为研究泡沫铝填充方式、局部表面纳米化布局方式对薄壁结构吸能特性的影响,首先通过试验验证了有限元模型的正确性,其次探讨了梯度泡沫铝层数和不同密度的泡沫铝顺序对吸能结构的影响,最后分析了纳米化处理方式对吸能结构的影响。结果表明:增加梯度泡沫铝填充层数,可有效降低初始峰值载荷;密度顺序变化会显著改变初始峰值载荷,其中正向密度梯度填充的吸能效果最优。当局部表面纳米化处理面积为薄壁结构的60%时,在远离冲击端进行局部表面处理的结构冲击力效率最高,稳定性最好;分散纳米化处理区域不仅无法提高梯度泡沫铝填充薄壁结构的吸能效率,反而会增大初始峰值载荷,导致结构稳定性下降。
随着机械设备日趋复杂化与集成化,轴承在运行模式与环境方面的复杂性给故障诊断的准确性带来更大挑战。针对变转速工况下轴承振动特性发生变化,且噪声在时域和频域上双重干扰轴承故障特征成分,导致故障特征频率难以准确识别和提取的问题,提出一种阶比分析与长短期记忆网络相结合的轴承故障诊断方法。首先,设计有限脉冲响应(FIR)低通数字滤波器,对轴承振动信号进行时域平滑处理,以去除高频噪声;其次,对去噪后的轴承振动信号进行角度域重采样,将时域非平稳信号转换为角度域平稳信号,经快速傅里叶变换(FFT)得到阶比谱;再次,利用自相关降噪原理,在频域上滤除噪声和不相关谐波分量;最后,为更准确地提取轴承故障特征,将角度域信号作为输入建立长短期记忆网络分类器,判断轴承的故障类型。试验结果表明,所提方法在时域和频域上均能有效抑制噪声干扰,成功提取3倍频及以上的特征阶比成分与复合故障特征阶比成分,分类准确率达到99.597%。
针对锂电池剩余寿命预测精度较低的问题,提出一种结合多策略改进的北方苍鹰算法(INGO)、卷积神经网络(CNN)、门控循环单元(GRU)和注意力机制(Attention)的融合预测方法。首先对锂电池充放电数据进行特征提取并选定健康因子,其次通过INGO算法优化融合模型CNN-GRU-Attention的关键超参数,最后输入健康因子数据完成电池剩余寿命预测。通过NASA数据集进行试验验证,并和其他几组模型进行对比,结果表明,该方法具有良好的锂电池剩余寿命预测精度。
为解决机器人打磨系统在车体侧墙焊缝加工中的稳定打磨路径规划问题,建立机器人的奇异性与刚度性能模型,分析了使系统既不产生奇异、又能保持良好刚度性能的关节角范围;将车体侧墙与机器人打磨系统各部分按尺寸进行等效建模,探究了无碰撞条件;利用内接三角形法对机器人焊缝打磨轨迹进行路径规划。结果表明,兼顾奇异性和刚度性能得到关节2和关节3的角度范围分别为[20.63°, 123.82°]和[-0.57°, 62.48°],在此范围内求解加工轨迹,得到起始点为[0°, 30.38°, 38.59°, 0°,-54.80°, 180°]的弧线轨迹,可实现焊缝的稳定打磨。
电解水制氢已成为获取清洁能源的重要途径,但析氧反应(OER)催化反应速度较慢仍是制约电解水制氢大规模工业化应用的主要瓶颈。采用可控合成策略制备铁基纳米层片状催化剂解决上述问题,并对制备的催化剂进行电化学性能测试。结果表明,通过在铁钴基和铁镍基试样表面高温沉积二氧化铱(IrO2),可控制备具有纳米片状结构的铁钴/二氧化铱、铁镍/二氧化铱催化剂;OER测试显示,该类催化剂具有较低的过电位(0.31、0.44 V)和Tafel斜率(167.0、132.6 mV/dec)。将铁钴、铁镍基试样先经950℃热处理,再通过低温表面电沉积引入铁钴、铁镍原子,制备出具有表面纳米层状结构的铁钴、铁镍基催化剂;OER测试表明,此类催化剂具有较低的过电位(0.19、0.13 V)和Tafel斜率(212.6、125.7 mV/dec)。研究结果为设计高催化活性、低成本的OER催化剂提供了新的研究思路。
为降低柴油机排放,满足日趋严格的排放法规,首先在GT-SUITE软件中分别建立某机车柴油机在标定工况、中间工况和惰转工况下的一维模型,采用两种不同形式的米勒循环和压缩比调整方法,利用三工况稳态循环F循环“轨道牵引”比排放计算公式,分析NOx、CO和碳烟(soot)排放的变化规律。其次,通过试验设计(DOE)方法提高循环油量,保证采用米勒循环后的案例功率与原机相同;对比优化前后的排放特性,发现功率一致的前提下,NOx排放相比原机降低4.1%~33.6%。最后,综合3种排放物的变化趋势,提出多种降低排放的方案,以满足排放法规。
为探究冰雪环境下的车辆行车安全,提出基于行车动力学虚拟仿真试验的行车安全研究方法。选取车速、曲线半径和路面附着系数3个因素,以横向加速度、横向偏移、滚动角和横摆率4项指标作为车辆稳定性评价标准,使用CarSim软件构建动力学仿真模型,模拟冰雪条件下20种典型驾驶场景,分析各因素对车辆侧滑与侧翻的影响规律。研究结果表明,路面附着系数在0.10~0.20区间内,车辆易先发生侧滑;在0.21~0.35区间内,车辆则直接侧翻。综合3项影响因素分析,曲线半径对侧滑的影响最显著,而车速是引发侧翻事故的关键因素。研究成果可为道路线形参数的合理选取、动态限速措施的制定提供参考,为交通管理部门采取针对性措施提供理论依据。
石墨烯作为典型的二维材料,凭借超高热导率、优异电学性能和良好柔韧性,在温度传感领域展现出显著优势。温度传感是环境监测、医疗健康和微电子热管理领域的核心需求,其精度与响应速度直接影响系统的可靠性与智能化水平。系统梳理石墨烯温度传感器的研究现状,涵盖温度响应机制、石墨烯材料制备方法、器件加工与集成技术、典型应用场景等,在此基础上,进一步指出当前研究在材料稳定性、界面匹配、灵敏度提升及统一评价体系构建等方面仍存在不足,并展望了未来发展方向。综述总结了石墨烯温度传感器的研究进展与现存问题,旨在为后续灵敏度提升、工艺优化及应用拓展等相关研究提供思路。
以高熵(MgCoNiCuZn)O氧化物为研究对象,采用水热法结合煅烧工艺制备了不同Li掺杂的Lix(MgCoNiZnCu)_((1-x))O正极材料。对产物微观结构与电化学性能的分析结果表明:水热法得到的前驱体为高熵碳酸盐相,经煅烧后获得不同Li掺杂量的NaCl型球形颗粒高熵氧化物粉体;随着Li掺杂量的增加,颗粒粒径逐渐减小。当Li掺杂量为0.025 mol时,材料在0.1 A/g下的放电容量最高为565.4 F/g;随电流密度提高,电极的放电容量有所下降,但当电流密度恢复至0.1 A/g时,容量保持率可达95%。