喷动流化床内颗粒团聚结构与分布规律研究

为揭示湍动流化过程中颗粒团聚的基本结构，课题组基于矩形喷动流化床对B类颗粒进行试验研究。该实验平台利用控制变量法分析了操作条件、颗粒性质和沿层高度对团聚现象的影响，并提出以颗粒团聚分率来量化颗粒团聚程度。结果表明：床内分别出现了倒U形、U形、环核型、带状和网状5种典型的颗粒团聚结构；颗粒团聚分率随静止床高、颗粒直径的增加而增大；固定总表观气速，增大喷动气速，团聚分率呈现先减小后增大趋势；增大喷口宽度，团聚分率呈现出“S”型变化趋势；其沿床高则表现出先减小后增大的趋势。该研究对应用湍动流化气固流动结构的工业生产过程提供了实验依据。     

连续式精裱纸盒酒瓶装盒机设计

针对目前酒厂人工装盒效率低、生产线占地面积大的问题，课题组设计了一款连续式立式装盒机。该机采用立式环形布局，酒瓶、酒盒经整理等距后无需倾倒可直接进行装盒；装盒模块采用塔式多工位布局，8头装盒执行器相互独立无停歇完成装盒；抓取式装盒能够有效减小装盒过程产生的冲击，实现酒瓶平稳装盒；在此基础上，根据装盒动作设计了圆柱凸轮轮廓线，采用曲线拟合法对圆柱凸轮进行了优化并对装盒模块的运动特性进行了仿真分析。结果表明装盒执行器加速度曲线较为平滑，结构设计合理，能够满足装盒要求。该酒瓶装盒机能够有效提高生产效率，为酒瓶包装提供了新思路。     

基于主动混合技术的双组分硅胶打印工艺

针对目前多数增材制造设备在加工双组分硅胶材料时存在材料属性与工艺参数无法匹配的问题，课题组提出将主动混合技术应用于双组分硅胶的高精度成型，并对此进行了研究。采用控制变量的方法探究了混合间隙以及混合流道长度对硅胶线条成型均匀性以及力学性能的影响；在分析其打印原理的基础上对双组分硅胶打印工艺进行了优化。研究结果表明：双组分硅胶线条的均匀性及力学性能的稳定性随着混合流道长度的增大而增大，而在一定范围内随着混合间隙的减小而增大。通过优化后的工艺参数实现了复杂晶格结构的硅胶泡沫打印，证明了利用主动混合技术打印双组分硅胶的可行性。     

基于FLUENT的三偏心蝶阀数值仿真及结构优化

为了改善三偏心蝶阀的流通性能，课题组应用计算流体动力学技术，建立了三偏心蝶阀的数学模型。借助数学模型对三偏心蝶阀进行了流场模拟，获得了蝶阀内部压力和速度的分布情况，并且通过计算获得了蝶阀的流量系数和流阻系数；分析了蝶阀的3个偏心值对流量系数和流阻系数的影响。研究结果表明轴向偏心对于蝶阀的流通性能影响较小，其流通性能主要受到径向偏心和角偏心的影响。通过正交试验法对3个偏心值进行了优化，获得了蝶阀的最佳3个偏心值的组合方案，该方案增加了流量系数，降低了流阻系数，提高了蝶阀的流通性能。     

改进粒子群算法在库存预测中的应用

针对自动化立体仓库库存预测结果存在不准确和时间滞后等问题，课题组提出一种基于改进粒子群算法并结合指数平滑法来构建库存预测模型。分析传统粒子群算法和指数平滑法的原理以及缺点，通过引入附加变量、非线性动态调整惯性权重以及异步变化学习因子的方式，提出一种改进的粒子群算法；并采用4种标准测试函数来验证算法的寻优能力；最后将改进后的算法与平滑指数算法相结合构建预测模型，以某公司生产的导流板实际库存数据为例进行仿真实验，并与常用的几种预测模型进行验证对比。结果表明改进的粒子群算法预测模型的精度更高。该模型能够解决传统预测模型精度不高、适用情况单一等问题，提高企业的库存利用率。     

龙门式瓦楞纸板卸垛机的设计与动态特性研究

针对目前中小型啤酒企业的瓦楞纸板卸垛作业仍依赖手工完成，存在耗时耗力的问题，课题组采用系统化设计方法，设计了一种新型的龙门式瓦楞纸板卸垛机。采用电缸和气缸组合驱动，实现高精度分步提取纸板的功能；采用气缸连杆机构，设计了一种摆动的纸板打落机构；利用ANSYS Workbench软件对关键零部件进行有限元分析，得到了等效应力云图和变形云图，验证了机构的稳定性和强度要求；并进一步对机架进行模态分析和谐响应分析，得到了前6阶模态参数和位移频率响应曲线。结果表明：当工作频率为17 Hz时，机架易发生共振，频率响应急剧增大，形成峰值。该卸垛机能正常完成卸垛工作，提高了生产效率，降低了成本。     

转盘反应器表面黏性流体液膜速度分区特性

为了探究在不同的介质物性和操作参数下转盘反应器表面液膜径向速度分区特性，课题组设计并搭建了转盘反应器的实验装置；并且以甘油 水溶液为实验介质，通过激光多普勒测速仪对转盘表面液膜的径向速度进行测量。实验结果表明：随着转速和运动黏度的增加，同步区逐渐扩展到转盘中心，浇注区和加速区收缩；体积流量增加，3个分区逐渐向外迁移，浇注区和加速区扩大，同步区收缩；浇注管半径增大，浇注区在逐渐缩小，加速区逐渐扩大，但同步区不变。说明转速和运动黏度对液膜速度的分区影响大致相同，而体积流量和浇注半径的影响则不相同。课题组根据量纲分析法建立了同步区半径的预测关联式。本研究的结果可为转盘反应器的设计和优化提供一定的参考。     

基于回转平台和摩擦开袋技术的供袋机

针对现有真空开袋方式无法打开热切粘口编织袋，其他方式供袋动作繁琐等问题，课题组提出一种基于回转平台的摩擦式供袋机。回转平台与取袋手的配合可以实现快速从袋库取袋及送袋动作；施压手和回转平台的配合产生平面摩擦可以实现大袋袋口的搓开；插片夹手一体化上袋手可以实现已破口大袋的开袋及上袋；最后利用实验验证技术可行性并确定部分关键参数。结果表明本供袋机可以有效实现难开编织袋的破口开袋、整合取袋送袋及破口动作，提升现有大袋自动包装产线效率及可靠性。     

冷弯成形轧辊快换机组设计

针对更换轧辊过程中存在劳动强度大、效率及调节精度低等问题，课题组设计了一种冷弯成形轧辊快换机组。该机组采用PLC作为系统控制器，结合传感器检测信号与人机交互界面指令信号设计了轧辊位置自动调节系统，通过控制伺服电机驱动左轮转盘装置旋转来实现换辊过程，并利用槽销连接实现装置周向固定；利用伺服电机驱动蜗轮减速器运动，进而使得丝杠带动左轮转盘装置上下移动产生位移；采用限位开关标定转盘零点位置，通过位移传感器监控轧辊移动距离并构成闭环控制系统，从而精确调节轧辊间距；对机组关键部分进行了选型与有限元强度校核。结果表明：该机组能显著提高换辊精度及效率，提高自动化水平。该机组能完成6种规格轧辊的自动更换过程及辊缝精确调节，为冷弯成形机组的设计与改进提供了新的思路。     

基于注意力机制与ResNet的残余奥氏体评级研究

针对目前残余奥氏体评级受限于金相设备与研究者的工作经验，不确定因素较多的问题，课题组采用迁移学习与CBAM优化ResNet50模型对残余奥氏体等级进行识别，并构建残余奥氏体级别评级模型，最后使用测试数据集对于模型复杂度与准确度进行验证。实验结果表明：该模型对于残余奥氏体金相图谱识别性较强，等级识别准确率达到941%，并且对于其他金相组织也有较好的泛化能力，能够满足现场检测需求。