天津工业大学学报


纤维新材料

  • 具有超吸水和光能转换功能的PET复合膜的制备及性能

    西鹏;富慧中;杨龙;程博闻;

    为提高聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合膜的吸水性和光能转化功能,以PET薄膜为基材,通过涂覆法将具有较好吸水性能的羧甲基纤维素(CMC)和光能转换功能的有机稀土配合物引入到PET薄膜表面,得到了具有超吸水和光能转换功能的PET复合膜;采用光学显微镜、DSA100型全自动微观动态接触角测量仪、荧光光谱仪等测试手段对样品的组成结构和性能进行分析测试。结果表明:所制备的PET复合膜具有良好的吸水和防雾功能,当聚乙二醇(PEG)与聚乙烯醇(PVA)质量比为1∶1时,所制备的PET复合膜尽管只有2μm的功能层却可在1 s内将薄膜表面的水滴吸收且其吸水率可达27.87%;在60℃水蒸气环境下持续10 h以上,PET复合膜仍然保持透明状态无液滴附着。同时,在紫外灯照射下,PET复合膜的相对荧光强度可达1 715,呈现出亮丽的红光,展现出优异的光能转换功能,有利于植物的光合作用。

    2020年04期 v.39;No.193 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1072K]
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  • 具有超吸水和光能转换功能的PET复合膜的制备及性能

    西鹏;富慧中;杨龙;程博闻;

    为提高聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合膜的吸水性和光能转化功能,以PET薄膜为基材,通过涂覆法将具有较好吸水性能的羧甲基纤维素(CMC)和光能转换功能的有机稀土配合物引入到PET薄膜表面,得到了具有超吸水和光能转换功能的PET复合膜;采用光学显微镜、DSA100型全自动微观动态接触角测量仪、荧光光谱仪等测试手段对样品的组成结构和性能进行分析测试。结果表明:所制备的PET复合膜具有良好的吸水和防雾功能,当聚乙二醇(PEG)与聚乙烯醇(PVA)质量比为1∶1时,所制备的PET复合膜尽管只有2μm的功能层却可在1 s内将薄膜表面的水滴吸收且其吸水率可达27.87%;在60℃水蒸气环境下持续10 h以上,PET复合膜仍然保持透明状态无液滴附着。同时,在紫外灯照射下,PET复合膜的相对荧光强度可达1 715,呈现出亮丽的红光,展现出优异的光能转换功能,有利于植物的光合作用。

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  • 表面接枝聚季铵盐型抗菌超滤膜的制备及表征

    赵军强;杨景;赵义平;陈莉;

    为了提高超滤膜在水净化和废水处理领域的抗微生物污染能力,以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-丁基溴化铵(DB)为季铵盐单体,利用可逆加成-断裂链转移自由基聚合合成了聚季铵盐(PDB),通过傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对聚合物进行了化学结构表征;然后,以多巴胺仿生粘附涂层为二次反应平台,将PDB接枝到聚偏氟乙烯超滤膜表面,研究了不同PDB反应液的浓度对改性膜的表面化学结构、亲水性、渗透性能和抗菌性的影响。结果表明:接枝聚季铵盐的改性膜的亲水性显著提高,当PDB反应液质量浓度为1.0 mg/mL时,膜的纯水通量达到191 L/(m~2·h)(0.1 MPa),其通量是纯膜的1.14倍;对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达95%以上,展现出优异的抗菌性。

    2020年04期 v.39;No.193 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1545K]
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  • 表面接枝聚季铵盐型抗菌超滤膜的制备及表征

    赵军强;杨景;赵义平;陈莉;

    为了提高超滤膜在水净化和废水处理领域的抗微生物污染能力,以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-丁基溴化铵(DB)为季铵盐单体,利用可逆加成-断裂链转移自由基聚合合成了聚季铵盐(PDB),通过傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对聚合物进行了化学结构表征;然后,以多巴胺仿生粘附涂层为二次反应平台,将PDB接枝到聚偏氟乙烯超滤膜表面,研究了不同PDB反应液的浓度对改性膜的表面化学结构、亲水性、渗透性能和抗菌性的影响。结果表明:接枝聚季铵盐的改性膜的亲水性显著提高,当PDB反应液质量浓度为1.0 mg/mL时,膜的纯水通量达到191 L/(m~2·h)(0.1 MPa),其通量是纯膜的1.14倍;对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达95%以上,展现出优异的抗菌性。

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  • 外加电场对碳纳米管在正丁醇中的定向分散

    杜润红;闫伟;杜春良;张翔;王晶晶;赵相山;

    为解决碳纳米管在溶液中的团聚问题,以正丁醇为分散液,羧基化碳纳米管为无机粒子,超声分散后,制备正丁醇碳纳米管分散液;系统考察电场对碳纳米管分散排列的影响,并通过显微镜观察碳纳米管在溶剂分散液中的排列。结果表明:在2 000 V/cm、400 Hz交流电场条件下,羧基化碳纳米管在25℃、质量浓度0.3 g/L的条件下,在表面张力和介电常数较低的正丁醇中,外加电场10 s可以有较好的排布效果,延长时间,碳管逐渐成束;碳纳米管质量浓度为0.5 g/L时,分散困难,定向排列程度降低;增加电场强度和频率可以使碳纳米管的分散和定向排列程度提高。

    2020年04期 v.39;No.193 15-19+25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1382K]
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  • 外加电场对碳纳米管在正丁醇中的定向分散

    杜润红;闫伟;杜春良;张翔;王晶晶;赵相山;

    为解决碳纳米管在溶液中的团聚问题,以正丁醇为分散液,羧基化碳纳米管为无机粒子,超声分散后,制备正丁醇碳纳米管分散液;系统考察电场对碳纳米管分散排列的影响,并通过显微镜观察碳纳米管在溶剂分散液中的排列。结果表明:在2 000 V/cm、400 Hz交流电场条件下,羧基化碳纳米管在25℃、质量浓度0.3 g/L的条件下,在表面张力和介电常数较低的正丁醇中,外加电场10 s可以有较好的排布效果,延长时间,碳管逐渐成束;碳纳米管质量浓度为0.5 g/L时,分散困难,定向排列程度降低;增加电场强度和频率可以使碳纳米管的分散和定向排列程度提高。

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  • 电纺PAN纳米纤维的石墨化调控及对NO的催化性能

    郭泽宇;刘宣材;黄贺东;杨鹏艳;李军;薛振华;

    为提高碳纳米纤维在接近室温下(20℃)对低浓度一氧化氮(NO,50 mg/L)的催化氧化性能,采用高压静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)基碳纳米纤维,经预氧化、碳化和活化处理工艺,得到了具有高孔隙率和高比表面积结构的碳纳米纤维(PCNF);通过对纤维的碳化和活化温度(800、850、900、950℃)的调控,获得了一系列具有石墨化度且孔结构和比表面积可控的多孔碳纳米纤维;将制备的碳纳米纤维用于接近室温下(20℃)对低质量浓度NO(50 mg/L)的催化氧化脱除。结果表明:不同碳纳米纤维的石墨化度对低浓度的NO呈现出不同的催化活性,同时对碳纳米纤维的孔结构和比表面积也有规律性的影响,当石墨化度为0.85时对NO的催化氧化效率最大为3.4%。

    2020年04期 v.39;No.193 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1447K]
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  • 电纺PAN纳米纤维的石墨化调控及对NO的催化性能

    郭泽宇;刘宣材;黄贺东;杨鹏艳;李军;薛振华;

    为提高碳纳米纤维在接近室温下(20℃)对低浓度一氧化氮(NO,50 mg/L)的催化氧化性能,采用高压静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)基碳纳米纤维,经预氧化、碳化和活化处理工艺,得到了具有高孔隙率和高比表面积结构的碳纳米纤维(PCNF);通过对纤维的碳化和活化温度(800、850、900、950℃)的调控,获得了一系列具有石墨化度且孔结构和比表面积可控的多孔碳纳米纤维;将制备的碳纳米纤维用于接近室温下(20℃)对低质量浓度NO(50 mg/L)的催化氧化脱除。结果表明:不同碳纳米纤维的石墨化度对低浓度的NO呈现出不同的催化活性,同时对碳纳米纤维的孔结构和比表面积也有规律性的影响,当石墨化度为0.85时对NO的催化氧化效率最大为3.4%。

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  • 一种碳纳米纤维的大面积连续制备方法

    王威;李亚爽;康建立;

    为了实现碳纳米材料的大面积连续制备,采用卷对卷化学气相沉积法,通过等离子体催化乙炔在Cu箔表面裂解,制备均匀连续的碳纳米纤维(CNFs)。结果表明:当等离子体功率为40 W时,合成的CNFs直径约为50~60 nm,且纯度较高;随着合成温度从550℃增加到700℃时,碳纳米产物由直壁状CNFs逐渐向单螺旋状CNFs转变,且直径不断增加;随着通入乙炔的气流量从5 m L/min增加到40 mL/min时,碳纳米产物由不均匀直壁状CNFs逐渐转变为均匀直壁CNFs,并在高的乙炔气流量下转变为单螺旋CNFs,且CNFs的直径及螺旋角呈逐渐增大的趋势。

    2020年04期 v.39;No.193 26-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1588K]
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  • 一种碳纳米纤维的大面积连续制备方法

    王威;李亚爽;康建立;

    为了实现碳纳米材料的大面积连续制备,采用卷对卷化学气相沉积法,通过等离子体催化乙炔在Cu箔表面裂解,制备均匀连续的碳纳米纤维(CNFs)。结果表明:当等离子体功率为40 W时,合成的CNFs直径约为50~60 nm,且纯度较高;随着合成温度从550℃增加到700℃时,碳纳米产物由直壁状CNFs逐渐向单螺旋状CNFs转变,且直径不断增加;随着通入乙炔的气流量从5 m L/min增加到40 mL/min时,碳纳米产物由不均匀直壁状CNFs逐渐转变为均匀直壁CNFs,并在高的乙炔气流量下转变为单螺旋CNFs,且CNFs的直径及螺旋角呈逐渐增大的趋势。

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染整与化工

  • 硅胶固载化酸性离子液体催化壳聚糖生物质制备5-羟甲基糠醛

    臧洪俊;焦硕磊;李明广;安国栋;张明川;王娇;

    为了解决离子液体(IL)被用作催化剂和溶剂在壳聚糖生物质转化制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)反应中所需要的量大、且不易从反应物中分离等问题,采用溶胶-凝胶法将4-磺丁基-1-甲基咪唑硫酸氢盐离子液体[HO_3S(CH_2)_4MIM]HSO_4固载在硅胶上,制备了一种硅胶固载化的离子液体,采用中心复合设计(CCD)和响应面法(RSM)对该催化剂催化降解壳聚糖的反应条件进行了优化。结果表明:以较少量的质量分数为1.56%离子液体/硅胶为催化剂,水为溶剂,获得了摩尔分数为31.4%5-HMF的产率;该体系中催化剂易于分离,且用水作为溶剂绿色无污染,说明本研究为壳聚糖转化为5-HMF提供了一种绿色简便的方法。

    2020年04期 v.39;No.193 31-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 2059K]
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  • 硅胶固载化酸性离子液体催化壳聚糖生物质制备5-羟甲基糠醛

    臧洪俊;焦硕磊;李明广;安国栋;张明川;王娇;

    为了解决离子液体(IL)被用作催化剂和溶剂在壳聚糖生物质转化制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)反应中所需要的量大、且不易从反应物中分离等问题,采用溶胶-凝胶法将4-磺丁基-1-甲基咪唑硫酸氢盐离子液体[HO_3S(CH_2)_4MIM]HSO_4固载在硅胶上,制备了一种硅胶固载化的离子液体,采用中心复合设计(CCD)和响应面法(RSM)对该催化剂催化降解壳聚糖的反应条件进行了优化。结果表明:以较少量的质量分数为1.56%离子液体/硅胶为催化剂,水为溶剂,获得了摩尔分数为31.4%5-HMF的产率;该体系中催化剂易于分离,且用水作为溶剂绿色无污染,说明本研究为壳聚糖转化为5-HMF提供了一种绿色简便的方法。

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  • 十二醇聚氧乙烯醚乙酸钠的合成及性能

    郑帼;赵爽;吴波;

    为探究十二醇聚氧乙烯醚乙酸钠(AECNa)的最佳合成工艺,采用羧甲基化法,以十二醇聚氧乙烯醚(AEO)、氯乙酸钠、氢氧化钠为反应物在催化剂催化的条件下合成了十二醇聚氧乙烯醚乙酸钠,考察了反应物摩尔比、反应温度和反应时间对AEO转化率和AECNa产率的影响,并且用傅里叶红外光谱、核磁共振谱仪对反应产物进行表征。得到AECNa合成的最优化条件为:第1步碱化反应的原料摩尔比n(AEO)∶n(NaOH)=1∶0.9,温度为110℃,时间为1.5 h;第2步羧甲基化的摩尔比n(AEO)∶n(ClCH_2COONa)=1∶1.5,反应温度为90℃,时间为4 h;催化剂用量为原料投入总质量的0.05%,最终产物收率为93.7%。对AECNa乳液粒径、润湿性、分散性和抗静电性的测试结果表明:AECNa的乳液粒径较小,平均粒径为0.073μm,乳液的表面张力为23.9 mN/m;AECNa具有良好的分散性和抗静电性,可明显改善短切高强高模维纶纤维在水中的分散性;同时,其可将涤纶短纤维的比电阻降低至9.8×10~6Ω·cm,说明AECNa是一种具有良好应用性能的阴离子表面活性剂。

    2020年04期 v.39;No.193 40-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1550K]
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  • 十二醇聚氧乙烯醚乙酸钠的合成及性能

    郑帼;赵爽;吴波;

    为探究十二醇聚氧乙烯醚乙酸钠(AECNa)的最佳合成工艺,采用羧甲基化法,以十二醇聚氧乙烯醚(AEO)、氯乙酸钠、氢氧化钠为反应物在催化剂催化的条件下合成了十二醇聚氧乙烯醚乙酸钠,考察了反应物摩尔比、反应温度和反应时间对AEO转化率和AECNa产率的影响,并且用傅里叶红外光谱、核磁共振谱仪对反应产物进行表征。得到AECNa合成的最优化条件为:第1步碱化反应的原料摩尔比n(AEO)∶n(NaOH)=1∶0.9,温度为110℃,时间为1.5 h;第2步羧甲基化的摩尔比n(AEO)∶n(ClCH_2COONa)=1∶1.5,反应温度为90℃,时间为4 h;催化剂用量为原料投入总质量的0.05%,最终产物收率为93.7%。对AECNa乳液粒径、润湿性、分散性和抗静电性的测试结果表明:AECNa的乳液粒径较小,平均粒径为0.073μm,乳液的表面张力为23.9 mN/m;AECNa具有良好的分散性和抗静电性,可明显改善短切高强高模维纶纤维在水中的分散性;同时,其可将涤纶短纤维的比电阻降低至9.8×10~6Ω·cm,说明AECNa是一种具有良好应用性能的阴离子表面活性剂。

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  • 赝电容器用纳米多孔电极的制备与性能优化

    乔志军;李宏伟;于镇洋;赵潭;

    为了获得导电性能好、氧化物与基底有效结合的高比容量电容器电极材料,采用去合金化法制备纳米多孔NiCoMn金属电极,经极化处理,在表面原位合成金属氧化物,有效提高赝电容器储能特性,其中母合金的轧制工艺和电极整体厚度是影响电极电化学性能的关键因素。本实验控制下轧量为30%、40%、50%和60%,对合金的微观结构和电化学性能进行表征。结果表明:当下轧量为30%时,其晶粒较小且因应力引起的微裂纹较少,体积比容量可达到606 F/cm~3(电流密度1 A/cm~3),表现出优异的电化学性能;实验中优选下轧量为30%,得到厚度分别为50、60、70和80μm的合金箔,制备的电极材料的电化学性能差别较明显。其中厚度为60μm的电极表现出最高的容量为671 F/cm~3。即使电流密度由1 A/cm~3增加至10 A/cm~3时,仍能保持470 F/cm~3的容量,展现出优良的倍率性能。实验结果表明,高比容量电极材料制备工艺的最佳参数是30%下轧量和60μm材料厚度。

    2020年04期 v.39;No.193 47-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1880K]
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  • 赝电容器用纳米多孔电极的制备与性能优化

    乔志军;李宏伟;于镇洋;赵潭;

    为了获得导电性能好、氧化物与基底有效结合的高比容量电容器电极材料,采用去合金化法制备纳米多孔NiCoMn金属电极,经极化处理,在表面原位合成金属氧化物,有效提高赝电容器储能特性,其中母合金的轧制工艺和电极整体厚度是影响电极电化学性能的关键因素。本实验控制下轧量为30%、40%、50%和60%,对合金的微观结构和电化学性能进行表征。结果表明:当下轧量为30%时,其晶粒较小且因应力引起的微裂纹较少,体积比容量可达到606 F/cm~3(电流密度1 A/cm~3),表现出优异的电化学性能;实验中优选下轧量为30%,得到厚度分别为50、60、70和80μm的合金箔,制备的电极材料的电化学性能差别较明显。其中厚度为60μm的电极表现出最高的容量为671 F/cm~3。即使电流密度由1 A/cm~3增加至10 A/cm~3时,仍能保持470 F/cm~3的容量,展现出优良的倍率性能。实验结果表明,高比容量电极材料制备工艺的最佳参数是30%下轧量和60μm材料厚度。

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  • 改性钯阴极电-芬顿法降解菲那西汀模拟废水

    张永刚;黄耀霈;刘莹;

    为提高对菲那西汀制药废水的处理效果,采用钛盐光度法、电子顺磁共振法(ESR)和重铬酸钾滴定法等方法对不同电极在电-芬顿法中H_2O_2产量、·OH生成量和化学需氧量(COD)的影响,并且考察降解菲那西汀的最佳反应条件。结果表明:在电流密度=2.5 mA/cm~2、[Fe~(2+)]=0.10 mmol/L、pH值=3和[Na_2SO_4]=0.1 mol/L的操作条件下,H_2O_2的质量浓度达最大值为6.91 mg/L;改性后的电极比未改性电极具有更高的DMPO-OH相应电流,同时可产生更多的羟基自由基(·OH);经120 min电催化处理后,PNT的去除率达到了81.2%;电-芬顿降解菲那西汀过程符合降解一级反应动力学,动力学常数为0.049 3。该结果验证了该电极可以显著提高菲那西汀的降解效能、提升H_2O_2和·OH产率、缩短反应时间。

    2020年04期 v.39;No.193 53-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1720K]
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  • 改性钯阴极电-芬顿法降解菲那西汀模拟废水

    张永刚;黄耀霈;刘莹;

    为提高对菲那西汀制药废水的处理效果,采用钛盐光度法、电子顺磁共振法(ESR)和重铬酸钾滴定法等方法对不同电极在电-芬顿法中H_2O_2产量、·OH生成量和化学需氧量(COD)的影响,并且考察降解菲那西汀的最佳反应条件。结果表明:在电流密度=2.5 mA/cm~2、[Fe~(2+)]=0.10 mmol/L、pH值=3和[Na_2SO_4]=0.1 mol/L的操作条件下,H_2O_2的质量浓度达最大值为6.91 mg/L;改性后的电极比未改性电极具有更高的DMPO-OH相应电流,同时可产生更多的羟基自由基(·OH);经120 min电催化处理后,PNT的去除率达到了81.2%;电-芬顿降解菲那西汀过程符合降解一级反应动力学,动力学常数为0.049 3。该结果验证了该电极可以显著提高菲那西汀的降解效能、提升H_2O_2和·OH产率、缩短反应时间。

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  • 混凝技术处理厌氧消化污泥脱水液试验研究

    张轶凡;徐博;张博文;聂英进;

    为满足厌氧氨氧化工艺对悬浮物(SS)和铁浓度的进水要求,采用混凝技术对厌氧消化污泥脱水液进行预处理。通过曝气试验和正交试验,确定了厌氧消化污泥脱水液的最佳曝气量、曝气时间和混凝工艺条件;基于单因素试验,得到最佳工艺条件为:快搅(250 r/min)90 s、慢搅(90 r/min)120 s、助凝剂投加时间30 s、静置15 min、聚合氯化铝(PAC)投加量20 mg/L、聚丙烯酰胺(PAM)投加量1 mg/L、pH值为7.0,此时厌氧消化污泥脱水液中的浊度和总铁去除率分别为97.63%和98.21%。由此可见,混凝技术处理后的出水不仅可以提高污染物的去除效果,还可以满足后续厌氧氨氧化工艺的进水要求。

    2020年04期 v.39;No.193 59-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1664K]
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  • 混凝技术处理厌氧消化污泥脱水液试验研究

    张轶凡;徐博;张博文;聂英进;

    为满足厌氧氨氧化工艺对悬浮物(SS)和铁浓度的进水要求,采用混凝技术对厌氧消化污泥脱水液进行预处理。通过曝气试验和正交试验,确定了厌氧消化污泥脱水液的最佳曝气量、曝气时间和混凝工艺条件;基于单因素试验,得到最佳工艺条件为:快搅(250 r/min)90 s、慢搅(90 r/min)120 s、助凝剂投加时间30 s、静置15 min、聚合氯化铝(PAC)投加量20 mg/L、聚丙烯酰胺(PAM)投加量1 mg/L、pH值为7.0,此时厌氧消化污泥脱水液中的浊度和总铁去除率分别为97.63%和98.21%。由此可见,混凝技术处理后的出水不仅可以提高污染物的去除效果,还可以满足后续厌氧氨氧化工艺的进水要求。

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机械设计与制造

  • 主从式微创手术机器人系统附加反馈力补偿策略

    贠今天;陆晓璇;从敬德;

    为消除由于主手的动力学特性所产生的附加反馈力对微创手术机器人系统透明性的影响,根据拉格朗日定理,建立了包含关节耦合摩擦力的主手(Phantom Desktop)动力学模型,并通过参数辨识实验求出了主手的相关参数;根据主手的动力学模型,提出了附加反馈力补偿策略并进行了遥操作实验。实验结果表明:本文提出的附加反馈力模型可以准确地描述真实的附加反馈力。

    2020年04期 v.39;No.193 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1759K]
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  • 主从式微创手术机器人系统附加反馈力补偿策略

    贠今天;陆晓璇;从敬德;

    为消除由于主手的动力学特性所产生的附加反馈力对微创手术机器人系统透明性的影响,根据拉格朗日定理,建立了包含关节耦合摩擦力的主手(Phantom Desktop)动力学模型,并通过参数辨识实验求出了主手的相关参数;根据主手的动力学模型,提出了附加反馈力补偿策略并进行了遥操作实验。实验结果表明:本文提出的附加反馈力模型可以准确地描述真实的附加反馈力。

    2020年04期 v.39;No.193 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1759K]
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  • 打纬机构钢筘的柔性动力学分析

    金国光;路春辉;魏展;朱永杰;李洋;

    为研究共轭凸轮打纬机构中钢筘的柔性变形问题,基于有限元法对钢筘进行离散化,应用Lagrange方程建立柔性钢筘系统的动力学方程;利用ANSYS软件对钢筘进行网格划分,分析柔性钢筘的模态和振型等振动特性;在ADAMS中建立打纬机构刚-柔耦合模型,在考虑打纬阻力的情况下进行动力学仿真,并对钢筘进行应力分析。结果表明:建立的柔性钢筘动力学方程与仿真结果一致,验证了方程的正确性;钢筘在打纬机构运动过程中出现共振变形的可能性很小;施加打纬阻力时,刚-柔耦合模型的动力学性能相比刚性体时波动增大,并且打纬阻力变化对打纬机构加速度影响明显;钢筘在打纬过程中应力主要集中于下端附近。此结论可为打纬机构的优化设计提供依据。

    2020年04期 v.39;No.193 73-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 2204K]
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  • 打纬机构钢筘的柔性动力学分析

    金国光;路春辉;魏展;朱永杰;李洋;

    为研究共轭凸轮打纬机构中钢筘的柔性变形问题,基于有限元法对钢筘进行离散化,应用Lagrange方程建立柔性钢筘系统的动力学方程;利用ANSYS软件对钢筘进行网格划分,分析柔性钢筘的模态和振型等振动特性;在ADAMS中建立打纬机构刚-柔耦合模型,在考虑打纬阻力的情况下进行动力学仿真,并对钢筘进行应力分析。结果表明:建立的柔性钢筘动力学方程与仿真结果一致,验证了方程的正确性;钢筘在打纬机构运动过程中出现共振变形的可能性很小;施加打纬阻力时,刚-柔耦合模型的动力学性能相比刚性体时波动增大,并且打纬阻力变化对打纬机构加速度影响明显;钢筘在打纬过程中应力主要集中于下端附近。此结论可为打纬机构的优化设计提供依据。

    2020年04期 v.39;No.193 73-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 2204K]
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  • 基于参数化模型的船用螺旋桨的数控加工

    苟向锋;朱星辰;

    为实现螺旋桨的参数化设计及数控加工,根据螺旋桨桨叶的几何结构和成型原理建立桨叶曲面的参数化数学方程;分析螺旋桨的加工工艺,基于桨叶参数化数学方程计算五轴加工螺旋桨的刀位点和刀轴矢量,并通过后置处理将刀位信息转化为机床运动,得到数控加工程序,在Vericut中进行螺旋桨数控加工仿真。结果表明:基于参数化方程的设计方法提高了桨叶曲面的设计效率和准确性;加工仿真结果验证了刀具路径和数控程序的可行性,满足螺旋桨的加工要求;基于桨叶参数化数学模型可以自动生成数控程序,提高螺旋桨的数控编程效率和加工精度。

    2020年04期 v.39;No.193 82-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1945K]
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  • 基于参数化模型的船用螺旋桨的数控加工

    苟向锋;朱星辰;

    为实现螺旋桨的参数化设计及数控加工,根据螺旋桨桨叶的几何结构和成型原理建立桨叶曲面的参数化数学方程;分析螺旋桨的加工工艺,基于桨叶参数化数学方程计算五轴加工螺旋桨的刀位点和刀轴矢量,并通过后置处理将刀位信息转化为机床运动,得到数控加工程序,在Vericut中进行螺旋桨数控加工仿真。结果表明:基于参数化方程的设计方法提高了桨叶曲面的设计效率和准确性;加工仿真结果验证了刀具路径和数控程序的可行性,满足螺旋桨的加工要求;基于桨叶参数化数学模型可以自动生成数控程序,提高螺旋桨的数控编程效率和加工精度。

    2020年04期 v.39;No.193 82-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1945K]
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