基于刀具磨损状态识别的加工参数多目标优化

在数控铣削过程中,刀具磨损对机床主轴能耗影响很大,同时与刀具加工能力直接相关,需适时调整加工参数以适应不同磨损状态,保证多目标综合最优.针对此问题,基于刀具磨损状态识别,根据不同磨损时期给出相应的加工参数优化策略.首先,以刀具寿命周期内的主轴功率为基础,采用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)建立考虑刀具磨损的能耗模型,平均误差低于5%,并基于与刀具磨损的强相关性,以主轴功率作为单一指标识别刀具磨损状态.进一步,为获取影响加工成本的动态性指标——刀具剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)及相应的主轴功率,利用人工神经网络(artificial neural network,ANN)建立刀具磨损退化模型,通过描述主轴功率随时间的变化来隐含退化过程,该模型拟合度达0.992.最终,综合考虑能耗、刀具及时间成本,设计多目标优化函数,并通过遗传算法(genetic algorithm,GA)搜索函数最小值,给出不同磨损时期的最优加工参数及优化策略.此加工参数多目标优化融入了主轴功率与刀具RUL等动态指标,可依据主轴功率在线...     

纳米Li1.05Ni0.05Mn1.90O4正极材料的合成及电化学性能

采用液相无焰燃烧法在500℃反应1 h,然后在600℃二次焙烧3、6、9 h和12 h制备了尖晶石型Li_1.05Ni_0.05Mn_1.90O₄正极材料.结果表明,不同二次焙烧时间制备的Li-Ni复合共掺材料没有改变LiMn₂O₄的尖晶石结构,随着焙烧时间的增加,颗粒尺寸增大,结晶性提高.二次焙烧时间为9 h的Li_1.05Ni_0.05Mn_1.90O₄样品的颗粒尺寸约为70～100 nm,具有优异的电化学性能,在1 C(1 C=148 mA·h·g^-1)倍率,初始放电比容量为94.8 mA·h·g^-1,400次循环后展现出72.15%的容量保持率;在5 C下初始放电比容量可达到89.7 mA·h·g^-1,800次循环后,仍能维持70.79%的容量保持率.并且具有较小的电荷转移电阻和较低的表观活化能.Li-Ni复...     

蒙脱石基复合光催化材料处理有机废水研究进展

半导体光催化作为一种绿色催化技术，具有广阔的应用前景。然而，到目前为止，光催化材料仍存在可见光利用率低，稳定性差，催化效率较低，难回收等问题。其中，光催化剂的负载化是解决回收与再利用的关键，也是其走向绿色应用的必由之路。蒙脱石是一种由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的层状矿物，在自然界中储量大、开采成本低，是一种优良的载体材料，在光催化材料中得到了广泛应用。本文系统介绍了目前蒙脱石基复合光催化材料的研究进展及其制备工艺，讨论了光催化技术在现实中的主要应用，最后对其发展前景进行了展望。     

预氧化对高温CO2环境下典型耐热材料腐蚀行为的影响研究

为提高耐热材料在高温CO₂中的抗腐蚀性能，以耐热材料Sanicro 25、HR6W、HR230和740H为对象，经高温O₂短时预氧化后开展CO₂腐蚀实验。采用分析天平测量耐热材料腐蚀前后质量变化；利用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱分析仪表征腐蚀产物形貌、成分及其分布。实验结果表明：预氧化后耐热材料在900℃CO₂中的腐蚀动力学曲线符合抛物线规律；预氧化后4种耐热材料表面氧化物主要为Cr的氧化物和少量零星团状的Fe氧化物，该富Cr氧化膜有效减低腐蚀行为的离子扩散，从而降低耐热材料的腐蚀质量增加；耐热材料Sanicro 25和HR6W表面腐蚀层厚度减薄，而740H内氧化加剧。结合耐热材料腐蚀质量变化与腐蚀产物，高温预氧化处理可提高HR6W和HR230的抗高温CO₂腐蚀性能。     

CFRP激光切割过程中HAZ扩展研究

激光切割CFRP由于具有无磨损、无接触的特点,显示出了很大的应用潜力.然而,由于组成材料(即聚合物基体和碳纤维)的物理和热性能存在显著差异,激光加工过程中产生的热损伤一直阻碍着CFRP在工业规模上的应用.介绍了激光加工CFRP的优势,并以激光切割CFRP时热影响区(heat-affected zone,HAZ)产生和扩展的机理为基础,对影响HAZ扩展的因素和研究进展进行了综述.最后提出,在实际的激光光源中,工艺参数是相互依赖的,对于加工工艺的参数优化和仿真值得深入研究.并对未来提高激光加工效率,进而广泛应用于工业领域做出了展望.     

大尺寸工程模型试验中的相似材料配比试验研究

大型物理模型试验是研究复杂工程问题的重要方法，如何快速、准确地确定相似材料配比是试验中至关重要的一环.为降低试验成本、简化试验步骤、充分调用原料性能，采用河砂、水泥和石膏这三种最普通的原料，以骨胶比(河砂与水泥石膏的质量比)和水膏比(水泥与石膏的质量比)为变量，进行了45组对比试验，对相似材料的物理及动、静力学参数进行了研究.获得了以河砂、水泥和石膏为原料配制的相似材料各物理量的变化区间；探讨了骨胶比和水膏比对相似材料各物理量的控制作用，并对比了其敏感性；基于多元线性回归分析建立了各因素与物理量间的定量关系，得到的拟合公式能较好地描述相似材料的性质.     

污泥固定化两相厌氧系统处理豆制品加工废水

以豆制品加工废水为底物,以活性炭为微生物支撑材料,建立中温两相厌氧上流式污泥床反应器(UASB)系统,来考察系统产氢产甲烷运行性能.运行结果表明,产氢相和产甲烷相分别在有机负荷(OLR) 28 g COD/(L·d)和7. 2 g COD/(L·d)下,可得到最大产氢率和产甲烷率分别为(6. 6±0. 16) L/(L·d)和(2. 33±0. 17) L/(L·d).通过两相厌氧发酵,系统能量回收率可由产氢相的16. 4%提高至76. 2%.     

基于Petri网的MES系统形式化建模

针对一般车间执行制造系统结构复杂性高、重构能力弱、性能分析困难等问题,以水产品加工MES系统为例,通过Petri网对其进行形式化分析与建模.对水产加工的流程进行逐级分解、细化,根据功能将整个系统划分成3个模块,基于Petri网分别对3个模块进行集成建模.最后根据Petri网理论知识,对MES的Petri网模型复杂度与结点特性进行分析和研究,建立一种行业通用的、结构简单易扩展、灵活性强的Petri网模型.     

AFM电场辅助纳米加工焦耳热分析

原子力显微镜是一种重要的纳米加工工具,在强电场的辅助下,可以实现凸起或凹陷的纳米结构加工,为纳米器件的制造提供技术支持。电场的使用不可避免地引入了电流,从而使得加工过程中存在焦耳热的影响。原子力显微镜电场辅助纳米主要加工包括阳极氧化与场蒸发沉积两种。阳极氧化加工生成的纳米结构为绝缘物质,该物质阻断阳极氧化加工的进一步进行,因此加工电流随着加工的进行逐渐衰减,焦耳热的影响较小;而场蒸发沉积加工得到的纳米结构为导电物质,所产生的焦耳热可以烧蚀样品表面,形成纳米沟痕。本文通过分析加工中焦耳热的作用,为开展精确的原子力显微镜电场辅助加工提供借鉴。     

工业源挥发性有机物治理功能材料研究进展

挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)是大气中一类重要的污染物质,即使在低浓度下也会对人类的健康造成威胁。对VOCs的治理刻不容缓,而VOCs治理关键功能材料性能的优劣是整个VOCs治理技术的核心。文章总结了近年来用于吸附法、光催化法以及催化燃烧法治理VOCs的功能材料的最新科研成果,希望以此能够为将来VOCs治理材料的设计与研发提供一定的参考。