检索结果-内蒙古大学图书馆

高分子学报 2025年第1期56卷 124-134页

作者：闫茂昌黄汉雄华南理工大学广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室微/纳成型与流变学研究室广州510640

采用湿法刻蚀MAX相的方法,制备了少层二维过渡金属碳化物(MXene)纳米片;采用溶液混合和模压成型制备不同碳纳米管(CNT)、MXene和杂化CNT/MXene含量的热塑性聚氨酯(TPU)基纳米复合材料.结果表明,杂化CNT/MXene有效提高了纳米复合材料的... 详细信息

采用湿法刻蚀MAX相的方法,制备了少层二维过渡金属碳化物(MXene)纳米片;采用溶液混合和模压成型制备不同碳纳米管(CNT)、MXene和杂化CNT/MXene含量的热塑性聚氨酯(TPU)基纳米复合材料.结果表明,杂化CNT/MXene有效提高了纳米复合材料的导电性能,MXene含量从0.2 wt%增加至0.4 wt%使TPU/CNT(0.8 wt%)纳米复合材料的电导率提高5个数量级.扫描电镜观测和流变性能测试结果表明,这归因于TPU内杂化CNT/MXene形成了良好的导电网络.对具有较高导电率的4种TPU/CNT/MXene纳米复合材料(即CNT含量固定为0.8 wt%、MXene含量为0.4 wt%~1.0 wt%)的拉伸应变传感性能进行对比研究.有意义的是,发现MXene含量为0.8 wt%的纳米复合材料呈现更高的应变传感性能,其应变因子最高为7.5.该纳米复合材料在不同的循环拉伸/释放测试中表现良好的响应和恢复性能、较高的循环响应稳定性和重复性,且能准确检测手指弯曲、手腕弯曲和低头这些人体运动产生的电阻信号.研究表明,采用杂化CNT/MXene并选择合适的含量,在聚合物基体内形成良好的导电网络,可明显提高纳米复合材料的导电和拉伸应变传感性能.

关键词：热塑性聚氨酯基纳米复合材料二维过渡金属碳化物导电性能拉伸应变传感流变行为

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Mecanum轮全向AGV轨迹跟踪级联控制器设计

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华南理工大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 49-61页

作者：文生平苏毅龙瞿弘毅华南理工大学广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室/聚合物成型加工工程教育部重点实验室广东广州510640 广东省科学院智能制造研究所/广东省现代控制技术重点实验室广东广州510070

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,... 详细信息

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。

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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微小针脚元件6D位姿估计

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机械设计与制造 2025年第4期 113-120页

作者：邝泳聪陈远波罗益炜刘东辉华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640 华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室广东广州510640

针对微小异形元件在被吸起时位姿容易发生偏转的问题,提出一种基于双目立体视觉和加权最小二乘的元件6D位姿估计算法。首先,提取图像上元件插装段针脚的中心点和末端中点并将其作为特征点,基于双目原理计算得到特征点的三维信息;其次,... 详细信息

针对微小异形元件在被吸起时位姿容易发生偏转的问题,提出一种基于双目立体视觉和加权最小二乘的元件6D位姿估计算法。首先,提取图像上元件插装段针脚的中心点和末端中点并将其作为特征点,基于双目原理计算得到特征点的三维信息;其次,建立拟合元件6D位姿的加权最小二乘法模型,进而根据特征点的信息求得元件的6D位姿。最后,为验证算法的有效性,进行仿真实验和真实实验,结果表明:不同位姿下的针脚特征点在通过求得的6D位姿结果变换后,坐标标准差小于20μm,单次求解位姿耗时为540ms左右,算法精度及实时性均能满足元件的插装或分拣要求。

关键词：机器视觉双目视觉最小二乘法位姿估计电子元件

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三元共聚高介电性能聚酰亚胺的制备与性能研究

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华南理工大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 92-100页

作者：曹贤武姚志强黄其隆曾佩佩赵婉婧华南理工大学机械与汽车工程学院/广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室/聚合物新型成型装备国家工程研究中心/聚合物成型加工工程教育部重点实验室广东广州510640

目前,能源领域不断发展,对电容器要求不断提高,兼具高温性能和高储能的电容器已成为研究热点。其中高储能密度即要求其具备高介电常数和低介电损耗。特种工程材料聚酰亚胺(PI)因其耐高温性能而备受人们青睐,但其较低储能密度制约其应用... 详细信息

目前,能源领域不断发展,对电容器要求不断提高,兼具高温性能和高储能的电容器已成为研究热点。其中高储能密度即要求其具备高介电常数和低介电损耗。特种工程材料聚酰亚胺(PI)因其耐高温性能而备受人们青睐,但其较低储能密度制约其应用。为更好地利用聚酰亚胺的耐高温性能,从其合成原料的多样性出发,寻找优异合成路线,该研究以制备高介电常数与低介电损耗聚酰亚胺(PI),研究同分异构体2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐(a-BPDA)和3,3',4,4'-联苯四酸二酐(s-BPDA)对聚酰亚胺介电性能的影响为目标,以a-BPDA、s-BPDA、3,3',4,4'-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)、4,4'-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜(m-BAPS)为原料,通过三元共聚制备了PI薄膜,从而验证方案可行性。在此基础上调配原料比例,探究最佳性能时各种原料配比。并运用傅里叶红外光谱(FTIR)分析、X射线衍射(XRD)分析、热性能分析和介电性能分析对薄膜进行表征。实验结果表明:a-BPDA、s-BPDA、BTDA和m-BAPS可成功合成聚酰亚胺薄膜;合成的薄膜仍可以保持较高的热学性能,其中a-BPDA和s-BPDA分别将聚酰亚胺的玻璃化转变温度最高提升至245.8℃和239.1℃。s-BPDA与a-BPDA对聚酰亚胺的介电性能产生不同影响,当s-BPDA与BTDA物质的量比为3∶2时,在1000Hz下sPI介电常数为4.25,介电损耗为0.0029,当a-BPDA与BTDA物质的量比为3∶2时,aPI介电常数为3.49,介电损耗为0.0023;综合对比下,s-BPDA对于聚酰亚胺的热学性能和介电性能改善效果更加明显。

关键词：聚酰亚胺三元共聚高介电常数低介电损耗

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LDI机靶标识别算法的设计及抗扰性能测试

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中国机械工程 2025年

作者：王瑞洲张宇龙王华张宪民广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室广东科视光学技术股份有限公司广东省数字光刻工程技术研究中心华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室

在激光直接成像领域，光照不佳、离面位移、靶标异常等扰动引起靶标识别性能的劣化，降低视觉寻靶对位精度及效率，影响光刻良率与产能。首先，设计LDI机视觉寻靶装置，提出随机一点与随机三点自适应切换的取点求圆策略，采用随机抽样... 详细信息

在激光直接成像领域，光照不佳、离面位移、靶标异常等扰动引起靶标识别性能的劣化，降低视觉寻靶对位精度及效率，影响光刻良率与产能。首先，设计LDI机视觉寻靶装置，提出随机一点与随机三点自适应切换的取点求圆策略，采用随机抽样一致完成再拟合，改进随机霍夫变换，设计稳健性强的靶标识别算法。其次，分析光照不佳、离面位移、靶标异常的扰动源生成机理，设计光照条件与离面位移的可控量化激励装置，加工包含典型靶标异常特征的基板。最后，搭建LDI机三类扰动源的可控量化激励与测试系统，使用靶心坐标与半径值的计算精度、速度及稳定性作为算法评价指标，量化表述“三类扰动源的激励值-靶标识别性能的劣化值”的映射特性。测试结果表明，本文所设计LDI机靶标识别算法抗三类扰动的性能较强。

关键词：激光直接成像靶标识别算法抗扰性能离面位移

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考虑最小尺寸约束的内嵌可移动压电驱动柔顺机构拓扑优化设计

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中国机械工程 2025年第2期36卷 255-264页

作者：刘敏卢飞扬占金青吴剑朱本亮华东交通大学机电与车辆工程学院南昌330013 华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室南昌330013 华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室广州510641

为了使柔顺机构构型与压电驱动分布同时达到最优,并满足工艺制造要求,提出考虑最小尺寸约束的内嵌可移动压电驱动柔顺机构拓扑优化设计方法。采用独立点密度插值模型描述主体结构的材料分布,利用水平集函数表征任意形状的内嵌可移动压... 详细信息

为了使柔顺机构构型与压电驱动分布同时达到最优,并满足工艺制造要求,提出考虑最小尺寸约束的内嵌可移动压电驱动柔顺机构拓扑优化设计方法。采用独立点密度插值模型描述主体结构的材料分布,利用水平集函数表征任意形状的内嵌可移动压电驱动器,通过结构指示函数识别实体和空相材料,采用滤波阈值技术控制主体结构的最小尺寸。同时建立非重叠约束以保证压电驱动器在优化过程中不与设计域边界发生重叠,并以柔顺机构的输出位移最大化为目标函数,建立独立点密度插值水平集联合拓扑优化模型,利用移动渐近线法求解拓扑优化问题。数值算例证明所提方法可以有效地同时优化主体结构和压电驱动器的位置分布,并满足最小尺寸要求。

关键词：柔顺机构拓扑优化压电驱动最小尺寸约束可移动组件

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一种紫外截止型POE光伏封装胶膜的制备与性能研究

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中国塑料 2025年第4期39卷 1-7页

作者：何和智熊华威赖文华南理工大学机械与汽车工程学院聚合物成型加工工程教育部重点实验室广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室广州510000

本研究采用氢化烃类树脂(H-HCR)与聚烯烃弹性体(POE)熔融共混,并添加过氧化二异丙苯(DCP)与3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸十六酯(UV2908)作为交联剂和紫外吸收剂,制备一种高体积电阻的紫外截止型光伏封装胶膜。随着H-HCR含量的增加,POE胶... 详细信息

本研究采用氢化烃类树脂(H-HCR)与聚烯烃弹性体(POE)熔融共混,并添加过氧化二异丙苯(DCP)与3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸十六酯(UV2908)作为交联剂和紫外吸收剂,制备一种高体积电阻的紫外截止型光伏封装胶膜。随着H-HCR含量的增加,POE胶膜在紫外光区(250~380 nm)的透光率明显降低,同时其在可见光/近红外区(380~1 100 nm)具有较高透光率,而UV2908在250~292 nm范围有较强的紫外截止性能,两者能够协同阻挡紫外线进入光伏组件,从而制备出高紫外截止功能的光伏胶膜。同时复合材料的力学性能和体积电阻率均有明显增强,体积电阻率在H-HCR含量为15%(质量分数,下同)的组分中到达最高值。当POE/H-HCR/DCP/UV2908共混物的配比为85/15/1.5/0.2时,复合材料在可见光/近红外区的平均透过率和紫外截止波长为91.6%和284 nm,而拉伸强度、断裂伸长率、体积电阻率分别能达到20.1 MPa、904%和5.9×10^(15)Ω·cm,该复合材料既具有较好的体积电阻和力学性能,又具有优异的紫外截止性能。

关键词：光伏胶膜高透光率紫外截止体积电阻率复合材料

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基于数字孪生和深度迁移学习的电主轴热误差建模方法

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机械工程学报 2025年第3期61卷 52-66页

作者：马帅冷杰武陈祝云李巍华李波刘强广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室广州510006 华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 湖北文理学院机械工程学院襄阳441053 襄阳华中科技大学先进制造工程研究院襄阳441106

热误差是电主轴系统误差的主要来源之一,热误差建模是提高系统可靠性的重要手段。电主轴装载刀具加工时,需要在多个方向上运动,导致实时测量困难,难以采集足够的热误差样本。不同工况下的数据分布差异较大,在某一工况下训练的热误差预... 详细信息

热误差是电主轴系统误差的主要来源之一,热误差建模是提高系统可靠性的重要手段。电主轴装载刀具加工时,需要在多个方向上运动,导致实时测量困难,难以采集足够的热误差样本。不同工况下的数据分布差异较大,在某一工况下训练的热误差预测模型难以在其他工况下取得满意的预测精度。针对上述问题,提出了一种基于数字孪生和深度迁移学习的电主轴热误差建模方法。首先,建立电主轴系统热行为数字孪生模型,模拟出不同工况下的温度场和热变形数据,缓解实际场景中热误差样本缺失的限制。其次,开发基于领域对抗机制的卷积双向长短期记忆网络,数字孪生模型生成的虚拟数据用作源域,真实数据作为目标域,不同尺度的卷积层构成特征提取器,分别提取源域和目标域温度数据的空间特征,处理多维温度特征的共线性问题。构建双向长短期记忆网络作为预测器,处理温度与热误差的时序关系并输出预测值。同时,结合领域适配的对抗训练技术,利用域判别器混淆两域特征,最小化两域数据分布,提高模型的泛化能力。最后,搭建多源数据协同采集平台,获取不同工况下的真实数据,通过不同迁移任务验证,结果表明:在热误差标签样本缺失的情况下,该方法成功实现热误差建模,具备较好的预测性能。

关键词：电主轴热误差建模数字孪生深度迁移学习领域适配

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热塑性纤维素与PVA混溶性的分子动力学模拟

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 149-158页

作者：冯彦洪陈帅杰孙航华南理工大学机械与汽车工程学院聚合物新型成型装备国家工程研究中心聚合物成型加工工程教育部重点实验室广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室广州510000

首次提出了将氧化还原改性纤维素(Oxidation-reduction modified cellulose,ORC)与聚乙烯醇(Poly(vinyl alcohol),PVA)共混进行制备复合材料,并采用分子动力学模拟研究了ORC与PVA的混溶性.对分子链间相互作用能和氢键数量分析发现,随着... 详细信息

首次提出了将氧化还原改性纤维素(Oxidation-reduction modified cellulose,ORC)与聚乙烯醇(Poly(vinyl alcohol),PVA)共混进行制备复合材料,并采用分子动力学模拟研究了ORC与PVA的混溶性.对分子链间相互作用能和氢键数量分析发现,随着改性程度增加,ORC与PVA会产生更强烈的相互作用,这促进了组分间的混溶.当ORC的改性程度达到40%后,ORC与PVA的溶解度参数差值为2.02(J/cm^(3))^(1/2),达到混溶条件.根据Flory-Huggins理论确定了醇解度为88%和99%的PVA与ORC的混溶性,结果表明PVA(88%)与ORC的混溶性更好.对共混体系中形成氢键原子的径向分布函数分析发现,醋酸乙烯酯重复单元上的羰基更倾向与ORC形成分子链间氢键,而乙烯醇重复单元上的羟基更倾向形成分子链内氢键,这促使PVA(88%)/ORC共混体系中形成更多的分子链间氢键,从而混溶性更好.研究结果可为ORC/PVA复合材料的制备提供理论指导.

关键词：混溶性氧化还原改性纤维素分子动力学聚乙烯醇

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基于成对曲线组合的柔顺机构设计

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中国科学：技术科学 2012年第8期42卷 911-918页

作者：王念峰张宪民华南理工大学精密装备与制造技术广东省重点实验室广州510640

采用拓扑优化技术进行柔顺机构设计成功与否在很大程度上取决于所采用的机构几何表述方式.本文提出了一种全新的基于成对曲线组合(对线组)的表述方式.这种几何表述方式,首先确定机构的输入输出区域.虽然在初始阶段不知道机构在设计域的... 详细信息

采用拓扑优化技术进行柔顺机构设计成功与否在很大程度上取决于所采用的机构几何表述方式.本文提出了一种全新的基于成对曲线组合(对线组)的表述方式.这种几何表述方式,首先确定机构的输入输出区域.虽然在初始阶段不知道机构在设计域的分布,但是载荷加载需要借助机构输入输出点,因此必须有至少一个加载区域,一个支撑区域和一个输出区域.将这些输入输出区域利用成对Bezier曲线直接或间接连接起来形成一种可以承载负荷的柔顺机构.这种几何表述方式生成的机构边界为曲线函数之组合,解决了拓扑优化设计中的锯齿和模糊边界问题,并且可以同时进行形状和拓扑优化并且保持结构边界的光滑,没有棋盘格现象和中间密度单元等.基于对线组进行柔顺机构表征,会产生一些复杂的结构,基于FG-FEM有限元法进行仿真分析求得响应.研究柔顺机构拓扑优化设计理论与方法,采用图的形式对机构对象进行编码,利用遗传算法的全局寻优能力寻找全局最优解,数据算例的结果表明,提出的方法正确有效.

关键词：柔顺机构对线组拓扑优化遗传算法

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