一种柔性踝关节助力机构研究

为解决传统的刚性外骨骼助力机构限制人体关节运动的自由度和大幅增加人机惯量的问题,设计了一种柔性踝关节助力机构,并提出了一种根据足底压力传感器估计踝关节力矩大小和变化趋势的算法。最后,通过实验证明了这种踝关节助力机构的可行性和有效性。     

离子侵蚀对再生混凝土多重界面区微观形貌影响

为了研究离子侵蚀对再生混凝土多重界面过渡区的影响,借助SEM和EDS,以Ca元素和Si元素为特征元素进行面扫描,实现了对骨料和砂浆基体的区分,发现了经NaCl溶液和Na2SO4溶液浸泡60 d后的再生混凝土界面过渡区趋于疏松;以S元素和Cl元素为示踪元素,观察到其在界面区的富集,证明了界面过渡区是离子侵蚀的主要通道;浸泡60 d后界面区显微硬度分别下降约70％和20％,界面过渡区宽度分别增加约50％和20％.研究实现了对离子侵蚀后再生混凝土界面过渡区位置和范围的界定,且表现出与显微硬度结果的一致性.     

Research on hydrophobicity of electrospun Fe3O4/PVDF nanofiber membranes under different preparation conditions

Abstract

Preparation condition can affect the structure and the properties of nanofiber membrane. In order to explore suitable conditions to prepare the Fe₃O₄/PVDF nanofiber membrane with good hydrophobicity, the hydrophobicity of Fe₃O₄/PVDF nanofiber membranes obtained by electrospinning was investigated by changing preparation conditions like weight percentage of Fe₃O₄ nanoparticles, blending quality concentration of poly (vinylidene fluoride) (PVDF) and Fe₃O₄ nanoparticles, and positive voltage. And the variations of hydrophobicity of Fe₃O₄/PVDF nanofiber membranes modified by 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl trimethoxysilane were studied. The results show that the hydrophobicity of Fe₃O₄/PVDF nanofiber membranes has changed under different preparation conditions. The contact angles of samples increased after a modification by 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl trimethoxysilane, which indicates that the hydrophobicity of Fe₃O₄/PVDF nanofiber membranes has been enhanced.     

焙烧铁尾矿制备透水砖试验研究

为了改善尾矿制砖的力学性质，解决尾矿堆积问题，采用焙烧铁尾矿、水泥和粉煤灰为胶凝材料，2.36~4.75 mm粒级铁尾矿为粗骨料，通过搅拌、成型和养护工艺制备透水砖，探究了焙烧铁尾矿用量、水胶比、目标孔隙率和振动时间对透水砖性能的影响，对比未焙烧尾矿制备透水砖的性能。结果表明：① 焙烧尾矿制备透水砖最佳试验条件为：焙烧尾矿掺量60%，振动时间40 s、水胶比0.3，目标孔隙率20%；此时，透水砖抗折强度为3.34 MPa，符合国家标准Rf3.0，抗压强度为15.44 MPa，符合国家标准MU15，透水系数为2.58×10-2 cm/s，符合国家标准A级标准，实测孔隙率为23.41%。② 焙烧尾矿掺量为60%时效果最佳；未焙烧尾矿掺量为50%时效果最佳，抗折、抗压强度分别为3.38 MPa和14.54 MPa，透水系数符合国家A级标准；焙烧尾矿比未焙烧尾矿多替代水泥10%的情况下，力学性能焙烧尾矿透水砖较好，而透水性能则未焙烧尾矿透水砖较好。     

木质素基表面活性剂研究现状

木质素作为一种天然高分子化合物，其来源丰富，可以用来代替石油资源制备表面活性剂，缓解当前石油资源枯竭的问题。常见的木质素基表面活性剂有阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂以及非离子表面活性剂。木质素基表面活性剂在工业领域具有广泛的应用范围，可以作为染料分散剂、混凝土减水剂、沥青乳化剂以及原油采集过程中的驱油剂等。木质素基表面活性剂的开发利用为生物质产品的高值化利用开辟了一条新的路径。     

高密度聚乙烯/铅硼复合材料屏蔽性能和力学性能研究

研究了高密度聚乙烯/铅硼复合材料的屏蔽性能和力学性能，通过屏蔽仿真比较了密度及碳化硼（B4C）含量对屏蔽性能的影响，通过试验比较了B4C含量对屏蔽性能、弯曲强度及冲击强度的影响。仿真结果表明,随聚乙烯/铅硼复合材料密度升高，快中子屏蔽性能下降，热中子屏蔽性能和γ屏蔽性能提高；保持聚乙烯/铅硼复合材料密度不变，随B4C含量的提高，中子屏蔽性能提高而γ屏蔽性能下降;实验数据表明,随B4C含量的升高，高密度聚乙烯/铅硼材料的快中子屏蔽性能、热中子屏蔽性能升高，γ屏蔽系数下降，冲击强度和弯曲强度下降明显，屏蔽性能测试结果和仿真结果规律性相符；综合仿真结果和实验数据表明，含B4C 2 %左右的高密度聚乙烯/铅硼复合材料同时具有较好的屏蔽性能和力学性能。     

基于热电效应的高效环控系统

部分空间科学实验对环境温度有较高的要求，环境温度高于或低于空间科学系统能够提供的热沉温度，需要有可靠有效的加温降温处理措施。使用可靠性强的热电制冷片作为制冷制热方式和气液换热器二次换热来实现环境温度控制的需求，并对不同流体温度制冷制热效果进行分析，结果表明流体温度和目标温度差越小，热电制冷制热的效果越好。在环境温度制冷工况中，热电单元数量随电流增加先减少后增加，在制热工况中则单调递减，设计中需按照制冷工况进行热电单元数量的确定。当流体温度接近制冷制热的目标温度时，会出现整个系统总效率优于热电系统效率的区间。通过对热电单元和气液换热器的组合系统的性能计算，提供一种适于热电环控系统的计算方法和部件选型思路，对空间站环控系统的设计有重要参考意义。     

埋地管道泄漏内封堵装置设计与研究

针对流体输送埋地管道泄漏问题,设计了一种利用管道机器人携带封堵气囊进行快速应急封堵修复的埋地管道泄漏内封堵装置。采用矩阵变换方法建立了牵引系统驱动轮过弯方程,利用MATLAB软件对过弯方程进行了验证,同时利用ADAMS软件仿真分析过弯路径与驱动轮转角对牵引系统行走速度的影响。研究结果表明:由两个串联封堵器组成的应急封堵系统可满足复杂工况下的管道泄漏封堵要求;牵引系统驱动轮在弯管内部行走时,单轮速度呈周期性变化,但三个驱动轮整体周期运动特性一致;驱动轮转角在25°~40°时,牵引系统行走速度与驱动轮转角成正比,且转角为30°时驱动效果最好。该内封堵装置的结构设计可为管道泄漏应急封堵领域装备的研发提供重要参考。