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基于弹性体材料仿生手的设计、制造及其控制
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作者 罗召俊 王帅 +2 位作者 广 袁宁一 丁建宁 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期69-75,共7页
软体机器人是近年来的研究热点,涉及信号检测、控制、致动等多个方面。基于弹性体材料设计制备了一种符合人体手指运动规律的弯曲致动器及其仿生手和电容式可拉伸传感器。仿生手总共设计有14个弯曲关节,且每个弯曲关节都由外部管道独立... 软体机器人是近年来的研究热点,涉及信号检测、控制、致动等多个方面。基于弹性体材料设计制备了一种符合人体手指运动规律的弯曲致动器及其仿生手和电容式可拉伸传感器。仿生手总共设计有14个弯曲关节,且每个弯曲关节都由外部管道独立控制,当外部气压达到50 k Pa时,手指关节能够实现90o的弯曲变形,最大指尖压力为210m N。可拉伸应变传感器在200%应变下表现出良好的稳定性和可逆性,将传感器贴在手指关节上具有监测手指运动的功能。最后,将传感器贴于手套上作为可穿戴器件,通过单片机控制系统采集手套上传感器由于手指弯曲产生的信号,信号经蓝牙传输,实现对气动回路的有效控制,最终完成对仿生手的远程实时操控。研究结果可应用于远程交互、生命科学等领域。 展开更多
关键词 弯曲致动器 仿生手 可拉伸传感器 控制
收集振动能的摩擦纳米发电机设计与输出性能 预览
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作者 吴晔盛 刘启 +5 位作者 曹杰 李凯 广 张忠强 丁建宁 蒋诗宇 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第19期13-20,共8页
随着全球变暖和能源危机的到来,寻找减少碳排放的可再生能源成为人类文明面临的最紧迫挑战之一.振动作为一种常见的机械运动形式,在人们的日常生活中普遍存在.利用多种原理收集振动能量将其转化为电能成为研究热点.基于接触生电和静电... 随着全球变暖和能源危机的到来,寻找减少碳排放的可再生能源成为人类文明面临的最紧迫挑战之一.振动作为一种常见的机械运动形式,在人们的日常生活中普遍存在.利用多种原理收集振动能量将其转化为电能成为研究热点.基于接触生电和静电感应原理的摩擦纳米发电机(TENG)为收集振动能量提供了一种可行的方法.本文设计了一种接触分离式 TENG.推导了 TENG 的电极间电压-转移电荷量-板间距离(V-Q-x)之间的关系,结合实验分析了负载电阻、振动频率等因素对其输出性能的影响关系,当振动频率为 1 6 Hz时,每个工作循环内电荷的转移量几乎相同,而电压和电流随着频率的增大而增大,频率为 5 Hz 时,最大输出功率达到 0.5 mW.运用 COMSOL 软件对 TENG 进行模拟仿真,揭示了其在接触分离过程中电势以及聚合物表面电荷密度的分布和变化规律,为高效收集振动能量的摩擦纳米发电机及自供能振动传感器设计提供理论与实践支撑. 展开更多
关键词 摩擦纳米发电机 输出性能 振动能量收集 接触分离 金属-聚合物
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基于正交试验的热障涂层性能变化规律研究 预览
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作者 广 唐荣荣 +3 位作者 杨诚 张忠强 袁宁一 丁建宁 《热喷涂技术》 2019年第2期49-57,共9页
热障涂层广泛应用于燃气轮机、飞机发动机等装备上,其性能直接影响装备的使用寿命。本文采用大气等离子喷涂工艺,在GH4169高温合金表面依次制备NiCoCrAlY金属粘结层和ZrO2-8%wtY2O3陶瓷层。采用扫描电镜和残余应力测试仪对样品的表面形... 热障涂层广泛应用于燃气轮机、飞机发动机等装备上,其性能直接影响装备的使用寿命。本文采用大气等离子喷涂工艺,在GH4169高温合金表面依次制备NiCoCrAlY金属粘结层和ZrO2-8%wtY2O3陶瓷层。采用扫描电镜和残余应力测试仪对样品的表面形貌、孔隙率以及表面的残余应力进行测试。通过正交试验研究喷涂工艺参数对热障陶瓷层厚度、孔隙率以及残余应力的影响,实验结果表明,对陶瓷层厚度的影响因素从大到小顺序依次为氢气流量,电流,氩气流量,喷涂距离;在相同的制备时间内,陶瓷层的厚度随着电流与氢气流量的增大而明显的增大;随着氩气流量与喷涂距离的增大,陶瓷层的厚度随之减小;对陶瓷层孔隙率的影响因素从大到小顺序依次为喷涂距离,氢气流量,电流,氩气流量。当氩气流量从30slpm/min增加到40slpm/min时,氢气流量从5slpm/min增加到10slpm/min时,孔隙率随之增大;当氩气流量从40slpm/min增加到50slpm/min时,氢气流量从10slpm/min增加到15slpm/min时,孔隙率随之减小。当喷涂距离从5mm增加到10mm时,孔隙率随之减小,而当喷涂距离从10mm增加到15mm时,孔隙率急剧升高,而随着电流的增大,孔隙率减小。电流、氢气流量以及氩气流量对涂层残余应力造成很大影响,随着电流以及氢气流量的增大,氩气流量的减小,涂层表面的残余应力急剧上升。 展开更多
关键词 热障涂层 大气等离子喷涂(APS) 表面形貌 残余应力
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黑磷纳米通道内压力驱动流体流动特性 预览
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作者 张忠强 刘汉伦 +2 位作者 范晋伟 丁建宁 广 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期27-34,共8页
运用分子动力学方法探索了水-黑磷流-固界面各向异性、水流驱动力、黑磷通道宽度和黑磷层数等对黑磷通道内Poiseuille水流流动特性的影响规律.研究结果表明:随着驱动力的增加,边界滑移速度随之增加各向异性也会对压力驱动作用下纳米通... 运用分子动力学方法探索了水-黑磷流-固界面各向异性、水流驱动力、黑磷通道宽度和黑磷层数等对黑磷通道内Poiseuille水流流动特性的影响规律.研究结果表明:随着驱动力的增加,边界滑移速度随之增加各向异性也会对压力驱动作用下纳米通道内的水分子的流动特性产生影响,具体表现为边界滑移速度会随着手性角度的增加而减小,而水分子黏度系数却不受各向异性的影响.发现黑磷表面天然的褶皱结构所产生的粗糙势能表面,是导致流固界面各向异性特性的本质原因.在加速度值保持不变的情况下,研究纳米通道宽度和黑磷层数对水分子流动特性的影响,发现随着纳米通道宽度的增加,水分子滑移速度随之减小;双层模型中水分子的速度分布与单层模型差异微小,而随着层数的增加,黑磷-水流固交互界面能随之增加,各向异性规律依然保持不变.研究结果将为水-黑磷流体器件设计与制备提供理论基础. 展开更多
关键词 黑磷 各向异性 流-固界面 分子动力学
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凹槽铜基底表面与单层石墨烯的相互作用特性研究 预览
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作者 张忠强 贾毓瑕 +3 位作者 郭新峰 葛道晗 广 丁建宁 《物理学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期69-77,共9页
基于石墨烯二维材料的诸多应用需要将其大面积、高质量地转移到目标基底上,迫切需要了解石墨烯在剥离和转移过程中与基底之间的相互作用特性.本文采用经典分子动力学方法探索了铜基底表面凹槽的几何特征尺寸对石墨烯吸附和剥离过程中凹... 基于石墨烯二维材料的诸多应用需要将其大面积、高质量地转移到目标基底上,迫切需要了解石墨烯在剥离和转移过程中与基底之间的相互作用特性.本文采用经典分子动力学方法探索了铜基底表面凹槽的几何特征尺寸对石墨烯吸附和剥离过程中凹槽基底对石墨烯吸附作用的影响机理和规律.结果表明:对于固定边界条件下的单层石墨烯,当基底表面的凹槽宽度固定不变时,吸附过程中基底对石墨烯的吸附力随二者间距的减小,呈现先增大后减小的趋势;其最大吸附力随凹槽深度的增加而增大,而当凹槽深度继续增大至石墨烯未能吸附进入凹槽底部的临界值时,吸附力迅速减小;剥离过程中,石墨烯完全剥离的临界作用力随凹槽深度的增加同样呈现先增大后减小的趋势,且与剥离前石墨烯与凹槽基底的相互作用面积有关;当基底表面凹槽的深度固定不变时,吸附和剥离过程中石墨烯-基底之间的吸附力随间距的变化规律取决于石墨烯在基底凹槽处的稳态吸附构型. 展开更多
关键词 石墨烯 凹槽基底 吸附力 分子动力学
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纳米孔隙内混合气体流动特性的分子动力学模拟 预览
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作者 刘汉伦 张忠强 +2 位作者 郝茂磊 广 丁建宁 《气体物理》 2018年第4期32-40,共9页
纳米孔隙内气体流动的理论预测对气体微流控器件的设计和制造具有重要的理论指导作用,文章采用分子动力学方法研究了氮气、氧气和二氧化碳混合气体在平行壁纳米孔隙内的剪切流动特性和边界滑移特性.研究结果表明:随着加入二氧化碳比例... 纳米孔隙内气体流动的理论预测对气体微流控器件的设计和制造具有重要的理论指导作用,文章采用分子动力学方法研究了氮气、氧气和二氧化碳混合气体在平行壁纳米孔隙内的剪切流动特性和边界滑移特性.研究结果表明:随着加入二氧化碳比例的不断增加,混合气体滑移速度不断增大,并且当二氧化碳的比例低于20%时,混合气体流动速度沿孔隙宽度方向呈线性分布;而当比例达到40%后,其速度轮廓将呈现非线性趋势.当二氧化碳所占比例为20%时,随着孔隙宽度的增加,混合气体的整体边界滑移随之减小.探究了混合气体密度和气-固耦合强度对混合气体流动及边界滑移的影响机理.发现随着混合气体密度的减小,气流边界滑移增大;随着气-固界面耦合强度的增强,边界气体分子易被吸附而出现黏滑运动,气体分子在边界处的积聚现象增强,剪切应变率增大,边界滑移减小. 展开更多
关键词 COUETTE流 混合气体 纳米孔隙 边界滑移 分子动力学
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石墨烯碳纳米管复合结构渗透特性的分子动力学研究 预览 被引量:1
7
作者 张忠强 李冲 +3 位作者 刘汉伦 葛道晗 广 丁建宁 《物理学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期213-220,共8页
采用经典分子动力学方法研究了压力驱动作用下水在石墨烯碳纳米管复合结构中的渗透特性.研究结果表明,水分子渗透通过石墨烯碳纳米管复合结构的渗透率明显高于石墨烯碳纳米管组合结构.水在石墨烯碳纳米管复合结构中的渗透率随着压强的... 采用经典分子动力学方法研究了压力驱动作用下水在石墨烯碳纳米管复合结构中的渗透特性.研究结果表明,水分子渗透通过石墨烯碳纳米管复合结构的渗透率明显高于石墨烯碳纳米管组合结构.水在石墨烯碳纳米管复合结构中的渗透率随着压强的升高而增大,随着电场强度的增大而减小.考虑了温度和复合结构中双碳管轴心距对水渗透性的影响规律.系统温度越高,水的渗透率越高;随着双碳管轴心距的增加,水的渗透率逐渐降低.通过计算分析水流沿渗透方向的能障分布,解释了各参数变化对水在石墨烯碳管复合结构中渗透特性的影响机理.研究结果将为基于石墨烯碳管复合结构的新型纳米水泵设计提供一定的理论依据. 展开更多
关键词 石墨烯碳纳米管复合结构 渗透率 分子动力学
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软体机器人驱动研究现状 被引量:1
8
作者 张忠强 邹娇 +4 位作者 丁建宁 宋振玲 广 王晓东 郭立强 《机器人》 CSCD 北大核心 2018年第5期648-659,共12页
首先,介绍了软体机器人的发展和研究现状,重点综述了国内外关于软体机器人驱动方式和驱动机理的主要研究成果.然后,将软体机器人的驱动方式归纳为流体驱动、电活性聚合物驱动、磁流变弹性体(MRE)驱动、形状记忆合金(SMA)驱动和化学驱动... 首先,介绍了软体机器人的发展和研究现状,重点综述了国内外关于软体机器人驱动方式和驱动机理的主要研究成果.然后,将软体机器人的驱动方式归纳为流体驱动、电活性聚合物驱动、磁流变弹性体(MRE)驱动、形状记忆合金(SMA)驱动和化学驱动等,对各驱动方式的科学原理和所对应的典型驱动结构进行了介绍,并梳理和分析了目前在软体机器人驱动技术发展中的瓶颈问题和关键科学问题.最后,尝试对软体机器人驱动研究领域中的挑战和未来发展趋势进行了展望. 展开更多
关键词 软体机器人 驱动方式 流体驱动 电磁驱动 化学驱动
基于分支结构碳纳米管纳米销的安装性能
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作者 钟军 张忠强 +1 位作者 广 丁建宁 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第6期384-389,共6页
采用经典分子动力学(MD)方法对几种基于分支结构碳纳米管(CNT)的纳米销进行安装过程模拟,比较了两种安装方式,重点研究了双支管纳米销的安装可行性及控制端长度对双支管纳米销安装性能的影响。研究表明:相比于推安装,拉安装不仅将... 采用经典分子动力学(MD)方法对几种基于分支结构碳纳米管(CNT)的纳米销进行安装过程模拟,比较了两种安装方式,重点研究了双支管纳米销的安装可行性及控制端长度对双支管纳米销安装性能的影响。研究表明:相比于推安装,拉安装不仅将其支管的安装提前了,也将安装过程中的最大安装阻力提升了一个量级,因此推安装更加实用;双支管纳米销可以被成功安装,但具有更多支管的纳米销由于支管关节引起的主管轻微弯曲需要更严格的筛选和定位误差修正;20 nm的控制端长度和第二支管位置并不会直接造成双支管纳米销主管的屈曲。因此,双分支结构碳纳米管可以实现纳米器件的安装准确性和纳米构件的有效连接,而具有更多支管的纳米销的安装则需要进一步探索和优化。 展开更多
关键词 纳米器件 分子动力学(MD) 纳米销 碳纳米管(CNT) 连接 集成
一种新型石墨烯/多孔氮化硅复合材料的制备及性能研究 预览 被引量:1
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作者 钱栋梁 葛道晗 +1 位作者 广 张立强 《电子元件与材料》 CAS CSCD 2017年第1期33-37,共5页
基于等离子体增强化学气相沉积法、干法刻蚀技术、化学气相沉积法及腐蚀基底法,制备了一种新型石墨烯与多孔氮化硅复合材料;该结构的氮化硅衬底具有不同的形貌结构(孔阵列及沟道阵列)。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱... 基于等离子体增强化学气相沉积法、干法刻蚀技术、化学气相沉积法及腐蚀基底法,制备了一种新型石墨烯与多孔氮化硅复合材料;该结构的氮化硅衬底具有不同的形貌结构(孔阵列及沟道阵列)。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱仪对石墨烯/多孔氮化硅复合材料进行表征和表面应力特性研究。结果表明:不同形貌结构的氮化硅与石墨烯复合后的表面应力不同。表面粗糙度、表面形貌及表面面积是影响复合材料表面应力的主要因素。其中,氮化硅多孔形貌结构(应变0.1%~0.12%)与氮化硅沟道形貌结构(应变0.16%~0.27%)相比,更有利于缓解石墨烯/多孔氮化硅复合材料的表面应力集中问题。 展开更多
关键词 石墨烯 多孔氮化硅 表面应力 微结构 性能调控 微纳器件
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玉米淀粉固态电解质质子/电子杂化突触晶体管 预览
11
作者 郭立强 陶剑 +3 位作者 温娟 广 袁宁一 丁建宁 《物理学报》 CSCD 北大核心 2017年第16期291-297,共7页
随绿色可持续发展观念的深入人心,研究人员致力于寻找天然有机材料应用于功能性电子器件.淀粉以其低廉的价格、丰富的来源和优异的机械性能进入了科研人员的视野.淀粉可由玉米、马铃薯、甘薯和葛根等含淀粉的物质中提取而得,一般不溶于... 随绿色可持续发展观念的深入人心,研究人员致力于寻找天然有机材料应用于功能性电子器件.淀粉以其低廉的价格、丰富的来源和优异的机械性能进入了科研人员的视野.淀粉可由玉米、马铃薯、甘薯和葛根等含淀粉的物质中提取而得,一般不溶于水,在和水加热至一定温度时,则糊化成胶状溶液.本文通过旋涂法将玉米淀粉的胶状溶液旋涂至氧化铟锡玻璃表面,然后在30?C恒温环境中晾干制备成固态胶合状薄膜.以此薄膜作为固态电解质制备了氧化铟锌突触晶体管,并实现了生物神经突触的双脉冲易化、学习记忆能力、高通滤波等可塑性行为的仿真.本研究以玉米淀粉固态胶合薄膜作为电解质大大降低了氧化物薄膜晶体管固态电解质的成本,且该电解质无毒性、来源丰富,将为人工神经网络的开发提供一种可选择的元件. 展开更多
关键词 玉米淀粉固态电解质 双脉冲易化特性 突触晶体管 高通滤波特性
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熔融硅在水平管道凝固过程的数值分析 被引量:1
12
作者 赵凯峰 广 +1 位作者 张忠强 丁建宁 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第9期93-96,共4页
使用COMSOL Multiphysics模拟计算软件,建立了水平管道凝固模型,采用自适应网格划分法划分网格,在温度场和流场耦合作用下,对熔融硅在水平管道中的凝固过程进行数值模拟。模拟结果显示:在熔融硅的凝固过程中,在靠近坩埚口壁面附近出现... 使用COMSOL Multiphysics模拟计算软件,建立了水平管道凝固模型,采用自适应网格划分法划分网格,在温度场和流场耦合作用下,对熔融硅在水平管道中的凝固过程进行数值模拟。模拟结果显示:在熔融硅的凝固过程中,在靠近坩埚口壁面附近出现了流线形状的波纹,并形成了漩涡流。在凝固区和结晶区熔融硅释放了大量的潜热,其外边界热流密度较大。该研究为获得超薄硅片成形所需的稳定生长环境和制备更为平整的薄片提供理论依据。 展开更多
关键词 数值分析 熔融硅 水平管道 热流密度
中国制造战略背景下机械电子工程专业人才培养模式思考 预览 被引量:2
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作者 广 《时代教育》 2017年第5期142-143,共2页
中国制造2025首先是制造装备智能化,这为掌握了机械、电子、控制、计算机应用等多元结构基础理论及专业知识的机械电子工程专业人才提供了机遇。为更好地服务于国家的制造强国战略,本文对新形势下如何创新机械电子工程专业的人才培养作... 中国制造2025首先是制造装备智能化,这为掌握了机械、电子、控制、计算机应用等多元结构基础理论及专业知识的机械电子工程专业人才提供了机遇。为更好地服务于国家的制造强国战略,本文对新形势下如何创新机械电子工程专业的人才培养作了些思考,讨论了专业基础、解决实际工程问题能力、创新、创业意识等几方面在复合型工程技术人才培养方面的作用。 展开更多
关键词 中国制造 机械电子工程 人才培养模式
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富勒烯纳米流体在石墨烯纳米孔隙中的边界滑移特性
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作者 张忠强 花宇峰 +2 位作者 刘珍 广 丁建宁 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第7期451-457,共7页
采用经典分子动力学方法探索了电场强度和富勒烯纳米颗粒浓度对水-富勒烯纳米流体在石墨烯纳米孔隙中Couette剪切流动特性的影响机理。结果表明:当剪切应变率超过临界剪切应变率时,边界滑移速率迅速增加,且临界剪切应变率随着电场强度... 采用经典分子动力学方法探索了电场强度和富勒烯纳米颗粒浓度对水-富勒烯纳米流体在石墨烯纳米孔隙中Couette剪切流动特性的影响机理。结果表明:当剪切应变率超过临界剪切应变率时,边界滑移速率迅速增加,且临界剪切应变率随着电场强度的增强而增大;边界滑移速率和流体黏性值都随着富勒烯体积分数的增加而增大。当电场强度较小时,流体的流动表现为边界正滑移,但当电场强度达到临界值时,流体的流动存在边界负滑移;边界滑移速率先随着电场强度的增强而减小,直至电场强度达到临界值后,边界滑移速率随着电场强度的增强先减小后增大。富勒烯纳米流体的黏性值先随着电场强度的增强而增大,而当电场强度达到临界值后,纳米流体的黏性值则随电场强度的增强呈现先减小而后增大的趋势。 展开更多
关键词 富勒烯纳米流体 石墨烯 COUETTE流 边界滑移 分子动力学
石墨表面熔融硅的润湿行为研究 预览
15
作者 广 张忠强 +2 位作者 丁建宁 袁宁一 许多 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期294-301,共8页
熔融硅在石墨表面的润湿规律对于超薄硅片的横向拉模制造尤为重要.本文利用COMSOL软件模拟了理想条件下熔融硅在光滑石墨表面的润湿过程,并借助高温高真空接触角测量仪对高温条件下石墨表面熔融硅的润湿性能开展了实验研究.考察了石墨... 熔融硅在石墨表面的润湿规律对于超薄硅片的横向拉模制造尤为重要.本文利用COMSOL软件模拟了理想条件下熔融硅在光滑石墨表面的润湿过程,并借助高温高真空接触角测量仪对高温条件下石墨表面熔融硅的润湿性能开展了实验研究.考察了石墨表面粗糙度(R_a=0.721μm与R_a=0.134μm)、环境温度(1737—1744 K)、恒温持续时间(10—30 s)等因素对润湿角的影响.结合固-液、气-液界面的压力、速度分布图,分析了恒定温度、毛细效应下表面张力变化对润湿过程的影响机制.研究结果表明,相同温度下,石墨表面硅液滴的润湿角随石墨表面粗糙度增大而减小.对同一粗糙度表面,润湿角在相同温度下随保温时间的增加略微减小,且变化的幅度随温度升高而减小.当液滴半径远小于5 mm时,表面张力在润湿过程中起主导作用;当液滴半径大于5 mm时,液滴自身重力的影响不可忽略. 展开更多
关键词 熔融硅 润湿角 毛细效应 表面粗糙度
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支承轴承作用下齿轮系统动力学分析 预览 被引量:2
16
作者 佘凯 广 +1 位作者 丁建宁 凌智勇 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第4期198-202,共5页
基于牛顿动力学原理,建立了非线性直齿齿轮副系统数学模型,在Matlab软件环境中采用四阶Runge-Kutta方法求解数值解,分析了齿轮系统启动时支承轴承的支承刚度,支承阻尼对直齿齿轮系统中齿轮位移振动,齿轮相对位置变化以及齿轮动态传递误... 基于牛顿动力学原理,建立了非线性直齿齿轮副系统数学模型,在Matlab软件环境中采用四阶Runge-Kutta方法求解数值解,分析了齿轮系统启动时支承轴承的支承刚度,支承阻尼对直齿齿轮系统中齿轮位移振动,齿轮相对位置变化以及齿轮动态传递误差的动力学影响。结果表明,主动轮与从动轮的相对位移在中、高频区的位移振动随齿轮轴承支承刚度增加而增强,且振动频率从低频向中高频偏移。增大支承阻尼能减缓齿轮啮合时沿啮合线方向的相对位移振动,改善低频区的传动效果。轴承支承刚度的增加使齿轮动态传递误差振动加剧,影响齿轮转动精度;支承阻尼变化不影响齿轮动态传递误差的振动频率,只改变振动幅值。 展开更多
关键词 动力学分析 齿轮系统 振动 啮合 支承轴承
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基于织构表面的摩擦静电发电机制备及其输出性能研究 预览 被引量:2
17
作者 广 张伟 +6 位作者 方俊 蒋诗宇 丁建宁 Noshir S.Pesika 张忠强 郭立强 王莹 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1-8,共8页
摩擦电纳米发电机(TENG)是基于摩擦生电和静电感应复合原理将机械能转换为电能的一种新型能源获取方式.本文采用模板法制备了几种不同参数的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微圆柱结构,并组装成TENG,实验研究了接触区表面积、外加载荷对TENGs... 摩擦电纳米发电机(TENG)是基于摩擦生电和静电感应复合原理将机械能转换为电能的一种新型能源获取方式.本文采用模板法制备了几种不同参数的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微圆柱结构,并组装成TENG,实验研究了接触区表面积、外加载荷对TENGs输出性能的影响.结果表明,圆形微柱阵列的存在有效提高了TENG的作用面积及电输出性能,相同载荷下,电输出随微柱间距离减小而增加,在间距为15μm、载荷为5 N时,输出的平均开路电压和短路电流分别为88 V和15μA,是同等条件下、微柱间距为50μm电输出的1.5倍以上;电输出随载荷增加呈准线性增加,ANSYS软件模拟载荷作用下PDMS微圆柱织构的变形行为,结果表明,压力作用下,微圆柱主要发生压缩变形,基底的变形导致微柱与上电极之间产生侧向摩擦,从而产生更多电荷,提升了电输出性能。 展开更多
关键词 摩擦电纳米发电机 摩擦生电 微柱 ANSYS
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基于KH550-GO固态电解质中电容耦合作用的双侧栅IZO薄膜晶体管 预览
18
作者 郭立强 温娟 +2 位作者 广 袁宁一 丁建宁 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第17期372-379,共8页
本文利用旋涂技术在氧化铟锡塑料衬底上,制备了硅烷偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)-氧化石墨烯固态电解质;以此固态电解质作为栅介质,进一步研究了双侧栅耦合电场质子/电子杂化氧化铟锌薄膜晶体管的电学特性.研究发现γ-氨丙基三乙氧... 本文利用旋涂技术在氧化铟锡塑料衬底上,制备了硅烷偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)-氧化石墨烯固态电解质;以此固态电解质作为栅介质,进一步研究了双侧栅耦合电场质子/电子杂化氧化铟锌薄膜晶体管的电学特性.研究发现γ-氨丙基三乙氧基硅烷-氧化石墨烯固态电解质的双电层电容和质子电导率分别高达2.03μF/cm^2和6.99×10^-3S/cm;由于γ-氨丙基三乙氧基硅烷-氧化石墨烯复合固态电解质具有较大的双电层电容和质子电导率,利用其作为栅介质的质子/电子杂化氧化铟锌薄膜晶体管功耗低(其工作电压仅为约2 V),其开关比和场效应迁移率分别为1.23×10^7和24.72 cm^2/(V·s).由于γ-氨丙基三乙氧基硅烷-氧化石墨烯固态电解质的电容耦合作用,氧化铟锌薄膜晶体管在双侧栅电压刺激下,可有效地调控器件的阈值电压、亚阈值摆幅和场效应迁移率,并可实现"与"门逻辑运算功能. 展开更多
关键词 KH550-GO复合固态电解质 双电层效应 质子导体膜 电容耦合
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铝合金表面抗腐蚀薄膜的制备及性能研究 被引量:2
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作者 石阳阳 广 +4 位作者 张忠强 丁建宁 郭立强 张伟 凌智勇 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期952-956,共5页
采用分子自组装方法在铝合金表面制备了3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)膜、KH550/氧化石墨烯(GO)复合薄膜。借助扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)表征了样品表面形貌和微结构,通过电化学工作... 采用分子自组装方法在铝合金表面制备了3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)膜、KH550/氧化石墨烯(GO)复合薄膜。借助扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)表征了样品表面形貌和微结构,通过电化学工作站测试了样品腐蚀电位和腐蚀电流密度。结果表明:KH550的氨基(-NH2)与GO的羧基(-COOH)发生缩合反应,使KH550与GO成功接枝。KH550硅烷膜和KH550/GO复合薄膜与铝合金发生了化学反应,生成了Si-O-Al键,增加了薄膜粘附力;同时2种薄膜均有效提高了铝合金抗腐蚀性。 展开更多
关键词 铝合金 硅烷偶联剂 氧化石墨烯 分子自组装 抗腐蚀性
表面活性剂对Cu-H2O和ZrO2-H2O纳米流体稳定性的影 预览 被引量:5
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作者 凌智勇 黄跃涛 +2 位作者 张忠强 广 广 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期10100-10103,10109共5页
通过添加表面活性剂制备了Cu-H2O 和ZrO2-H2O 纳米流体,研究了十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵和辛基苯基聚氧乙烯醚等表面活性剂对Cu-H2O 和ZrO2-H2O 纳米流体分散稳定性的影响;并利用分子动力学方法计算出不同表面活性剂分子... 通过添加表面活性剂制备了Cu-H2O 和ZrO2-H2O 纳米流体,研究了十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵和辛基苯基聚氧乙烯醚等表面活性剂对Cu-H2O 和ZrO2-H2O 纳米流体分散稳定性的影响;并利用分子动力学方法计算出不同表面活性剂分子与Cu/ZrO2颗粒表面的相互作用能.结果发现添加表面活性剂可较大程度地提升纳米流体的稳定性,而尤以添加十二烷基苯磺酸钠的效果最为明显,计算结果也显示十二烷基苯磺酸钠分子与Cu/ZrO2间的吸附作用最强.此外,还模拟了SDBS与Cu-H2O 纳米流体中Cu颗粒的吸附行为. 展开更多
关键词 表面活性剂 纳米流体 吸附行为 稳定性
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