检索结果-南通市图书馆

双面开槽石墨圆周密封分层计算模型及开槽位置影响研究

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化工学报 2025年

作者：潘嘉阳江锦波彭旭东孟祥铠马艺浙江工业大学机械工程学院

随着石墨圆周密封向着低磨损、长寿命目标的发展，不同开槽结构动压型石墨圆周密封性能的高效、准确求解显得尤为重要。本文针对转子面开槽、静子面开槽和双面开槽三种开槽模式圆周密封结构，推导了适用于不同开槽模式圆周密封膜压分布... 详细信息

随着石墨圆周密封向着低磨损、长寿命目标的发展，不同开槽结构动压型石墨圆周密封性能的高效、准确求解显得尤为重要。本文针对转子面开槽、静子面开槽和双面开槽三种开槽模式圆周密封结构，推导了适用于不同开槽模式圆周密封膜压分布求解的广义瞬态雷诺方程，基于动网格技术和有限体积法自主编程求解获得膜压分布和性能参数，并与商用软件模拟结果的求解精度和计算效率进行对比，在相同槽深条件下对比分析了三种开槽模式圆周密封的膜压分布和浮升力、泄漏率的时变特性，探讨了转速、入口压力和密封间隙等运行参数对三种开槽模式密封性能的影响规律。结果表明：相较于商用软件求解，相同面网格数下的圆周密封膜压分布自主编程计算结果吻合良好，但计算时间约为5%～30%，计算效率显著提高；相较于单面开槽密封，双面开槽密封的时均浮升力和时均泄漏率均显著下降；因转子面与静子面螺旋槽相对位置变化，双面开槽密封的介质泄漏会出现反向回流和正向高泄漏周期波动的情况，弱化了密封封严特性和成膜特性。本文所提出基于广义瞬态雷诺方程的分层计算模型为不同开槽表面圆周密封的性能分析提供了新的方法。

关键词：圆周密封动压型浮升力瞬态雷诺方程双面开槽

基于李群不确定映射的冗余IMU鲁棒CI融合姿态估计

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控制与决策 2025年第1期40卷 345-352页

作者：仇翔石水萌胡中尧陈博浙江工业大学信息工程学院

针对冗余惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)姿态估计问题,通过采用不变扩展卡尔曼滤波器结构,将被估计系统动态特性建模为矩阵李群和偏差向量的混合模型,从而设计基于协方差在线校正的局部IMU姿态估计器.在此基础上,采用对... 详细信息

针对冗余惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)姿态估计问题,通过采用不变扩展卡尔曼滤波器结构,将被估计系统动态特性建模为矩阵李群和偏差向量的混合模型,从而设计基于协方差在线校正的局部IMU姿态估计器.在此基础上,采用对数映射将李群不确定性映射到向量空间,进而构造依赖于局部姿态估计器参数的分布式融合问题,从而设计基于李群的鲁棒协方差交叉融合准则.特别地,为解决局部估计器之间互协方差未知的问题,通过引入先验容差来约束未知互协方差,从而提供低保守性的协方差上界以提高融合估计性能,形成一种具有双层结构的冗余IMU姿态估计方法.最后在下肢外骨骼康复机器人平台上验证所提出算法的有效性.

关键词：姿态估计冗余IMU 不变卡尔曼滤波矩阵李群协方差交叉

锂离子电池荷电状态和内部缺陷的超声透射特性仿真研究

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北京工业大学学报 2025年 258-268页

作者：张斌鹏吕炎宋国荣高杰李永春何存富北京工业大学材料与制造学部北京工业大学信息学部台湾成功大学机械工程系

采用有限元法分别对锂离子电池的荷电状态、内部缺陷(气泡缺陷、析锂缺陷和浸润不完全缺陷)与超声透射特性之间的影响规律进行了仿真分析。首先,利用Voronoi多边形建立了锂离子电池内部的多层多孔结构;其次,在仿真过程中,通过改变正负... 详细信息

采用有限元法分别对锂离子电池的荷电状态、内部缺陷(气泡缺陷、析锂缺陷和浸润不完全缺陷)与超声透射特性之间的影响规律进行了仿真分析。首先,利用Voronoi多边形建立了锂离子电池内部的多层多孔结构;其次,在仿真过程中,通过改变正负极材料的力学参数(杨氏模量和密度)实现了锂离子电池不同荷电状态下超声透射特性的提取。仿真结果表明,随着荷电状态(state of charge,SOC)的增加,快纵波的声强幅值和慢纵波的声强幅值均呈现线性增加的规律,慢纵波的渡越时间呈现线性减小的规律。随后,对锂离子电池内部不同缺陷形式进行仿真分析。通过对比正常电池和缺陷电池的声透射信息可以发现:当锂离子电池底部存在气泡缺陷时,透射信号的声强幅值显著衰减,且随着气泡厚度的增加,声强幅值的衰减也在增加;此外,随着气泡位置的改变,透射信号的声强幅值也呈现规律性变化;当锂离子电池内部存在析锂缺陷时,透射信号的声强幅值和渡越时间均随着析锂厚度的增加而逐渐减小;当锂离子电池内部存在浸润不完全缺陷时,仿真模型将退化为单相多孔介质,频域中也只存在一个频率成分,且声强幅值存在衰减。研究内容解决了用有限元法对锂离子电池荷电状态、内部缺陷进行模拟处理的问题,且慢纵波波速的仿真结果与理论结果吻合良好。

关键词：锂离子电池 Voronoi多边形缺陷荷电状态超声透射有限元仿真

激光原位制备多元颗粒增强钛基复合涂层的组织及性能研究

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表面技术 2025年

作者：迟一鸣余璐涛钱大虎韩伯群姚建华浙江工业大学激光先进制造研究院浙江工业大学机械工程学院江苏丰东热技术有限公司

目的针对钛合金硬度低、耐磨性差的问题，在钛合金表面制备钛基复合涂层以扩展其在高负载耐磨环境下的应用。方法采用激光合金化工艺在其表面原位制备了多元颗粒增强钛基复合涂层，研究了不同质量分数的B4C与Ni基合金粉末混合后制备... 详细信息

目的针对钛合金硬度低、耐磨性差的问题，在钛合金表面制备钛基复合涂层以扩展其在高负载耐磨环境下的应用。方法采用激光合金化工艺在其表面原位制备了多元颗粒增强钛基复合涂层，研究了不同质量分数的B4C与Ni基合金粉末混合后制备的涂层的物相组成、微观组织和耐磨性能。结果结果表明，当B4C的质量分数为0时，涂层主要由网状Ni-Ti金属间化合物和β-Ti基底组成，加入B4C后涂层中原位生成了TiB2、TiB、TiC等多元陶瓷颗粒，且随着B4C含量的增加，原位生成的陶瓷强化相含量显著增加。涂层内出现了板条状组织和块状组织，颗粒状第二相数量明显增加。随着B4C含量由0增加到20wt.%，涂层的显微硬度逐渐提高，涂层的平均显微硬度最高提升至1 006.7HV0.3，约为基体的2.65倍，涂层的耐磨性能随着B4C含量的增加先提高后下降，当B4C含量为15wt.%时，涂层的耐磨性能最佳，相比于基体提高了7.32倍。结论原位生成的棒状TiB2为颗粒状TiC提供有效异质形核核心，熔池中多元TiB2、TiC陶瓷相可相互依附、相间生长，最终形成颗粒-棒状、颗粒-板条状或颗粒-块状的复合组织，进一步提高了涂层的显微硬度及耐磨性能。

关键词：激光合金化原位自生多元颗粒 TiC-TiB 复合组织耐磨性能

基于积分障碍李雅普诺夫函数的下肢康复机器人柔顺控制

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控制与决策 2025年

作者：孙哲陈易洲周袁陈博浙江工业大学信息工程学院

为保障下肢失能患者主动康复训练的效果和安全性,针对下肢康复外骨骼机器人设计一种基于非对称积分障碍李雅普诺夫函数的无力矩传感器导纳控制方法.首先,基于广义动量法设计一种滑模观测器,用以实时估计人机交互力矩,从而降低下肢外骨... 详细信息

为保障下肢失能患者主动康复训练的效果和安全性,针对下肢康复外骨骼机器人设计一种基于非对称积分障碍李雅普诺夫函数的无力矩传感器导纳控制方法.首先,基于广义动量法设计一种滑模观测器,用以实时估计人机交互力矩,从而降低下肢外骨骼对力矩传感器的依赖.其次,面向下肢外骨骼构建一种导纳控制框架,利用饱和函数将外环导纳模型生成的参考轨迹约束在预定的安全区间内,以保证外骨骼的柔顺性与安全性.此外,针对内环步态轨迹跟踪设计一种基于非对称积分李雅普诺夫函数的反演滑模控制算法,保障系统的输出约束性能与步态轨迹跟踪精度.最后,基于李雅普诺夫稳定性判据证明控制系统的稳定性,并在下肢康复机器人实验平台上验证所提出控制算法的有效性和优越性.

关键词：非对称积分障碍李雅普诺夫函数导纳控制力矩观测器反演滑模控制下肢康复外骨骼机器人

运行工况对超临界CO2干气密封端面热力过程及稳态性能影响研究

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化工学报 2025年

作者：江锦波陈竹鑫肖洋溢彭新陈源于辰孟祥铠彭旭东浙江工业大学机械工程学院中国计量大学机电工程学院

超临界CO2压缩机干气密封因密封介质在临界点工况附近的物性特殊性和高参数化，密封间隙内介质流动呈现出多相流动、高度湍流化和物性畸变特征。以微段组合型槽干气密封为研究对象，构建了轴向力平衡条件下考虑实际流体效应的超临界CO2... 详细信息

超临界CO2压缩机干气密封因密封介质在临界点工况附近的物性特殊性和高参数化，密封间隙内介质流动呈现出多相流动、高度湍流化和物性畸变特征。以微段组合型槽干气密封为研究对象，构建了轴向力平衡条件下考虑实际流体效应的超临界CO2干气密封热动力润滑相变仿真模型，提出了密封端面热力过程表征方法，研究了转速、进气压力和进气温度等运行工况参数对超临界CO2干气密封端面热力过程、流场参数和稳态性能的影响。结果表明：进气温度的提高对于抑制密封端面液相凝析效果显著，而转速和进气压力的增大只能抑制槽区液相凝析，增大端面非液相区面积，但对密封坝气液两相区影响不大，当进气温度达到320K和340K时，端面纯液相区和气液两相区先后消失；提高非液相区面积，对于增大密封气膜刚度是有利的。

关键词：超临界CO 干气密封相变特性工况参数

有机酸对蓝莓汁中花色苷的辅色效应及其作用机理研究

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食品与发酵工业 2025年

作者：史乐娟陈家鸣林倩倩林杨浙江工业大学食品科学与工程学院

花色苷作为蓝莓汁中的主要色素成分，其稳定性和颜色表现直接影响产品品质。该研究通过系统评估多种有机酸对蓝莓汁色泽和花色苷热稳定性的影响，评价其对花色苷的辅色效应，并利用傅立叶变换红外吸收光谱仪（Fourier transform infrare... 详细信息

花色苷作为蓝莓汁中的主要色素成分，其稳定性和颜色表现直接影响产品品质。该研究通过系统评估多种有机酸对蓝莓汁色泽和花色苷热稳定性的影响，评价其对花色苷的辅色效应，并利用傅立叶变换红外吸收光谱仪（Fourier transform infrared spectrometer，FTIR）和分子对接深入分析作用机理。结果表明，阿魏酸、咖啡酸、没食子酸、苹果酸对蓝莓花色苷具有显著的增色作用和稳定作用，且强度依次减弱。这些有机酸降低了花色苷的降解速率常数k（11.6%～70.1%），增加了半衰期t1/2（12.8%～234.5%）和活化能Ea（13.3%～58.2%）。含酚环的有机酸辅色作用更强，羟甲基肉桂酸组比羟甲基苯甲酸效果更好。辅色剂结构中羟基数量增多能增强保护作用，而甲氧基贡献大于羟基。热力学结果显示复合物花色苷具有更高的有序性和稳定性；FTIR和分子对接结果表明咖啡酸、阿魏酸与蓝莓花色苷的结合能更低，因而更稳定，主要驱动力是氢键和π-π堆积，结合力大小与有机酸的结构有关。

关键词：花色苷有机酸辅色降解动力学分子对接

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凝胶基柔性离子热电材料研究进展

功能材料 2025年

作者：刘凯阳李国显胡永鹏孟垂舟郭士杰河北工业大学机械工程学院

近年来,具有超高离子塞贝克系数的离子热电器件(ionic thermoelectric,iTE)受到广泛关注。与电子型热电器件不同,iTE以离子作为电荷载体,其中离子导电凝胶因其出色的TE特性和柔性可拉伸性,展现出巨大的发展潜力。综述了凝胶基iTE材料的... 详细信息

近年来,具有超高离子塞贝克系数的离子热电器件(ionic thermoelectric,iTE)受到广泛关注。与电子型热电器件不同,iTE以离子作为电荷载体,其中离子导电凝胶因其出色的TE特性和柔性可拉伸性,展现出巨大的发展潜力。综述了凝胶基iTE材料的研究现状。通过考察iTE的两种主要的工作机理,即离子扩散效应和温差电池效应,对影响凝胶基iTE材料热电性能的因素进行了深入分析。介绍了目前凝胶基离子热电材料的性能调控策略,同时对凝胶基离子热电材料的应用方式进行了阐述,探讨了离子热电材料进一步发展所面临的挑战。通过关注离子热电材料的最新创新成果,期望能为凝胶基离子热电材料的未来发展提供有价值的参考。

关键词：离子热电材料凝胶热扩散效应热原电池效应低品位热能

改进辛几何包分解及其在行星齿轮故障诊断中的应用

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机械科学与技术 2025年

作者：潘海洋许大洋程健郑近德童靳于安徽工业大学机械工程学院

针对辛几何包分解(Symplectic Geometry Packet Decomposition， SGPD)在强噪声干扰下难以实现特征有效提取的问题，提出了一种改进辛几何包分解(Improved Symplectic Geometry Packet Decomposition， ISGPD)方法。在利用ISGPD进行信号分解过程中，首先，利用辛几何相似变换理论对原始信号进行分解并重构出初始辛几何分量，对不同模态分量完成初步分割；然后，定义Ramanujan谱信噪比指标，衡量各模态分量所包含的状态信息量，避免了有效特征信息的遗失；最后，为了最大程度地滤除有效分量中包含的噪声信息，对分量信号展开多层次分解，弱化有效分量中的干扰信息。将所提ISGPD方法应用于行星齿轮箱故障仿真信号和实测信号，分析结果表明：与SGPD方法相比，ISGPD具有更强的特征提取能力、噪声鲁棒性。

关键词：改进辛几何包分解行星齿轮箱故障诊断 Ramanujan谱信噪比