作者单位
摘要
1 北京科技大学 自动化学院,北京 100083
2 罗克韦尔自动化(中国)有限公司 LCS部门,北京 100005
为解决自动化生产线实训线下课程实验硬件套数不足、实验时长和场地受限等问题,提升教学质量,设计了一种基于PLCSIM Advanced和Simulink的自动化生产线仿真实训平台。该仿真平台以实训设备为依托,使用Simulink搭建被控对象仿真模型,在PLCSIM Advanced仿真控制器中编写控制算法,通过应用程序接口(application programming interface,API)通信实现对象模型与控制器间数据的实时交换和仿真。以纸张张力控制设备为例,介绍了仿真实训平台搭建和实施过程。实践教学表明,该仿真平台提高了自动化生产线实训课程的教学成效,激发了学生实践学习的兴趣,提升了学生发现、解决复杂工程问题的能力,让学生深刻体会到团队合作和有效沟通的重要性。
自动化生产线实训 仿真平台 张力控制系统 人机交互界面 PLCSIM Advanced Simulink automation production line training simulation platform tension control system HMI PLCSIM Advanced Simulink 
实验科学与技术
2024, 22(1): 37
邓光晟 1,2,*方林颖 2郭澳然 2杨军 1,2[ ... ]尹治平 1,2
作者单位
摘要
1 合肥工业大学光电技术研究院特种显示与成像技术安徽省技术创新中心,安徽 合肥 230009
2 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院测量理论与精密仪器安徽省重点实验室,安徽 合肥 230009
提出了一种基于柔性超材料的高灵敏度拉力传感器,该超材料传感器由刻蚀在聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜表面的多方形谐振单元的平面阵列组成。拉伸柔性PDMS薄膜会改变谐振单元的结构参数,进而使传感器的谐振频率产生变化。该超材料传感器可以同时实现应变或拉力的高灵敏度检测。同时,谐振结构中央的方形连接环起到了不对称分裂间隙的作用,激发了具有更高Q值的高阶谐振模式,实现了更高的频谱分辨率。实验结果表明,施加拉力从0增大至1.2 N时,结构尺寸拉伸率达到初始状态的1.2倍,超材料的谐振峰频率从109.23 GHz红移到99.42 GHz。该传感器可以实现8.43 GHz/N的高灵敏度拉力传感。耐久性测试表明在该样品的使用中至少可以经历100次拉伸-松弛循环。所提出的传感器具有灵敏度高、加工方便、成本低和无线测量的优点,具有潜在的应用价值。
传感器 拉力传感器 柔性 超材料 光谱 高灵敏度 
光学学报
2024, 44(2): 0228001
作者单位
摘要
1 中国建筑第五工程局有限公司, 湖南 长沙 410004
2 桂林理工大学 地球科学学院, 广西 桂林 541004
针对大跨度空间索结构施工及运营阶段的索力监测难题, 基于光纤光栅应变敏感的特性, 利用“预应力原理”与凹槽封装技术,该文研制了一种内嵌封装大量程光纤光栅传感器的智能拉索, 解决了光纤光栅传感器工程应用易断裂及监测量程不足的缺陷。在此基础上对其进行张拉试验, 验证智能拉索的主要传感性能指标。试验结果表明, 光纤光栅传感器监测灵敏度约为0.002 66 nm/kN, 线性度误差≤2.86%, 迟滞误差≤1.53%, 重复性误差≤2.40%, 总精度误差≤4.03%, 监测量程可达到拉索极限承载力的80%。采用该技术, 利用光纤光栅传感器对某体育场馆索网结构的施工张拉进行实时监测, 并将光纤光栅传感器监测荷载与千斤顶张拉荷载进行对比, 索体张拉完成后两者误差仅为2.95%。该技术实现了拉索全生命周期、高精度的索力监测。
大量程光纤光栅传感器 智能拉索 张拉试验 监测性能 索力监测 large range fiber Bragg grating sensor intelligent cable tension test monitoring performance cable force monitoring 
压电与声光
2023, 45(3): 460
姚一鸣 1,2,3,*陈璨 1翟梦超 1孙元锋 1[ ... ]王景全 1,2,3
作者单位
摘要
1 东南大学土木工程学院,南京 211189
2 东南大学桥梁研究中心,南京 210096
3 东南大学,爆炸安全防护教育部工程研究中心,南京 210096
纤维网格增强超高性能混凝土(TR-UHPC)利用短切钢纤维与连续纤维网格协同增强机制进一步提高超高性能混凝土(UHPC)力学性能和应变硬化效应。为研究TR-UHPC薄板的弯曲性能及其设计方法,开展了四点弯曲试验,分析了钢纤维和纤维网格的协同增强增韧效应。在此基础上,提出了基于拉伸模型和弯曲模型的TR-UHPC弯曲构件设计方法,并分析了拉伸刚化效应对TR-UHPC构件受弯性能的影响。研究结果表明,TR-UHPC薄板的受弯承载力随着钢纤维掺量及纤维网格层数的增加而增大,而多组试件在钢纤维掺量为1.0%或1.5%时达到最高弯曲强度,钢纤维用量可有效降低。弯曲模型计算结果与试验数据吻合较好,并能够匹配拉伸模型的计算结果,该方法可在材料已知的条件下对构件的承载力进行预测,或根据构件性能需求进行材料调配,实现从材料到构件的协同设计。
纤维网格增强超高性能混凝土 材料结构协同设计 反向分析 拉伸刚化 弯曲性能 textile reinforced ultra-high performance concrete synergistic design of material and structure inverse analysis tension-stiffening flexural performance 
硅酸盐学报
2023, 51(8): 1938
葛好升 1,2,*孙振平 1,2杨海静 1,2郑琨鹏 3[ ... ]曹永 4
作者单位
摘要
1 同济大学材料科学与工程学院, 上海 201804
2 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室, 上海 201804
3 中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司, 重庆 400023
4 江苏诚意集团有限公司, 江苏 徐州 221699
为了减少混凝土的收缩开裂、促进减缩型聚羧酸系减水剂的发展和应用, 采用水溶液自由基聚合法, 将异戊烯基聚氧乙烯醚(IPEG)、丙烯酸(AA)和丙烯酸丁酯(BA)等不饱和单体共聚合成了一种兼具分散性能和减缩性能的减缩型聚羧酸系减水剂(SR-PCE)。利用凝胶渗透色谱法和Fourier红外光谱法对SR-PCE的分子结构进行了表征, 并对其减缩机理进行了分析。结果表明: 所制备的SR-PCE的分子结构符合预先的设计; 在保证优良分散性能的前提下, 当SR-PCE分子结构中IPEG、AA和BA三者的摩尔比为1:5:4时, 减缩性能最佳。SR-PCE发挥优良减缩作用的机理主要在于2个方面: 首先, 相比普通型聚羧酸系减水剂, SR-PCE可以进一步降低水溶液的表面张力; 其次, SR-PCE可以减少水泥石孔溶液中水的蒸发速率, 提高浆体对孔隙水的保持能力。
分子结构设计 自由基聚合 减缩型聚羧酸系减水剂 作用机理 表面张力 molecular structure design free radical polymerization shrinkage reducing polycarboxylate superplasticize mechanism surface tension 
硅酸盐学报
2023, 51(5): 1293
作者单位
摘要
南昌大学物理与材料学院,江西 南昌 330031
为进一步提高硫系光纤的光敏性,基于光纤法布里-珀罗标准具原理研究了As2S3硫系光纤在轴向张力作用下的光敏性,结果表明施加轴向张力能显著提高其光敏性。与未施加轴向压力相比,在第一快过程中,光致折射率负变化幅度减小,经历的时间可缩短至数十秒;在第二慢过程中,光致折射率变化Δn加快朝正方向恢复,在一定张力作用下光致折射率变化Δn出现正增长,Δn增长幅度可达到5.41×10-3。基于这一显著光敏性刻写了As2S3硫系光纤Bragg光栅,在70~110 s的短曝光时间内,光栅透射深度平均值达到了9.46 dB,且光栅光谱质量良好。本研究为制备高反射率硫系光纤光栅提供了新思路和新途径。
光纤光学 硫系玻璃光纤 张力 光敏性 光纤光栅 
中国激光
2023, 50(14): 1406003
作者单位
摘要
武汉科技大学,省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室 武汉 430081
熔渣的侵蚀是导致耐火材料损毁的主要原因之一,主要表现形式是耐火材料在渣中的熔解及熔渣向耐火材料中的渗透,这2个方面都与熔渣在高温下与耐火材料的润湿性有关,耐火材料的高温润湿性能可以通过熔渣在其表面的张力、黏附功和铺展系数等参数加以表征。改变耐火材料的组成及粗糙度等可以降低熔渣在耐火材料表面的润湿,进而提高耐火材料的服役寿命。本文从熔渣组成、耐火材料组成及表面微观效应等方面综述了耐火材料表面熔渣高温润湿性的影响因素,同时也展望了该领域未来研究发展方向。
熔渣 耐火材料 高温润湿 表面张力 黏附功 slag refractory high-temperature wetting surface tension work of adhesion 
硅酸盐学报
2023, 51(3): 677
作者单位
摘要
1 中国建筑材料科学研究总院有限公司, 北京 100024
2 中国人民解放军93160部队, 北京 101300
新一代锂铝硅玻璃逐渐成为航空透明件的主流结构材料, 由于其较高的弹性模量和优异的离子交换能力, 经过化学增强处理后具有优异的力学性能, 能够很好地满足航空透明件轻质、高强的需求。研究了 1.8 mm 厚度锂铝硅玻璃经过化学增强后的抗冲击性能变化, 采用不同增强工艺制备了多组样品进行落球冲击测试, 并依据应力包线进行了初步理论计算, 探讨了玻璃中心张应力对抗冲击性能的影响。研究结果表明, 1.8 mm厚度锂铝硅玻璃表面压应力为930 MPa左右时, 应力层深度在130~160 μm范围内抗冲击性能较佳, 玻璃具备较好的力学性能。
锂铝硅玻璃 应力层深度 表面压应力 中心张应力 化学增强 抗冲击 lithium aluminum silicate glass depth of layer compressive stress center tension chemical strengthening impact resistance 
玻璃搪瓷与眼镜
2023, 51(2): 1
作者单位
摘要
北京工业大学材料与制造学部,北京 100124
:基于废液晶玻璃再生利用,设计了一种新型耐热硼硅玻璃SiO2-B2O3-Al2O3-RO-R2O,探究了废液晶玻璃掺量及Na2O 含量对玻璃熔体高温黏度、高温电阻率和表面张力的影响和作用规律。研究结果表明:增加废液晶玻璃的掺入量会导致Al2O3/SiO2 和RO/SiO2 比值增大,降低SiO2-B2O3-Al2O3-RO-R2O 玻璃的高温黏度,增大高温电阻率和表面张力;增加Na2O 会显著降低玻璃的高温黏度、高温电阻率和表面张力。研究结果可为废液晶玻璃再生制备耐热硼硅玻璃提供生产工艺指导。
废液晶玻璃 熔体特性 高温黏度 高温电阻率 表面张力 waste liquid crystal glass melt properties high temperature viscosity high temperature resistivity surface tension 
玻璃搪瓷与眼镜
2022, 50(6): 1
作者单位
摘要
1 山东华宇工学院 电气工程学院,山东 德州 253000
2 德州职业技术学院 电子与新能源技术工程系,山东 德州 253000
提出了一种基于光学游标效应的并联法布里-珀罗干涉仪,实现了高灵敏度的光纤拉力传感。为实现高质量的游标效应,该传感器由两个法布里-珀罗干涉仪并联组成,分别为传感干涉仪和参考干涉仪,在此基础上,采用光纤衰减器来精确调控参考干涉仪的插入损耗,便于波长和强度之间的完美匹配。实验结果显示,并联后的拉力灵敏度达到了63.5 nm/N,线性度为99.26%,与单一传感干涉仪相比灵敏度提高了15.8倍。同时,温度串扰仅为9.8×10-4 N/°C。该传感器具备制作简单、灵敏度高、机械强度高、体积小以及成本低等优点,为恶劣条件下拉力测量提供了应用参考。
法布里-珀罗 并联 拉力 游标效应 高灵敏度 光纤衰减器 Fabry-Perot Paralleled Tension Vernier effect High sensitivity Fibre optic attenuator 
光子学报
2022, 51(12): 1206003

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