双变激振及控制的振动纳米粉碎理论与方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51375221
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0503.机械动力学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Micro-nano super-hard particle has the advantages of both micro-nano particle and super-hard particle. It has a great application potential in many fields such as aerospace and military equipment. Mechanical method has significant technical and economic advantages in preparation methods while vibration mill has a high quality in mechanical method. However, at present, only some ultramicro particles can be gained when these particles are prepared. The particle size 0.5μm is called "the limit" in this field. In order to solve these technology bottlenecks such as hard aggregation and no-refinement, the double variable excitation and control method with variable vector and vibration frequency are put forward. Vibration model is built. Mill parameters are also optimized. The change characteristics of high vibration intensity are given. Hybrid algorithm is designed based on the fuzzy reasoning and data mining. A predictive model and control system of time series and neural network are built, and the evidence of transboundary predictive control on high vibration intensity is gained. Based on the dynamics numerical simulation of the vibration mill, the nonlinear vibration and response features of double variable excitation are researched. According to the numerical simulation of medium flow, the dynamics characteristics of medium flow are researched such as velocity field, force chain field and collision force. Through the mentioned "three-methods" and information fusion, coupling characteristics among high vibration intensity, aggregation breaking and particle refinement are found out, and the best change rules of vibration intensity can be given. Vibration nano comminution theory and method research based on the double variable excitation and control are formed. It has great theoretical and practical application value, not only in reducing the grinding limit for super-hard and medium hard particles, but also in reducing the energy comsumption during the preparation of low-cost and high-quality particle.
纳米超硬颗粒兼具纳米与超硬颗粒的双重优势,在航空航天、军工器械等众多领域,应用潜力巨大,机械法在诸制备法中具有工艺、经济优势,振动磨在机械法中具有质量优势,但目前仅为部分超微,达0.5μm被业内称为"极限"。针对超微颗粒硬团聚、不细化等技术瓶颈,提出变矢径变振频的双变激振及控制理论方法,建立其振动模型,优化机构参数,研究高振强特性,基于模糊推理与数据挖掘的混合算法,构建时间序列/神经网络组合预测模型及控制系统,取得高振强越界预测控制实证;基于振动磨动力学数值仿真,研究双变激振的非线性振动响应;基于磨介流动力学数值模拟,研究磨介流速度场、力链场、撞击力能等动力学特性;通过上述"三法"互动信息融合实证,揭示高振强与聚团破碎、颗粒细化特性耦合机理,给出振强最佳变化规则,形成双变激振及控制的振动纳米粉碎理论与方法,对于超硬、中硬颗粒降低粉碎极限及能耗的高品质低成本制备,具有重大理论与工程应用价值。

结项摘要

针对目前国内外振动磨超微颗粒硬团聚、不细化的技术瓶颈,研发具有变当量矢径功能的二级偏块激振器振动磨,优化偏块质径比,改进振源设置,使磨机能产生具有一定频次、频幅跃动变化的强非线性混沌态;研制的双变激振控制系统,在新型磨机产生具有一定频次的高振强及大振幅状态下,能实现振强振幅的越界超前预测控制;基于Adams、Matlab的振动磨动力学数值仿真,研究系统的非线性振动响应,获得质体运动线图、连续功率谱、相轨图、Poincare图、Lyapunov指数图等图像数据,形成筒体激振参数变化的数据流;实施基于EDEM、PFC2D/3D的磨介流动力学数值模拟,研究磨介流场的动力学特性,获得典型磨介速矢图、力链场、能量场、筒壁受力曲线等动力学数值图像,形成磨介流流型流向、撞击力能等动力特性模拟数据流;将仿真模拟数据流与实验、检测、控制的数据流互动融合,构成信息融合的研究结果,再通过实验来验证上述方法的有效性,检测结果表明,双变激振与控制方法使金刚石粒度均值较目前的0.5μm细化至0.2μm以下,实现了降低粉碎极限的目标,向进入纳米跨近了一大步;研究过程发表的系列学术论文和专利成果,初步形成了双变激振与控制的基本理论和方法,研究成果对于破解超硬高硬粉体硬团聚和不细化的技术瓶颈,具有重要实际应用价值;对于人们从事现有各种超微粉体实现低成本、高质量的振动制备,亦具有有益的借鉴和参考。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(27)
Research on Advance Control of Chaotic Vibration Machine with High Vibration Intensity(Ⅰ)----- Mechanical Properties and PLC Control Decision
高烈度混沌振动机先进控制研究(∅ )-----机械性能与PLC控制决策
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Applied Mechanics and Materials
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiaolan Yang;Jifeng Liu;Hansong Yang;Bingzhi Kong
  • 通讯作者:
    Bingzhi Kong
Preparation of Super-Hard and Ultra-Fine Particles by High-Intensity Chaotic Vibration
高强度混沌振动制备超硬超细颗粒
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    JOURNAL OF VIBRATION ENGINEERING & TECHNOLOGIES
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Yang Xiaolan;Liu Jifeng;Jia Minping
  • 通讯作者:
    Jia Minping
振动机械高振强性能之LabVIEW测控系统研究与试验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    煤矿机械
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨小兰;刘极峰
  • 通讯作者:
    刘极峰
Research on the safety evaluation of electromechanical equipments metal structures based on the virtual instrument testing technology with interval grey linguistic variables
基于区间灰色语言变量虚拟仪器测试技术的机电设备金属结构安全评价研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    BioTechnology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yong Zheng;Xiao-Lan Yang
  • 通讯作者:
    Xiao-Lan Yang
Advance Control Experiment of Vibration Machine with High Vibration Intensity Based on SCM—dynamics characteristics and advanced control
基于单片机的高强度振动机先进控制实验——动力学特性与先进控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Advanced Materials Research
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiaolan Yang;Jifeng Liu;Mengnan Si
  • 通讯作者:
    Mengnan Si

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其他文献

槲皮素微胶囊的贮藏稳定性及抗氧化活性研究
  • DOI:
    10.7506/spkx1002-6630-201701010
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    食品科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    廖霞;杨小兰;李瑶;王丽颖;明建
  • 通讯作者:
    明建
啤酒花中黄腐酚提取和纯化的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    食品与发酵工业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李小丽;杨磊;杨小兰;李涛
  • 通讯作者:
    李涛
高效液相色谱法测定濒危野生中华补血草中槲皮素和木犀草素的含量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国医院药学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    喻樊;汤新慧;杨小兰
  • 通讯作者:
    杨小兰
双钙钛矿氧化物Ba2 - x Srx FeMoO6
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    低温与超导
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨小兰
  • 通讯作者:
    杨小兰
降低高浓啤酒发酵中酯含量的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    农产品加工(学刊)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨小兰;许雪莹;李小丽;张晓云
  • 通讯作者:
    张晓云

其他文献

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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