芳张川张建云王国庆蒋建辉邓帅帅周裕栋江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 江苏大学农业工程研究院江苏镇江212013

为了研究高温胁迫下作物光合和叶绿素荧光参数对CO_(2)浓度升高的响应机理,文中对C3作物番茄生长环境设置不同CO_(2)浓度(1000±50μmol/mol,700±30μmol/mol和环境浓度416μmol/mol)和不同温度(日均24℃和38℃),分析作物光合和叶绿素... 详细信息

为了研究高温胁迫下作物光合和叶绿素荧光参数对CO_(2)浓度升高的响应机理,文中对C3作物番茄生长环境设置不同CO_(2)浓度(1000±50μmol/mol,700±30μmol/mol和环境浓度416μmol/mol)和不同温度(日均24℃和38℃),分析作物光合和叶绿素荧光参数(ChlF)的日均变化趋势,以及光系统Ⅱ(PSⅡ)对CO_(2)浓度和高温交互影响的响应机制.结果表明,高温胁迫显著降低了作物光合速率(A_(n))、最大羧化速率(V_(c,max))、最大再生速率(J_(max))、最大量子产率(F_(v)/F_(m))、实际量子产率(ФPSⅡ)和最大相对电子传递速率(ETR_(max)),而适当地升高大气CO_(2)浓度(700±30μmol/mol)可以通过改变核酮糖1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)羧化速率和非调节能量耗散的量子产率Y(NO)来有效改善高温胁迫对作物光合作用带来的负面影响.高温胁迫下,相比于CO_(2)浓度维持在1000±50μmol/mol和环境CO_(2)浓度416μmol/mol,CO_(2)浓度维持在700±30μmol/mol时最大羧化速率(V c,max)分别提升了15.11%和47.66%,最大再生速率(J max)分别提升了8.83%和41.82%,而非调节能量耗散的量子产率Y(NO)则分别下降了12.27%和9.97%.研究为番茄植株应对高温胁迫下产生的热应激提供了新思路.

关键词：二氧化碳高温胁迫光合作用叶绿素荧光参数

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卧式动平衡机软支撑系统中簧片参数对测试精度的影响

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噪声与振动控制 2025年 280-286页

作者：陈伟宇姚启文鲁镇荣徐星星李梦瑄姜东南京林业大学机械电子工程学院

转子不平衡质量的存在是影响电机工作稳定性的一大关键因素。为降低动平衡测量系统固有频率对应信号对测量结果的影响，需要控制固有频率的大小，使其远离测量时转子的旋转工频。而测量系统支撑部分的簧片是影响系统固有频率的重要因素... 详细信息

转子不平衡质量的存在是影响电机工作稳定性的一大关键因素。为降低动平衡测量系统固有频率对应信号对测量结果的影响，需要控制固有频率的大小，使其远离测量时转子的旋转工频。而测量系统支撑部分的簧片是影响系统固有频率的重要因素。因此，首先建立起转子-支撑系统动力学模型，分析支撑系统的固有频率和质量对支撑系统灵敏度的影响。其次分析支撑系统簧片的各尺寸参数与系统固有频率之间关系，从而设计最佳簧片尺寸。最后研究不同固有频率支撑系统下转子的振动响应特性。研究结论有助于提高转子动平衡机的测量精度和稳定性。

关键词：振动与波固有频率旋转工频簧片振动响应动平衡

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人工智能在刨花板外观质量检测方面的应用

世界林业研究 2025年

作者：沈胤熙周海燕樊晨龙刘英杨雨图习爽南京林业大学机械电子工程学院

随着人工智能技术的持续创新与广泛应用，以机器视觉代替人眼，采集刨花板图像，采用人工智能算法实现刨花板外观质量检测，这已成为促进林业人工智能发展的关键任务之一。文中在介绍图像分类算法、目标检测与语义分割算法、基于大语言... 详细信息

随着人工智能技术的持续创新与广泛应用，以机器视觉代替人眼，采集刨花板图像，采用人工智能算法实现刨花板外观质量检测，这已成为促进林业人工智能发展的关键任务之一。文中在介绍图像分类算法、目标检测与语义分割算法、基于大语言模型的检测算法等基于人工智能的图像缺陷检测算法的基础上，阐述了人工智能在刨花板外观缺陷检测方面的应用；并从优化软硬件设备、构建标准的刨花板缺陷图像公共数据集，综合应用多模态信息检测刨花板缺陷，建立刨花板、纤维板等人造板领域检测大模型，加快科技成果的转化与推广等方面给出了建议，以期为刨花板企业的智能化转型升级与可持续发展注入强劲动力。

关键词：刨花板缺陷检测人工智能

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基于单线激光雷达的果园车辆地头导航方法

林业工程学报 2025年第1期10卷 128-135页

作者：李秋洁王诗瑶黄政南京林业大学机械电子工程学院南京210037

果园车辆导航包括行间引导和地头转向,地头转向主要采用开环控制,难以适应果园地面不平整以及车辆有初始偏差的复杂情况,阻碍了果园智能化作业的全程覆盖。针对上述问题,提出一种基于单线激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)... 详细信息

果园车辆导航包括行间引导和地头转向,地头转向主要采用开环控制,难以适应果园地面不平整以及车辆有初始偏差的复杂情况,阻碍了果园智能化作业的全程覆盖。针对上述问题,提出一种基于单线激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)的果园车辆地头导航方法,引导车辆沿圆弧导航路径实施地头转向。导航电控系统采用上下位机结构,上位机首先读取单线LiDAR实时采集的果园数据,从中提取圆弧导航路径并计算导航偏差;然后采用纯追踪算法求取车辆目标角速度,将其发送给下位机,下位机控制车辆按照目标角速度转向。实验在株行距5 m×5 m的核桃园进行,在车速0.2 m/s、初始横向偏差±25和±50 cm、航向偏差±10°和±25°的条件下,该方法能够在地头转向结束后将横向偏差控制在±9 cm以内、航向偏差控制在±5°以内。本研究方法是对基于单线LiDAR的果园车辆导航方法的补充和完善,实验结果表明,该方法的抗干扰能力较强,能够有效削弱土地不平整和车辆初始偏差给地头导航带来的影响。

关键词：地头导航果园车辆单线激光雷达路径提取路径跟踪

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以营养钵为载体的沉水植物种植装置设计

林业工程学报 2025年第1期10卷 113-119页

作者：陈吉朋张雨秋汪令昊周宏平南京林业大学机械电子工程学院南京210037

构建沉水植物群落是湖泊生态修复的重要手段。面向沉水植物机械化种植的需求,提出一种以营养钵为载体的沉水植物种植新方法。该方法将沉水植物秧苗、种子等预植入营养钵中,形成标准种植单元,然后进行机械化种植。首先,给出种植装置的总... 详细信息

构建沉水植物群落是湖泊生态修复的重要手段。面向沉水植物机械化种植的需求,提出一种以营养钵为载体的沉水植物种植新方法。该方法将沉水植物秧苗、种子等预植入营养钵中,形成标准种植单元,然后进行机械化种植。首先,给出种植装置的总体设计方案;其次,针对种植末端执行装置、驱动装置、传感检测等关键结构进行了设计和选型,介绍了种植装置的控制系统设计方案;然后,基于SolidWorks研究了营养钵在种植仿真过程中的静力学特性,分析了营养钵用于沉水植物机械化种植的可行性;最后,以典型的沉水植物苦草为例,开展了机械化种植试验。结果表明,提出的沉水植物种植新方法可行,所设计的种植装置可实现沉水植物标准单元的种植作业,为湖泊、河流等水体的生态修复机械装备研发提供了原理验证。

关键词：沉水植物机械化种植装置标准化种植营养钵

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