基于SEKOA的煤尘环境下机械臂转运煤粉物料轨迹规划

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作者 董祥杰 石艳 +3 位作者 林椿松 罗毅 李培华 税小叶 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第8期171-179,共9页

针对煤矿等中、重型易燃物料在智能转运过程中因机械臂、物料运动引起易燃粉尘扬散导致粉尘爆炸的潜在安全问题,以6轴工业机械臂为对象,以该机械臂关节运动的技术参数与煤尘扬散的风速阈值作为运动约束条件,将“4-5-4-4-5-4”多项式位... 针对煤矿等中、重型易燃物料在智能转运过程中因机械臂、物料运动引起易燃粉尘扬散导致粉尘爆炸的潜在安全问题,以6轴工业机械臂为对象,以该机械臂关节运动的技术参数与煤尘扬散的风速阈值作为运动约束条件,将“4-5-4-4-5-4”多项式位姿插值法与提出的螺旋探索开普勒优化算法(SEKOA)作为该机械臂的运动轨迹规划模型,分析机械臂安全、高效作业的非线性组合工程优化问题。结果表明:在设置的运动约束条件下,相较于其他算法,SEKOA的机械臂安全转运煤粉物料效率更高,最快为9.5 s,且物料运动姿态平稳无倾斜碰撞;“4-5-4-4-5-4”多项式插值法规划的机械臂运动轨迹平滑、连续,物料下放阶段的主驱动关节1、2速度峰值分别为0.72、0.47rad/s,加速度峰值为0.5 rad/s^(2),经历约2.5 s减速到0 rad/s,机械臂可平缓将物料放到指定位置,可防范封装箱上的煤尘二次扬散。 展开更多

关键词 螺旋探索开普勒优化算法(SEKOA) 煤尘 机械臂 煤粉物料 轨迹规划 多项式插值

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铸轧辊套超高速激光熔覆表面修复工艺研究 被引量：2

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作者 李辉 刘鹏宇 +4 位作者 李志慧 魏小红 肖梦智 尹燕 张瑞华 《热加工工艺》 北大核心 2024年第11期72-77,共6页

采用超高速激光熔覆在32Cr3Mo1V铸轧辊辊套表面制备了钴基合金层。采用单因素法分析了激光功率、熔覆速率、送粉速率对熔覆层成形质量的影响。结合铸轧辊套实际使用工况确定以熔覆层的厚度以及显微硬度作为考察对象,利用正交试验确定最... 采用超高速激光熔覆在32Cr3Mo1V铸轧辊辊套表面制备了钴基合金层。采用单因素法分析了激光功率、熔覆速率、送粉速率对熔覆层成形质量的影响。结合铸轧辊套实际使用工况确定以熔覆层的厚度以及显微硬度作为考察对象,利用正交试验确定最优工艺参数,并借助扫描电镜对优选参数制备的熔覆层进行分析。结果表明,在一定参数范围内,熔覆层的厚度随送粉速率的增大而增大,随熔覆速率的增大而减小,并且与激光功率无明显相关性。优选的工艺参数为:激光功率2500 W、熔覆速率15 m/min和送粉速率30 g/min。该工艺制备的熔覆层显微组织非常均匀细小,存在明显的拱接分层现象,熔覆层底部和中部区域多为垂直于熔覆层/基体界面熔合线或搭接熔合线生长的柱状晶,生长方向具有高度的一致性,熔覆层顶部区域枝晶的生长方向相对紊乱,熔覆层的显微硬度显著高于基体,有利于提高铸轧辊辊套的耐磨性。 展开更多

关键词 超高速激光熔覆 钴基熔覆层 显微组织

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锥形防喷器密封性能分析及结构改进

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作者 姚方旭 刘洋 +1 位作者 孙龙飞 张思顿 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期145-152,共8页

以FH18-35GK锥形防喷器为研究对象,根据锥形防喷器工作原理,推导活塞的最大行程和锥形胶芯最大挤胶量计算公式;通过单轴拉伸和压缩实验,确定胶芯材料的本构模型为Yeoh模型,建立锥形防喷器的三维模型,运用CAE仿真软件模拟锥形防喷器工作... 以FH18-35GK锥形防喷器为研究对象,根据锥形防喷器工作原理,推导活塞的最大行程和锥形胶芯最大挤胶量计算公式;通过单轴拉伸和压缩实验,确定胶芯材料的本构模型为Yeoh模型,建立锥形防喷器的三维模型,运用CAE仿真软件模拟锥形防喷器工作时胶芯的力学行为,分析胶芯和支撑筋的应力及接触压力的分布规律。结果表明:活塞达到最大行程时,胶芯的最大应力分布在胶芯上部隆起位置的前段,支撑筋的最大应力分布支撑筋中板块与胶芯接触的圆角处和支撑筋下板块与活塞接触处;胶芯中部平整区是主要的密封区域,但FH18-35GK锥形防喷器胶芯中部主要密封区域的接触应力较小,不能有效密封钻杆。通过增大密封长度和胶芯锥角,对FH18-35GK锥形防喷器胶芯结构进行优化改进。结果表明:优化后胶芯和支撑筋的最大应力虽增加,但均在材料的屈服极限内,而胶芯和钻杆之间的接触应力增加了约42%,有效增强了锥形防喷器的可靠性。 展开更多

关键词 锥形防喷器 结构优化 支撑筋 胶芯 密封性能

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不同回流状态下选区激光熔化316L成型件组织和性能对比分析

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作者 刘鹏宇 李辉 +4 位作者 张瑞华 魏小红 肖梦智 尹燕 屈岳波 《热加工工艺》 北大核心 2024年第20期145-150,共6页

采用选区激光熔化设备在有无回流状态下进行打印。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对打印成型件的微观组织、物相、断口进行研究。结果表明:两组成型件的物相均为奥氏体相,微观组织呈胞状晶,受快速非平衡凝固与马兰戈尼对流的影响,... 采用选区激光熔化设备在有无回流状态下进行打印。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对打印成型件的微观组织、物相、断口进行研究。结果表明:两组成型件的物相均为奥氏体相,微观组织呈胞状晶,受快速非平衡凝固与马兰戈尼对流的影响,胞状晶的结晶位向表现出各向异性。无回流状态的成型件表面整洁;有回流状态的成型件表面有很多微米级别的颗粒,而且熔道出现了部分中断现象,经过深度腐蚀之后,内部可以观测到孔洞、未熔化的粉末。无回流状态的拉伸断口中存在大量等轴韧窝;有回流的拉伸断口韧窝呈现“倭瓜”状,同时在断口中可观察到很多的孔洞。与无回流试样相比,在回流状态下试样的抗拉强度减少了51.98 MPa,伸长率减少了7.39%。在回流情况下成型件内部的夹渣、未熔颗粒、孔洞减少了试样承载面积,造成了应力集中,降低了成型件的力学性能。 展开更多

关键词 选区激光熔化 316L 力学性能

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外电场下甲醛的分子光谱与解离特性研究 被引量：5

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作者 杨涛 吉俊懿 +1 位作者 邓俊 王俊 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2021年第5期1-7,共7页

以CC-PVQZ为基组,采用筛选的B3LYP研究了不同外电场对CH_(2)O分子基态结构、电荷分布、总能量、电偶极距、最高占据轨道(HOMO)能级、最低占据轨道(LUMO)能级、能隙、红外光谱、拉曼光谱及CH_(2)O分子中1C-2H键解离的影响.研究表明:电场... 以CC-PVQZ为基组,采用筛选的B3LYP研究了不同外电场对CH_(2)O分子基态结构、电荷分布、总能量、电偶极距、最高占据轨道(HOMO)能级、最低占据轨道(LUMO)能级、能隙、红外光谱、拉曼光谱及CH_(2)O分子中1C-2H键解离的影响.研究表明:电场由-0.04 a.u.变化至0.04 a.u.时,CH_(2)O的结构参数与电场有明显依赖关系;体系总能量呈下降趋势;偶极矩呈增加趋势;HOMO能级与LUMO能级均逐步降低;能隙则呈增加趋势,即CH_(2)O参与化学反应的能力会受到电场的影响;红外与拉曼光谱在电场考察范围内均出现红移现象,且光谱强度还会受到电场的影响,即可利用电场对分子的红外及拉曼光谱进行调控,从而便于对相关谱图信息的捕捉;CH_(2)O分子中的1C-2H键的束缚情况会受不同电场的影响,且1C-2H键解离势垒与电场具有极高相关性,研究结果为电场降解甲醛提供了重要的理论依据. 展开更多

关键词 甲醛 外电场 光谱性质 降解

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智能优化算法及人工神经网络在催化裂化模型分析中的应用进展 被引量：20

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作者 杨帆 周敏 +1 位作者 金继民 曹军 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期878-888,共11页

催化裂化是一个由多种高度非线性和相互强关联因素影响的复杂工艺过程,对其工艺过程和产品收率优化的数学建模分析一直是石油加工领域研究的热点和难点。集总动力学模型是机理分析层面最为常用的研究方法。选用合适而快捷的参数估算和... 催化裂化是一个由多种高度非线性和相互强关联因素影响的复杂工艺过程,对其工艺过程和产品收率优化的数学建模分析一直是石油加工领域研究的热点和难点。集总动力学模型是机理分析层面最为常用的研究方法。选用合适而快捷的参数估算和求取方法,是集总动力学模型构建过程中的重要一环。遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等智能算法一定程度上克服了经典算法对初值依赖性,难寻找全局最优的问题,同时还保证了算法的收敛性,对于集总动力学模型的发展起到了极大的促进作用。此外,通过构建原料油性质、催化剂性质、操作条件和产品分布之间的神经网络模型,可以从统计学的角度找到产物分布的影响机制,分析得到常规集总分析方法忽略的一些因素,且可对产物分布进行进一步的预测,是构建催化裂化分析模型的一种新型且有效的手段。笔者对现有关于人工智能算法在催化裂化工艺模型构建中应用的研究成果做一整理,以期对后续的研究提供帮助。 展开更多

关键词 催化裂化 集总动力学 神经网络 人工智能

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超临界水氧化/气化反应器的CFD模拟研究进展 被引量：1

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作者 唐旭 陈海峰 +2 位作者 阳明君 徐愿坚 陈忠 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期504-510,515,共8页

基于前期研究和国内外相关文献,分别从数学模型、物性数据和模拟实例三个方面回溯了CFD的发展历程,综述了最新研究进展。总结出RNG k-ε、EDC分别是纯流态、湍流-化学反应两种体系普遍采用且模拟效果最好的模型,但在面对水热燃烧、水膜... 基于前期研究和国内外相关文献,分别从数学模型、物性数据和模拟实例三个方面回溯了CFD的发展历程,综述了最新研究进展。总结出RNG k-ε、EDC分别是纯流态、湍流-化学反应两种体系普遍采用且模拟效果最好的模型,但在面对水热燃烧、水膜形成和非均相催化等典型水热过程时,仍不能有效兼顾流体力学问题与化学反应问题;其次,超临界水热环境下多相流体的基础物性数据匮乏是CFD模拟研究的另一瓶颈;最后,指出了开发新模型并结合原位探测实验新技术是未来的重点研究方向。 展开更多

关键词 反应器结构 水热燃烧 模拟 超临界水氧化 超临界水气化

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附加鳍片对CFB锅炉膜式水冷壁管屏热变形影响的数值分析 被引量：4

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作者 杨睿 陈晔 +3 位作者 卢啸风 阳明君 史君林 李涛 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期493-497,521,共6页

基于世界首台600 MW超临界循环流化床(CFB)锅炉实炉实验数据,采用ANSYS软件建立高度×宽度为4.6 m×2 m的膜式水冷壁管屏计算模型,开展了100%BMCR(锅炉最大连续蒸发量)工况下水冷壁管屏热变形的数值模拟,分析了背火侧附加鳍片... 基于世界首台600 MW超临界循环流化床(CFB)锅炉实炉实验数据,采用ANSYS软件建立高度×宽度为4.6 m×2 m的膜式水冷壁管屏计算模型,开展了100%BMCR(锅炉最大连续蒸发量)工况下水冷壁管屏热变形的数值模拟,分析了背火侧附加鳍片及其尺寸对水冷壁管屏热变形的影响。结果表明:由于炉内热负荷分布不同,随着炉膛高度的增加,水冷壁管屏向火侧热变形先增大后减小,在炉膛高度39.5 m处达到最大值,最大热变形量为1.43 mm;在水冷壁管背火侧焊接一块附加鳍片,可有效减小水冷壁管屏热变形,当附加鳍片尺寸为6 mm×4 mm时,水冷壁管屏向火侧热变形量减至0.57 mm。 展开更多

关键词 超临界CFB锅炉 膜式水冷壁管屏 热变形 附加鳍片

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基于Bezier曲线的特殊螺纹密封面参数化设计 被引量：3

9

作者 张颖 练章华 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期24-28,共5页

为提高油套管特殊螺纹密封性能,优化特殊螺纹密封结构,基于Bezier曲线理论方法,提出1套特殊螺纹球面对锥面密封结构参数化设计方法,并设计了1种基于Bezier曲线理论的特殊螺纹密封结构。通过数值模拟方法,对比分析新型特殊螺纹密封结构... 为提高油套管特殊螺纹密封性能,优化特殊螺纹密封结构,基于Bezier曲线理论方法,提出1套特殊螺纹球面对锥面密封结构参数化设计方法,并设计了1种基于Bezier曲线理论的特殊螺纹密封结构。通过数值模拟方法,对比分析新型特殊螺纹密封结构与传统球面/锥面密封结构形式密封面上接触应力分布。结果表明:基于Bezier曲线设计的特殊螺纹密封结构可提高密封面接触压力,改善螺纹接头密封区塑性区域分布,有利于提高特殊螺纹接头的抗疲劳性能,有效预防特殊螺纹接头应力腐蚀断裂,为深井、超深井油管柱螺纹接头的密封设计提供参考。 展开更多

关键词 Beizer曲线 特殊螺纹 密封结构 数值模拟

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不同摩擦衬片结构下盘式制动器瞬态热机耦合特性研究 被引量：11

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作者 王正国 钟宏民 +1 位作者 付磊 孙泽刚 《机械设计》 CSCD 北大核心 2020年第3期77-85,共9页

文中采用Abaqus/Explicit显式积分算法对某车型通风盘式制动器进行热机耦合特性研究,探讨该制动器在制动过程中的温度分布特性和动力学行为。在此基础上,该研究设计出3种不同结构的摩擦衬片,通过和原始的摩擦衬片仿真结果进行对比分析,... 文中采用Abaqus/Explicit显式积分算法对某车型通风盘式制动器进行热机耦合特性研究,探讨该制动器在制动过程中的温度分布特性和动力学行为。在此基础上,该研究设计出3种不同结构的摩擦衬片,通过和原始的摩擦衬片仿真结果进行对比分析,探讨不同摩擦衬片结构对制动器热机耦合特性的影响。结果表明,制动过程中摩擦衬片的温度分布处于动态变化的过程,热机耦合作用会对系统的振动特性产生影响。通过开沟或者倒角处理后的摩擦衬片能够有效降低界面温度,改善热弹性变形,减弱系统振动强度。而当对摩擦衬片同时进行开沟槽和倒角处理后,它能在降低界面温度的同时使得界面温度分布更加均匀,进一步减弱摩擦衬片热弹性变形,并且抑制制动器的高频振动。研究结果为改善制动器的温度分布和减振降噪设计提供理论依据。 展开更多

关键词 制动 热机耦合 摩擦衬片 温度分布 有限元分析

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基于AHP-TOPSIS方法的智能液压设备设计评价研究 被引量：5

11

作者 李泽宏 张玲玉 +3 位作者 胡蝶 罗怀林 郑乔誉 陈新月 《包装工程》 CAS 北大核心 2023年第14期83-90,共8页

目的为解决智能液压设备设计方案评价主观片面的问题,优选最佳设计方案。方法根据问卷调研和专家意见初步构建智能液压设备评价指标,建立智能液压设备设计方案评价模型。采用AHP层次分析法从外部形象、生产成本、人机工程、安全可靠4个... 目的为解决智能液压设备设计方案评价主观片面的问题,优选最佳设计方案。方法根据问卷调研和专家意见初步构建智能液压设备评价指标,建立智能液压设备设计方案评价模型。采用AHP层次分析法从外部形象、生产成本、人机工程、安全可靠4个方面建立4个准则层指标,12个子准则层指标,并通过计算得到各级指标的最终权重结果及排序;再利用TOPSIS逼近理想解排序法对3款四柱永磁粉末液压设备的设计方案进行评价,计算得到贴近度优劣排序,从而确定最优选方案。结论通过AHP-TOPSIS相结合的定性定量评价方法,评估出最符合企业需求的四柱永磁粉末液压设备设计方案,为四柱永磁粉末液压设备及同类智能液压设备的设计实践和评价提供参考。 展开更多

关键词 工业设计 智能液压设备 四柱永磁粉末液压设备 AHP-TOPSIS 设计评价

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制动片表面沟槽结构对盘式制动器热机耦合特性的影响 被引量：2

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作者 王正国 付磊 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2023年第10期72-78,共7页

基于热-位移瞬态分析法,利用ABAQUS有限元软件建立盘式制动有限元模型,研究车辆在制动过程中制动片和制动盘的温度分布特性和振动行为。同时,在制动片摩擦面设计出3种不同分布的沟槽结构,研究沟槽分布对制动器热机耦合特性的影响。结果... 基于热-位移瞬态分析法,利用ABAQUS有限元软件建立盘式制动有限元模型,研究车辆在制动过程中制动片和制动盘的温度分布特性和振动行为。同时,在制动片摩擦面设计出3种不同分布的沟槽结构,研究沟槽分布对制动器热机耦合特性的影响。结果表明,制动片上设计沟槽能够降低摩擦面的温度,其中三沟槽制动片降温效果最好,双沟槽和三沟槽制动片通过形成多个高温区,可改善摩擦面局部过热。此外,制动片表面沟槽结构也能抑制系统的摩擦自激振动,装配双沟槽和三沟槽制动片的制动器制动全程没有产生摩擦自激振动,单沟槽制动片表现为低频摩擦自激振动,而装配光滑制动片的制动器各零件的振动在高频处发生了耦合,整体发生了强烈的摩擦自激振动。 展开更多

关键词 盘式制动器 热机耦合 沟槽结构 温度分布 摩擦自激振动

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