高分子复合材料中键合剂在不同纳米填料表面的吸附能计算

由高分子、填料、键合剂及各种功能助剂组成的高分子复合材料广泛应用于轮胎、含能材料、医疗、环保、建筑、交通等行业。键合剂在填料表面的吸附特性对高分子复合材料的性能有重要影响。分别以未改性的高氯酸铵、炭黑和二氧化硅填料为对象,利用第一性原理计算评估了五种键合剂分子,即三乙醇胺(TEA)、三氟化硼三乙醇胺络合物(T313)、N,N'-二邻甲苯胍(DOTG)、N,N'-二苯基硫脲(DPTU)和二苯胍(DPG),在填料表面的吸附能。计算结果表明,随着填料基底层数的增加,吸附能逐渐增加,最后趋于一个稳定值。其中TEA和T313键合剂在高氯酸铵表面的吸附能为-0.84~-1.37 eV;DOTG、DPTU和DPG在炭黑表面的吸附能为-1.01~-1.29 eV;在二氧化硅表面的吸附能为-0.87~-0.94 eV;在接枝羟基的二氧化硅上的吸附能为-1.16~-1.36 eV。依次考察了单层炭黑点缺陷(单空位缺陷、双空位缺陷、Stone-Wales缺陷)和二氧化硅表面接枝羟基对吸附能的影响,发现单空位和双空位缺陷对吸附能影响不大,而Stone-Wales缺陷和二氧化硅接枝羟基显著增加吸附能。     

基于可靠性的矿山设备润滑管理体系建设与应用

矿山机械低速重载、环境温差大、油品易污染、易乳化等特点对油品的选型、使用、监测和润滑管理提出了苛刻的要求。分析中国矿山企业普遍存在的润滑问题,提出矿山企业设备润滑可靠性管理的模式,它是在对企业设备润滑可靠性评估基础上有针对性地开展的一系列设备润滑管理提升工作。实践表明,以可靠性为中心的润滑管理理念、网络平台和方法能显著提升矿山企业的润滑管理水平和经济效益。以可靠性为中心的矿山机械设备润滑管理也是可靠性理论在生产实践中的一个重要探索和应用。     

分段压裂可降解涂层球座密封设计

针对分段压裂可降解球座在井下环境中易自行降解使密封时间较短的问题,基于发明问题解决理论(TRIZ)技术冲突解决原理提出一种涂层球座锥面的创新设想,采用热喷涂工艺在可降解球座锥面制备耐降解金属涂层;应用Pro/E软件建立可降解球及球座相接触的三维几何模型,应用ANSYS软件对可降解涂层球座进行有限元仿真分析,并对可降解球座涂层锥面进行承压性能试验。仿真结果表明:可降解球的接触应力集中区域主要位于球座接触密封的涂层锥面,在接触面上的接触应力最大,最大应力值为205 MPa,并向两侧递减。试验结果表明:可降解球与球座涂层锥面可形成良好的密封系统,并且具备50 MPa承压性能。     

刀具磨损状态检测方法的分析与验证

为监测机床刀具磨损程度,提出了一种基于小波包理论(WPD)、经验模态分解(EMD)以及支持向量机(SVM)等相结合的刀具故障诊断方法。通过小波包理论工具消除刀具的高频噪声信号,并对去噪后的信号进行模态分解、合成,计算出模态函数(IMF)和EMD分解信号的相关参数。将计算出的信号时域上的特征参数作为支持向量机(SVM)的输入特征向量,完成对刀具故障的检测。实验结果分析表明,该方法可以有效地判断刀具磨损程度,验证了方法的可行性。     

卡车驱动桥壳体机械扩胀成形工艺分析及实验研究

提出一种适用于中型卡车驱动桥壳体制造的施加轴向辅助推力的机械扩胀成形工艺。推导了低于金属再结晶温度条件下方管坯极限扩胀成形系数的解析式,并对成形过程中各力参量的匹配对极限扩胀成形系数的影响规律进行了分析,给出了径向胀形时轴向辅助载荷的取值范围。根据所得出的理论,以某5t卡车驱动桥壳为研究对象,基于有限元软件DEFORM-3D对成形过程的关键工序进行了数值模拟,获得了金属流动状态、应力应变分布及壁厚的变化规律,并对桥壳在扩胀过程中出现缺陷的形式和部位进行了预测。在挤压设备上进行了相关的物理试验,结果表明轴向辅助载荷对于防止胀形过程中发生拉裂的必要性。实测了试验中合格样件的外形和壁厚分布,试验结果与有限元模拟结果吻合,从理论和实践上验证了机械扩胀成形工艺应用于制造中型卡车驱动桥壳的可行性。     

基于多色集合理论递阶系统的网络化制造资源优化配置

面向网络化制造资源优化配置,提出了一种基于多色集合理论（TPS）递阶系统的资源优化配置方法。将TPS递阶系统分为递阶关系层和递阶推理层,递阶关系层对制造任务信息、制造资源信息以及两者的匹配关系信息进行描述,并通过TPS建立统一的数学模型,递阶推理层进行数据计算和优化,借助于多色集合模糊数学模型相关表达和推理机制,利用粗集-层次分析法进行多目标决策的制造资源优化配置。最后,通过实例验证了该方法的可行性与有效性。     

低碳低成本约束下箱体零件加工路线优化方法

针对箱体零件工艺设计过程中工艺路线的低碳低成本优化问题,分析了复杂箱体零件的加工特征。在加工工步排序原则和机械加工工艺路线的基础上,根据多色集理论构建了工步排序问题的“特征-工步”和“特征-面孔”围道布尔矩阵,提出了以最低总碳排放（低碳）和最低加工成本（低成本）为优化目标的机械加工工艺路线多目标优化方法,并将改进的遗传算法应用到求解工步排序的问题中,从而得到最优解。以某型号箱体零件为例,验证了所提优化方法的有效性和可行性。     

基于FSVM的起重机臂筒焊接变形测量研究

为解决获取起重机臂筒固有焊接变形的不便利及复杂性问题,应用支持向量机模糊理论融合技术对起重机臂筒焊接变形测量方法进行研究,并采用遗传算法对支持向量机的核参数及惩罚因子进行寻优,以误差函数为评价指标,最终确定了核参数σ=1.8和惩罚因子c=26。将该测量模型应用于焊接变形的预测,同时采用智能图像检测法对相同预测点进行测量对比,结果显示所建立的融合模型对起重机臂筒焊接变形的测量和智能图像检测法的误差在5%以内,验证了该测量方法的准确性。     

微带交指滤波器抽头的结构改进

使用耦合谐振电路理论设计微带交指滤波器具有较好的灵活性,然而当衬底厚度和中心频率增加到一定程度时,由传统的50Ω抽头线得到的外部品质因数Qe达不到理论值。为了增大实际设计中的Qe,同时匹配源和负载,本文将传统的抽头结构改进为一段50Ω微带线与一段较细微带线组合的类SIR抽头;此外,为了减小微带线阶跃变化带来的回波损耗,将类SIR抽头改进为一段50Ω微带线与一段较细微带线渐变式过渡的抽头。最终,分别采用类SIR抽头和渐变式抽头设计了一个Ka波段微带交指滤波器。仿真表明:使用类SIR抽头和渐变式抽头得到的Qe都能与理论值相匹配,且带渐变式抽头的滤波器相比于带类SIR抽头的滤波器,其回波损耗减小8.31dB,插入损耗减小0.16dB。从而验证了所提出的两种抽头结构改进的可行性。     

基于后向光散射的颗粒测量技术研究

颗粒粒径和颗粒折射率是光散射颗粒测量技术中的重要参数。为了实现颗粒粒径的测量及其分档,在广义Mie理论基础上,分析了颗粒粒径及折射率对后向散射光能分布的影响,并得到了后向散射光能分布随颗粒粒径及折射率呈周期变化规律。实验验证结果表明,后向散射光能与颗粒粒径及颗粒浓度有关。研究结果可为后续的颗粒测量研究提供参考。