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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

考虑模态分析的超高加速度宏微运动平台导轨架优化设计

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机床与液压 2024年第12期52卷 73-77页

作者：张璐凡闫恒张鹏启姜薄士河南工业大学机电工程学院河南郑州450001

超高加速度宏微运动平台具有定位精度高、误差小等优点,基于模态分析对超高加速度宏微运动平台的关键机构导轨架进行优化设计,以实现平台的性能优化。采用SolidWorks软件搭建导轨架模型,通过ANSYS Workbench软件进行模态分析、拓扑优化... 详细信息

超高加速度宏微运动平台具有定位精度高、误差小等优点,基于模态分析对超高加速度宏微运动平台的关键机构导轨架进行优化设计,以实现平台的性能优化。采用SolidWorks软件搭建导轨架模型,通过ANSYS Workbench软件进行模态分析、拓扑优化和响应面优化等,在保持1阶固有频率稳定的前提下尽可能降低导轨架的质量。结果表明:响应面的优化符合预期目标,导轨架的1阶固有频率增加了0.7%,质量从6.165 kg减小到5.592 kg,变化率为9.2%,达到了轻量化的目的。

关键词：宏微运动平台导轨架模态分析优化设计

一种新型梁类机械零件夹具装置的设计与应用研究

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制造技术与机床 2024年第5期 134-138页

作者：白玉梅瞿金秀吴佳燕史小伟黄家琦柯非西安工业大学机电工程学院陕西西安710021

为了开展基于声音信号对梁类机械零件损伤检测识别的实验,文章结合实际需求,设计了一种梁类机械零件的夹具装置,并结合应用实例,解释了该夹具装置的使用方法。该夹具装置对现有装置进行升级,设计了一种表面各具特点的夹紧块,使其能够快... 详细信息

为了开展基于声音信号对梁类机械零件损伤检测识别的实验,文章结合实际需求,设计了一种梁类机械零件的夹具装置,并结合应用实例,解释了该夹具装置的使用方法。该夹具装置对现有装置进行升级,设计了一种表面各具特点的夹紧块,使其能够快速适应不同横截面形状、不同大小机械零件的装夹,以实现高效、多功能、低成本的目的;同时采用丝杠螺母副,利用其结构简单、运动平稳的优点,实现机械零件的上下移动和装夹,为基于声音信号的结构损伤检测识别提供了有效的实验基础。

关键词：梁类机械零件任意横截面形状和尺寸夹紧夹具装置

15-15hs Max材料枪钻加工的钻削力和切屑分析

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工具技术 2024年第5期58卷 67-71页

作者：冯桑龚檐飞曾冠允广东工业大学机电工程学院广州市510006

高氮奥氏体不锈钢15-15hs Max具有优秀的耐蚀性、良好的综合力学性能,但切削加工性差,属于一种难加工材料。以某石油钻探部件为研究对象,对15-15hs Max的加工特性进行分析,通过对15-15hs Max钻削过程的有限元仿真,分析其加工过程中的钻... 详细信息

高氮奥氏体不锈钢15-15hs Max具有优秀的耐蚀性、良好的综合力学性能,但切削加工性差,属于一种难加工材料。以某石油钻探部件为研究对象,对15-15hs Max的加工特性进行分析,通过对15-15hs Max钻削过程的有限元仿真,分析其加工过程中的钻削力和切屑形态的变化。仿真结果表明:钻削力会随着钻入深度的增加而增加,当切削刃全部参与切削时钻削力达到稳定,加工过程中形成的切屑为向上弯曲的螺旋状切屑。在保证加工孔质量及加工效率条件下,得出了一组较为合理的钻削参数。

关键词：枪钻 15-15hs Max 钻削力切屑

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渐开螺旋面的数字化曲面及其计量特征

工具技术 2024年第4期58卷 140-144页

作者：吴祥卢春霞王建华张欢王林艳西安工业大学机电工程学院西安市710021

真实齿面的数字化重建是虚拟仿真与测量的重要基础,提出了基于几何线特征的渐开线齿轮齿面的数字化曲面构造方法,根据渐开线齿轮齿面的渐开线、螺旋线和接触线三条特征线之间的相交关系划分齿面网格点,分别构造出三角面片组成的渐开螺... 详细信息

真实齿面的数字化重建是虚拟仿真与测量的重要基础,提出了基于几何线特征的渐开线齿轮齿面的数字化曲面构造方法,根据渐开线齿轮齿面的渐开线、螺旋线和接触线三条特征线之间的相交关系划分齿面网格点,分别构造出三角面片组成的渐开螺旋面和双三次NURBS渐开线螺旋面。与三角面片集拟合得到的曲面进行面型拟合特征与拟合精度、特征线拟合特征与拟合精度的比对分析、特征线拟合精度与光顺性的分析计算。分析结果表明,两种数字化曲面具有明显不一样的特征,NURBS渐开螺旋面具有良好的精度和光顺性。

关键词：真实齿面数字化三角面片 NURBS

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基于DKF和稀疏约束的激励和响应估计

计算力学学报 2024年第4期41卷 641-650页

作者：彭珍瑞董琪王启栋兰州交通大学机电工程学院兰州730070

针对使用加速度测量响应进行激励和响应估计时发生低频漂移的问题,提出基于DKF(dual Kalman filter)和稀疏约束的激励和响应估计的方法.首先根据状态空间模型建立DKF算法,将激励和状态估计分开进行;然后考虑到激励的稀疏性和测量噪声的... 详细信息

针对使用加速度测量响应进行激励和响应估计时发生低频漂移的问题,提出基于DKF(dual Kalman filter)和稀疏约束的激励和响应估计的方法.首先根据状态空间模型建立DKF算法,将激励和状态估计分开进行;然后考虑到激励的稀疏性和测量噪声的不确定性,根据压缩感知CS(compressive sensing)理论建立激励估计的不等式约束优化模型,利用伪测量PM(pseudo measurement)技术求解该优化问题,得到更新后的激励,进而利用模态叠加法重构各类型响应;最后通过数值仿真和简支梁试验验证本文方法的可行性.结果表明,当加速度传感器并置时,本文方法能够得到激励的稀疏解,通过对比激励、位移的时程曲线和频谱图发现,激励和位移的低频分量受到有效抑制,且对噪声具有较好的鲁棒性,在两个激励作用下依然能够保持激励的稀疏性.当加速度传感器非并置时,无法估计完整的空间稀疏激励,但是依然可以估计未知的响应.

关键词：激励和响应估计 DKF算法压缩感知伪测量技术

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临边观测下火箭喷焰红外辐射可探测性分析

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1090-1096页

作者：孙一强牛青林贺志宏董士奎哈尔滨工业大学空天热物理工业和信息化部重点实验室哈尔滨150001 中北大学机电工程学院太原030051

本文针对空基平台大气层内、天基平台水平、短路径和长路径四种临边观测体制下,分析不同高度上火箭喷焰的点源红外信号在MWIR(3.70-4.80μm)和LWIR(7.70-9.50μm)波段大气窗口区的可探测性。采用视在光线法(LOS)求解火箭喷焰点源本征辐... 详细信息

本文针对空基平台大气层内、天基平台水平、短路径和长路径四种临边观测体制下,分析不同高度上火箭喷焰的点源红外信号在MWIR(3.70-4.80μm)和LWIR(7.70-9.50μm)波段大气窗口区的可探测性。采用视在光线法(LOS)求解火箭喷焰点源本征辐射,并考虑大气透过率、背景计算在不同平台下目标与背景的辐射对比度CR。在以探测器瞬时视场为1 km×1 km,最低的辐射对比度C(R)=0.02为界限以分析点源目标的可探测性。结果表明四种探测方式在MWIR波段的辐射对比度基本上大于0.02;在LWIR波段,空基平台和天基平台短路径探测在的辐射对比度在<70 km大于0.02,长路径探测在<40 km的高度范围内大于0.02,天基平台水平探测在各个高度上均大于0.02;MWIR波段的可探测性能要优于LWIR波段。

关键词：红外辐射发动机喷焰临边观测辐射对比度

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低温固体氧化物燃料电池发展及应用

稀土 2024年第3期45卷 135-142,I0006页

作者：刘琨黄辉陈曦马军都金光曹阳郑州轻工业大学机电工程学院河南郑州450002

随着世界人口急剧膨胀以及对地球资源的大量消耗,能源利用问题已经引起了世界各国的高度重视。低温固体氧化物燃料电池(Low Temperature-Solid Oxide Fuel Cell,LT-SOFC)由于其绿色、高效的独特优势得到了诸多研究与发展,为了进一步提高... 详细信息

随着世界人口急剧膨胀以及对地球资源的大量消耗,能源利用问题已经引起了世界各国的高度重视。低温固体氧化物燃料电池(Low Temperature-Solid Oxide Fuel Cell,LT-SOFC)由于其绿色、高效的独特优势得到了诸多研究与发展,为了进一步提高LT-SOFC的性能,加快其产业化,有许多问题仍待解决。本文从如何提高LT-SOFC的整体性能入手对固体氧化物燃料电池的阳极、阴极及电解质面临的难题及可能的解决方案进行综述,并介绍了低温SOFC目前的发展及应用情况。以上工作可为LT-SOFC的研究提供参考依据,推进LT-SOFC的发展及应用。

关键词：固体氧化物燃料电池(SOFC) 低温SOFC 性能发展及应用

数字液压缸驱动的六自由度并联机器人刚度特性研究

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兵器装备工程学报 2024年第6期45卷 215-223页

作者：齐潘国迟帅郑一顺王顶柱刘超门荣华黄其涛辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

六自由度并联机器人采用数字液压缸驱动相比于采用电液伺服缸驱动,具有成本低、可靠性高、抗污能力强和结构简单等优点,为研究数字液压缸驱动的六自由度并联机器人刚度特性,首先建立数字液压缸的数学模型并推导出闭环刚度,然后基于全微... 详细信息

六自由度并联机器人采用数字液压缸驱动相比于采用电液伺服缸驱动,具有成本低、可靠性高、抗污能力强和结构简单等优点,为研究数字液压缸驱动的六自由度并联机器人刚度特性,首先建立数字液压缸的数学模型并推导出闭环刚度,然后基于全微分法建立六自由度并联机器人的误差传递模型,并结合数字液压缸的闭环刚度,推导出数字液压缸驱动的六自由度并联机器人的刚度矩阵,并分析了刚度矩阵的影响因素,建立AMESim仿真模型并进行仿真研究,揭示出并联机器人各自由度的刚度与正开口量、滚珠丝杠导程等系统固有参数以及与并联机器人位姿之间的关系,研究结果还表明,当并联机器人沿除升沉方向以外的其他方向运动时,升沉自由度和其他自由度之间存在耦合,且耦合刚度会随并联机器人位姿的变化而变化。该研究对数字液压缸驱动的六自由度并联机器人研制及应用有一定的理论价值和实际意义。

关键词：数字液压缸六自由度并联机器人刚度矩阵 AMESim 误差模型