矿井煤层冲击危险性多层次综合评价研究

为了更合理评价矿井煤层冲击危险性,减少不同指标之间的相互影响,避免造成评价结果的不准确,应用模糊综合评价模型对矿井煤层进行冲击危险性综合评价,提出了基于层次分析法的矿井煤层冲击危险性模糊综合评价模型;得到了基于层次分析法的矿井煤层冲击危险性影响因素,即:开采深度、冲击倾向性、煤层顶底板性质、地质构造、开采技术;确定了评价因素集,建立了模糊综合评价关系矩阵,进行了模糊综合评价,创建了矿井煤层冲击危险性模糊综合评价模型;最后对矿井煤层冲击危险性做出无冲击危险性、弱冲击危险性、中等冲击危险性和强冲击危险性的定量评价,提高了评价结果的精确度。以内蒙古某矿评价应用为例,选取2-1煤层进行模糊综合评价,通过应用基于层次分析法的矿井煤层冲击危险性模糊综合评价模型,得出2-1煤层最大隶属度指数x=0.43,评价结果为中等冲击危险性,与采用综合指数法评价得到的结果一致,表明了该模型可以用于评价矿井煤层冲击危险性。应用该模型在对矿井煤层进行模糊综合评价时,更注重各影响因素之间的相互关系对结果的影响,因而得到的评价结果更合理。研究为矿井煤层冲击危险性模糊综合评价研究提出一种新的评价角度。     

高精度透射式光电定心仪的研究

针对目前定心仪产品精度不高、结构复杂且形式单一的现状,在对传统透镜表面反射像定心法、球心自准像定心法和光学电视定心法的不足进行分析的基础上,提出了一种高精度透射式光电定心仪研究方法。系统采用激光为光源,设计了扩束准直系统,使入射到待测透镜上的为发散角极小的平行光;利用位置敏感探测器PSD测量经过待测透镜会聚的光斑重心坐标,来判断是否实现精确定心。该定心仪结构简单、测量方便,可在测量范围+∞≥R≥-∞内,达到1 μm的定心精度,在透镜加工领域具有很广阔的发展前景。     

基于机器视觉的非球面双远心工业镜头设计

根据大尺寸零部件精密测量的需求,设计了一套基于机器视觉的非球面双远心工业镜头,有效地代替人眼进行检测。系统采用7片透镜组成的对称式结构,孔径光阑居正中;引入2个新型非球面提高成像质量,并最大程度的减小了系统体积,使系统总长为292 mm。在奈奎斯特频率为50 lp/mm时,调制传递函数MTF值均高于0.6,并进行公差分析,满足成像要求。系统工作距127.3 mm、入瞳直径300 mm、景深80 mm、最大畸变0.005%、远心度小于0.01°,实现了大口径、大景深、低畸变等设计要求,达到了双远心的目的。该系统可广泛应用于航空航天、轨道客车和汽车船舶领域的生产和检测等环节。     

三维激光雷达发射/接收共光路光学系统设计

针对空间三维坐标的测量需求,设计了3D激光雷达光学系统。系统采用发射/接收共光路的结构形式,以高斯光学为理论基础,采用Zemax光学设计软件进行仿真。该结构形式不仅提高了系统同轴度、减小外部干扰,而且简化了系统结构、缩小仪器体积。系统采用扩束准直结构,实现8倍扩束比。通过微小的调焦,调整发射光学系统的第一片和第二片透镜之间距离在28.203~14.671 mm之间变化时,实现了2~18 m的测量范围内,测距精度0.02 mm+10m/m。     

稀有金属在Fe-X二元合金凝固细化中的溶质作用

对于铸钢、无相变的高合金铁素体或奥氏体钢,通过细化凝固组织改善综合性能异常重要。铸态轻合金的晶粒细化受溶质作用影响明显,但对于铁基合金来说,细化剂的溶质作用还有待深入研究。针对溶质为几种典型稀有金属的铁基二元合金,采用在铸态轻合金中成功应用的描述溶质作用的生长抑制因子理论模型,利用Fact Sage软件系统的Phase Diagram模块计算Fe-X系二元合金相图,进而计算不同溶质元素的Q值,探讨Fe基二元合金中几种典型稀有金属溶质原子对凝固组织细化的作用。结果表明,溶质为Ti,Zr,V,Nb,La,Ce的Fe-X二元合金系中,Q值由大到小的顺序依次为:Ti,Zr,Ce,La,Nb,V,理论上意味着在凝固组织细化中溶质作用由强到弱也呈这一顺序。研究结果能够为深入搞清通过变质剂细化钢的凝固组织的作用机制提供新的思路和一定的理论依据。     

RE_2O_3对钢液凝固时异质形核促进效用的晶体学计算

针对钢中添加稀土镧、铈形成的高熔点夹杂物相Ce_2O_3和La_2O_3,利用边-边匹配模型计算其与初生相(δ-Fe或γ-Fe)之间的原子匹配情况,从晶体学角度预测其作为钢液凝固时初生相异质形核核心的可能性及效用,并为理解稀土细化钢的凝固组织的作用机理提供新的见解。结果表明,Ce_2O_3和La_2O_3均可作为初生相δ-Fe及γ-Fe异质形核的核心;Ce_2O_3和La_2O_3均可有效细化δ-Fe晶粒,但其细化γ-Fe晶粒的效果远不如其细化δ-Fe晶粒的效果;对于γ-Fe,La_2O_3的细化效果较Ce_2O_3稍好。     

稀土对20MnCrNi2Mo铸钢粒状贝氏体脱溶平衡相的影响

针对未加与添加镧、铈混合稀土的20MnCrNi2Mo低合金耐磨铸钢的粒状贝氏体组织,设计650℃保温1h的高温回火处理,采用JEM-2100F透射电镜(SEM)观察回火后的显微组织,利用非水溶液电解液通过实行低温电解、采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定稀土的固溶量,采用物理化学相分析方法对析出相进行定性与定量分析,采用VASP(viennaab-initiosimulationpackage)软件包对稀土原子在平衡态碳化物中的存在状态进行第一性原理理论计算,研究镧、铈混合稀土对20MnCrNi2Mo耐磨铸钢粒状贝氏体脱溶平衡相的影响,探讨稀土的作用机制。结果表明,20MnCrNi2Mo耐磨铸钢粒状贝氏体回火过程中的脱溶平衡相为合金渗碳体,镧、铈混合稀土不改变其回火脱溶平衡相的类型,但是能够取代平衡态碳化物合金渗碳体中的Fe原子而固溶于合金渗碳体中。回火脱溶过程中,以固溶态存在的稀土原子会阻碍合金元素原子向θ-渗碳体的扩散富集形成平衡态碳化物合金渗碳体的过程。     

基于Forbes非球面的胶囊内窥镜光学系统设计

设计了一套WCE光学系统,对可见光波段成像。采用反远距的光学结构形式,共使用4片透镜,引入两个Forbes非球面来提高系统的整体性能,并做到仪器的小型化。系统视场角150°,相对孔径1/3,入瞳直径0.35 mm,总长8.3 mm。各视场的调制传递函数曲线在奈奎斯特频率143 lp/mm时均高于0.6,分辨率较高；各视场的点列图几乎都在艾里斑之内；彗差、像散、场曲、畸变、倍率色差等轴外像差也得到了很好的校正,成像质量较好,能够满足WCE光学系统的要求。     

济南敷设长输热力管道的必要性及技术要点

结合济南市集中供热发展需求、环境保护、清洁能源供应能力,提出利用周边电厂余热实施热电联供的集中供热发展方向.分析敷设长输热力管道的必要性,对长输热力管道工程设计及施工的技术要点进行了阐述.     

改进型激光三角测头设计

设计了一种改进型激光三角测头,在传统直射式激光三角测距方法的基础上,提出了一种新型单透镜设计理念。以普通直射式激光三角法为基础,对该光路进行改进,在光学系统中使用一个分束镜来取代传统激光三角测头的聚焦透镜和成像透镜,令其与聚光透镜和光电探测器共轴,使系统的结构更加紧凑,并推导了满足该结构的Scheimpflug条件。同时利用Zemax光学设计软件仿真光学系统,系统入瞳直径4 mm,焦距20 mm,总长20.5 mm,满足测量系统的小型化。当与合适的光源和探测器配合使用时,能够在保证较高测量精度的前提下获得更大的工作范围,提高测量系统的环境适应性,可广泛应用于工业实时在线检测以及军事领域。