FDM技术中基于层轮廓特征的路径规划方法研究

通过对3D打印技术中目前主流的路径规划方式的研究的基础上,提出了基于层轮廓特征的路径规划方法,即对同一三维模型分层处理后针对不同层截面轮廓特征采用不同的路径规划。运用G代码仿真和3D打印实验验证方法,得到如下结论:采用Hilbert曲线路径规划可提高制件的打印精度;采用三角形分形路径规划可提高制件的打印效率;采用并行栅格路径规划、普通蜂巢路径规划在充盈度、饱满度比较差的截面上可提高成型质量。经过实验数据分析,所选用的路径规划提高了打印精度与打印效率,对熔融沉积成型合理选用路径规划具有借鉴意义。     

Li吸附对石墨烯、BC_3、C_3N电学性质影响的第一性原理研究

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,对Li在未掺杂和B(N)掺杂浓度为25%(原子分数)的石墨烯表面最稳定位置的吸附进行了结构优化,计算了本征石墨烯及B(N)掺杂石墨烯吸附Li前后的能带结构、态密度、电荷转移、差分电荷密度和结合能。计算结果表明,B掺杂浓度为25%(原子分数)时可显著提高石墨烯的Li吸附能,N掺杂浓度为25%(原子分数)时减弱了石墨烯的Li吸附能。吸附Li后的石墨烯、BC3和C3N体系均显示出金属性。     

基于第一性原理研究铌钢中奥氏体与铁素体的力学性能

为了研究铌钢中铌元素对奥氏体和铁素体力学性能的影响,采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,计算了奥氏体和铁素体的弹性常数。计算结果表明,奥氏体的杨氏模量E和剪切模量G明显大于铁素体。根据Pugh提出的体积模量B与剪切模量G之比(B/G)和泊松比v经验判据,讨论了奥氏体和铁素体的脆性和延展性。结果表明,铁素体比奥氏体具有更好的韧性和塑性。研究了铌钢中铌元素对奥氏体或铁素体力学性能的影响,当铌原子固溶于奥氏体中,体积模量B、B/G和泊松比v提高;当铌原子固溶于铁素体中,其体积模量B、剪切模量G和杨氏模量E降低,而B/G和泊松比v升高。此结果表明,在铌钢中铌元素对奥氏体和铁素体起到固溶强韧化的作用。     

TiAlN涂层高速钢刀具的制备及钻削性能研究

研究综合采用了电子枪等离子增强、非平衡磁控溅射和多弧离子镀3种物理气相沉积(PVD)技术,在高速钢麻花钻上沉积TiAlN单层涂层。对涂层的硬度、涂层与基体的结合强度、微观形貌进行了测试及分析,并将TiAlN涂层高速钢麻花钻对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行干态钻削试验。结果表明,在高速钢麻花钻基体上所制备的TiAlN涂层具有良好的力学性能,可以使高速钢麻花钻的使用寿命提高4倍以上。     

基于蓝牙技术的直流断路器检测系统

为了研究直流断路器断开时主回路中电弧电流和转移回路中振荡电流的特性,介绍了一种采用蓝牙技术对上述电流进行无线实时检测的方法,并进行了系统软硬件的设计和实现。该系统用蓝牙模块PCF87753和MCS-96单片机构成的检测单元,通过罗氏线圈将检测到的电流信号由蓝牙模块射频经空中链路发送至检测终端。终端由蓝牙USB适配器与PC机构成,传回的电流信号在虚拟示波器上显示和记录电流的波形。检测单元独立安装在断路器的主回路和转移回路中,与检测终端电气隔离。利用并励直流电机控制回路中的接触器主触头模拟直流断路器对系统进行了检测与通信实验,结果表明,该系统能够满足数据实时采集和安全传输的要求,可用来记录和分析直流断路器分断时各支路的电流,此为断路器的工作状态的判断提供了重要依据。     

基于微分几何方法的永磁同步电动机变结构控制

建立了永磁同步电动机的仿射非线性数学模型，采用微分几何精确线性化理论，实现了对永磁同步电动机的精确线性化解耦，并给出了反馈控制算法，最后应用非线性变结构控制理论指数趋近律法进行设计，实现了一种较新的对永磁同步电动机的控制。仿真结果表明，该控制系统具有良好的动静态性能。     

冗余旋转惯导系统两位置初始对准方法

冗余旋转惯导系统(Redundant Rotating Inertial Navigation System, RRINS)可以在传统旋转惯导系统的基础上,进一步提高系统的可靠性。针对该类系统高精度初始对准需求,以正四面体冗余旋转惯导系统为例,研究了两位置初始对准方法。首先以每3个陀螺仪和3个加速度计构成一种组合方式,建立每种组合下惯性器件的零偏与冗余配置相关的解析表达式,并设计RRINS两位置转停方案以估计对应惯性器件的零偏,但是在某些特殊的情况下需要增加观测位置;然后将每个惯性器件在不同组合下得到的结果取均值,并利用该均值对相应惯性器件的测量信息做补偿;最后基于补偿后的惯性器件输出进行RRINS的初始对准。数学仿真和实验验证结果表明,该方法在不同两位置方案下均可有效估计出惯性器件的零偏。仿真中陀螺仪的零偏估计误差在4%以内,加速度计的零偏估计误差基本在2%以内,且相比无零偏补偿的情况,初始对准精度提高10倍以上。实验中水平和方位向的初始对准精度都有提高,航向角对准误差最大减小100倍左右。同时,该方法还可以推广到其他配置方案的冗余旋转惯导系统中,对该类惯导系统初始对准精度的提高具有...     

生物发酵过程的微分几何变结构控制

本文首先建立了生物发酵过程的仿射非线性数学模型,然后采用微分几何精确线性化理论,把非线性系统转化成了一个线性系统,最后在此基础上应用非线性变结构控制理论指数趋近律法进行设计,实现了一种较新的对发酵过程的控制。仿真结果表明,该控制系统具有良好的动静态性能。     

硼中子寿命测井技术在油井找窜中的应用

硼中子寿命测井与放射性同位素示踪测井相比,具有测井方法灵活、测井适应性强、不产生放射性污染、测井施工后不影响作业施工时效的优点,在采油井还可兼具监测剩余油。硼中子寿命测井成本高、施工工艺较为复杂,测井效果在很大程度上取决于现场施工工艺控制。在现场施工中,要根据井况分别采用"测-注-测"和"测-注-渗-测"两种施工工艺进行测井。其在套管井找窜和在水平井找窜中的应用,都有效避免了放射性同位素示踪测井引起的沾污及污染问题。     

阳极氧化铝模板孔间距影响因素的研究进展

研究阳极氧化铝模板的孔间距与电解液、温度和氧化电压等影响因素的关系现状。指出孔间距受电解液种类和氧化电压的影响最大,而电解液浓度和温度的影响甚微,模板的孔间距随电压的增加而增加。通过调整电解液和氧化电压可制备所需孔间距的模板。制备大孔间距模板可采用磷酸做电解液配以较大的氧化电压。制备孔间距小于10nm的模板可采用硫酸做电解液配以较小的氧化电压,但当电压很低时阳极氧化反应可能无法进行,可以用较高的脉冲电压代替;也可先采用H2SO4和Al2(SO4)3混合液做电解液辅以较小电压或脉冲电压进行氧化。