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氨气化学链燃烧中不同金属氧化物载氧体反应性能研究

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中国电机工程学报 2024年

作者：颜秉欣李兴张建伟陈新飞大坂侑吾黄宏宇李军金泽大学机械工程学院沈阳化工大学机械与动力工程学院中国科学院广州能源研究所城乡矿山集成技术研究室

氨(NH3)作为一种新型富氢无碳燃料，燃烧过程中存在燃烧不稳定和氮氧化物排放高等问题，化学链燃烧技术成为解决这些问题的一种新方法。但是目前缺乏NH3在载氧体表面转化特性的研究。本研究采用溶胶凝胶法分别制备了NiOx、FeOx、CoOx、T... 详细信息

氨(NH3)作为一种新型富氢无碳燃料，燃烧过程中存在燃烧不稳定和氮氧化物排放高等问题，化学链燃烧技术成为解决这些问题的一种新方法。但是目前缺乏NH3在载氧体表面转化特性的研究。本研究采用溶胶凝胶法分别制备了NiOx、FeOx、CoOx、TiOx、CuOx、CaOx、CeOx、LaOx和SrOx这九种不同金属氧化物载氧体，以NH3为燃料，在固定床反应器上研究不同金属氧化物载氧体在NH3化学链燃烧中的反应性能，通过XRD、XPS、SEM和H2-TPR等分析手段对载氧体与NH3反应前后的物理化学特性进行表征。结果表明，过渡金属氧化物NiOx、FeOx和CoOx对NH3均有较高的反应活性，但是在800℃反应后均出现了部分结构变化。过渡金属氧化物CuOx在800℃反应时形成致密表面结构，导致其与NH3的反应活性很低。过渡金属氧化物TiOx与NH3具有一定的反应活性，在800℃反应后结构变化较小，主要发生热催化分解作用。碱土金属氧化物CaOx和SrOx以及镧系金属氧化物CeOx和LaOx对NH3反应活性较低，但是它们在800℃反应后没有出现表面结构变化。本研究为NH3化学链燃烧中复合载氧体的设计构筑提供了参考。

关键词：氨气化学链燃烧载氧体金属氧化物

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Mg-Zn系合金热裂行为的研究进展

金属学报 2024年第6期60卷 743-759页

作者：王峰白盛巍王志杜旭东周乐毛萍莉魏子淇李瑾伟沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870 沈阳工业大学辽宁省镁合金及成形技术重点实验室沈阳110870 辽宁帝德科技有限公司辽宁省汽车轻量化专业技术创新中心铁岭112611

Mg-Zn系合金是镁合金中重要的合金体系之一,因其具有丰富的相组成、突出的变形能力和时效强化效果而备受关注,在航空航天、汽车工业及生物医疗等领域显示出较大的应用潜力。但是Mg-Zn系合金凝固温度区间宽、收缩量大,导致合金存在较大... 详细信息

Mg-Zn系合金是镁合金中重要的合金体系之一,因其具有丰富的相组成、突出的变形能力和时效强化效果而备受关注,在航空航天、汽车工业及生物医疗等领域显示出较大的应用潜力。但是Mg-Zn系合金凝固温度区间宽、收缩量大,导致合金存在较大的热裂敏感性,一定程度上限制了该系合金的应用。因此,开展Mg-Zn系合金热裂行为的研究具有重要意义。本文归纳总结了热裂理论、合金元素及铸造工艺参数对Mg-Zn系合金热裂敏感性的影响,以及Mg-Zn系合金热裂行为数值模拟的研究现状;揭示了Mg-Zn系合金微观组织及凝固特性参数对热裂敏感性的作用机理,并提出了目前镁合金热裂行为研究的不足与建议,以期为Mg-Zn系合金的设计及应用提供指导。

关键词： Mg-Zn系合金热裂敏感性显微组织工艺参数

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超声振动在激光熔覆中的作用机制及研究进展

材料导报 2024年第16期38卷 214-221页

作者：李占明王宏宇孙晓峰王梦璐王瑞宋巍陆军装甲兵学院机械产品再制造国家工程研究中心北京100072 东北大学材料科学与工程学院沈阳110819 陆军装甲兵学院装备保障与再制造系北京100072

超声波在液态金属中传播时具有独特的声学效应和空化作用,在液态金属凝固过程中施加超声振动,可以使凝固组织从粗大的柱状晶转变成均匀细小的等轴晶,成分偏析现象得到明显改善,气孔、夹杂等缺陷也能够大幅减少,在解决不同合金材料铸造... 详细信息

超声波在液态金属中传播时具有独特的声学效应和空化作用,在液态金属凝固过程中施加超声振动,可以使凝固组织从粗大的柱状晶转变成均匀细小的等轴晶,成分偏析现象得到明显改善,气孔、夹杂等缺陷也能够大幅减少,在解决不同合金材料铸造、焊接、熔覆难题方面均具有很大的发展潜力和广阔的应用前景。本文介绍了超声振动处理对镍基合金、不锈钢等激光熔覆层性能的提升效果,分析了超声振动处理对激光熔覆熔池金属结晶过程的作用机制,揭示了超声振动改善激光熔覆层性能的微观机理,构建了振动处理工艺、熔覆层组织结构和性能之间的对应关系;获取科学合理的超声振动施加方式和能量精准控制方法是超声振动处理在激光熔覆领域中拓展应用急需解决的问题和重要的研究方向。

关键词：激光熔覆超声振动作用机制

多视角视觉-惯性融合的车间AGV精确导航方法

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机器人 2024年第4期46卷 476-487页

作者：王鑫李耕宇曾子铭高焕兵张吟龙沈阳建筑大学电气与控制工程学院辽宁沈阳110168 深圳职业技术学院汽车与交通学院广东深圳518055 山东建筑大学信息与电气工程学院山东济南250101 山东省智能建筑技术重点实验室山东济南250101 中国科学院网络化控制系统重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016

以实现车间AGV精确导航为目标,针对视觉-惯性融合定位方法存在的缺少绝对位姿、绝对尺度估计不准确、累积误差大等问题,提出一种多视角视觉-惯性紧耦合的实时定位方法。首先为了建立全局参考坐标系,实现长期漂移校正,设计了一种具有全... 详细信息

以实现车间AGV精确导航为目标,针对视觉-惯性融合定位方法存在的缺少绝对位姿、绝对尺度估计不准确、累积误差大等问题,提出一种多视角视觉-惯性紧耦合的实时定位方法。首先为了建立全局参考坐标系,实现长期漂移校正,设计了一种具有全局一致性的视觉-惯性融合AGV导航框架。然后针对视觉-惯性融合初始化过程中的尺度估计不准问题,提出多视角相机与IMU(惯性测量单元)联合初始化方法,通过最大后验概率模型得到更精准的初始化参数。针对跟踪估计部分存在的误差累积和惯性偏差漂移问题,提出二维码位姿修正模型,对部分关键帧进行周期性补偿。针对优化建图部分存在的位姿优化易陷入局部极值问题,提出位姿约束优化模型,提高AGV定位精度。搭建了车间AGV导航平台上对本文方法进行了验证,并与当前最先进的视觉-惯性导航方法进行比对,结果表明本文方法的时间效率与定位精度均明显优于对比方法;平移的均方根误差小于50 mm,旋转的均方根误差小于2?。

关键词： AGV(自动导引运输车) 导航视觉-惯性融合多视角二维码全局一致

NiCoFeCrAl系高熵合金热加工图不同失稳判据比较

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稀有金属材料与工程 2024年第1期53卷 38-46页

作者：张允胜蒋学禹周舸张浩宇张思倩车欣陈立佳曹雪沈阳工业大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110870 沈阳工业大学沈阳市先进结构材料与应用重点实验室辽宁沈阳110870 中国航发北京航空材料研究院北京100095

采用Gleeble-3800热模拟试验机对NiCoFeCrAl系高熵合金进行单道次热压缩实验研究,根据峰值应力构建了NiCoFeCrAl系高熵合金Arrhenius本构关系模型,运用Prasad、Murty、Gegel和Malas四种失稳准则,构建了不同失稳判据下的DMM热加工图,并... 详细信息

采用Gleeble-3800热模拟试验机对NiCoFeCrAl系高熵合金进行单道次热压缩实验研究,根据峰值应力构建了NiCoFeCrAl系高熵合金Arrhenius本构关系模型,运用Prasad、Murty、Gegel和Malas四种失稳准则,构建了不同失稳判据下的DMM热加工图,并对不同失稳判据在该合金热变形过程中的适用范围进行了分析与比较,确定了该合金的最佳热加工区间为温度为980~1010℃+应变速率为0.01~0.001s^(-1)和温度范围为1050~1100℃+应变速率为0.01~0.1s^(-1),平均功率耗散率大于36%。借助EBSD显微组织分析,确定了热变形的软化机制随变形量的增大由动态回复向动态再结晶转变。

关键词：高熵合金失稳判据热变形行为 Arrhenius本构方程变形组织

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中空角钢-钢管混凝土叠合柱轴压性能研究

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第4期40卷 627-635页

作者：张波秦笑笑徐光朋沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168 辽宁省交通高等专科学校建筑工程系辽宁沈阳110122 中国建筑第八工程局有限公司东北分公司辽宁大连116021

目的研究中空角钢-钢管混凝土叠合柱的轴压性能,给出相应的轴压承载力简化计算公式。方法采用有限元法对叠合构件荷载-应变关系计算,与已有试验数据对比验证;在此基础上,分析叠合构件破坏模态、内力分布以及接触应力等工作机理;以不同... 详细信息

目的研究中空角钢-钢管混凝土叠合柱的轴压性能,给出相应的轴压承载力简化计算公式。方法采用有限元法对叠合构件荷载-应变关系计算,与已有试验数据对比验证;在此基础上,分析叠合构件破坏模态、内力分布以及接触应力等工作机理;以不同材料强度下空心率和含钢率为主要参数分析叠合柱轴压承载力。结果空心率由30%增加至50%和70%时,叠合柱极限承载力分别降低了9.64%和22.69%;含钢率由5.0%增加至6.0%和7.0%时,叠合柱极限承载力分别增大了8.72%和16.21%。引入混凝土强度增强系数k后得到的轴压承载力公式计算结果与有限元结果最大误差为2.8%,简化计算公式可以较好地预测构件轴压承载力。结论中空角钢-钢管混凝土叠合柱具有较好的轴压承载能力,可满足工程应用。

关键词：中空角钢-钢管混凝土叠合柱轴压性能混凝土强度增强系数承载力简化计算

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精密磨抛加工机器人自主重力补偿方法研究

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第1期40卷 158-166页

作者：祁若龙邵健铎李论沈阳建筑大学机械工程学院辽宁沈阳110168 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110169

目的针对工业机器人磨抛加工过程需消除不同位姿条件下重力矢量对末端力感知的影响,提出一种重力补偿算法,从而精确控制三维磨削力。方法借助安装在机器人末端的六维力传感器,读取机器人多个随机位姿下实时力和力矩信息,并基于卡尔曼... 详细信息

目的针对工业机器人磨抛加工过程需消除不同位姿条件下重力矢量对末端力感知的影响,提出一种重力补偿算法,从而精确控制三维磨削力。方法借助安装在机器人末端的六维力传感器,读取机器人多个随机位姿下实时力和力矩信息,并基于卡尔曼滤波对传感器信息进行有效降噪;通过线性拟合算法对降噪后数据开展数值分析,计算出传感器误差、机器人世界坐标系偏移、末端负载重心大小及重心坐标等参数;根据以上参数并结合机器人当前姿态来实时消除负载重力影响。结果采用笔者所提算法对同样静态条件下的机器人进行重力补偿,补偿后的重力影响产生的各方向力均近似为0,偏差小于0.1 N。结论笔者所提出的算法充分考虑了重力补偿参数之间的耦合作用,能够消除重力影响,精确测量出机械臂末端六维力传感器受到的外力以及外力矩。

关键词：六维力传感器工业机器人重力补偿系统标定

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双层索系柔性光伏支架结构受力性能研究

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第3期40卷 395-403页

作者：袁焕鑫宋薏铭杜新喜王若林马文勇武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043

目的研究双层索系柔性光伏支架结构在风荷载作用下的静力性能与动力响应。方法采用ABAQUS有限元软件开展双层索系柔性光伏支架结构的静力性能、动力特性、动力响应和风振系数分析,探究了跨度、横向连接系间距以及挠度限值等影响因素对... 详细信息

目的研究双层索系柔性光伏支架结构在风荷载作用下的静力性能与动力响应。方法采用ABAQUS有限元软件开展双层索系柔性光伏支架结构的静力性能、动力特性、动力响应和风振系数分析,探究了跨度、横向连接系间距以及挠度限值等影响因素对支架结构受力性能的影响。结果结构的风振响应随着跨度的增加而增大;结构跨中挠度及上层索索力随横向连接系间距的增大而增大;增大上层索预应力可以减小结构的动力响应,而下层索预应力过大会导致结构的风振响应增大。结论通过研究给出了双层索系柔性光伏支架结构的风振系数取值范围以及上、下层索的初始预拉力设置建议,可以为其结构抗风设计提供参考。

关键词：柔性光伏支架双层索系静力性能动力响应风振系数

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不确定性智能车辆转向系统的容错控制方法研究

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控制工程 2024年第6期31卷 1099-1106页

作者：卢中德李红娟王立刚辽宁省交通高等专科学校汽车工程系辽宁沈阳110122 宁夏理工学院机械工程学院宁夏石嘴山753000

对存在执行器死区、故障现象和模型不确定性的智能车辆转向系统的跟踪控制问题进行研究。首先,采用自适应模糊逻辑系统对转向系统中难以建模的非线性项进行在线逼近,并结合动态增益技术为智能车辆转向系统设计了自适应滑模控制器,以补... 详细信息

对存在执行器死区、故障现象和模型不确定性的智能车辆转向系统的跟踪控制问题进行研究。首先,采用自适应模糊逻辑系统对转向系统中难以建模的非线性项进行在线逼近,并结合动态增益技术为智能车辆转向系统设计了自适应滑模控制器,以补偿系统控制增益未知、执行器死区和故障现象对控制性能的影响。此外,在该滑模控制器的设计中,采用一阶滤波技术消除了滑模控制器对转向系统造成的抖振。最后,结合李雅普诺夫稳定性理论分析可知,所设计的控制器可以实现智能车辆转向系统的渐近稳定,并通过数值仿真和整车实验验证了所设计的控制方法的合理性。

关键词：转向系统执行器故障模型不确定性模糊逻辑系统滑模控制