Enhanced transduction coefficient in piezoelectric PZT ceramics by mixing powders calcined at different temperatures

Large transduction coefficient ($d_{33}\times g_{33}$) is difficult to obtain in piezoelectric ceramics because these two parameters show opposite trends with compositional modifications. Herein, the Pb(Zr_0.53Ti_0.47)O₃ ceramic powders were calcinated under different temperatures (A:830 °C, B:860 °C, and C:890 °C), and then mixed together according to different weight ratios (1A:1B:1C, 1A:2B:1C, 1A:2B:3C and 3A:2B:1C) for ceramics preparation. Both d₃₃ and g₃₃ are improved successfully, and the transduction coefficient with the weight ratio of 1A:2B:3C reaches up to 17,500 × 10⁻¹⁵ m²/N, which is 60 % higher than that with the powders calcinated under 830 °C, and at least twice those of commercial PZT-4, PZT-5A and PZT-8 ceramics. The improved transduction coefficient is owing to the enhanced piezoelectric constant and spontaneous polarization resulted from the increased grain size, relative density and the fraction of tetragonal phase. These results indicate that this is a simple but effective way to tailor the transduction coefficient in piezoelectric ceramics.     

精密磨床转台静压轴承的强健化设计

针对精密磨床转台静压轴承性能仿真数据与其回转精度实测数据不一致的问题，为提高转台静压轴承的设计水平，提出了静压轴承的强健化设计方法。该方法考虑了轴承结构参数在轴承全生命周期内的变化，分析了半径间隙、油腔尺寸、节流比及润滑油黏度在设计、加工、装配和服役4个阶段的变化规律，重点研究了半径间隙在各阶段对轴承性能造成的影响，给出了转台静压轴承的强健化设计流程。通过一个径向轴承的设计实例对该强健化设计方法进行了说明，并将设计结果与传统设计进行了对比。对比的指标是轴承在4个阶段的刚度、承载力和温升，这3个指标对轴承回转精度有直接影响。研究表明：进行强健化设计后，在生命周期内静压轴承的刚度和承载力的变化量为10%~27%，温度的变化量为0.5%~1.6%，较传统设计更能保证转台回转精度的稳定。     

超临界二氧化碳干气密封稳态性能研究

以超临界二氧化碳(S-CO_2)干气密封为研究对象,建立变黏度变密度雷诺方程,通过构建物性数据库的方式对黏度及密度进行处理,并采用有限差分法对控制方程进行求解,得到端面压力分布,并计算开启力、泄漏量、摩擦扭矩和气膜刚度等稳态性能参数。结果表明:随着压力、转速的增大,开启力、泄漏量、摩擦扭矩、气膜刚度等参数均增大;随着槽坝比和槽深的增加,开启力、泄漏量和气膜刚度均增大,摩擦扭矩减小;随着槽数的增加,各稳态性能参数均减小;将槽坝比控制在0.5～1的范围内,有助于提高密封稳定性。     

鲸鱼优化支持向量机的短期风电功率预测

为提高风电预测的精度,提出一种鲸鱼优化支持向量机SVM(support vector machine)的组合预测模型。该模型针对风电序列的非平稳波动特性,首先应用集合经验模态分解技术EEMD(ensemble empirical mode de?composition)将原始风电序列分解为一系列不同特征尺度的子序列;并引入鲸鱼优化算法WOA(whales optimiza?tion algorithm)解决SVM中学习参数选择难的问题,进而对各子序列建立WOA_SVM预测模型;最后,叠加各子序列的预测值以得到最终预测值。仿真表明,所提EEMD_WOA_SVM模型具有较高的风电预测精度,显著优于其他基本模型。     

Systematic convergence of nonlinear stochastic estimators on the Special Orthogonal Group SO(3)

This paper introduces two novel nonlinear stochastic attitude estimators developed on the Special Orthogonal Group with the tracking error of the normalized Euclidean distance meeting predefined transient and steady‐state characteristics. The tracking error is confined to initially start within a predetermined large set such that the transient performance is guaranteed to obey dynamically reducing boundaries and decrease smoothly and asymptotically to the origin in probability from almost any initial condition. The proposed estimators produce accurate attitude estimates with remarkable convergence properties using measurements obtained from low‐cost inertial measurement units. The estimators proposed in continuous form are complemented by their discrete versions for the implementation purposes. The simulation results illustrate the effectiveness and robustness of the proposed estimators against uncertain measurements and large initialization error, whether in continuous or discrete form.     

机床结构轻量化设计研究进展

对机床进行优化的结构构型设计,使得材料在机床结构空间内更加合理地分布和有效地利用,一直都是机床设计工作者追求探索的目标。论述机床构型和结构件轻量化设计的研究历程和技术发展,对机床结构轻量化设计中常用的现代设计方法:参数优化、结构拓扑优化、多方法综合结构设计、仿生优化设计方法进行具体技术介绍和综合评述,并对近年兴起的仿生优化设计方法进行从方法、实现手段和轻量化效果等方面重点分析和评述,对机床构型和结构件轻量化设计研究的未来发展提出展望。     

寺河矿上庄管道井反井施工技术

针对目前大直径管道井施工存在的效率低、安全性和经济性差等问题,提出了反井钻机一次成井工艺,介绍了表土层开挖、导孔、扩孔、锚网喷支护、井筒管路安装等施工过程及施工要点。实践表明,反井钻机施工上庄管道井,井筒施工进度、质量、管路安装质量和工程费用优势明显,为大直径管道井施工方案选择提供有利参考。     

厚煤层掘锚一体机快速成巷技术工艺研究

为了解决厚煤层顺槽巷道单进水平低、成巷速度慢的问题,以高河能源E2311工作面胶带顺槽掘进施工为背景,分析了JOY-12CM30型掘锚一体机在不同地质条件下的掘巷施工工艺,并确定了巷道支护参数及劳动组织方式。经现场试验,巷道掘进效率提高133.3%,矿井采掘衔接紧张局面得到缓解。     

新型斩切式稻杆粉碎机的设计与试验研究

针对目前秸秆粉碎装置存在缠轴铰刀、出料过长、无法有效处理湿度较大的稻秆等问题,论文提出了一种适于田间作业的新型斩切式稻杆粉碎机。通过Solidworks进行整体建模,基于TRIZ理论对曲轴同步输送斩切装置进行创新设计,并对圆弧形齿轮啮合调隙机构、二次粉碎装置进行了设计,对斩刀滑切角度参数进行计算,利用COMSOL软件对曲轴连杆强度进行有限元分析。制作了实物样机并进行粉碎试验,样机尺寸1.62 m×0.75 m×1.2 m、重量250 kg、试验结果表明生产效率达3.64 m^3/h、出料长度5 mm^10 mm、粉碎合格率90%左右,可大大提高稻杆利用价值,具有广阔的市场前景。     

人工监督神经网络在煤层裂缝发育区识别中的应用

针对在地震属性应用中难以精细识别煤层裂缝发育区边界的难题,开展了基于人工监督神经网络技术的煤层裂缝发育区应用研究。从地震资料中获取倾角导向体以提取高质量的地震属性,以多属性为指导进行人工拾取样点,并基于多层感知器进行神经网络机器训练学习,建立裂缝的最优属性集,拓展整体数据后获得裂缝概率体,从而识别划分出煤层裂缝发育区。该技术在山西阳泉新元矿区进行了应用,煤层裂缝发育区的识别结果明显优于属性直接识别,但勘探区内暂无钻井资料,预测效果还有待进一步验证。