纤维新材料

• PAA/CS/GO水凝胶的制备及其吸附性能

  李广芬;陈蔚;王帅帅;李万盛;李茗萱;

  为了克服壳聚糖在酸性条件下不稳定的缺点，提高氧化石墨烯的分散性能，提升壳聚糖/氧化石墨烯体系对亚甲基蓝的吸附性能，利用自由基聚合和热交联法将丙烯酸（AA）引入壳聚糖（CS）/氧化石墨烯（GO）体系，制备了聚丙烯酸（PAA）/CS/GO水凝胶，并采用电子扫描电镜和傅里叶变换红外光谱对水凝胶的表面结构及化学成分进行了表征，探究了丙烯酸用量、pH值、吸附时间、染料浓度和温度对水凝胶吸附亚甲基蓝容量的影响。结果表明：PAA/CS/GO水凝胶内部成功引入了大量羧酸基团，内部充满孔洞结构并具有稳定性和极佳的吸水溶胀性能；吸附实验表明，丙烯酸剂量为12 mL时制备的PAA/CS/GO水凝胶在温度为333 K时对亚甲基蓝（MB）具有最佳吸附效果，吸附量达到了771.5 mg/g；同时该水凝胶对亚甲基蓝的吸附过程遵循拟二阶动力学模型和Freundlich等温吸附模型。吸附机理研究发现，静电作用力、氢键、共轭作用和孔隙结构是高吸附性能的主要影响作用力。

  2023年01期 v.42;No.208 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1869K]
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• 水驻极母粒对熔喷聚丙烯流变与结晶性能的影响

  赵义侠;钱子茂;崔宪峰;王素玉;程可为;康卫民;

  为探索水驻极熔喷生产工艺最佳配比和熔融温度，在熔喷聚丙烯原料（熔融指数为1 200 g/10 min）中混入2%～6%（质量分数）的水驻极母粒，对其熔体流变和结晶性能进行了测试研究。实验结果表明：水驻极母粒改性聚丙烯共混体系非牛顿指数（n）小于1，为假塑性流体；温度和剪切速率对共混体系表观黏度的影响显著，随着温度和剪切速率增大，共混体系的黏度呈下降趋势，驻极母粒添加含量（质量分数）低于4%时，有助于降低共混体系的表观黏度；共混体系的黏流活化能（ΔE_η）随剪切速率增加而减小；而共混体系的ΔE_η较纯聚丙烯有所增加，表明加入母粒后共混体系黏度对温度的敏感度增大；DSC结果表明，水驻极母粒加入有助于提高熔喷聚丙烯的结晶速率和结晶度。

  2023年01期 v.42;No.208 9-14+21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1716K]
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• 超疏水亲油MTCS/mSiO_2/NCC气凝胶的制备与表征

  刘延波;庞蓉蓉;陈倩;陈志军;郝铭;胡晓东;杨波;

  为了制备一种超疏水亲油材料基于纤维素可生物降解的环保特性，采用废棉制备了超疏水亲油的甲基三氯硅烷（MTCS）/mSiO_2/纳米微晶纤维素（NCC）气凝胶。首先将废棉打碎酸解成NCC，再用KH560对SiO_2进行改性，然后以NCC和mSiO_2为原料，制备mSiO_2/NCC复合气凝胶，最后以MTCS为疏水改性剂对m SiO_2/NCC气凝胶改性，制备成超疏水亲油的MTCS/mSiO_2/NCC气凝胶，并使用红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、接触角测试仪，对超疏水亲油材料的形貌、结构及表面浸润进行表征。结果表明：制备得到了一种三维多孔、结果稳定的超疏水亲油MTCS/m SiO_2/NCC气凝胶，静态水接触角最高达150.97°，对食用油、机油和石蜡油的最大吸油倍率分别为60.00 g/g、58.15 g/g和43.27 g/g，能够快速分离油水混合物，具备良好的超疏水亲油性能。

  2023年01期 v.42;No.208 15-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2078K]
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• 多壁碳纳米管增强环氧胶粘剂的性能

  王静;严福金;

  为了充分发挥陶瓷材料抗压性能好和碳纤维材料高比刚、高比强、耐冲击性能好等优点，实现两者稳定、高效的连接，采用多壁碳纳米管（MWCNTs）对环氧胶粘剂进行增强改性，探讨了MWCNTs添加量以及胶层厚度对CFRP-陶瓷接头剪切强度和断裂模式的影响。3D轮廓仪、旋转流变仪、综合热分析仪及胶接接头力学性能测试结果表明：MWCNTs提高了CFRP-陶瓷接头的剪切强度，当MWCNTs质量分数为1.00%、胶层厚度为0.5 mm时，接头剪切强度达到最大值20.01 MPa，提高了19.96%；同时，不同胶层厚度的CFRP-陶瓷接头经历不同的失效阶段，胶层厚度为0.5 mm，表现在搭接区端部胶层开裂，胶层厚度超过1.0 mm，表现在搭接区端部胶层开裂逐渐向胶层内部断裂过渡；在此最优含量下，改性后环氧胶粘剂固化反应速率最大、热分解温度最高、热稳定性最佳，热分解残余剩余率提高了9.57%，但是，纳米颗粒的增强效果与其团聚性能相关，随着纳米颗粒含量增加，改性效果反而降低。

  2023年01期 v.42;No.208 22-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1824K]
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• 聚偏氟乙烯压电纤维的制备工艺及其压电特性研究进展

  王闻宇;黄春雁;朱正涛;金欣;

  聚偏氟乙烯（PVDF）是一种压电性能优异的聚合物，具有耐化学腐蚀性、耐磨性、高介电强度等优点。不同于常见的PVDF压电薄膜类产品，PVDF压电纤维具有灵敏度高等独到优势。本文介绍了PVDF的压电机理，综述了近年来国内外学者在利用各种纺丝法制备PVDF压电纤维时，通过改变纺丝方法、纺丝参数、纺丝添加剂及后处理条件，提高PVDF纤维的压电性能。

  2023年01期 v.42;No.208 29-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 610K]
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电子信息与自动化

• 基于Cuk变换器的永磁记忆电机调磁控制

  耿强;任天亮;李新旻;

  针对永磁记忆电机（permanent magnet memory motor, PM-MM）调磁控制中存在的电压限制问题，提出一种基于Cuk变换器的控制策略。首先分析随着PM-MM调磁速度的增加，电压限制问题对系统稳定性的影响；在此基础上利用Cuk变换器的原理，结合PM-MM的数学模型，针对调磁过程中的电压限制问题，提出了一种基于Cuk变换器的PM-MM调磁控制策略，并以一台20 kW的PM-MM为被控对象进行仿真研究。结果表明：所提策略能有效补偿电机调磁过程中所需的电压，大幅抑制了充磁过程中的转矩及转速的波动，提高了系统的稳定性。

  2023年01期 v.42;No.208 36-43+51页 [查看摘要][在线阅读][下载 2391K]
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• 一种基于改进U-Net模型的电磁层析成像算法

  李秀艳;李明廷;李晓捷;王琦;张荣华;汪剑鸣;

  为解决电磁层析成像（electromagnetic tomography,EMT）传统成像算法由于逆问题的不适定性和病态性导致重建图像质量差的问题，提出了一种基于改进U-Net深度网络模型的新型电磁层析成像方法。首先，以UNet深度网络模型为基础，加入残差模块使网络提取更多特征信息并避免网络训练时梯度消失的问题；其次在此结构上引入注意力机制来提升重要特征信息，抑制无用的特征信息，加强对缺陷边缘和形状特征的权重分配。通过仿真和金属缺陷检测实验评估了本文所提出算法的性能，并与线性反投影算法和共轭梯度算法进行了对比。仿真实验和金属缺陷检测实验结果表明：本文提出的算法在精确率、召回率和F1-Score分别达到88.41%、90.38%和89.38%，重建图像对于缺陷位置和形状的预测更为准确。

  2023年01期 v.42;No.208 44-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 2002K]
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• 低转矩波动交错转子连续极轴向磁通永磁电机设计

  郭丽艳;肖森;王慧敏;

  为消除轴向磁通电机中的偶次谐波，本文结合双转子连续极轴向磁通电机的结构特点，设计了一种转子交错布置的交错转子连续极轴向磁通电机。通过使用两转子之间交错180°电角度的交错转子连续极轴向磁通结构，消除了电机总气隙磁密中的偶次谐波，使电机转矩波动得到了显著降低。通过使用简化磁路，对交错转子连续极轴向磁通结构消除偶次谐波的原理进行了说明。最后通过有限元软件进行仿真验证。结果表明：本文提出的交错转子连续极轴向磁通电机虽然单个转子产生的相反电势中仍然存在大量的偶次谐波，但两转子共同产生的总相反电势中不存在偶次谐波，从而消除了电机中偶次谐波对电机转矩波动的影响；与传统连续极轴向磁通电机相比，交错转子连续极轴向磁通电机的转矩波动由49.06%降至7.09%，降低了85.55%；电机相反电势在电机绕组不变的基础上消除了偶次谐波，表明电机转子磁动势在电机定子的磁场中不存在偶次谐波，因此相比于传统连续极轴向磁通电机，交错转子连续极轴向磁通电机的铁耗由302.43W降至276.43 W，降低了8.59%；此外，交错转子连续极轴向磁通电机的平均转矩由传统连续极轴向磁通电机的621.17 N·m提升至677.63 N·m，提升了9.08%。

  2023年01期 v.42;No.208 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1646K]
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• 基于RFID的目标成像方法的性能评价与分析

  史伟光;李婉琪;

  TagScan成像系统将目标估计图像与实际图像进行直观视觉对比来评估成像性能，该方法简单易行但难以反映精确的图像失真程度，致使影响TagScan系统成像性能的因素尚未被分析。针对以上问题，本文提出一种基于偏离度的成像精度评价方法，通过计算目标实际图像轮廓点与对应的估计图像轮廓点的偏差，将目标估计图像的误差量化。选取不同边缘类型目标的估计图像为研究对象，利用偏离度分析目标初始轮廓的形式对目标成像精度的影响，为目标初始轮廓的优化设定提供依据。仿真结果表明：对于四边形目标，采用直线型目标初始轮廓获取的估计图像的偏离度比采用弧线型目标初始轮廓获取的估计图像的偏离度降低了87.63%；对于圆形目标，采用弧线型目标初始轮廓的估计图像的偏离度比采用直线型目标初始轮廓的估计图像的偏离度降低了96.6%。

  2023年01期 v.42;No.208 58-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1260K]
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机械设计与制造

• 间隔织物立体织机电子开口机构优化设计及动力学仿真

  杨建成;岳三旺;刘家辰;杨超群;

  针对间隔织物立体织机现有开口机构不能完全满足大间距间隔织物组织结构变换频繁、开口动程大、提综力大的要求，设计了一套伺服电机开口机构；建立了电子开口机构驱动臂转角与综框位移的数学模型，在Matlab中对摆动臂的压力角进行对比仿真，选出最优摆动臂角度；在Adams中建立三维模型并进行仿真分析，得出综框运动曲线；利用ANSYS Workbench软件对关键部件摆动臂的刚度及强度进行有限元分析，运用响应面法对其进行多参数优化，建立电子开口机构刚柔耦合动力学模型并进行仿真。结果表明：优化后摆动臂变形减少30.3%，质量增加了3.85%，开口过程中摆动臂受到载荷发生变形，综框实际位移为78.05 mm。该机构满足大间距间隔织物组织结构变换频繁、开口动程大、提综力大的要求。

  2023年01期 v.42;No.208 64-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 2429K]
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• 基于策略迭代ADP的碳纤维角联织机张力控制

  刘薇;张黎;李想;

  针对碳纤维角联织机经纱张力控制问题，考虑开口等不确定因素对经纱张力的影响，建立了离散非线性送经系统张力控制模型，提出了策略迭代自适应动态规划（ADP），并对ADP中评价网络设计了自适应权值更新率；证明了策略迭代ADP在离散系统的收敛性，削减了非线性及不确定因素对经纱张力的影响，实现了对经纱张力的稳定控制，提高了系统鲁棒性。仿真结果表明：相比传统ADP，策略迭代ADP可以使经纱张力在2 s内快速无波动的到达稳定状态，使系统性能指标函数收敛更优。

  2023年01期 v.42;No.208 72-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1450K]
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• 变速驱动下电子开口机构运动学建模及工艺优化

  袁汝旺;魏晓;

  为满足织机开口过程中综框静止时间及动态特性等工艺需求，建立了基于速比系数的电机旋转变速运动参数化模型及提综连杆尺度综合模型，确定了模型参数调控方法，仿真分析了不同参数条件下电机变速运动规律与连杆尺寸对开口工艺特性的影响。结果表明：当提综臂最大摆角一定时，综框静止时间、速度与加速度随速比系数增加而减小；取速比系数为0.41时，相对织机主轴综框近似停顿120°，梭口对称率达到94.83%；速比系数是旋转变速运动规律的唯一控制变量，调节速比系数可获得不同的综框静止时间及综框动态特性，满足不同参数条件下织造工艺需求，并为电子开口系统设计提供理论参考。

  2023年01期 v.42;No.208 81-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2420K]
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