Regenerative braking can improve energy usage efficiency and can prolong the driving distance of electric vehicles (EVs). A creative regenerative braking system (RBS) is presented in this paper. The RBS is adapted to brushless dc (BLDC) motor, and it emphasizes on the distribution of the braking force, as well as BLDC motor control. In this paper, BLDC motor control utilizes the traditional proportional-integral-derivative (PID) control, and the distribution of braking force adopts fuzzy logic control. Because the fuzzy reasoning is slower than PID control, the braking torque can be real-time controlled by PID control. In comparison to other solutions, the new solution has better performance in regard to realization, robustness, and efficiency. Then, this paper presents the simulation results by analyzing the battery state of charge, braking force, and dc bus current under the environment of MATLAB and Simulink. The simulation results show that the fuzzy logic and PID control can realize the regenerative braking and can prolong the driving distance of EVs under the condition of ensuring braking quality. At last, it is verified that the proposed method is realizable for practical implementation.

Profile control and water plugging are key technologies to enhance oil and gas recovery. Traditional plugging materials, due to short gelation time, low mechanical strength, and difficulty in balancing plugging and protection, thus limiting application in high temperature reservoirs. Herein, a degradable hybrid dual-crosslinked polymer was prepared by employing a copolymerization - dual-grafting and physical adsorption design strategy. The dual-crosslinked process and reaction mechanism were analyzed using infrared spectroscopy and differential scanning calorimetry. The mechanical properties, water dilution resistance, aging stability and degradability of the dual cross-linked composite were also investigated. The solvation forces enable silica particles to exhibit excellent suspension stability in a PEG solvent. The temperature ranges from normal atmospheric temperature (20 °C) to reservoir temperature (140 °C), with the apparent viscosity falling within the range of 10–1200 mPa·s, meeting the requirements for mixing and injection. The combination of free radical copolymerization and click reaction is utilized to control the gelation time (2–10 h) in high temperature environment (140 °C), which is favorable for regulating the action position of the plugging agent in the reservoir. The cured material exhibits excellent mechanical strength owing to the presence of dual-crosslinking and inorganic hybridization, with a compressive strength of 0.221 MPa and a peak strain of 55.3 %. Furthermore, this composite material undergoes hydrolysis through an addition-elimination reaction, transitioning from a solid to a liquid state within 24 h, thereby aiding in the restoration of productivity in the temporarily shielded target layer. Compared to traditional materials, this dual-crosslinked composite system have the advantages of controllable gelation time, high mechanical strength, aging resistance, and degradability, making it suitable for profile control in high temperature reservoirs (140 ℃, 21.81×104 mg/L).

Abstract With small diameters, numerous elbows and complex internal environment, gathering and transportation pipelines are widely applied in the oil and gas pipeline network. To guarantee their safety, a pipeline inspection gauge (PIG) driven by the pressure differential is used. When the PIG collides with the elbows in the pipeline, it exhibits complex nonlinear dynamic behaviors and its reliability and stability may also be greatly affected. To study the vibration response characteristics passing through the elbow, the dynamic modeling of the small-diameter PIG is conducted first in this paper based on the ADAMS software. Then, the fluid-structure coupling is achieved by combining the dynamic model and the numerical calculation program of the fluid equation in Simulink. The simulation results indicate that the axial and swing acceleration amplitudes of the two sections increase with the increasing speed of the double-section detector, while the opposite trend is observed for the vertical acceleration amplitudes. By comparison, it is found that the acceleration response in the second section is generally greater than that in the first section. The results also show that the axial offset of the PIG at the elbow is inversely proportional to the speed and radius of the elbow, which is the main cause of the lift-off values of sensors.

Scientists and engineers are looking forward to new manufacturing technologies to realize the integrated fabrication of macro shape and microstructure for the components with a short production chain, which can also save materials and reduce energy consumption. Additive manufacturing (AM) technology is a new fabrication pattern with a character of a lay-by-lay material deposition. The components are fabricated in a bottom-up way, from points, lines, to layers and volume, which provided a capability to solve the impossible integrated fabrication problem for micro- and macro-structure by using conventional manufacturing technologies. Thus, based on integrated fabrication of micro- and macro- structures, research team in Xi'an Jiaotong University has been focusing on technological innovations and applications of advanced additive manufacturing technologies. Novel additive manufacturing principles have been proposed and explored, by which new AM processes and equipment for metals, composites, ceramics, and biomaterials have been developed to support the industrial applications. Additive manufacturing and cutting-edge applications of advanced composite structure, metamaterials, bio-implants, and monocrystal alloy components have been investigated to push the new development of integrated fabrication of micro- and macro- structures.

Abstract As an important mode of oil and gas transportation, pipelines will produce different forms of defects with the increase of service life and the change of external environment. Regular inspection in pipeline is an important way to ensure the safe operation of pipeline. As an important driving component of the pipeline inner inspection tool, the reducing ability of the sealing cup determines whether it can have stable passability when the inner diameter of the pipeline changes or when defects such as dents occur in the pipeline. This article designed a conical sealing cup with an internal groove structure, and the kinematic simulation model of the pipeline inner inspection tool in the non-destructive straight pipe was established based on the finite element method. A push experimental platform was established for the study, and strain data of the sealing cup before and after entering the pipeline were collected. The trend of change was in good agreement with the simulation curve. In order to avoid the stuck of pipeline inner inspection tool in the pipeline dents, the simulation study was conducted on a 6%OD dent defect pipeline using a 19mm thick sealing cup as an example. The study showed that the groove morphology of the cup in contact with the defect pipeline stretched towards both sides, and the surrounding area of internal groove contracted inward to promote the overall diameter change of the cup. Compared to the cup without groove, the maximum contact stress was significantly reduced, which proves that it has better diameter reducing ability and higher passability. According to the model introduced in this article, it can provide guidance for the application of sealing cup with internal groove.

Abstract The use of fluid-driven Magnetic Flux Leakage (MFL) pipeline inspection robot to maintain oil and gas pipelines is an essential method of ensuring safe operation. The internal excitations of the pipe, such as girth weld and depressions, cause the vibration response of the robot and the variation of the Liftoff value of the sensors. In this study, the Lift-off value of the detection probe and the vibration response of a multi-sealing disc pipeline inspection robot passing through a girth weld under different design parameters are investigated by co-simulation. Considering the coupling between the fluid and robot, the fluid-structure interactions simulation model of MSC/ADAMS and MATLAB/SIMULINK is established. Simplify the modeling of probe detection arm and study the change trend of Lift-off value under excitation. The results show that the change of sealing disc interval and running speed has a significant influence on the dynamic response. The extreme value of vertical acceleration increases with the increase of the interval, but the increase of sealing disc interval has little influence on the change of tendency and the extreme value of axial acceleration. As the running speed increases, the extreme value of the vertical acceleration decreases significantly, and the degree of reciprocating oscillation in the time history curve decreases significantly. The extreme value and the range of variation of the Lift-off value at different locations are determined through result analysis and show a weakening trend at different speeds. The presented analysis is beneficial for structural fatigue analysis and Lift-off correction.

Using nail fastening technology to produce engineered wood by optimizing the combination of solid wood laminates is an effective means to optimize material utilization and reduce manufacturing complexity. This study explored the reliability of nail fastening technology in wood I-beam and analyzed that the connection method between the flanges and webs impacts the bending performance of the I-beam. The results showed that the connection method between the flanges and webs had important influence on the bending performance of the I-beam. The I-beams connected with nails and adhesive had better performance compared to those connected only with nails. Nail and adhesive combination laminated I-beams had a 159.85% and 495.84% increase in ultimate load and initial stiffness, respectively, compared to nail-laminated I-beams. The type of nail was an important factor to the bending performance of nail-laminated I-beams. Compared to round steel nails, self-tapping screws with stronger holding power were more suitable for the construction of I-beams. Installing stiffening ribs at the supports and loading points on both sides of the web enhanced the lateral stability and load-bearing capacity of the I-beams. The ultimate load and initial stiffness of I-beams with stiffening ribs increased by 28.26% and 5.74%, respectively, than the ones without stiffening ribs. The model established based on composite material mechanics theory could accurately predict the ultimate load capacity of self-tapping screw and adhesive combination laminated I-beams.