Mecanum轮全向AGV轨迹跟踪级联控制器设计

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作者 文生平 苏毅龙 瞿弘毅 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期49-61,共13页

针对四Mecanum轮驱动的自动导引车(AGV)的轨迹跟踪控制问题,设计了一种模型预测控制(MPC)和自适应滑模控制(SMC)级联的控制器,来改善控制精度和稳定性,提高控制过程的层次性、针对性和有效性。在运动学层面,建立了AGV轨迹跟踪误差模型,... 针对四Mecanum轮驱动的自动导引车(AGV)的轨迹跟踪控制问题,设计了一种模型预测控制(MPC)和自适应滑模控制(SMC)级联的控制器,来改善控制精度和稳定性,提高控制过程的层次性、针对性和有效性。在运动学层面,建立了AGV轨迹跟踪误差模型,将其转化为二次规划问题,并加入约束条件,配合模型预测控制的滚动优化来在线求解二次规划的最优解,将AGV位姿误差转化为轮子转速的期望输出;在动力学层面,采用滑模控制得到轮子的输出力矩,实现轮子对期望转速的跟踪,引入具有快速准确逼近能力的极限学习机(ELM)神经网络对模型不确定性和未知干扰进行在线观测,并与滑模控制相结合自适应抵消干扰,进一步提高控制器的鲁棒性。在余弦扰动和脉冲干扰下对控制器进行仿真验证,并将结果与PID控制结果进行对比,发现MPC+SMC级联控制器的跟踪效果具有明显优势;与采用径向基函数(RBF)神经网络观测的级联控制器的对比表明,采用ELM观测器的控制器对干扰的鲁棒性更强,在各转速条件下与干扰曲线的拟合度均超过95%,其跟踪误差在多项指标上相比其他方法小1个数量级,最大位置偏差仅为毫米级。轨迹跟踪样机实验结果验证了该控制器的实用性和可行性。 展开更多

关键词 MECANUM轮 轨迹跟踪 模型预测控制 滑模控制 极限学习机

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UHMWPE模压成型方法与技术进展 被引量：1

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作者 李璞 胡松喜 +1 位作者 杨森泉 何和智 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期111-115,共5页

目前,性能较好的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)制品得到了广泛应用,但是,由于UHMWPE的黏度较高,难以输送、塑化和成型。模压成型是UHMWPE制品最主要的成型方式之一。首先,对最常用的普通静态模压(CM)成型方法进行陈述,分析并总结了成型温度... 目前,性能较好的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)制品得到了广泛应用,但是,由于UHMWPE的黏度较高,难以输送、塑化和成型。模压成型是UHMWPE制品最主要的成型方式之一。首先,对最常用的普通静态模压(CM)成型方法进行陈述,分析并总结了成型温度、成型周期、成型压力以及冷却速率等模压成型参数对CM成型UHMWPE制品微观结构和性能的影响,发现,CM成型存在成型周期长、能耗高以及制品难以兼具良好的力学强度和耐磨性能等问题;其次,阐述了UHMWPE高速冲击(HVC)模压和超声模压的成型原理和特点,发现,引入动态力场后,能降低成型温度、缩短成型周期和减少能耗,但是,由于HVC成型UHMWPE制品韧性较差,超声模压成型制品力学强度较低。因此,动态模压成型方法是UHMWPE制品高效成型的重要研究方向之一。 展开更多

关键词 超高相对分子质量聚乙烯 模压成型 高速冲击模压 超声模压成型 进展

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基于STM32的动态注塑信号调节器设计 被引量：1

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作者 宋建 李钰 蔡国强 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第3期33-37,49,共6页

文中设计了一种基于STM32芯片与UCOSIII操作系统的动态注塑信号调节器。采用DDS芯片AD9833与数字电位器MCP41010配合实现了P/Q信号的发生与调幅;采用运算放大器OP07组成的加法器实现P/Q振动信号与P/Q静态信号的合成;基于RS485接口与Mod... 文中设计了一种基于STM32芯片与UCOSIII操作系统的动态注塑信号调节器。采用DDS芯片AD9833与数字电位器MCP41010配合实现了P/Q信号的发生与调幅;采用运算放大器OP07组成的加法器实现P/Q振动信号与P/Q静态信号的合成;基于RS485接口与Modbus通讯协议实现动态注塑信号调节器与上位机的实时通讯;基于emWin图形库设计了人机交互界面,可以在触摸屏上设定选定注塑参数。试验测试表明:动态注塑信号调节器能够根据上位机反馈的通讯信息在不同工序下输出不同波形、频率与幅值的P/Q动态注塑信号,满足泵控液压激振系统与动态注塑的应用需求。 展开更多

关键词 STM32 注塑机 动态注塑 液压激振 UCOSIII

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基于多源数据融合与卷积长短期记忆神经网络的聚合物挤出过程熔体密度监测方法 被引量：2

4

作者 张彬彬 陈祝云 +1 位作者 张飞 晋刚 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期54-62,共9页

聚合物挤出过程中熔体密度是影响产品质量的关键因素。由于挤出加工过程的高温、高压复杂工况,寻求能准确、在线监测聚合物挤出过程中熔体密度的方法是一个具有挑战性的问题。尽管基于机器学习的质量监测方法提供了一种解决方案,但在聚... 聚合物挤出过程中熔体密度是影响产品质量的关键因素。由于挤出加工过程的高温、高压复杂工况,寻求能准确、在线监测聚合物挤出过程中熔体密度的方法是一个具有挑战性的问题。尽管基于机器学习的质量监测方法提供了一种解决方案,但在聚合物挤出加工过程中,由于数据类型、工艺参数、操作环境等多变性因素的影响,传统的机器学习方法可能难以捕捉聚合物加工中不同输入参数和输出质量参数之间的复杂关系,使得监测任务难以获得理想的准确性。本文提出了一种基于多源数据融合与卷积长短期记忆神经网络(CNN–LSTM)的熔体密度监测方法,用于在线监测聚碳酸酯–丙烯腈–丁二烯–苯乙烯共聚物(PC/ABS)共混体系的熔体密度。首先,通过实时采集安装在挤出机模头处的近红外、拉曼及超声3种传感器数据,对3种传感数据进行预处理并融合后作为输入;然后,通过合理设计的网络结构,构建CNN–LSTM监测模型,利用CNN的特征提取能力与LSTM的预测能力,最终实现对聚合物共混过程中的熔体密度的实时监测。基于独立开发的多源传感数据实时采集装置获取的数据,利用所提方法对PC/ABS共混挤出过程的熔体密度进行实时监测,结果表明:本文方法能够准确监测聚合物熔体密度,其在测试集上的均方根误差和决定系数分别为0.975 5、0.006 3 g/cm3,比传统的卷积神经网络方法、长短期记忆网络方法、岭回归方法、偏最小二乘回归方法、多层感知机方法和支持向量机回归方法具有更高的预测精度;本文方法的10次输入平均预测时间为1.523 5 s,能够满足实际生产过程的实时监测。综上所述,所提出的基于多源数据融合与CNN–LSTM的熔体密度监测方法显著提高了聚合物挤出过程中熔体密度的实时监测精度,为挤出过程中聚合物的质量提供了可靠的技术支持。 展开更多

关键词 聚合物挤出加工 熔体密度 多传感器数据融合 卷积长短期记忆神经网络 在线监测

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基于特征选择和贝叶斯优化 LightGBM 的注塑制品尺寸预测 被引量：11

5

作者 宋建 陈广森 +1 位作者 陈敬福 徐百平 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期54-60,共7页

提出了一种基于Pearson相关系数特征选择和经贝叶斯优化的LightGBM算法模型对注塑制品的尺寸进行回归预测的方法。首先对注塑数据预处理,计算各特征与待预测注塑制品尺寸的Pearson相关系数,筛选出与注塑制品尺寸相关性较强的特征,然后... 提出了一种基于Pearson相关系数特征选择和经贝叶斯优化的LightGBM算法模型对注塑制品的尺寸进行回归预测的方法。首先对注塑数据预处理,计算各特征与待预测注塑制品尺寸的Pearson相关系数,筛选出与注塑制品尺寸相关性较强的特征,然后使用经贝叶斯优化的LightGBM算法对处理后的数据进行训练和测试。通过与随机森林、支持向量机以及人工神经网络算法进行对比验证,发现所提出的贝叶斯优化LightGBM算法比其它三种算法具有更高的预测精度,且能准确反映尺寸的变化趋势。 展开更多

关键词 注塑 贝叶斯优化 LightGBM算法 尺寸预测

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基于计算机视觉的轴承滚子表面缺陷在线检测系统 被引量：13

6

作者 文生平 周正军 +1 位作者 张啸言 陈志鸿 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期76-87,共12页

通过分析轴承滚子中最常见的几种表面缺陷类型,设计了针对性的缺陷检测算法,将传统计算机视觉方法与深度学习相结合,并采用改进的RetinaNet模型,实现了轴承滚子的表面缺陷检测。实验结果表明:文中方法的准确率达95%以上;相较于传统的缺... 通过分析轴承滚子中最常见的几种表面缺陷类型,设计了针对性的缺陷检测算法,将传统计算机视觉方法与深度学习相结合,并采用改进的RetinaNet模型,实现了轴承滚子的表面缺陷检测。实验结果表明:文中方法的准确率达95%以上;相较于传统的缺陷检测方法,文中方法在准确率、召回率与F1-score上均有一定提升。 展开更多

关键词 轴承 表面缺陷 在线检测 深度学习 卷积神经网络

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基于参数化水平集方法的微结构拓扑优化设计 被引量：6

7

作者 魏鹏 范海坚 +1 位作者 李雪平 苏成 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期471-478,共8页

相比于单一材料,复合材料具有轻质高强等优点,拓扑优化方法是设计复合材料的方法之一。本文采用改进的参数化水平集方法,更新了水平集迭代格式,并应用水平集带方法在优化过程中引入中间密度,使水平集方法与变密度法无缝结合以改善水平... 相比于单一材料,复合材料具有轻质高强等优点,拓扑优化方法是设计复合材料的方法之一。本文采用改进的参数化水平集方法,更新了水平集迭代格式,并应用水平集带方法在优化过程中引入中间密度,使水平集方法与变密度法无缝结合以改善水平集方法的拓扑寻优能力,降低其初始设计依赖性。本文以最大化体积模量、剪切模量和负泊松比作为材料设计目标,结合均匀化方法预测材料的宏观等效性能,研究了不同体积分数、多种初始设计及水平集带方法的引入对优化结果的影响,并得到了多种满足不同目标函数的微结构拓扑形式。数值算例验证了本文方法在复合材料微结构设计问题中的有效性。 展开更多

关键词 拓扑优化 材料设计 水平集方法 均匀化方法

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基于Stacking集成学习的注塑件尺寸预测方法 被引量：9

8

作者 宋建 王文龙 +1 位作者 李东 梁家睿 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期19-26,共8页

机器学习算法能够处理高维和多变量数据,并在复杂和动态环境中提取数据中的隐藏关系,在注塑件尺寸预测中具有很好的应用前景。注塑件尺寸预测系统的性能取决于机器学习算法的选择,然而,传统的机器学习算法在实际应用中不能达到很好的预... 机器学习算法能够处理高维和多变量数据,并在复杂和动态环境中提取数据中的隐藏关系,在注塑件尺寸预测中具有很好的应用前景。注塑件尺寸预测系统的性能取决于机器学习算法的选择,然而,传统的机器学习算法在实际应用中不能达到很好的预测效果。为此,文中提出了一种基于Stacking集成学习的融合模型,首先采用优化的特征选择方法获得最佳的特征数量,然后通过对比分析单一模型的关联度和预测效果、不同Stacking学习器组合方式下模型的预测效果,得到预测性能最佳的模型,该模型的基学习器为极端梯度提升树(XGB)、轻量级梯度提升树(LGB)、核岭回归,元学习器为弹性网络回归。测试结果表明:该模型在注塑件尺寸预测方面的均方根误差和平均绝对误差较XGB和LGB模型分别降低了16%和20%左右,较传统支持向量机模型分别降低了45.22%和46.48%,同时模型预测结果可根据特征解释回溯到实际生产中,为制造工艺和工序的优化提供决策指导。 展开更多

关键词 注塑成型 预测 机器学习 集成学习 STACKING

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稻壳灰/PLA生物可降解复合材料的应用 被引量：6

9

作者 曹贤武 李育萍 何光建 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期111-116,共6页

采用聚乳酸(PLA)和稻壳灰(RHA)作为原料,用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂KH560)对RHA进行表面改性处理,通过密炼机熔融共混制备生物可降解复合材料。利用万能试验机、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)、旋转流变... 采用聚乳酸(PLA)和稻壳灰(RHA)作为原料,用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂KH560)对RHA进行表面改性处理,通过密炼机熔融共混制备生物可降解复合材料。利用万能试验机、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)、旋转流变等设备对改性PLA塑料的微观形貌、力学性能和热性能等进行表征。研究结果表明,2种稻壳灰均能提升PLA的模量,其中,PLA/RHA25的拉伸模量与纯PLA相比提升了78%,PLA/RHA-KH25的弯曲模量约提升了一倍。经表面处理的RHA能够提高其与塑料基体的相容性,使力学强度下降幅度减小,扫描电镜图片与旋转流变测试结果均表明,改性后的RHA与PLA的界面相容性得到明显提升,且稻壳灰能改善PLA结晶度低、结晶速度慢的缺点。其中,改性后的RHA最高可使PLA复合材料结晶度提升4倍,而RHA仅提升了1倍。 展开更多

关键词 稻壳灰 PLA 表面改性 界面相容性 性能

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四元共聚热塑性聚酰亚胺的合成与表征 被引量：3

10

作者 曹贤武 韦创 +1 位作者 何光建 文江维 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期73-79,共7页

为了提高聚酰亚胺的热塑性,制备兼具优异热塑性与耐热性的聚酰亚胺材料,以均苯四甲酸二酐(PMDA)与3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐(s-BPDA)为二酐、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)与2,2′-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)为二胺,通过两步法成... 为了提高聚酰亚胺的热塑性,制备兼具优异热塑性与耐热性的聚酰亚胺材料,以均苯四甲酸二酐(PMDA)与3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐(s-BPDA)为二酐、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)与2,2′-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)为二胺,通过两步法成功制备了一系列四元共聚热塑性聚酰亚胺,并研究了刚性联苯基团与柔性单体、侧甲基的协同作用对聚酰亚胺材料性能的影响。利用FTIR、XRD、DMA和TGA等测试手段对材料的分子结构、热塑性和耐热性等进行了表征。结果表明:该系列四元共聚聚酰亚胺具有良好的热塑性与耐热性,其中当二酐与二胺的摩尔分数比(PMDA∶s-BPDA∶ODA∶BAPP)为70∶30∶70∶30时,该材料表现出优异的热塑性和耐热性,同时在非质子极性溶剂中表现出较好的溶解性,极大地提高了聚酰亚胺在溶剂或熔融状态下的加工性能。 展开更多

关键词 热塑性聚酰亚胺 四元共聚 BAPP 热稳定性

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脉振频率对脉振模压成型UHMWPE结构与性能的影响 被引量：1

11

作者 胡松喜 冯彦洪 +1 位作者 殷小春 邹新良 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期144-154,共11页

现有超高分子量聚乙烯(UHMWPE)静态成型方法普遍存在成型周期长、能耗高、极易出现热分解等问题,其制品的初生相特征结构被彻底消除使其难以同时具有良好的力学性能和耐磨性能。为此,文中采用脉振模压(PVM)成型技术,在低温下高效地制备... 现有超高分子量聚乙烯(UHMWPE)静态成型方法普遍存在成型周期长、能耗高、极易出现热分解等问题,其制品的初生相特征结构被彻底消除使其难以同时具有良好的力学性能和耐磨性能。为此,文中采用脉振模压(PVM)成型技术,在低温下高效地制备了UHMWPE样品(PVM-UHMWPE),并研究了熔融热压阶段不同脉振频率对PVM-UHMWPE样品微观结构与宏观性能的影响规律。结果表明:脉振模压作用引起UHMWPE颗粒相互摩擦,能促进UHMWPE颗粒界面熔合,实现低温成型,这能保留UHMWPE初生相高规整度、高结晶度的特征结构,从而提高样品的整体结晶度和晶片厚度;随着熔融热压阶段脉振频率的增大,脉振作用增强,UHMWPE颗粒界面固结质量提高,PVM-UHMWPE的屈服强度、拉伸模量、断裂强度和断裂功均得到改善,但当脉振频率超过3.0 Hz后,脉振作用对UHMWPE初生相高规整度、高结晶度特征结构的破坏程度加剧,使PVM-UHMWPE的整体结晶度和熔点均降低,在未能进一步增强断裂韧性的同时,致使样品的拉伸模量下降;相对于成型周期长一倍、成型温度高40℃的普通模压样品(CM-210℃-60min),成型温度为170℃、熔融热压阶段脉振频率为3.0Hz的PVM-UHMWPE样品(PVM-170℃-3.0 Hz)的屈服强度、拉伸模量分别提升了大约9%和23%,磨损率和磨损指数分别下降了大约24%和22%,即相对于CM-210℃-60 min样品,PVM-170℃-3.0Hz样品具有更高的机械强度和更好的耐磨性能。 展开更多

关键词 超高分子量聚乙烯 低温高效成型 脉振模压 脉振频率 结晶度 力学性能 耐磨性能

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基于近红外光谱的废杂塑料分类 被引量：5

12

作者 文生平 张豪 +1 位作者 李建军 陶一文 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期155-161,174,共8页

塑料制品因其成本低廉且性能优良而广泛的应用于各行各业的方方面面,本质是高分子聚合物。但由于塑料在自然条件下降解困难且回收成本较高、回收效率较低,对环境造成了严重的影响。为解决塑料高效低成本的回收再利用问题,本文提出了一... 塑料制品因其成本低廉且性能优良而广泛的应用于各行各业的方方面面,本质是高分子聚合物。但由于塑料在自然条件下降解困难且回收成本较高、回收效率较低,对环境造成了严重的影响。为解决塑料高效低成本的回收再利用问题,本文提出了一种基于近红外光谱技术,并结合当今前沿的机器学习技术的废杂塑料识别和分类系统。该系统采用基尼指数对近红外光谱进行特征波数选择,从而去除冗余数据。基于knn、LightGBM和神经网络建立单一的塑料分类模型,并采用随机搜索、遗传算法等算法对超参数进行优化。针对单一模型的不足之处,采用基于Stacking集成学习框架进行模型融合,进一步提高识别准确率和效率。结果表明该系统具有重要的实际运用价值和广阔的市场前景。 展开更多

关键词 废杂塑料识别 近红外光谱 机器学习 模型融合

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脉振模压成型对UHMWPE中空制件结构与性能的影响

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作者 冯彦洪 王瑞松 +2 位作者 殷小春 邹新良 林城 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期142-148,共7页

为了提高超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中空制件的机械性能和耐磨性能,采用自主研制的中空制件成型模具,在模压成型过程中引入脉冲振动,使物料在脉冲压力下实现成型,并通过拉伸测试、砂浆磨耗测试、热分析测试、密度测试和2D-WAXD(二维广角... 为了提高超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中空制件的机械性能和耐磨性能,采用自主研制的中空制件成型模具,在模压成型过程中引入脉冲振动,使物料在脉冲压力下实现成型,并通过拉伸测试、砂浆磨耗测试、热分析测试、密度测试和2D-WAXD(二维广角X衍射仪)测试,研究脉冲振动对制件微观结构及宏观性能的影响,同时与静态成型条件下的中空制件对比。结果表明:在致密化阶段施加脉冲振动可有效提高制品的致密化程度;在冷却结晶阶段施加脉冲振动时,制品的取向度与结晶度均得到提高。脉振条件下成型制件的拉伸性能和耐磨性能均优于静态条件下成型的制件。 展开更多

关键词 超高分子量聚乙烯 脉冲振动 中空制件 模压成型

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汽车用注塑件轻量化方法与技术进展

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作者 曹贤武 阮凌锋 +3 位作者 瞿金平 何和智 何光建 骆志锋 《石油化工》 2025年第10期1466-1476,共11页

汽车轻量化是提升汽车操控性能、提高燃油经济性、延长电动汽车续航里程的关键路径,注塑成型技术因高效、复杂结构成型能力及材料适应性,成为汽车零部件轻量化的重要工艺手段。系统综述了近年来国内外车用注塑制件轻量化技术的进展,重... 汽车轻量化是提升汽车操控性能、提高燃油经济性、延长电动汽车续航里程的关键路径,注塑成型技术因高效、复杂结构成型能力及材料适应性,成为汽车零部件轻量化的重要工艺手段。系统综述了近年来国内外车用注塑制件轻量化技术的进展,重点剖析了微孔注塑发泡成型、气体辅助注塑成型、水辅注塑成型技术的原理、优势及工业应用,并对注塑轻量化技术的发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 注塑制件轻量化 微孔注塑发泡 模内气体反压 气体辅助注塑成型

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基于机器视觉的薄膜晶点测定系统

15

作者 宋建 周维星 张成耀 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期155-159,共5页

晶点是薄膜上常见的一种过聚物缺陷,其存在对光学薄膜、电池薄膜等高端产品产生极大的危害,而人工目视检测容易导致漏检和误捡,因此,本文提出了一种基于机器视觉的薄膜晶点测定系统。该系统采用条纹背光源使晶点特征突显,在傅里叶变换... 晶点是薄膜上常见的一种过聚物缺陷,其存在对光学薄膜、电池薄膜等高端产品产生极大的危害,而人工目视检测容易导致漏检和误捡,因此,本文提出了一种基于机器视觉的薄膜晶点测定系统。该系统采用条纹背光源使晶点特征突显,在傅里叶变换后的频谱图中抑制条纹背景的频率,从而消除条纹背景得到晶点轮廓。对相机进行测量标定,用最小矩形拟合晶点轮廓,测量出晶点尺寸,测量精度可达0.017 mm。该系统实现对薄膜晶点的自动识别与测量,具有重要的工程应用价值和广阔的市场前景。 展开更多

关键词 晶点测定 机器视觉 条纹光 傅里叶变换

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基于注塑过程数据的制品尺寸合格性判定

16

作者 宋建 王宇峰 +1 位作者 梁家睿 李东 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第27期12000-12005,共6页

针对注塑生产过程中人工质量检测存在的效率低、成本高等问题,提出了一种基于注塑加工过程数据来对产品尺寸是否合格进行预测判定的方法。先对清洗后的数据集采用5折交叉验证筛选出LR(logistic regression)模型、SVM(support vector mac... 针对注塑生产过程中人工质量检测存在的效率低、成本高等问题,提出了一种基于注塑加工过程数据来对产品尺寸是否合格进行预测判定的方法。先对清洗后的数据集采用5折交叉验证筛选出LR(logistic regression)模型、SVM(support vector machine)模型等5个分类模型,再以ROC(receiver operating characteristic)曲线和AUC(area under curve)值作为性能评估指标,综合比较和分析了5个分类模型在不同特征选取方法下的分类性能。结果表明:基于树模型特征选取与LR分类模型组合对本文的数据集表现出了优良的分类性能,准确率可达96.42%,具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 合格性预测 注塑成型 分类模型 特征提取

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复合材料柔软性对倒金字塔微结构阵列传感器性能的影响 被引量：6

17

作者 赵凌云 黄汉雄 +1 位作者 罗杜宇 苏逢春 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2953-2960,共8页

采用模压成型方法制备了2种柔软性不同的热塑性聚氨酯/短切碳纤维/碳纳米管(TPU/SCF-CNT)复合材料复制物,其表面上具有倒金字塔微结构阵列,内部有SCF与CNT共同构成的导电通路.将复合材料复制物和相应的复合材料平整片封装成柔性传感器.... 采用模压成型方法制备了2种柔软性不同的热塑性聚氨酯/短切碳纤维/碳纳米管(TPU/SCF-CNT)复合材料复制物,其表面上具有倒金字塔微结构阵列,内部有SCF与CNT共同构成的导电通路.将复合材料复制物和相应的复合材料平整片封装成柔性传感器.结果表明,压力作用下传感器内复制物和平整片之间的接触电阻因倒金字塔底棱的形变而显著降低.对使用柔软性较高的复合材料封装的传感器,虽然其相对迟滞稍大,但压力作用下倒金字塔底棱形变量较大,且复制物和平整片内导电通路增加量较大,因此其在0~2.5 kPa的线性区内具有较高的灵敏度(0.32 kPa^(‒1)).制备的2种传感器均具有快速响应特性,且能在500 s(约1580次)的循环压缩/释放测试(峰值压力约3 kPa)中保持较稳定的电阻响应.研究表明,利用模压成型的表面倒金字塔结构复合材料复制物封装成的柔性压力传感器具有良好的传感性能. 展开更多

关键词 聚氨酯/短切碳纤维/碳纳米管复合材料 模压成型 倒金字塔微结构阵列 柔性传感器 灵敏度

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基于PSO的变模温吹塑模具电加热系统设计优化 被引量：4

18

作者 肖成龙 黄汉雄 曾盛渠 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期95-100,共6页

模腔表面加热效率和加热均匀性是表征变模温模具热响应性能的两大关键技术指标,其取决于模具加热系统的设计。为获得优异的模具热响应性能,提出了一种集粒子群优化(PSO)和有限元方法(FEM)于一体的模具加热系统优化策略,并将该PSO-FEM方... 模腔表面加热效率和加热均匀性是表征变模温模具热响应性能的两大关键技术指标,其取决于模具加热系统的设计。为获得优异的模具热响应性能,提出了一种集粒子群优化(PSO)和有限元方法(FEM)于一体的模具加热系统优化策略,并将该PSO-FEM方法应用于优化设计汽车扰流板变模温吹塑模具的电加热系统。结果表明,优化后模腔表面温度分布均匀性提高了53%,模腔表面最大温差从优化前的约20℃降低至优化后的9.4℃。基于优化设计参数构建了相应的扰流板吹塑模具,并进行了变模温吹塑成型实验。研究发现所成型扰流板的表面呈现均匀的镜面光泽,可直接满足装配要求,从而证明了PSO-FEM优化设计方法的有效性和变模温吹塑成型工艺在实际应用中的可行性。 展开更多

关键词 粒子群优化 变模温吹塑成型 电加热系统 表面质量 汽车扰流板

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超临界CO_(2)制备丁腈橡胶微孔泡沫 被引量：2

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作者 宋来华 曹贤武 +1 位作者 文江维 何光建 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期92-96,125,共6页

采用超临界CO_(2)作为物理发泡剂和间歇发泡的方法,制备了丁腈橡胶微孔泡沫材料。利用SEM等测试方法对发泡材料进行表征,研究了不同预硫化时间(4、6、8 min)、不同饱和压力(10、15、20 MPa)及不同饱和温度(60、70、80℃)对丁腈橡胶泡孔... 采用超临界CO_(2)作为物理发泡剂和间歇发泡的方法,制备了丁腈橡胶微孔泡沫材料。利用SEM等测试方法对发泡材料进行表征,研究了不同预硫化时间(4、6、8 min)、不同饱和压力(10、15、20 MPa)及不同饱和温度(60、70、80℃)对丁腈橡胶泡孔形态的影响。结果表明,预硫化时间、饱和压力和饱和温度对丁腈橡胶发泡过程均具有显著影响。预硫化时间存在最佳值,太长或太短均不利于制备优良的泡孔;增大饱和压力有利于降低泡孔平均直径,提升泡孔均匀性及泡孔密度;降低饱和温度有利于制备直径更小的泡孔。当预硫化时间为6 min、饱和温度为70℃、发泡压力为15和20 MPa下获得的发泡产品泡孔分布均匀,直径分别为3.84μm和1.994μm,密度分别为5.673×10^(9)、1.807×10^(10)个/cm^(3)。 展开更多

关键词 丁腈橡胶 超临界CO_(2) 微孔发泡材料 间歇发泡 预硫化时间

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双级微结构对柔性压力传感器性能的提升 被引量：1

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作者 周丹砚 黄汉雄 罗杜宇 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期720-726,共7页

以2种不同的模板设计方案,采用注射压缩成型制备单级和双级微柱阵列的热塑性聚氨酯柔性薄片,经裁剪、喷金后得到微结构柔性传感基片。将单级和双级微结构柔性传感基片分别与平整柔性传感基片面对面封装成柔性压力传感器1和传感器2。模... 以2种不同的模板设计方案,采用注射压缩成型制备单级和双级微柱阵列的热塑性聚氨酯柔性薄片,经裁剪、喷金后得到微结构柔性传感基片。将单级和双级微结构柔性传感基片分别与平整柔性传感基片面对面封装成柔性压力传感器1和传感器2。模拟结果表明,受压后微柱顶面上边缘区域接触应力较大。单级和双级微柱受压后纵截面分别呈“碗”和“花苞”状结构;双级微柱在较小压力作用下即可发生形变,且其受压后与平整传感基片的接触形变和接触面积较大。因此,相比传感器1,传感器2具有较高灵敏度(0.53 kPa-1,0~1 kPa)、较短响应时间/松弛时间(100 ms/80 ms)和较低检测限(约58 Pa)。微柱较高的耐压性使传感器2具有较宽的检测范围(0.058~600 kPa),能在4000次的循环压缩/释放测试(峰值压力约500 kPa)中保持较稳定的压阻响应。传感器2可准确检测人体脉搏、发声和运动,表明其具有应用于智能可穿戴领域的潜能。 展开更多

关键词 柔性压力传感器 表面微结构 灵敏度 热塑性聚氨酯 注射压缩成型

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