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TC4钛合金表面激光熔覆Ti-Mo-Al-B复合涂层的组织及摩擦磨损性能

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材料导报 2024年第12期38卷 135-140页

作者：肖华强尹星贵冯进宇肖易龚玉婷贵州大学机械工程学院贵阳550025

为了改善TC4合金的表面耐磨性能,采用激光熔覆技术在TC4合金表面制备出Ti-Mo-Al-B复合涂层。分析了涂层的物相组成及微观组织结构,揭示了复合涂层的合成机理,结合其组织特征分析了涂层的硬度分布,并分析了不同载荷下涂层的摩擦磨损性能... 详细信息

为了改善TC4合金的表面耐磨性能,采用激光熔覆技术在TC4合金表面制备出Ti-Mo-Al-B复合涂层。分析了涂层的物相组成及微观组织结构,揭示了复合涂层的合成机理,结合其组织特征分析了涂层的硬度分布,并分析了不同载荷下涂层的摩擦磨损性能。结果表明,复合涂层与基体之间形成了良好的冶金结合,复合涂层主要由BCC固溶体基体相、短杆状和颗粒状TiB增强相以及少量α-Ti相组成。涂层的平均硬度为648.69HV,较基体TC4合金(330HV)提升了1.97倍。涂层的磨痕表面平整且犁沟较少,在载荷为30 N时,磨损量相较TC4基体减少了11%,其磨损机制为磨粒磨损。

关键词：激光熔覆复合涂层显微组织合成机理 TC4 摩擦磨损

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微纳织构涂层刀具切削性能研究进展

中国表面工程 2024年第2期37卷 137-160页

作者：田初春蒋宏婉袁森邓静岳熙贵州大学机械工程学院贵阳550025 贵州理工学院机械工程学院贵阳550003

刀具磨损严重、服役寿命短仍然是切削加工所面临的难题。随着现代制造业的发展,钛合金、高温合金等难加工材料在工业中广泛运用。但由于这些材料具有低导热系数、变形系数小等特点,在机械加工中存在切削力和切削温度高、刀具磨损严重等... 详细信息

刀具磨损严重、服役寿命短仍然是切削加工所面临的难题。随着现代制造业的发展,钛合金、高温合金等难加工材料在工业中广泛运用。但由于这些材料具有低导热系数、变形系数小等特点,在机械加工中存在切削力和切削温度高、刀具磨损严重等问题,严重缩短了刀具的服役寿命。通过表面织构技术和表面涂层技术在刀具切削表面置入微纳织构和涂层可以显著改善切削性能;特别是在减小刀具磨损、降低切削力、切削温度以及刀-屑接触界面摩擦因数等方面具有显著效果。系统概述微纳织构涂层刀具的作用机理、切削性能以及应用领域,对微纳织构涂层刀具后续发展有重要推动意义。首先,介绍微纳织构涂层刀具的制备方式。其次,分析总结微纳织构涂层刀具的作用机理,并从抗磨损性、抗粘结性和刀具寿命三个方面总结微纳织构涂层刀具的自身性能。随后,从切削力、切削温度、刀-屑接触处的摩擦因数三个方面总结微纳织构涂层刀具的切削性能。最后对微纳织构涂层刀具在现代制造业中的应用进行阐述。提出在刀具切削表面同时置入微纳织构和涂层的当前研究现状以及未来发展方向,可为进一步研究微纳织构涂层刀具在切削加工中改善切削性能以及加工表面质量与性能提供参考。

关键词：微纳织构涂层刀具作用机理刀具性能切削性能

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超疏水表面在抗/促凝血领域的研究进展

功能材料 2024年第1期55卷 1068-1076页

作者：关小雅吴兵彭毅贵州大学机械工程学院贵阳550025

近年来,随着超疏水材料在冷凝传热、油水分离、除冰防雾、表面防腐、管道减阻等方面应用的研究逐步趋于成熟,其在生物医疗领域的应用前景也备受学者关注,由于医疗设备与血液接触时产生的凝血血栓及大量出血引发的失血性休克问题会对患... 详细信息

近年来,随着超疏水材料在冷凝传热、油水分离、除冰防雾、表面防腐、管道减阻等方面应用的研究逐步趋于成熟,其在生物医疗领域的应用前景也备受学者关注,由于医疗设备与血液接触时产生的凝血血栓及大量出血引发的失血性休克问题会对患者生命安全造成极大威胁。为了能够有效解决血栓出现及大量失血问题,国内外诸多学者展开了大量研究,超疏水材料由于其特殊的表面润湿性及较低的表面自由能可显著降低材料表面的血小板粘附量,其与亲水材料的组合可在止血的前提下减少出血量并降低伤口二次撕裂出血的可能,同时,研究表明超疏水材料还具有良好的抗菌性,故针对超疏水材料的研究成为了该领域的热点与方向。基于此,首先介绍了超疏水材料基本理论,主要包括Young润湿模型、Wenzel润湿模型以及Cassie-Baxter润湿模型,其次详细阐述了其在抗/促凝血过程中的作用机理,然后以部分研究为代表着重讨论了目前超疏水材料在血液接触应用领域的研究现状,指明超疏水材料在该领域的应用中主要存在的问题,最后对其未来的发展前景进行了展望。

关键词：超疏水润湿性抗/促凝血血小板粘附抗菌性

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鳗鲡科鱼类变刚度特性对推进性能影响研究

力学学报 2024年第1期56卷 273-284页

作者：张旭尧崔祚尹存宏程安楠贵州大学机械工程学院贵阳550025 贵州理工学院航空航天工程学院贵阳550003

生物学研究表明,波动推进鱼类的鱼体刚度对其推进性能有着重要影响,通过改变鱼体刚度可获得优异的游动特性,但鱼类肌肉驱动模式与鱼体刚度和游动性能的关系尚不清晰.鉴于此,文章以鳗鲡科鱼类作为研究对象,基于黏弹性梁理论和Taylor流体... 详细信息

生物学研究表明,波动推进鱼类的鱼体刚度对其推进性能有着重要影响,通过改变鱼体刚度可获得优异的游动特性,但鱼类肌肉驱动模式与鱼体刚度和游动性能的关系尚不清晰.鉴于此,文章以鳗鲡科鱼类作为研究对象,基于黏弹性梁理论和Taylor流体理论,建立由生物学钙离子肌肉驱动的鳗鲡科鱼类游动模型,研究肌肉驱动和鱼体刚度变化对推进性能的影响.结果表明,肌肉驱动力随刚度增加呈先快速增加后缓慢下降的变化趋势,而随着肌肉驱动力增加,鱼体游动速度随刚度增加而增加并逐渐趋于稳定.当肌肉驱动频率由1 Hz增加到2 Hz时,游动速度和启动加速度可分别提升55%和129%,可见增大鱼体刚度可显著提升推进性能.为了验证上述结论,设计了基于串并联结构的变刚度实验平台,实验表明鱼体的变刚度特性能显著提升推进性能.当舵机驱动频率由1 Hz增加到2 Hz时,通过统一变化弹簧刚度大小推力可提升2.5倍.上述研究结果可为改变鱼体刚度提升游动性能提供参数设计指导,为研制变刚度仿生机器鱼提供理论依据.

关键词：鳗鲡科鱼类肌肉驱动变刚度游动性能

基于CDs的荧光探针在酒类等发酵食品检测中的研究进展及趋势

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1209-1217页

作者：陈红琴严梦茹严恒李苑麟黄永光程玉鑫贵州大学酿酒与食品工程学院贵州贵阳550025

发酵食品是人类食物链中不可或缺的一部分,由于复杂的原料、工艺以及菌株发酵等因素,使得其风味成分快速直观分析以及有害物质测定、假冒伪劣甄别存在一定的局限性。碳点(CDs)是一类荧光纳米材料,拥有良好的荧光特性、优异的生物相容性... 详细信息

发酵食品是人类食物链中不可或缺的一部分,由于复杂的原料、工艺以及菌株发酵等因素,使得其风味成分快速直观分析以及有害物质测定、假冒伪劣甄别存在一定的局限性。碳点(CDs)是一类荧光纳米材料,拥有良好的荧光特性、优异的生物相容性、生产简便以及可修饰等特点。CDs荧光探针在食品风味检测、食品中安全指标测定以及食品真伪鉴别等方面展示出巨大的应用潜力。与大型检测仪器相比,CDs荧光探针对发酵食品的检测具有简便、灵敏度高、响应迅速等优点,其可调荧光特性以及稳定的荧光信号输出,可以对发酵食品中关键物质信息进行快速提取和转换,结合化学计量法就能实现对发酵食品的快速原位检测以及真伪鉴别。在此,对CDs的制备、光学性质、形成机制做了简要概述,并重点对CDs荧光探针在酒类发酵食品的风味成分分析、有害物质检测,以及非酒类发酵食品有害物质检测等领域进行了综述。总结了CDs荧光探针在发酵食品检测中面临的挑战并进行了展望,进一步拓展CDs荧光探针在发酵食品中的检测应用,以期为CDs荧光探针在发酵食品检测领域的开发和应用提供参考。

关键词：碳点荧光探针检测技术发酵食品

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磁头磁盘表面Zdol润滑剂转移机理研究

科技导报 2024年第11期42卷 92-97页

作者：费佳玟陈语欣杨秀杰聂开勋唐正强贵州大学机械工程学院贵阳550025

采用粗粒化分子动力学模型研究磁头飞行高度、磁盘速度、头盘界面压强差和润滑剂厚度对Zdol润滑剂转移的影响。结果表明,随着磁头飞行高度的增加,润滑剂转移量呈先增加后急速增加的趋势;润滑剂转移量随磁盘速度的增加而增加,与低飞行高... 详细信息

采用粗粒化分子动力学模型研究磁头飞行高度、磁盘速度、头盘界面压强差和润滑剂厚度对Zdol润滑剂转移的影响。结果表明,随着磁头飞行高度的增加,润滑剂转移量呈先增加后急速增加的趋势;润滑剂转移量随磁盘速度的增加而增加,与低飞行高度相比,高飞行高度下磁盘速度对润滑剂转移量的影响更剧烈;润滑剂转移量随头盘界面压强差的增大而增大,与低飞行高度为相比,高飞行高度下头盘界面压强差对润滑剂转移量的影响最为明显;润滑剂转移量随润滑剂厚度增加而增加。

关键词：分子动力学硬盘 Zdol润滑剂润滑剂转移

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含螺旋结构的水下声学覆盖层吸声特性研究

噪声与振动控制 2024年第3期44卷 50-55页

作者：何川应童陶猛贵州大学机械工程学院贵阳550025

设计一种含圆柱空腔和金属螺旋结构的水下声学覆盖层,该覆盖层在565~5000Hz频率范围内平均吸声系数在0.85以上,具有带宽、吸声性能强的特点。通过有限元法分析该覆盖层的位移变化特点以及结构几何参数对吸声性能的影响,结果表明:金属螺... 详细信息

设计一种含圆柱空腔和金属螺旋结构的水下声学覆盖层,该覆盖层在565~5000Hz频率范围内平均吸声系数在0.85以上,具有带宽、吸声性能强的特点。通过有限元法分析该覆盖层的位移变化特点以及结构几何参数对吸声性能的影响,结果表明:金属螺旋结构的引入使基体橡胶产生反向运动(与入射波引起的基体橡胶位移方向相反),两个方向的运动在一定程度上可以相互抵消,从而消耗入射声波能量并有效提升吸声性能。叶片宽度、空腔半径、螺旋阶数的增加使得吸声峰向低频移动,但整体吸声性能会随之下降。

关键词：声学声学覆盖层螺旋结构吸声特性空腔谐振水下吸声

基于分布式共识协同的光伏逆变器电压控制策略研究

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电力系统保护与控制 2024年第1期52卷 166-173页

作者：邹文斌韩松荣娜陈世威贵州大学电气工程学院贵州贵阳550025

为了解决大规模分布式光伏接入配电网导致光伏并网点出现电压越限问题,提出了一种基于分布式共识协同(distributed consensus collaboration,DCC)的光伏逆变器电压控制方法。光伏逆变器电压控制采用基于功率调节的下垂控制模式,利用下... 详细信息

为了解决大规模分布式光伏接入配电网导致光伏并网点出现电压越限问题,提出了一种基于分布式共识协同(distributed consensus collaboration,DCC)的光伏逆变器电压控制方法。光伏逆变器电压控制采用基于功率调节的下垂控制模式,利用下垂控制调节光伏的有功功率与无功功率,实现对光伏并网点电压的控制。分布式协同共识是将接入系统的光伏有功功率输出与光伏最大输出跟踪比作为状态变量,通过分布式共识协同算法实现下垂控制启动参数的调整和光伏逆变器之间的电压协同控制。通过一个含分布式光伏的真实馈线系统进行算例验证,基于德国DIgSILENT软件进行仿真。结果表明,所提电压控制方法能有效抑制光伏并网点的电压越限问题,并在电压调节过程中降低光伏有功功率出力的削减,提升光伏逆变器的无功功率调节量。

关键词：分布式光伏电压控制下垂控制分布式共识协同 DIgSILENT

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含硅橡胶复合结构的声学覆盖层吸声特性研究

噪声与振动控制 2024年第4期44卷 278-282页

作者：应童何川陶猛贵州大学机械工程学院贵阳550025

设计一种在声波入射端与出射端均为半无限大水域工况下使用的,内含空腔硅橡胶单元与金属板的复合结构声学覆盖层。利用仿真软件建立有限元模型,对比硅橡胶单元与域边界距离不同情况下的声学性能,验证嵌入金属板能够有效地提升覆盖层的... 详细信息

设计一种在声波入射端与出射端均为半无限大水域工况下使用的,内含空腔硅橡胶单元与金属板的复合结构声学覆盖层。利用仿真软件建立有限元模型,对比硅橡胶单元与域边界距离不同情况下的声学性能,验证嵌入金属板能够有效地提升覆盖层的声学性能,同时研究金属材料不同情况下对覆盖层声学性能的影响,并通过覆盖层位移云图对其吸声机理进行分析。研究表明,该结构可以实现在3300~8000 Hz频段内保持稳定在0.9以上的吸声系数。

关键词：声学声学覆盖层吸声特性硅橡胶单元复合结构