摘要：设计了含V和含V-Nb两种成分体系的非调质锻钢,在Gleeble-3800热模拟机上进行了单次压缩试验,研究了冷却速率对V和V-Nb微合金非调质钢组织和硬度的影响。结果表明,冷却速率对钢的显微组织和硬度有显著影响。V钢和V-Nb钢在连续冷却条件下,在0.1~0.5℃/s冷却速率范围内,随着冷却速率的增加,铁素体含量减少,珠光体含量增多,组织得到细化;在1~3℃/s冷却速率范围内,随着冷却速率的增加,组织进一步细化,同时开始发生贝氏体相变,促进了硬度的提高。Nb元素的加入生成了大尺寸的(V,Nb)(C,N)沉淀颗粒,通过钉扎晶界和诱导晶内铁素体生成进一步细化了晶粒,同时Nb元素对C原子的溶质拖拽效应降低了V-Nb钢中的珠光体含量。在0.1~0.5℃/s冷却速率范围内,V钢较高的硬度(218~242 HV)是因为其更高的珠光体含量;在1~3℃/s冷却速率范围内,V-Nb钢较高的硬度(256~291 HV)是因为组织细化作用和更高的贝氏体含量。

摘要：为进一步提高活性氧化铝的吸附性能,设计了一种先酸化再化学浸渍的改性方法,分别制备两种吸附剂:载镧/镁硝酸酸化活性氧化铝(LHAA/MHAA)。研究了LHAA与MHAA的吸附性能,探讨了除氟机理。结果表明,吸附时间2 h,投加量2 g/L,pH=6,振荡频率180 r/min,对20 mg/L的含氟水最佳去除率分别为93%与90%,最大吸附容量为17.64 mg/g与10.96 mg/g,两者对氟离子的吸附等温线均符合Langmuir等温线模型,吸附动力学拟合均符合伪二级动力学。

摘要：针对外科医生长时间保持手术姿态而造成的肌肉和关节损伤的现状,本文通过分析手术姿态,分别对不同关节进行构型研究,设计了一种具有多关节机构的医用多位姿辅助支撑外骨骼。然后通过建立人机静力学模型,本研究得到人体穿戴外骨骼前后的关节扭矩、关节力,并用有限元分析软件对外骨骼强度校核。结果表明,外骨骼最大应力小于材料强度要求,整体形变小,外骨骼结构强度满足使用需求。最后,本研究选取受试者参与足底压力试验,并结合人机静力学模型进行生物力学仿真,从足底压力、关节扭矩和关节力、肌肉力和肌肉总体代谢三个方面进行结果分析,以评估外骨骼支撑性能。结果表明,外骨骼对全身有较好的支撑性,能够减轻肌肉骨骼负担。本研究的外骨骼机构更匹配外科医生的实际工作需求,为医用支撑外骨骼机构设计提供了一种新的范例。

摘要：为探索移乘背抱护理机器人人机交互力学特性与被护理人舒适性感受的潜在关联,研究显性的人机接触力相对于人体生物力学特性的映射关系,揭示影响被护理人舒适性的主要作用肌群,提出了舒适性测试试验与AnyBody背抱运动人体生物力学模型相结合的方法.从被护理人的肌肉激活程度入手,对移乘背抱护理机器人背抱运动舒适性特征进行了分析.首先,介绍了移乘背抱护理机器人典型结构工作原理并进行了运动学分析,在此基础上搭建了舒适性测试试验系统,基于主观舒适性评分规划了服务于试验的基础运动轨迹,并通过试验得到了人机主要接触部位力学信息.然后,以试验数据为边界条件构建了基于AnyBody的背抱运动人体生物力学模型,依托逆动力学仿真分析得到了肌肉激活程度,并对比舒适性测试肌肉激活程度验证了仿真模型的有效性.最后,结合人机主要接触部位受力、肌肉激活程度及主观舒适性评分综合分析了移乘背抱护理机器人背抱运动舒适性特征,明确了影响被护理人舒适性的主要作用肌群.结果表明:影响被护理人舒适性的主要作用肌群有7个,且被护理人胸部压力与腋下压力值大小分别与影响其躯干和上肢舒适性的肌肉激活程度呈正相关.可通过建立胸部压力与腋下压力值相关的加权函数有效描述不同被护理人整体舒适性特征,为移乘背抱护理机器人舒适性运动控制提供了理论依据.

摘要：混合澄清槽是重要的萃取分离设备,采用计算流体力学(CFD)方法研究了一种新型轴流泵式混合澄清槽内流体流动与剪切力,确定了搅拌桨型对混合室内的平均剪切速率、剪切速率空间分布、剪切速率概率分布的影响,结果表明:与传统泵轮式混合室相比,轴流泵式混合室内锥形泵及双桨叶的搭配可以大幅提高混合室的抽吸力与剪切力,搭配六叶半闭式涡轮桨后抽吸力可提升87%,混合室平均剪切速率提升90%,同时轴流泵式混合室内剪切力的分布更加均匀。

摘要：电缆管道测绘仪器为电缆敷设提供相关分析数据,该文设计基于激光传感技术的电缆管道测绘仪器自动化控制系统。利用激光传感技术获得电缆管道测绘仪器在电缆管道内的测距结果,依据电缆管道内的测距结果建立电缆管道测绘仪器伺服驱动器的PID控制方程,实现电缆管道测绘仪器的伺服控制,并去除激光偏振带来的相位差,补偿相位漂移,实现电缆管道测绘仪器激光偏振控制。实验表明,该系统不仅可有效测量电缆管道内测绘点距离,还可有效控制电缆管道测绘仪器伺服电机,并对电缆管道测绘仪器的激光偏振进行控制,应用效果较为显著。

摘要：VC轧辊作为高效控制带钢质量的机型之一,国内虽有大量生产应用经验但缺少关键的自主设计方法。为此,首先从VC轧辊过盈装配后的基本结构出发,考虑套筒服役周期内的厚度变化,分别从轧辊强度、密封、相对滑动和有效凸度方面分析,确定了VC轧辊优化设计的关键结构参数为套筒厚度、原始过盈量、油腔宽度。进一步在国内某进口VC轧机的结构参数和实际生产工艺参数的基础上,分别分析各关键结构参数对套筒凸度、实际过盈力分布、加油压原始过盈力、加油压原始过盈量的影响,并在关键结构参数对各工艺参数影响的基础上,分别确定了各关键结构参数的设计重点和设计思路。最后,综合考虑VC轧辊的强度、密封、避免相对滑动以及接触疲劳的安全性,以极限生产工艺和极限工作状态为优化设计的前提,给出了VC轧辊关键结构参数优化设计的评价指标、目标函数和约束条件,确定了优化设计的整体流程方法。将优化设计方法应用到国内某进口VC轧机,并对比轧机结构的现有参数与设计参数下强度安全系数、相对滑动安全系数和目标函数。分析得出设计参数相比于现有参数而言,在保证套筒凸度和密封性的前提下,实现了强度安全性、避免相对滑动和过盈力分布均匀性的整体提升。优化设计方法的建立为VC轧辊的设计和校核技术提供了理论参考,具有一定的实际应用价值。

摘要：为了实现煤矸的高效分选,基于选矸机器人结构及工作原理,在建立并联机构位移、速度、加速度、转矩、等效转动惯量数学模型和选矸运动轨迹规划的基础上,提出了一种用于煤矸分选的三自由度串并混联机器人的伺服电机选型方法:计算分析了选矸过程中机器人主动关节速度、转矩、等效转动惯量和功率的变化分布;针对速度、转矩、等效转动惯量随机构位形改变连续变化的问题,提出根据最大瞬时功率初步选取伺服电机,然后参考关节最大转速和电机允许最大转速选取减速器减速比,结合电机转矩特性曲线进行功能校验的伺服电机选型方法;指出在设计过程中应尽量选取大速比减速器,以减小电机负载惯量比,降低惯量波动干扰,提高系统控制响应速度和运行稳定性。测试和应用结果表明:设计开发的选矸机器人作业周期为1s,横向选矸推力达25kg。该机器人发挥并联机构可实现高速、高刚度的结构特性,结合串联机构工作空间大、结构简单的优势,适于高效煤矸分选,且已成功应用于多条选煤生产线的中、大块矸石分选,长期连续工作运行稳定。研究为机器人伺服驱动系统设计提供了有益的参考。

摘要：通过介绍湖水源热泵系统原理,分析了湖水源热泵在冬季供热可能会出现低温停机的问题,提出了太阳能复合湖水源热泵系统的解决方案。以南京某湖水源热泵系统为例,为了解决原湖水源热泵冬季低温停机的问题,对原湖水源热泵系统进行了优化改造,设计了太阳能-湖水源热泵复合系统。通过建立湖水热交换模型及实测运行数据,对比了优化前后的系统运行参数、节能效果及经济性指标。结果表明,优化后的太阳能-湖水源热泵复合系统能够有效解决冬季低温停机问题,其低温运行稳定,系统综合性能系数(COP)平均升高0.45,同时,其制热季节性能系数达2.72,比原系统的制热季节性能系数高0.24,节能效果显著;与优化前系统相比,供热季节约运行费用72 710元,投资回收期约为0.17 a,具有良好的节能效果和经济效益,为以后湖水源热泵的优化设计提供参考。

摘要：为解决河北农村建筑清洁供暖问题和太阳能利用具有不稳定性问题,设计了太阳能PV/T+相变能与直蒸式水源热泵供热(冷)系统进行实验研究。实验结果表明,冬季典型日系统发电量为4.453kWh,制热系数COP平均值3.41;夏季典型日系统发电量为5.945kWh,制冷系数EER平均值3.2;将发电量用于系统运行,制热系数COP为4.22,制冷系数EER为4.19,分别提高了23.75%和30.12%;夏季单纯PV/T太阳能电池发电量5.537kWh,本系统的发电量提高了7.37%。该系统经济效益高,运行稳定,是一种实现河北农村清洁供暖有效途径。