关键词： Gels  

摘要： Mechanically interlocked molecules have unique intramolecular dynamics owing to the relative motion of different components. Although the characteristic molecular dynamics in solution can be controlled by the design of their components, this generally does not define the macroscopic material properties. We demonstrate that the size of the ring components in polyrotaxanes significantly affects the mechanical relaxation dynamics of their cross-linked gels through the relative translational motion of polymer chains and cross-links. We synthesized a size-mismatched polyrotaxane consisting of polyethylene glycol (PEG) and gamma-cyclodextrins (gamma-CDs) for comparison with a size-matched polyrotaxane with smaller rings of alpha-cyclodextrins (alpha-CDs). Each polyrotaxane was cross-linked in solution to form gels whose networked polymer chains could slide through the cross-links formed by the CDs. Viscoelastic measurements of the gels showed similar stress relaxation behaviors, with relaxation times considerably longer for gels with larger rings. Detailed analyses of the relaxation dynamics revealed that the stress relaxation corresponded to the dynamics of chain sliding through the cross-links and that the difference in dynamics is attributable to the difference in friction in the ring cavity. The increased friction is explainable by enhanced interactions caused by penetration of solvent molecules in the extra cavity of gamma-CD, as supported by NMR relaxation measurements and molecular modeling.

关键词： 三峡大学   学院   卓越工程师教育培养计划   材料成型及控制工程   机械设计制造及其自动化   核工程与核技术   机械工程专业   工业工程专业   本科学生   机械电子工程  

摘要： 2014年1月原机械与材料学院更名为机械与动力学院,学院现设有机械设计制造及其自动化、机械电子工程、材料成型及控制工程、工业工程、能源与动力工程、核工程与核技术六个本科专业,其中机械设计制造及其自动化为国家特色专业、第二批卓越工程师教育培养计划专业和省本科品牌专业,材料成型及控制工程为第三批卓越工程师教育培养计划专业。拥有机械工程-级硕士点、机械工程专业学位点、机械工程领域工程硕士点、工业工程专业学位点,机械制造及其自动化为湖北省重点学科。目前,在校全日制本科学生近2000人,在读研究生160余人,毕业生的一次就业率一直保持在90%以上。学院拥有水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室,工程训练中心等,实验室建筑面积1.2万

关键词： Cardiolipins/chemistry   Lipid Bilayers/chemistry   Molecular Dynamics Simulation   Neutron Diffraction   Phosphatidylcholines/chemistry   Scattering, Small Angle   Surface Tension   X-Ray Diffraction  

摘要： The detailed structural and mechanical properties of a tetraoleoyl cardiolipin (TOCL) bilayer were determined using neutron spin echo (NSE) spectroscopy, small angle neutron and X-ray scattering (SANS and SAXS, respectively), and molecular dynamics (MD) simulations. We used MD simulations to develop a scattering density profile (SDP) model, which was then utilized to jointly refine SANS and SAXS data. In addition to commonly reported lipid bilayer structural parameters, component distributions were obtained, including the volume probability, electron density and neutron scattering length density. Of note, the distance between electron density maxima D-HH (39.4 angstrom) and the hydrocarbon chain thickness 2D(C) (29.1 angstrom) of TOCL bilayers were both found to be larger than the corresponding values for dioleoyl phosphatidylcholine (DOPC) bilayers. Conversely, TOCL bilayers have a smaller overall bilayer thickness D-B (36.7 angstrom), primarily due to their smaller headgroup volume per phosphate. SDP analysis yielded a lipid area of 129.8 angstrom(2), indicating that the cross-sectional area per oleoyl chain in TOCL bilayers (i.e., 32.5 angstrom(2)) is smaller than that for DOPC bilayers. Multiple sets of MD simulations were performed with the lipid area constrained at different values. The calculated surface tension versus lipid area resulted in a lateral area compressibility modulus K-A of 342 mN m(-1), which is slightly larger compared to DOPC bilayers. Model free comparison to experimental scattering data revealed the best simulated TOCL bilayer from which detailed molecular interactions were determined. Specifically, Na+ cations were found to interact most strongly with the glycerol hydroxyl linkage, followed by the phosphate and backbone carbonyl oxygens. Inter-and intra-lipid interactions were facilitated by hydrogen bonding between the glycerol hydroxyl and phosphate oxygen, but not with the backbone carbonyl. Finally, analysis of the intermediate scatteri

ISBN: (纸本)9787121257704

关键词： 机械外骨骼   机械支撑   电气控制  

摘要： 机械外骨骼,是一种可以佩戴的动力辅助机器,类似甲壳类的外壳.可以在人体上佩戴,为机械设备提供额外的动力,可以提高士兵的耐力、速度、残疾人康复训练和负重行走的能力.它分为三部分:机械部分、软件部分、电气部分.机械部分的主要功能是承受载荷,保证系统能够实现运动的功能;该软件主要用于整个系统的数据采集和控制信号,电气部分主要用于电力系统,完成信号采集、发送和移动的功能.

关键词： 混合动力   机械传动   试验台   匹配  

摘要： 传统内燃机动力运输工具造成的污染日益严重。解决能源消耗的同时减少污染物的排放,成为了能源动力方向的研究热点。混合动力技术因具有低油耗低污染的特性在众多技术中最具优势和竞争力。在混合动力技术研究开发中,多采用理论和试验相结合的方式进行研究,而试验研究分为道路试验和试验平台试验(台架试验)两种类型。道路试验需要在专门的试验场地进行,占地面积广、建设投资大、维护费用高,而试验平台试验则占地面积小、建设投资少、易于维护。试验平台试验已经成为车企、研究机构及高校的首选的试验方式。在试验平台上开展混合动力相关的试验可以减少开发周期、节约试验成本。本文以混合动力系统试验技术为依托,在已有的混合动力系统的理论、试验研究的基础上,对混合动力试验平台进行了关键部件的匹配和分析。并运用数值计算的方法进行验证,为后期混合动力试验平台匹配及试验的研究提供了参考依据。论文主要创新点和研究工作如下:(1)参照国内已投入使用的混合动力系统实验平台方案,设计了可拆卸组合混联式、并联式和串联式的混合动力系统实验平台方案。通过组成部分的机械调整连接,该试验平台可开展混联式、并联式和串联式相关试验;(2)采用静态计算的方法对2种车型,3种不同的后桥传动比的惯性飞轮组进行了匹配计算。惯性飞轮组由包含了制动器、测功机、联轴器等转动件的转动惯量的3个轮片组成。可拆卸式的轮片组合可以满足不同传动比的试验要求。(3)通过计算得到各工况下所需加载的功率和转矩,将所得到的加载功率和扭矩与功率350k W、450k W测功机的功率和转矩进行对比。经过选型匹配计算后,确定功率为350k W的测功机机型为试验平台测功机。

关键词： 机械外骨骼   混合动力   设计   仿真   特性研究  

摘要： 基于煤矿工作环境的恶劣条件,个体环境控制系统的核心难点是人体承重能力与环控系统重量之间的矛盾,而机械外骨骼是突破这一矛盾的有效途径。同时,机械外骨骼的研究难点又在于其动力系统的研究。目前国内外机械外骨骼的动力系统主要以蓄电池供电,但其移动范围和负重重量受到蓄电池的容量和效率的限制。因此,如何配备持久高效的动力系统是急需解决的问题。针对以上问题,本文提出采用混合动力系统实现能源的长期高效供给,满足机械外骨骼长距离、高负重、频繁启停运动的供能需求。首先,本文利用临床医学步态分析数据(CGA)进行人体步态分析,计算出机械外骨骼运动时踝关节、膝关节和髋关节能量需求,以及整体运动能量需求,为混合动力系统的建立提供动力性指标。然后,通过动力系统方案对比,确定了机械外骨骼混合动力系统采用并联式布置,并且进行了耦合部件混合动力变送器的设计,同时对系统中所需设备进行参数匹配设计,从而建立起机械外骨骼混合动力系统试验台,并对其动力性能进行实验研究。接着,采用实验数据建模法,在Matlab/Simulink环境中建立机械外骨骼混合动力系统仿真模型,并分别对电动机、发动机、混合动力驱动三种工作模式进行仿真研究。最后将仿真结果与实验结果进行对比分析,修正仿真模型,验证仿真模型的正确性。最后,为了优化混合动力系统的设计,利用仿真实验和曲线拟合的优化方法,确定动力系统的核心参数,即电机功率与发动机功率的最佳混合度为1:3。同时制定混合动力系统采用电力辅助控制策略,确定了使发动机工作在最优经济区域的开关信号为电机电流值21A。通过本文的研究,最终建立起一套体积小、重量轻、效率高、清洁环保的混合动力系统,能够满足机械外骨骼在井下应用的各种工况能量需求。

关键词： Rubber  

摘要： In this study, the influences of sodium dodecyl sulfate (SDS) on the vulcanization process and mechanical performance of ethylene-propylene-diene-monomer rubber (EPDM)/graphene oxide (GO) nanocomposites are investigated. Torque values variations and activation energies of the vulcanization process are used to study possible interactions between GO and EPDM. An increase in physical interactions between EPDM macromolecules and GO nanosheets in the presence of SDS is observed through rheometry studies, as minimum torque and scorch time of the vulcanization process increased noticeably. Moreover, the maximum strength of the EPDM/GO nanocomposite in the presence of SDS is about 137% more than the mechanical strength of the EPDM/GO nanocomposite. Furthermore, the EPDM/GO nanocomposite is elongated up to 700% in the presence of SDS. A mechanism for the physical interactions between EPDM macromolecules and GO nanosheets and influences of SDS presence on such interactions is reported based on Fourier transform infrared spectroscopies.

关键词： 限位器-气囊-旋转机械系统   限位器   线性分段   混沌   分岔   稳定性  

摘要： 气囊隔振系统被广泛应用于舰船或潜艇上大型旋转机械的振动控制。然而,舰艇在航行时,有时会承受过大的外载荷,从而引起气囊隔振系统产生较大的变形,为此,采用含有限位器的气囊隔振器来控制系统动态响应。当气囊出现过大变形与限位器发生接触时,系统将会呈现出一些独特的非线性动力学现象。本文即针对这一问题,基于分析力学和非线性动力学的相关理论,采用理论建模与数值分析,研究气囊-旋转机械、限位器-气囊-旋转机械和具有双边限位器-气囊-旋转机械系统的动力学特性,重点分析各参数变化对限位器-气囊-旋转机械系统非线性动力学行为的影响。主要内容有:1.基于Lagrange方程建立了一个具有旋转机械的气囊隔振系统的非线性动力学模型,采用数值计算的方法重点分析了该系统的非线性动力学行为以及参数变化对系统动力学特性的影响。结果显示在低转速时,系统呈现出准周期运动特性;随着转速的增大,系统运动中出现混沌、周期3、5、7及准周期运动等一系列的非线性动力学现象。此外,系统的质量比、间隙比等参数的变化也会使系统的振动变得复杂,将会出现分岔、跳跃以及混沌等非线性现象。2.建立了限位器-气囊-旋转机械系统的非线性动力学模型,分析了耦合系统的非线性动力学特性。重点讨论了系统转速和间隙比等参数对限位器-气囊-旋转机械系统动力学特性的影响。结果表明:在较低转速下,系统的振幅相对较小,运动趋于稳定;而当转速增大到,系统的振动出现了类似于线性共振的特点;在较高转速时,系统的振幅有所减小,但运动呈现出混沌特征。3.建立了具有双边限位器-气囊-旋转机械系统的非线性动力学模型,研究了具有双边限位器-气囊-旋转机械耦合系统的非线性动力学行为。采用数值分析方法,探讨了由于双边限位器对系统非线性动力学特性的影响。重点分析了系统随转速变化引起的的分岔和混沌特性,结果表明系统在运行过程中存在周期运动、准周期运动和混沌运动等非线性现象。

关键词： 七功能机械手   水动力学   运动学   FOTRAN  

摘要： 在ROV作业的过程中机械手起到非常重要的作用,所有的作业都需要机械手完成,为了保证机械手的作业能力,建立了以D-H法为基础的ROV七功能机械手数学模型,通过运用Kane法对ROV七功能机械手进行了动力学分析,推导出具有外载荷的动力学方程,并通过运用Morison方程对ROV七功能机械手的水动力学进行了研究,并应用计算流体力学软件Fluent仿真计算了拖拽力系数.与Matlab机器人工具箱计算的结果进行了对比,从而验证了动力学模型的准确性,最后对ROV七功能机械手进行水动力学解算.