对接半物理仿真系统中的自适应柔顺力控制研究

为实现空间航天器对接过程中的强制校正和拉近阶段过程的半物理仿真,提出了一种六自由度并联运动平台的基于位置闭环的力控制方法.针对强制校正和拉近过程中两飞行器之间连接刚度大范围变化,设计自适应力控制器解决了刚度参数时变对系统性能的影响.试验结果表明自适应柔顺力控制可以实现强制校正和拉近阶段过程的有效模拟.     

微波诱变高产L-乳酸细菌的选育与表征

采用带水循环冷却器的微波装置,在低功率微波条件下,对干酪乳杆菌鼠李糖亚种（Lactobacillus casei subsp．rhamnosus）X1—12进行诱变处理,在微波功率为400W、辐射时间3min的诱变条件下得到一突变菌株W4-3-9,其L-乳酸产量为115．8g／L,比原始菌株X1-12提高了58．0％,连续遗传10代,产酸性状稳定．采用原子力显微镜（AFM）对未辐射的原始菌株和高产酸的突变菌株的表面形态和DNA进行观察对比,获得了微波辐射前后干酪乳杆菌的细胞表面形态和DNA的AFM图像．     

Nax Co2 O4陶瓷的力学弛豫和阻抗弛豫研究

 采用溶胶－凝胶法制备得到了γ-Na_x Co₂ O₄陶瓷,利用动态力学分析仪（DMA）在120～370 K和1～20 Hz的温度、频率范围内测量其内耗－温度谱,首次观测到γ-Na_x Co₂ O₄陶瓷在150 K附近的弛豫内耗峰,激活能为0.39 eV。采用高精度阻抗测量仪 (TH2816) 测量了γ-Na_x Co₂ O₄陶瓷在100～300 K,2 kHz～100 kHz的温度、频率范围内的阻抗－温度谱,观测到室温以下的阻抗弛豫峰,其激活能为0.13 eV,阻抗弛豫峰在外加磁场(1kGs)下向低温方向移动。这些结果表明:γ- Na_x Co₂ O₄陶瓷具有不同的力学和电学弛豫机制。     

Molecular dynamics simulations of atomic-scale friction in diamond-silver sliding system

Molecular dynamics simulations have been performed to explore the atomic-scale sliding friction, especially the stick-slip friction, in a system consisting of a diamond slider and a silver substrate. The mechanisms of the stick-slip behavior are investigated by considering sliding speeds between 10 m/s and 200 m/s.The analyses of the shear distance between the upmost layer and the downmost layer and displacements of a column of atoms in the slider show that shearing deformation of the slider is the main cause of the stick-slip phenomenon. Our simulations also present that a commensurate fit between the two contact surfaces is unimportant for the stick-slip friction.     

Numerical surface characterization of wear debris from artificial joints using atomic force microscopy

Study on surface features of wear particles generated in wear process provides an insight into the progress of material failure of artificial joints. It is very important to quantify the surface features of wear particles in three dimensions. In this study, a new approach using atomic force microscopy was proposed to carry out 3D numerical surface characterization of wear debris generated from artificial joints. Atomic force microscopy combined with image processing techniques was used to acquire appropriate 3D images of wear debris. Computerized image analysis techniques were then used to quantify surface texture features of wear debris such as surface roughness parameters and surface texture index. The method developed from the present study was found to be feasible to quantity the surface characterization of nanoand micro-sized wear debris generated from artificial joints.     

两类不同免疫策略下的SIR流行病模型

研究了两类不同免疫方式下具有饱和传染力的SIR流行病模型的动力学行为.在连续免疫接种方式下,确定了基本再生数R0.用Lassalle定理和Poincare-Bendixon的三分法定理得到疾病消除平衡点和地方病平衡点全局渐近稳定的条件.在脉冲免疫接种方式下,确定了基本再生数R.利用脉冲微分方程的Floquet乘子理论和比较定理,研究了疾病消除周期解的全局渐近稳定性和系统的一致持久性.结果表明,当基本再生数小于1时,该传染病将逐渐消失;当基本再生数大于1时,该传染病将流行,成为地方病.     

超千米级斜拉桥的恒载索力优化

把超千米级斜拉桥的索力优化问题归结为非线性隐式优化的数学模型,以系统最小弯压应变能为目标,根据合理成桥状态指定各种非线性约束条件,利用投影梯度法进行优化问题的求解,求解过程中充分考虑了各种几何非线性的影响。利用ANSYS工具建立了1400m的斜拉桥有限元模型,然后据此建立斜拉索索力优化的数学模型,进行优化计算。结果表明,优化前后索力的相对改变量并不大,但是结构内力状态却得到极大改善,塔梁恒载弯矩和主梁恒载挠度减小明显,主塔塔顶向岸侧有一定偏移量,对混凝土塔的长期受力更加有利。该文优化方法为以后类似超千米级斜拉桥的索力优化提供参考。     

基于LuGre模型的电液伺服马达摩擦力矩补偿

针对大体积飞行器仿真试验时的重力偏载情况,设计并制造了一种仿真转台用中空式电液伺服马达。对影响其超低速跟踪性能的摩擦力矩进行了分析,建立了大摩擦力矩条件下的中空马达数学模型。设计了一种基于LuGre模型的自适应摩擦力矩补偿控制器。为验证该控制器的有效性,进行了不同输入下的数值仿真及试验研究。结果表明与传统的PID控制相比,基于LuGre模型的自适应摩擦力矩补偿控制能够更好地实现马达的低速性能。     

合金化改善多孔砂轮磨削性能的研究

通过对不含合金元素Co和添加3%Co的两种孔隙率高达38%的多孔金刚石砂轮进行磨削实验,测定它们在不同磨削条件下的磨削力,并观察磨削后砂轮的表面形貌,综合两砂轮的磨削力、力比Fz/Fx、比磨削能的大小、磨削一定体积材料后比磨削能的增量大小,以及磨削后两砂轮的表面形貌特征等实验结果,对两种砂轮的磨削性能进行分析评价.结果表明,在相同的磨削条件下,添加3%Co的砂轮Ⅱ的磨削力、力比Fz/Fx以及比磨削能均小于不含合金元素Co的砂轮Ⅰ,磨除同样体积的花岗石材料后两砂轮的比磨削能的增加量都不大,并且砂轮Ⅱ的比磨削能的增加量始终小于砂轮Ⅰ的比磨削能的增加量.两种砂轮磨削一定体积的花岗石后,在砂轮Ⅰ表面有较多的金刚石脱落坑,同时胎体出现较深的磨痕.     

搭接节点圆钢管桁架结构轴力计算模型

以平面K型圆钢管搭接节点的试验数据为基础,通过对试验桁架建立铰接、半铰接和刚接杆系有限元模型,计算受外荷载作用下试验桁架各杆件的轴力.有限元计算结果和试验数据对比分析可知,节点试件腹杆和弦杆轴力的试验平均值更接近半铰接模型的计算结果.进一步弹塑性分析表明,在一定的几何参数条件下,搭接节点腹杆轴力可以根据半铰接模型得到的腹杆内力比例和实际加载量确定.建议在后续的搭接节点试验中,可将非节点区域的腹杆壁厚加大,以便通过弹性方法直接反算杆件轴力.