基于USB 2.0数据采集系统的新型模拟肺设计研究

模拟肺是一种专用的呼吸机检测设备,可对呼吸机进行测试与定标。本文结合玻意耳定律(Boyle’s law)提出了一种新型模拟肺设计方案,其中玻璃瓶模拟人肺,顺应性(作为肺和胸腔是否容易扩张的指标)大小可根据玻璃瓶容积选择。利用基于CY7C68013单片机的USB 2.0数据采集系统对模拟肺的相关数据进行采集与分析,从而验证模拟肺模型设计方案的可行性。     

移动中继协助下终端直通中面向能效的联合中继选择和资源分配方案

在移动中继协助下的终端直通(Device-to-Device, D2D)中,由于频带复用,D2D链路与已有蜂窝链路会产生同频干扰。另外,考虑到终端设备功率受限,该文提出一种联合功率控制、信道分配和移动中继选择方案最大化D2D链路总能量效率。原问题为分数规划问题,可转化为通过Dinkelbach算法求解的参数规划问题,此外,上述参数规划问题可进一步分解为功率控制子问题和联合优化信道分配与移动中继选择子问题。其中,功率控制子问题属于DC(Difference-of-Concave)规划问题,其一般意义下为NP-hard难题,可借助序列凸优化方法得到有效的近似解,基于上述结果,联合优化信道分配与移动中继选择子问题可转化为二分图中的最大匹配问题,继而借助匈牙利算法在多项式时间内求得最优解。通过仿真,验证了该方案在优化能量效率的效果。     

微量元素添加对Ti1100合金的高温抗氧化及耐蚀性能影响

利用固溶体合金中的"团簇加连接原子"模型解析了典型高温近α-Ti合金Ti1100的成分,其团簇成分式为[Al-(Ti_(13.7)Zr_(0.3)](Al_(0.69)Sn_(0.18)Mo_(0.03)Si_(0.12)。在此基础上,采用相似元素替代原则设计了微量元素Hf、Ta和Nb添加的系列合金成分,即[Al-(Ti_(13.7)Zr_(0.15)Hf_(0.15))](Al_(0.69)Sn_(0.18)Si_(0.1)(Mo/Ta/Nb)_(0.03))。对该系列合金进行950℃,1h固溶+560℃,6h时效处理,然后进行组织结构、硬度、抗高温氧化及电化学腐蚀性能测试。结果表明Zr_(0.15)Hf_(0.15),合金与参比合金具有相同片层β转变组织,而在此基础上Ta和Nb的添加会使合金中产生大量等轴α组织;但组织的改变对系列合金的显微硬度影响不大,介于3300~3700MPa。650℃氧化100 h后系列合金均具有较强的抗氧化能力,氧化增重小于1.0mg/cm~2,而在800℃氧化100h后,添加Hf、Ta、Nb元素的合金氧化增重明显低于Ti1100合金,氧化层厚度为23~27μm,且氧化层致密,其中[Al-(Ti_(13.7)Zr_(0.15)Hf_(0.15))](Al_(0.69)Sn_(0.18)Si_(0.1)Ta_(0.015)Nb_(0.015))合金具有最优的抗高温氧化性能,800℃,100h后的氧化增重仅为2.6mg/cm~2。此外,该系列合金在在3.5%NaCl溶液中也具有较好的耐蚀性。     

SCWR候选不锈钢的低周疲劳性能研究

采用MTS材料试验机研究316Ti、347和HR3C奥氏体不锈钢在650℃和室温下±0.5%应变幅的低周疲劳性能,并采用扫描电镜对试验后样品进行断口分析。结果表明,347和HR3C不锈钢在室温下疲劳寿命较高,347不锈钢在650℃疲劳寿命也较高。3种材料在两种温度下的弹性变形量均在0.1%～0.15%之间,且滞后回线面积变化不大,这表明弹性变形量与疲劳寿命高低无直接联系。3种材料在两种温度下呈现出不同的循环硬化/饱和行为,316Ti不锈钢的650℃峰值应力与室温峰值应力无明显变化,而HR3C和347不锈钢的差别较大,但316Ti不锈钢的650℃循环硬化效应显著,347不锈钢的硬化效应较低。在650℃低周疲劳试验后,347不锈钢样品断口表面的疲劳条带间距仅为1.87μm,而对于316Ti和HR3C不锈钢则分别达到4.67μm和3.0μm,进一步表明347不锈钢在650℃的疲劳寿命最高。     

虚拟环境下规划机加工车间的建模和仿真

加工车间布局规划问题关系着生产能否安全高效地进行,是一个重要而复杂的问题。使用Creator/Vega对机加工车间规划建模与仿真进行研究。     

无线电波坑透探测及机械钻探在煤矿的应用

针对金刚煤矿地质构造,提出了无线电波坑道透视探测及机械钻探相结合在井下3118综采工作面的应用,减少了工作面因盲目开采遇到陷落柱而被迫撤面带来的安全威胁和部分支架无法回撤带来的经济损失。     

基于无线能量传输的物联网数据采集系统中资源分配机制的设计

针对基于无线能量传输的物联网(Internet-of-things, IoT)数据采集系统,考虑了4种数据传输协议并分别设计了资源分配机制用于提升用户公平性。首先,当采用时分多址接入协议时,联合时隙划分和功率控制可等价转换为凸优化问题,但该方式对IoT设备侧的同步精度提出了苛刻要求。其次,为避免划分传输时隙,引入了非正交多址接入(non-orthogonal multiple access, NOMA)协议,并提出了基于分块坐标下降算法的机制,通过交替求解两个凸优化子问题收敛到原非凸问题的一个静止点,但该方式会引入严重的同频干扰继而降低传输性能。为平衡传输性能和实现复杂度,本文进一步设计了两种基于定长时间切片的部分NOMA协议,并分别提出了基于匹配理论和基于连续凸近似算法的联合时间片分配和功率控制机制。仿真结果验证了传输性能与实现复杂度之间的折衷关系,并展示了所提机制的收敛性以及优化结果受系统参数的影响。     

烧结温度对ODS钢的显微结构及弥散相的影响

通过机械球磨和放电等离子烧结法制备了烧结温度900～1050℃下氧化物弥散强化HT9合金钢。通过XRD、SEM、TEM和维氏硬度计,研究了球磨后粉末的形貌及尺寸,分析了第二相颗粒的形貌、尺寸及弥散分布情况,测量了该样品的显微硬度。结果表明:在球磨30 h、1000℃烧结,得到了颗粒大小均匀的合金钢粉末,样品中第二相成分为立方晶系的Y_2O_3,在基体中均匀弥散分布。1000℃烧结时,样品的显微硬度达460 HV1,相比普通的HT9钢有了显著改善。