绳驱动并联打磨机构模糊控制策略

船舶坞修作为维护和修复船舶结构的关键环节,在船舶行业中扮演着重要的角色。然而,目前船舶坞修时表面打磨过程依赖于传统的人工作业,存在着效率低、工时长、危险性高等问题。为此,提出了一种新型绳驱动式打磨机构,该机构采用四根绳索驱动打磨装置实现三自由度的运动。首先,通过拉格朗日法建立系统的动力学模型;然后在动力学模型的基础上提出了一种带有绳索张力优化项的Fuzzy-PID(proportional integral derivative)控制策略,该控制策略可以实现精确的轨迹跟踪并保证绳索处于张紧状态;最后,通过数值仿真验证所提控制策略的有效性。结果表明,和绳牵引并联机器人上常用的PID控制相比,所提控制策略控制精度提高25%,具有较高的控制精度和稳定性。本文提出的绳驱动式打磨机构及其控制策略可为大型结构件表面处理和精密制造等应用提供一定理论支持。     

基于显微聚焦的磨头表面测量与三维重构

为定量分析磨头表面磨粒形状、尺寸和分布状态,提出一种基于显微聚焦原理的表面测量与重构方法。首先给出了根据显微聚焦原理的定焦准平面测量和三维重构策略。然后针对测量策略中关键的聚焦或离焦程度分析,推导构建了背景差、灰度差和梯度差相结合的聚焦锐度函数。并采用正态高斯插值方法解决了图像离散采集存在错失最佳聚焦位置或焦准平面的问题,给出了任意像素位置对应点的空间坐标。最后通过电子金相显微镜上进行的磨头表面图像采集和三维重构实验表明,该方法重构表面磨粒的形状、尺寸、分布均与实际磨头基本一致,磨粒最大特征尺寸误差可控制在2 μm以内,最大分布误差在3 μm以内,具有较好的准确性和可靠性。     

油井中磨料射流割缝增产增注机理

对油井打完以后的环形区域渗透率低于环形区域外岩层渗透率,也即低于岩层原始渗透率的原因以及应力的重新分布进行了分析,得出了由于应力的变化对渗透率变化和对油井产量的影响。同时也对油井割缝后的应力重新分布和渗透率的变化进行了研究,得出了磨料射流割缝后增产、增注的机理。     

TiO2/SiO2复合粉体的简易研磨法制备

以硫酸氧钛为钛源,以硅酸钠为硅源,采用简易研磨法制备了比纯TiO2光催化剂表面活性强,光催化性能高的TiO2∕SiO2复合物。借助X射线衍射(XRD),差热分析(TG-DTA)和Fourier变换红外光谱(FTIR)对该复合物进行表征,以活性大红的光催化降解反应对复合物的光催化活性进行评价。制备复合物的最佳条件：硫酸氧钛与硅酸钠的质量比为1:1,煅烧温度为500℃。对于初始质量浓度为50㎎／L的20mL活性大红溶液,当复合物加入量为0.10g时,紫外光下降解60min后活性大红降解率为98.3%,相同条件下TiO2对活性大红的降解率为96.5%。廉价的原料,简易的制备方法,极高的光催化降解效率,可以降低废水处理成本。     

湿法超微粉碎程度对白蕉鲈鱼鱼骨架浆理化性质及内含成分的影响

以白蕉鲈鱼鱼骨架为研究对象,分析湿法超微粉碎程度对白蕉鲈鱼鱼骨架浆理化性质、内含成分、微观结构和感官品质的影响。实验采用pH计、紫外分光光度计、色度仪、质构仪、激光粒径分析仪分析鱼骨架浆的基本理化性质,氨基酸自动分析仪测定氨基酸的种类和含量,扫描电镜观察其微观结构。结果显示:经过湿法超微粉碎之后,大于100目的样品粒径主要分布在50~100μm,而小于等于100目的样品主要分布在100~300μm。随着粉碎程度的增加,鱼骨架浆的pH值、紫外吸光度、白度、堆密度逐步增加,凝胶强度则呈现先增加后减少的趋势。当粉碎程度从20目增大到180目以上,钙溶出量从151.23mg/kg增长到270.06mg/kg,胶原蛋白的含量由0.01%增长到0.04%,游离氨基酸的含量从181.07ng/μL增长到462.70ng/μL,盐溶性蛋白含量从6.95mg/g增长到16.12mg/g,水溶性蛋白含量从2.15mg/g增长到7.13mg/g。扫描电镜结果显示:大于100目的样品颗粒较为平整均一,而小于等于100目的样品可以明显看到鱼刺。挥发性盐基氮的含量符合国家有关标准。综合感官评价认为,100目以上的鱼骨架浆可作为鱼粉、鱼丸等产品配料,而100目及以下的鱼骨架浆只适合添加到汤料包、酱料等原料颗粒大的产品之中。     

强磁场陶瓷结合剂CBN砂轮制备及磨削性能

针对陶瓷结合剂CBN砂轮磨粒取向随机,砂轮强度低的问题,将强磁场引入砂轮制备工艺.制备过程中添加了镀镍CBN磨粒,研究发现,适当磁场强度可以实现镀镍CBN磨粒的偏转;另外,适宜的磁场强度有利于提高陶瓷CBN复合材料的强度,当磁感应强度为6 T时,陶瓷CBN复合材料的抗折强度最高,强度值达到79.5MPa.通过开展磨削试验,证实了强磁场陶瓷结合剂CBN砂轮在磨削钛合金TC4时,其磨削比能略低于普通陶瓷结合剂CBN砂轮的比能,此项研究对提高陶瓷结合剂CBN砂轮性能以及探索新的制备工艺均有现实意义.     

关于三代汽车轮穀轴承外圈沟道磨床上下料的改进

三代汽车轮毂轴承外圈沟道磨床上下料时间较长,延长了机床的加工节拍,在磨削速度不能显著提高的环境下,只能减少非加工时间来提高效率,分析了原上下料存在的不足,详细介绍改进后的上下料结构及使用方法,实践证明改进后的上下料具有良好的稳定性、高效性,减少了机床的加工节拍,能够显著提高机床加工效率。     

Ultra-fine grinding and mechanical activation of mine waste rock using a high-speed stirred mill for mineral carbonation

CO₂ sequestration by mineral carbonation can permanently store CO₂ and mitigate climate change. However, the cost and reaction rate of mineral carbonation must be balanced to be viable for industrial applications. In this study, it was attempted to reduce the carbonation costs by using mine waste rock as a feed stock and to enhance the reaction rate using wet mechanical activation as a pre-treatment method. Slurry rheological properties, particle size distribution, specific surface area, crystallinity, and CO₂ sequestration reaction efficiency of the initial and mechanically activated mine waste rock and olivine were characterized. The results show that serpentine acts as a catalyst, increasing the slurry yield stress, assisting new surface formation, and hindering the size reduction and structure amorphization. Mechanically activated mine waste rock exhibits a higher carbonation conversion than olivine with equal specific milling energy input. The use of a high-speed stirred mill may render the mineral carbonation suitable for mining industrial practice.     

水平井钻磨组合管柱载荷计算方法与应用

随着水平井水平段长度的增加,水垂比变大,管柱下入困难。油田现场钻磨作业采用两种线重油管的组合管柱方式提高下入能力,但是针对组合管柱载荷计算问题尚无基础研究。根据水平井的井眼轨迹、管柱自重以及管柱在各井段受力特点等因素,考虑流体对管柱相互作用力,建立了钻磨组合管柱载荷计算模型;通过C#语言环境采用迭代法、插值法及分段判别计算法编程求解模型,开发了组合管柱载荷计算软件,通过导入井眼轨迹参数、输入作业参数、设计管柱结构,实现载荷计算。应用编制的软件可实现对井眼轨迹的绘制和水平井钻磨作业组合管柱的多种载荷计算,为水平井钻磨安全作业提供了一定的指导作用。     

端面研磨Nd:YAG晶体棒热透镜焦距测量

主要分析和测量端面研磨凹面的Nd:YAG激光晶体棒的热透镜焦距。实验通过He-Ne光测试法,分别测量了不同功率下的端面研磨和未研磨晶体棒的热透镜焦距,并通过作图比较二者的热透镜焦距随泵浦功率变化情况,得出随着泵浦功率的增大,热透镜焦距逐渐减小的结论。文中对未研磨晶体棒热透镜焦距进行了理论和实验值的比较,曲线情况基本相符,故根据理论计算出补偿热透镜效应所需要的晶体棒的研磨半径。由于通过理论计算得出的研磨半径在实验过程中出现了出光阈值高,输出功率降低等一些现象,不利于生产的需要,故在实际经验的指导下,增大了晶体棒的研磨半径。结论指出端面研磨晶体棒的方法在一定条件下能对激光晶体棒的热透镜效应进行补偿,对大功率固体激光器的研发有一定积极作用。