摘要：应用ABAQUS软件建立YO组合密封的有限元模型,分别比较Y形组合密封与Y形密封、聚氨酯和丁腈橡胶2种材料的Y形组合密封,在密封区域的静态接触压力和Mises应力分布,分析O形圈截面直径对2种材料Y形组合密封性能的影响规律。结果表明:Y形组合密封在密封区域的接触压力和Mises应力均大于相同规格、材料的Y形圈,且外行程时Y形组合密封接触压力增大更明显,应力分布更均匀,验证了Y形组合密封的双重密封和改善根部抗撕裂的特性;在O形圈截面直径相同的情况下,聚氨酯组合密封外行程与内行程的最大接触压力差值远远高于丁腈橡胶组合密封,而丁腈橡胶组合密封Mises应力分布更均匀;随着O形圈截面直径的增大,聚氨酯组合密封的最大接触压力呈现先增大后减小的趋势,丁腈橡胶组合密封呈现逐渐减小的趋势,但两者的Mises应力均呈现逐渐增大的趋势,且丁腈橡胶组合密封增大更显著。研究结果为不同工作条件下密封件的选择提供了参考依据。

摘要：基于流量因子统计学方法建立油封密封区域的混合润滑数值模型,利用有限元软件进行求解,分析结构和材料参数对油封密封可靠性的影响规律。结果表明:在研究的参数范围内,静态密封可靠性随腰厚、腰长、空气侧唇角、弹簧的弹性模量、橡胶硬度的增加而提高,随过盈量、油侧角和理论接触宽度的增大而减小;当过盈量为0.4~0.55 mmm、理论接触宽度为0.3~0.6 mm、油侧角为35°~50°、空气侧唇角为15°~30°、腰厚为1.0~1.3 mm、腰长为0.9~1.2 mm、弹簧模量为1 175~1 250 MPa,橡胶硬度为70HA~85HA时有利于油封可靠性的提高,且在此取值范围内,动态密封可靠性随过盈量、油侧唇角、橡胶材料硬度、腰厚和理论接触宽度的增加而增大,随弹簧弹性模量、腰长、空气侧唇角的增大而减小。

摘要：为了进一步提高机械臂的工作效率以及保持运行轨迹的平稳、连续,对机器人进行运动学分析和时间最优轨迹规划。以大族E05协作机器人为研究对象,基于D-H参数法建立机器人运动学模型,并进行正、逆运动学分析,基于改进的粒子群算法对机械臂3-5-3分段多项式插值轨迹规划模型进行时间优化。通过MATLAB中机器人工具箱构建机械臂仿真模型,进行轨迹规划仿真实验。实验结果表明,机械臂逆运动学求解准确,轨迹规划算法可靠,轨迹规划时间较优化前缩短了53%,规划的运动轨迹平滑连续,无突变。

摘要：针对工厂中管道破损位置无法通过机器视觉准确判断的问题,提出一种基于自适应阈值分割改进Canny算子的管道边缘检测方法。该方法从滤波方式、梯度方向以及阈值分割角度对采集图像进行处理,首先采用采样-自适应中值滤波+双边滤波代替传统Canny算子中的高斯滤波,减少图像边缘信息丢失并去除图像中的噪声,然后增加梯度幅值的计算来更好地检测不同方向的边缘信息,最后为避免人工选取阈值效果不佳的情况,采用最大类间方差(OTSU)阈值分割算法进行阈值的自适应选取。实验表明,该方法相比于传统Canny算子的图像信噪比提升28.22%,边缘点数提升39.97%,四连通道数提升11.52%,八连通道数提升5.92%,提取特征完整且连续性较好,实现了对管道图像中破损情况的有效检测。

摘要：耦合流体力学、变形分析、接触力学、能量守恒方程和黏温黏压方程,建立具有表面组合型织构油封的密封区域混合润滑数值模型,研究温度对表面组合型织构油封密封性能的影响;通过有限差分法对数值方程离散求解,得到不同表面织构油封唇口的温度分布及不同转速下油封唇口的最高温度,对比分析温升对油封泵吸率、油膜厚度、摩擦扭矩等密封性能的影响。结果表明:油封最高温度位于唇尖处,无织构油封最高温度略高于织构油封,随着转速的增加,油封最高温度也都随之增加;织构的存在会引起油封泵吸率的增加和平均油膜厚度变大;随着温度的升高,油封泵吸率、摩擦扭矩、油膜厚度都会逐渐减小,油封密封性能明显下降,温度升高至一定程度,油封泵吸率会变为负值。

摘要：近年来,磁软体机器人因其优异的生物安全性、环境适应性和快速响应能力受到广泛关注,在生物医疗等领域展示出巨大的应用潜力。本文针对磁软体机器人的墨水直写(DIW)3D打印问题,根据需求和材料特性进行材料设计优化,制备了具有稳定可打印性的硬磁软材料墨水。在此基础上,通过流变性实验验证了混合墨水的可打印性,使用DIW完成了对硬磁软体机器人的制造。之后,设计并制造了一种用于货物搬运的多模态磁软体机器人,在外磁场的作用下机器人可以以爬行和滚动两种模式运动,兼具货物搬运和放置的能力。本文所提出的磁软体机器人3D打印方法将为以后磁软体机器人的材料选择和广泛应用提供基础。

摘要：为研究青稞粉对鲜榨米面团糊化和流变特性的影响,向鲜榨米粉中添加0%、10%、20%、30%、40%质量分数的青稞粉制成粉团,测定其糊化特性、流变特性和热稳特性,分析其品质变化。结果表明:添加青稞粉可以提高糊化温度,减缓加热过程中弹性模量和黏性模量剧烈波动。当青稞粉质量分数为30%时,其糊化特性最好,糊化温度达90.15℃;流变学曲线变化趋势最缓;活化能最小,即108.7 kJ/mol;热稳性模型方程为Y=104.4 exp(-108.7/8.3143 T)。

摘要：以细菌纤维素(BC)和壳聚糖(CS)为基质的水凝胶同时具有细菌纤维素的高生物相容性和壳聚糖的抗菌性能,在伤口敷料、组织工程等领域获得了广泛的应用,但其3D打印仍面临困难。本文利用BC和CS的物理特性和其交联机制,制备出可用于3D打印的BC/CS复合水凝胶油墨,同时使用纳米粘土作为流变改性剂,提升水凝胶的自支撑能力。对于交联方法,不再采用传统的浸泡方式,使用喷雾器将戊二醛溶液均匀喷洒在打印样品表面,既不会破坏样品的结构,也可以达到交联的目的。接着,构建了一种适合BC/CS复合水凝胶打印的3D打印系统,并在此基础上研究分析了喷头挤出压力、移动速度、打印高度对水凝胶精度的影响。本文提出的方法有望实现BC/CS复合水凝胶的墨水直写(DIW)打印提供指导。

摘要：为降低开沟器犁地阻力,同时提高开沟效率,基于仿生设计方法对开沟器曲面进行优化设计。仿生开沟器设计依据土栖生物蝼蛄独特的爪趾形态特征,因其在快速挖掘过程中其爪趾具有突出的低阻力特性。通过逆向工程方法构建出蝼蛄爪趾的生物立体模型,并模拟4个爪趾楔入土壤的过程。结果显示,爪趾T2在楔入角度为35°时土壤应力值相对最小且应变值相对最大。提取爪趾T2的4条生物轮廓曲线,对曲线进行拟合后应用于仿生开沟器的设计方案。将仿生开沟器设计方案通过模拟仿真方法进行验证,在相同条件下对原型开沟器进行仿真实验。研究表明,优化后的仿生开沟器作用于土壤后,较原型开沟器作用于土壤产生的最大应力降低56.32%,最大应变提高27.80%,提高了开沟器的开沟效率。

摘要：基于静态混合器的原理设计一种新的层倍增器(SK-LME),提出SK-LME的4个主要设计参数:单元直径(D)、单元厚度(t)、单元扭转角度(φ)、单位长度扭转角度(θ)。并以D=12 mm为例,通过流场模拟和示踪粒子直观地给出熔体在SK-LME中的叠层过程,引入层厚均匀度系数(C_(h))表征叠层效果,利用正交试验分析t、φ、θ对压降(ΔP)和C_(h)的影响,并通过单因素试验考查φ、旋向、流量的影响。结果显示,影响ΔP的显著因素有t、φ、θ,而影响C_(h)的显著因素只有φ。当φ在90°~210°的范围内变化时,SK-LME的ΔP会随着φ的增大而逐渐增大,C_(h)则会随着φ的增加先增大后减小,并在φ=135°时出现最大值。旋向对压力和C_(h)的影响都很小。流量对压力的影响较大,而对C_(h)的影响较小。