关键词： Metastable zone width   EDTA   Induction period   FTIR spectroscopy   Optical band gap   Work hardening coefficient  

摘要： The pure ammonium dihydrogen phosphate (ADP) and ethylenediamine tetra acetic acid (EDTA) added ADP crystals were grown by isothermal evaporation method. The solubility of ADP was determined for five different temperatures. Metastable zone width of aqueous solutions of ADP saturated at different temperatures was determined by nucleation method in pure form and adding with 0.5 mol.% EDTA. The induction period tau was measured and experiments were performed at selected degrees of supersaturation (C/C*) and the critical nucleation parameters like interfacial energy (sigma), energy of formation of the critical nucleus (Delta G*) were calculated based on the classical theory of nucleation. The grown crystals have been subjected to study the structural, optical and mechanical properties. FTIR analysis has been carried out to characterize the grown crystals. The transmission spectra from (100) planes of the grown crystals show that the transmission increases from 55.86 to 83.23% due to addition of EDTA in the visible region and band gap was found to increase from 1.31 to 1.41 eV. The microhardness test was carried out on (100) plane. The load dependent hardness and work hardening coefficient were measured.

关键词： a   b: Fourier series coefficient   c: chord length   I_x   I_y   I_z: principal moments of inertia   p   q   r: rotational velocities   R_(BF): direction cosine matrix   et al   AUTOROTATION   vehicle   Data Collection Methods   Fourier series   Wing loading   Vehicle dynamics   Mechanical   geometry   flight data  

摘要： An experimental methodology intended to characterize the autorotation efficiency and vehicle dynamics of samara-like micro-air vehicles is presented. The scale inherent in these vehicles precludes the use of most conventional in situ sensors, so data collection is limited to external observation. The studies presented herein demonstrate a new technique for collecting flight data from a vision-based, motion-capture system. A test apparatus has been constructed to yield repeatable initial conditions, minimizing uncertainty of the samara's dynamic state prior to data collection. The test specimen is constructed of an ultraviolet-cured liquid polymer, which is dispensed and cured via the use of a rapid prototyping machine. The mechanical samaras in this study are compared on the basis of equal wing loading. The results of these experiments identify a geometry for a minimal descent rate as well as producing a quantitative Fourier series representation of the roll and pitch. In addition, a new relationship has been established, which elucidates trends in samara descent velocity not captured by wing loading or disk loading. This information will aid in the development and validation of an inflow model for the mechanical samara.

关键词： Hybrid model   Biofilm kinetics   Artificial neural network   Anaerobic biofilm reactor   Rate function model  

摘要： This work describes an alternative method for estimation of reaction rate of a biofilm process without using a model equation. A first principles model of the biofilm process is integrated with artificial neural networks to derive a hybrid mechanistic-neural network rate function model (HMNNRFM), and this combined model structure is used to estimate the complex kinetics of the biofilm process as a consequence of the validation of its steady state solution. The performance of the proposed methodology is studied with the aid of the experimental data of an anaerobic fixed bed biofilm reactor. The statistical significance of the method is also analyzed by means of the coefficient of determination (122) and model efficiency (ME). The results demonstrate the effectiveness of HMNNRFM for estimating the complex kinetics of the biofilm process involved in the treatment of industry wastewater. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

关键词： crystal-crystal transition   crystallization   isotactic-poly(1-butene)   mechanical property   molecular dynamics   solid-state NMR  

摘要： Isotactic-poly(1-butene) (iPB1) shows superior mechanical properties after crystal-crystal transitions. Recently, Miyoshi et al. found that crystalline stems in metastable tetragonal crystal perform uniaxial rotational diffusions accompanying side-chain conformational transitions in the fast motional limit (correlation time <10(-7) s;Macromolecules 2010, 43, 3986-3989.). In this study, molecular dynamics in stable trigonal crystal is investigated by solid-state nuclear magnetic resonance, which indicates that crystalline stems and side-chain conformations are completely fixed up to melting points ( > 10 s). In addition, lamellar thickness, < I > of iPB1 and a low isotacticity iPB1 (low_iPB1) with < mmmm > = 78%, respectively, were investigated by small-angle X-ray scattering. The low_iPB1 sample shows very week supercooling dependence of < I > (similar to 5 nm), whereas iPB1 shows strong supercooling dependence of < I > (10-28 nm). On the basis of molecular dynamics and < I > results, molecular dynamics effects on structures and unique mechanical property of iPB1 are discussed. Polymer Journal (2012) 44, 65-71;doi:10.1038/pj.2011.66;published online 10 August 2011

关键词： Gas hydrate   CO2 recovery   Energy storage   Simulation   Nucleation   Growth   Kinetics  

摘要： A rigorous mechanistic model for predicting gas hydrate formation crystallization kinetics is presented and the special case of CO2 gas hydrate formation regarding CO2 recovery and sequestration processes has been investigated by using the proposed model. A physical model for prediction of secondary nucleation rate is proposed for the first time and the formation rates of secondary nuclei by crystal-crystal collisions and crystal-impeller collisions are formulated. The objective functions for simultaneous determination of nucleation and growth kinetics are presented and a theoretical framework for predicting the dynamic behavior of gas hydrate formation is presented. Predicted time variations of CO2 content, total number and surface area of produced hydrate crystals are in good agreement with the available experimental data. The proposed approach can have considerable application for design of gas hydrate converters regarding energy storage and CO2 recovery processes. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

关键词： 装载机   混合动力   实时优化   控制策略   参数匹配   遗传算法  

摘要： 装载机是当今机械化施工不可或缺的土方工程设备，广泛地应用于基本建设的各个领域，但是由于其能耗过高，因此在能源紧缺和环境污染日趋严重的今天，对装载机的节能研究对当前社会具有重要的现实意义。 为了实现工程机械节能降耗、降低废气排放，目前世界各国的工程机械制造商已经将混合动力技术应用到工程机械中，并使混合动力工程机械成为该领域的一个重要发展方向。而我国在这方面的技术研究才刚刚起步，因此，开展具有前瞻性、预见性、高效环保的混合动力技术的研究，能够为我国研制出具有自己知识产权的混合动力工程机械提供必要的理论和技术支持，这对我国的工程机械未来的发展具有重要意义。 本文围绕装载机混合动力系统节能控制及参数优化问题进行了深入的研究。论文首先确定了装载机并联混合动力的结构形式和参数，采用了实时优化控制策略对装载机的混合动力系统进行控制，并通过对装载机的混合动力系统的建模和仿真检验了实时优化控制策略的控制效果，最后应用遗传算法对混合动力系统的参数进行优化。 各章内容分述如下： 第1章绪论。阐述了课题的背景及研究意义，介绍了国内外装载机发展历程和研究现状，简述了混合动力技术的研究内容和发展现状以及混合动力技术在工程机械领域中的发展状况。通过对混合动力技术在工程机械领域应用状况分析，提出了本文的研究内容。 第2章装载机混合动力系统的研究。介绍了装载机传动系统的组成及特点，分析了装载机的负载工况特点；通过分析装载机传动系统的特点及不同混合动力结构形式的比较，选用同轴并联混合动力系统结构作为驱动结构，阐述了混合动力系统中主要元件的工作特性，并且比较了不同蓄能装置的优缺点，确定超级电容作为系统的蓄能装置。 第3章装载机并联混合动力系统的控制策略研究。介绍了目前应用于汽车和工程机械领域混合动力系统的控制策略，借鉴了上述领域的成功经验，根据装载机的实际工况特点，提出采用实时优化控制策略对装载机的混合动力系统进行控制。根据混合动力系统中超级电容电能的存储和消耗情况，本文定义了电能未来补偿工况和未来电能消耗工况；为保证超级电容能够工作在高效的工作区间，通过引入惩罚函数对其工作区间进行约束，并且建立了实时优化控制策略的目标函数。 第4章装载机混合动力系统的仿真研究。建立了并联式混合动力系统的仿真模型，并分别对主要部件发动机、电动/发电机和超级电容器进行建模。分别采用逻辑门限和实时优化控制策略对混合动力系统进行仿真研究，并比较这两种控制策略的节能效果，仿真结果表明，实时优化控制策略的节能效果更好。 第5章装载机混合动力系统的参数匹配。应用遗传算法对装载机混合动力系统进行参数匹配，使用匹配后的参数重新进行仿真，仿真结果表明，装载机的动力参数未优化时的燃油节油效果约为5%，经优化之后提高至10%左右，实现了节约燃油的目标。 第6章总结了本文的主要研究成果和对以后研究工作的展望。

关键词： 柔性多体系统   刚-柔耦合   动力学   变截面梁   固有频率   柔性机械臂   柔性杆   柔性铰   动力刚化   数值仿真  

摘要： 本文对柔性多体系统中的刚-柔耦合问题以及空间多杆柔性机械臂的动力学建模理论进行了研究。 在柔性多体系统动力学中,传统的零次近似耦合模型在建模过程中直接套用了结构动力学中的小变形假设,忽略了大位移刚体运动与小位移弹性变形之间的高阶耦合项。当系统的大范围运动为高速时,零次近似耦合模型的计算结果将出现发散。为此,国内外众多学者对刚-柔耦合问题进行了研究,并提出了较为精确的一次近似耦合模型。一次近似耦合模型考虑了柔性体大范围刚体运动与其自身变形之间的耦合,解决了零次近似耦合模型的“动力刚化”问题,然而其在建模过程中采用了小变形假设,对动力学方程进行了简化,因此无法处理柔性体的大变形问题。为此,本文基于一次近似耦合模型的理论基础,提出了更为精确的一次耦合模型。 本文以做大范围旋转运动的中心刚体-柔性悬臂梁系统为例对刚-柔耦合建模理论进行了研究,考虑柔性梁横向弯曲变形以及纵向伸长变形,且在纵向位移中计及由于横向变形而引起的纵向缩短项,即非线性二阶耦合变形项。采用假设模态法描述变形,运用第二类Lagrange方程建立了系统的一次耦合动力学方程。在方程中保留了一次近似耦合模型中所省略的二阶耦合变形项的高阶量,由此得到的动力学方程不仅能适用于柔性梁的小变形问题,也同样适用于大变形问题。在此理论基础上,将模型拓展到中心刚体-变截面梁系统以及梁上任意位置带有附加质量的中心刚体-悬臂梁系统。 在一次近似耦合模型的基础上,对做大范围旋转运动的中心刚体-悬臂梁系统的横向弯曲固有频率进行了分析。对动力学方程进行了无量纲化,从固有频率的角度解释了零次近似耦合模型发散的机理。研究了悬臂梁上附加质量的位置、质量、转动惯量对系统固有频率的影响以及变截面梁的结构变化对系统固有频率的影响。 在一次耦合模型的基础上,对做大范围旋转运动的中心刚体-悬臂梁系统的动力学特性进行了研究,比较了一次耦合模型、一次近似耦合模型、零次近似耦合模型之间的差异,并验证了一次耦合模型在大变形条件下的适用性。 基于一次耦合模型的理论基础,对由n个柔性杆和n个柔性铰组成的空间多杆柔性机械臂的动力学建模理论进行了研究。不但考虑了杆件的拉伸、弯曲以及扭转变形,且在纵向位移中计及由于横向变形而引起的纵向缩短项,即非线性二阶耦合变形项。将柔性铰的柔性简化为线弹性扭簧,考虑柔性铰的质量,运用递推拉格朗日动力学方法得到空间多杆柔性机械臂的刚-柔耦合动力学方程。在此基础上编制了通用的空间柔性机械臂的动力学仿真软件,并对平面单杆柔性机械臂、空间多杆柔性机械臂、平面柔性折杆、平面柔性曲杆进行了动力学仿真计算。通过数值仿真算例验证了理论模型的正确性,说明了在建模过程中考虑杆件的“动力刚化”效应、扭转效应、以及铰的柔性的重要性。

关键词： ANSYS   模态分析   结构改进   实验验证  

摘要： 大型立式玻璃清洗机是节能玻璃深加工的关键设备之一,目前,国产大型立式玻璃清洗机尚属空白,长期依赖进口。本课题研究对于加快大型立式玻璃清洗机的国产化进程,提高我国节能玻璃生产行业的创新能力和装备水平,具有重要的推动作用。 机械设备振动现象的发生和其振型和固有频率有密不可分的关系。为了改善振情况,避免共振,确保清洗机的工作质量和运行状态,就必须对其关键机构进行动力学分析。本文运用ANSYS软件对风刀进行了模态分析,得出了风刀的固有频率和相应的振型,分析了风刀振动问题的原因,并根据模态分析的结果对风刀结构进行了改进。通过对改进后的风刀进行模态分析,和改进前的结果进行了对比,从理论上验证了风刀结构改进的合理性。改进后的实际效果,本文通过测试改进前后风刀工作过程中的振动幅度和频率的变化,从实践上证明了结构改进的可行性和有效性。在设备工作过程中我们也能很直观的得到这个结论。 同时,本文还对清洗机传送机构进行了动力学分析,对玻璃传送过程的平稳性和可靠性做了研究。玻璃传送机构是贯穿于整条生产线的关键机构,其性能的好坏将直接影响某设备甚至整条生产线的效率。在玻璃清洗机中,玻璃完成传送,首先要保证玻璃能够克服传送过程中的摩擦阻力和夹送辊间的预紧力产生的阻止玻璃进入夹送辊的力,然后才能由夹送辊完成此段玻璃传输任务。在传输过程中,夹送辊的预紧力提供的摩擦力要有足够的动力克服传送段玻璃和设备其他部位间的阻力,因此,夹送辊的预紧力选定要有一个平衡。夹送辊两端由弹簧提供夹紧力,由于玻璃尺寸会因客户要求而变化,所以.如何选取合理的刚度系数和预紧力,关系到夹送辊面向不同尺寸玻璃时的传送能力。综上所述,课题还对夹送辊弹簧的预紧力和刚度系数进行了讨论,得出了预紧力和刚度系数的选择规律。

关键词： 机械式变速器   无动力中断   换挡特性   换挡品质  

摘要： 无动力中断机械式自动变速器（UST-Uninterrupted Shift Transmission）是汽车自动变速器领域一种具有原始创新性和自主知识产权的新型传动方案。UST在吸收平行轴-齿轮成熟传动技术的基础上，采用以类似于可控超越离合器的多模可控换挡器（MCS-Multimode Controlled Shifter）为核心构建的双MCS总成替代双离合器变速器（DCT-DualClutch Transmission）中的双离合器总成，通过操纵双MCS工作模式与预挂挡装置（同步器）的合理组合和切换，使UST实现无动力传输中断的挡位切换，既克服了机械式自动变速器（AMT-Automated Manual Transmission）换挡时动力中断的缺点，又避免了液力式自动变速器（AT-Automatic Transmission）和DCT动力换挡时必须进行的复杂搭接控制。 UST传动系统采用与AMT和DCT相似的基础结构，即保留相同或采用相似的拓扑布局、众多部件和总成。平行轴式齿轮传动在国内具有良好的技术基础和产业基础，因而UST具有技术和生产继承性好的特点。 本文以新型无动力中断机械式自动变速器UST为研究对象，综合运用理论分析、建模仿真和实验研究等手段对其操作方法、换挡特性、传动系统控制策略和换挡品质的综合优化等进行了较深入和系统的研究，主要研究工作包括： 从MCS工作原理及特性入手对UST具体技术方案进行研究，分析了双MCS总成的运动学特性，阐明了各种工况下基于MCS工作模式切换的UST换挡原理和操作方法。 设计并研制了UST功能样机，搭建了UST功能验证实验平台，进行了UST的换挡功能试验。试验结果表明UST实现了方案所设计的换挡时动力传输不中断的功能。 建立了基于试验测试数据的发动机动态转矩模型和MCS动态模型，搭建了包括发动机、离合器、变速器和整车动力学模型的UST整车传动系统动力学模型。基于发动机油耗实测数据和整车参数，设计了UST标准换挡规律和最佳经济性换挡规律。在Matlab/Simulink仿真软件平台上，搭建了UST整车仿真控制模型和平台仿真控制模型。通过仿真与试验结果的对比验证了UST系统动力学模型和仿真控制模型的正确性。应用UST整车仿真控制模型进行了UST换挡的整车实例仿真。 针对换挡功能试验和UST整车实例仿真中所表现出的换挡冲击问题，深入分析了UST换挡过程中的独特动力学特性，并针对UST升、降挡冲击不同的产生原因，分别设计了UST专有的升、降挡控制策略，并分别应用于仿真模型和实验平台。通过对不同仿真及试验结果的对比分析，所设计的升、降挡控制策略对于解决UST换挡冲击问题的有效性得到了验证。 提出了包括换挡平顺性评价指标和离合器磨损评价指标的UST换挡品质综合评价指标。针对UST升挡控制策略存在的仅考虑换挡平顺性的缺陷，提出了考虑通过在离合器滑磨过程中进行恰当的动力源输出转矩控制以减小离合器磨损的UST升挡优化控制策略。以换挡品质综合评价指标最优化为目标，应用智能优化方法求解了相关的控制参数。采用所提出的优化控制策略和求解得到的控制参数在UST实验平台上进行了升挡试验，试验结果验证了UST升挡优化控制策略和基于遗传算法的换挡参数优化方法的有效性。 本文通过理论分析、建模仿真和实验研究穿插进行的方法，对UST的操作方法、动态换挡特性、换挡控制策略和换挡品质的综合优化进行了较深入和系统的研究。分析、仿真和试验结果具有较好的一致性，为下一步UST的产品开发和在整车上的应用提供了理论基础和技术指导。

关键词： Definitions   Emission   Isolators   Machines   Mechanical engineering   Pipelines   Supporting structures   Testing   Transfer of vibrations   Transmission   Vibration   Vibration intensity   Vibration measurement  

标准号: ISO 18312-2-2012