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汽车悬架关键零部件疲劳寿命分析与主动控制

汽车悬架关键零部件疲劳寿命分析与主动控制

作者：刘凯楠西南交通大学

学位级别：硕士

汽车悬架系统是保证整车平顺性和操纵稳定性的重要组成部分,对行车安全具有重要的影响,其关键零部件的疲劳寿命是结构设计时的首要关注点,同时,在当前“双碳”的发展趋势下,对汽车轻量化亦提出了日益苛刻要求,使得车辆关键零部件的疲劳... 详细信息

汽车悬架系统是保证整车平顺性和操纵稳定性的重要组成部分,对行车安全具有重要的影响,其关键零部件的疲劳寿命是结构设计时的首要关注点,同时,在当前“双碳”的发展趋势下,对汽车轻量化亦提出了日益苛刻要求,使得车辆关键零部件的疲劳寿命与轻量化间的矛盾日益突出。鉴于传统疲劳寿命控制方法的局限性与被动性,论文提出了引入压电材料提高悬架关键零部件疲劳寿命的主动控制方法,显著提升了被控件的疲劳寿命,同时轻量化效果得到较好改善。论文基于实际的分布式驱动汽车悬架系统开发项目,选取悬架下横臂作为关键零部件进行强度分析评价与轻量化设计,并建立悬架系统的刚柔耦合多体动力学模型并进行疲劳寿命分析。随后,针对该零部件结构开展了疲劳寿命影响因素分析与敏感性分析,在此基础上,建立压电陶瓷与下横臂耦合模型并完成压电特性仿真与对比,具体开展的研究内容如下:(1)论文首先对双横臂扭杆弹簧独立悬架的结构进行了简单介绍,建立悬架下横臂的有限元模型,对公交客车的载荷工况进行分析并利用整车动力学模型提取极限工况下悬架横臂的静载荷数据,完成强度评价与优化设计的边界条件设置并进行下横臂强度评价,结果表明对下横臂进行结构优化设计的必要性,使其完成轻量化的同时满足强度设计要求。(2)以悬架下横臂轻量化为目的对拓扑优化基础理论与变密度法进行概述,并将悬架下横臂有限元模型的单元密度作为拓扑优化的设计变量,根据实际条件以最大应力不超过850MPa作为约束条件,下横臂结构的体积分数作为目标函数进行悬架下横臂的拓扑优化设计并完成几何重构。在该优化设计方案下,悬架下横臂最终实现13.1%的轻量化并满足其强度设计要求,达到轻量化目标。(3)建立了悬架系统的刚柔耦合模型并分别进行B级路面与C级路面的仿真,获取下横臂在模拟工况下的动态载荷谱。基于名义应力法,结合单位载荷下的应力应变结果、动态载荷谱和材料的S-N曲线,利用Miner累计损伤法则在Ncode软件的支持下完成悬架下横臂在B级路面与C级路面下的疲劳寿命预测。在B级路面工况下,悬架下横臂疲劳寿命循环次数最小值为8.353×1010次,视为无限寿命,在恶劣路面C级路面工况下,悬架下横臂循环次数最小值为5.293×106次,折合行驶里程数达11.76万公里。(4)对双横臂扭杆式弹簧悬架中下横臂的疲劳寿命影响因素进行了整理与概述,并从中选取了 4个具有典型代表性的影响参量进行单因素影响规律分析。同时,对上述四个影响参量进行正交实验设计并利用方差分析法进行敏感性排序,最终得到对疲劳寿命循环次数的敏感程度大小,为悬架下横臂在疲劳寿命设计阶段影响因素的主次性评价提供实际应用参考。(5)区别于传统疲劳寿命控制方法,以下横臂疲劳寿命的压电主动控制为出发点,建立了压电陶瓷下横臂耦合模型,其中包括压电陶瓷贴片布置方式、压电材料选择、压电特性研究,最终完成压电陶瓷下横臂耦合模型的静态分析与动态分析,为疲劳寿命的压电控制研究与实际应用提供方向与参考。

关键词：独立悬架系统强度评价拓扑优化设计疲劳寿命预测敏感性分析压电陶瓷

钙敏感受体对多孔钽-BMSCs复合培养成骨向分化的影响

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钙敏感受体对多孔钽-BMSCs复合培养成骨向分化的影响

作者：刘凯楠华北理工大学

学位级别：硕士

目的探讨钙敏感受体（Calcium-sensitive receptors,Ca SR）对多孔钽-骨髓间充质干细胞（Bone mesenchymal stem cells,BMSCs）复合培养成骨向分化的影响及其作用机制。方法1提取SD大鼠BMSCs培养至第3代,通过成骨向和成软骨向诱导后,采... 详细信息

目的探讨钙敏感受体（Calcium-sensitive receptors,Ca SR）对多孔钽-骨髓间充质干细胞（Bone mesenchymal stem cells,BMSCs）复合培养成骨向分化的影响及其作用机制。方法1提取SD大鼠BMSCs培养至第3代,通过成骨向和成软骨向诱导后,采用茜素红和甲苯胺蓝染色进行鉴定;2扫描电镜观察多孔钽材料表征,荧光显微镜观察BMSCs在多孔钽表面的生长黏附状态;3 CCK-8法检测BMSCs在不同浓度（200、250、300、350、400μmol/L）Gd Cl（Ca SR激动剂）与不同浓度（5、10、15、20μmol/L）NPS 2390（Ca SR抑制剂）处理下培养1～5d的细胞增殖状态,筛选最适浓度;4取第3代BMSCs诱导并分组:空白组（不添加诱导液）、成骨组（加入成骨诱导培养基）、Gd Cl组（加入含300μmol/L Gd Cl的成骨诱导培养基）与NPS组（加入含10μmol/L NPS 2390的成骨诱导培养基）。培养第7、14、21d,激光共聚焦显微镜观察四组细胞内钙离子分布变化情况,免疫细胞化学染色观察四组细胞内Ca SR、Homer1及Ⅰ型胶原（Type I collagen,ColⅠ）蛋白表达状态,RT-q PCR检测各组Homer1 m RNA表达情况;5在上述“方法4”分组的基础上加入多孔钽,组别分为:空白组、成骨组、Gd Cl组、NPS 2390组、成骨-Ta组、Gd Cl-Ta组、NPS-Ta组。培养第7d,检测各组碱性磷酸酶（Alkaline phosphatase,ALP）活性;培养第7、14、21d,采用Western blot检测ColⅠ、骨桥蛋白（Osteopontin,OPN）、Runt相关转录因子2（Runt-related transcription factor 2,Runx2）、Homer1蛋白的表达。结果1提取细胞随培养时间推移种类逐渐单一,呈梭形生长,漩涡状排列,茜素红、甲苯胺蓝染色结果证实分离提取的细胞为BMSCs;2多孔钽支架材料呈三维立体多孔状结构,表面粗糙,材料表面及内部可见相互连通的微孔结构,与人体松质骨结构类似,细胞在多孔钽表面及周围粘附生长,状态良好;3 CCK-8法检测结果显示,300μmol/L Gd Cl及10μmol/L NPS 2390处理的细胞活性最高（P<0.05）;4激光共聚焦显微镜结果显示,与空白组和成骨组相比,Gd Cl组细胞内钙离子荧光强度明显增高,NPS组明显降低（P<0.05）;免疫细胞化学染色结果显示,与空白组和成骨组相比,Gd Cl组细胞内Ca SR、Homer1及ColⅠ蛋白表达升高,NPS组蛋白含量降低（P<0.05）;RT-q PCR结果显示,NPS组Homer1 m RNA相对表达量最低,空白组、成骨组次之,Gd Cl组最高,各组间差异有统计学意义（P<0.05）;5 ALP结果显示,培养7d时,未加钽组别中Gd Cl组ALP活性最高（P<0.05）;加钽组别中,ALP活性Gd Cl-Ta组最高,成骨-Ta组次之,NPS-Ta组最弱,各组间均差异有统计学意义（P<0.05）;成骨-Ta组高于成骨组,Gd Cl-Ta组高于Gd Cl组（P<0.05）。Western blot结果显示,未加钽组别中,成骨组ColⅠ、Homer1、Runx2蛋白表达低于Gd Cl组,高于NPS组（P<0.05）,成骨组OPN蛋白表达低于Gd Cl组（P<0.05）;加钽组别中,成骨-Ta组ColⅠ、OPN、Homer1、Runx2蛋白表达量低于Gd Cl-Ta组,高于NPS-Ta组（P<0.05）;与对应未加钽组相比,成骨-Ta组及Gd Cl-Ta组ColⅠ、Homer1、Runx2、OPN蛋白表达较高,组间差异均有统计学意义（P<0.05）。结论Ca SR可促进BMSCs的成骨向分化;激活或抑制Ca SR能够影响Homer1及Runx2、ColⅠ、OPN、ALP等成骨基因的表达,在BMSCs成骨分化中发挥重要作用;多孔钽具有良好的生物相容性,能够通过Ca SR刺激BMSCs的成骨向分化。图16幅;表1个;参146篇。

关键词：多孔钽骨髓间充质干细胞钙敏感受体 Homer1

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伤心的青蛙

雪花 2012年第11期 52-53页

作者：刘凯楠福建省永定县湖坑中心小学六(1)班

四年一度的动物运动会在龟国举行,动物界的各种动物们摩拳擦掌,充分准备,精心选派出运动员前来参加。蛙类也选派出青蛙参加自己的传统优势项目——跳水。跳水可是蛙类的强项,它们已在这个项目上连续保持了几百年的冠军了。这次,青蛙也... 详细信息

四年一度的动物运动会在龟国举行,动物界的各种动物们摩拳擦掌,充分准备,精心选派出运动员前来参加。蛙类也选派出青蛙参加自己的传统优势项目——跳水。跳水可是蛙类的强项,它们已在这个项目上连续保持了几百年的冠军了。这次,青蛙也是信心满满,心想:跳水比赛简直就是小菜一碟,冠军肯定非"哥"莫属啦!呵呵……运动会开始了,跳水场地选在龟国的一座大桥上,桥底下是一个圆圆的深潭,碧蓝碧蓝的河水离桥足有十来米,平静的

关键词：比赛规则

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页岩油藏渗吸驱油剂体系性能评价

日用化学工业（中英文） 2024年第3期54卷 250-258页

作者：李国峰刘凯楠莫文龙马腾新疆应用职业技术学院石油与化学工程学院新疆奎屯833200 新疆大学化工学院新疆乌鲁木齐830046 中国石化江汉油田分公司石油工程技术研究院湖北武汉430034

由于页岩油藏的超低渗透率和复杂的孔隙结构,从页岩油储层中采油仍然是一个重大挑战。表面活性剂作为一种潜在的解决方案,通过降低界面张力和改变润湿性来提高非常规油藏的原油采收率。本研究旨在通过研究页岩油储层的自发渗吸行为,评... 详细信息

由于页岩油藏的超低渗透率和复杂的孔隙结构,从页岩油储层中采油仍然是一个重大挑战。表面活性剂作为一种潜在的解决方案,通过降低界面张力和改变润湿性来提高非常规油藏的原油采收率。本研究旨在通过研究页岩油储层的自发渗吸行为,评价表面活性剂在页岩油藏中的应用潜力。结果表明,复配渗吸驱油体系0.15 wt%CA-90+0.15 wt%SDS,在地层条件下界面张力降低至1.03×10^(-2)mN/m;亲油岩心片润湿接触角降低了86°,岩石润湿性由油湿转变为水湿,毛管力由油渗吸驱油阻力转变为渗吸驱油动力;在含水率为70%时,乳状液黏度降低至23.4 mPa·s,其黏度接近原油黏度,但流动性更强,更有利于提高采收率;0.15 wt%CA-90和0.15 wt%SDS的动态吸附量分别为0.85和0.97 mg/g,具有较好的抗吸附能力,对页岩渗透率伤害率低于8%;滑溜水+复配体系的渗吸采收率可以达到31.27%,相比滑溜水体系中自发渗吸采收率(19.43%)提高了11.84%,渗吸驱油效率提高了60.94%,极大地提高了页岩油藏的采收率。

关键词：页岩油藏表面活性剂界面张力自发渗吸采收率

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一种基于STM32的电压模拟测量监控设备

数码世界 2021年第3期 283-284页

作者：刘凯楠马馨童河南大学

伴随着国内经济的进步以及各行各业效益的增加,电力作为人们生产及生活中必不可缺的一项能源,电力工程被投入建设的数量也愈来愈多。为了确保能更有效的为社会供给电力,本系统基于Keil5-MDK编程软件,采用STM32F103RB微控制器,设计一种... 详细信息

伴随着国内经济的进步以及各行各业效益的增加,电力作为人们生产及生活中必不可缺的一项能源,电力工程被投入建设的数量也愈来愈多。为了确保能更有效的为社会供给电力,本系统基于Keil5-MDK编程软件,采用STM32F103RB微控制器,设计一种电压模拟测量监控设备。

关键词： STM32 嵌入式微开发电压模拟监控

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纤维素酶产生菌的鉴定及其混合发酵条件优化

湖北农业科学 2011年第3期50卷 573-575,579页

作者：卢月霞刘凯楠李翠萍河北工程大学农学院河北邯郸056021 河北省永年县林业局河北永年057150 河北省永年县农业局河北永年057150

分离筛选到的4株纤维素酶活较高的菌株D6、D7、B7和D1,根据形态特征初步判断为3株细菌、1株放线菌,其16S rDNA序列同源性分析结果发现D6、D7、B7与Bacillus sp.的同源性为99%,系统发育树分析与Bacillus sp.遗传关系最近,D1与Streptomyce... 详细信息

分离筛选到的4株纤维素酶活较高的菌株D6、D7、B7和D1,根据形态特征初步判断为3株细菌、1株放线菌,其16S rDNA序列同源性分析结果发现D6、D7、B7与Bacillus sp.的同源性为99%,系统发育树分析与Bacillus sp.遗传关系最近,D1与Streptomyces zaomyceticus的同源性为99%,系统发育树分析与Streptomyces zaomyceticus遗传关系最近;对4株菌株进行单独与混合发酵培养,结果表明菌株组合D6/D7混合培养后的酶活显著高于其单菌培养,其在培养温度37℃、培养基初始pH值为8.0、接种量为2%(V/V)、D6/D7接种比例为2∶1(V∶V)下的酶活最高,可达到79.42 U/mL。

关键词：纤维素筛选混合培养发酵条件

木质素衍生物合成吸附材料在污水净化处理中应用

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粘接 2023年第6期50卷 68-70页

作者：刘凯楠李国峰新疆应用职业技术学院石油与化学工程学院新疆奎屯833200

木质素是地球上极具潜力的可再生资源,在植物体内,木质素的组分约占三分之一,其含量仅次于纤维素。木质素是自然界中特含芳环的三维网状天然高分子聚合物,是合成环境友好型材料的主要生物质资源之一;如何有效利用好这种环保型可再生资源... 详细信息

木质素是地球上极具潜力的可再生资源,在植物体内,木质素的组分约占三分之一,其含量仅次于纤维素。木质素是自然界中特含芳环的三维网状天然高分子聚合物,是合成环境友好型材料的主要生物质资源之一;如何有效利用好这种环保型可再生资源,是当下科研的焦点。主要介绍了木质素及其衍生物所合成的复合材料,作为吸附剂应对于染料废水、重金属废水以及含油废水的处理与净化研究现状,探讨了木质素及其衍生物作为吸附剂未来的发展趋势。

关键词：木质素合成吸附材料工业污水废水处理

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一株纤维素降解菌的筛选及其产酶条件优化

湖北农业科学 2010年第1期49卷 95-97页

作者：卢月霞宋惠月刘凯楠黄慧敏河北工程大学农学院河北邯郸056021 河北省永年县林业局河北永年057150

从长期富含枯枝落叶的土壤和造纸厂排污口污泥中分离筛选到一株能降解纤维素的放线菌,对其在以羧甲基纤维素为惟一碳源的产酶培养基上进行产酶条件研究,结果表明,该菌产酶较合适的温度是28℃,培养基起始pH值是7.0,接种培养24 h的种子液... 详细信息

从长期富含枯枝落叶的土壤和造纸厂排污口污泥中分离筛选到一株能降解纤维素的放线菌,对其在以羧甲基纤维素为惟一碳源的产酶培养基上进行产酶条件研究,结果表明,该菌产酶较合适的温度是28℃,培养基起始pH值是7.0,接种培养24 h的种子液产酶量较高,以2%的接种量接种酶活较高,其在优化条件下的酶活可达到44.76 U/mL。

关键词：纤维素降解放线菌筛选产酶条件

高职应用化工技术专业群实训基地文化建设研究

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化工管理 2022年第16期 39-42页

作者：刘凯楠李国峰新疆应用职业技术学院化工技术系新疆奎屯833200

文化建设是化工实训基地建设的重要组成部分,是实训基地上水平上档次的根本要求,也是实训基地强化管理的有效途径。高职教育需要培养专业与实践相结合的应用型人才,实训基地是完成职业教育的“第二课堂”,实训基地的文化建设可以引领学... 详细信息

文化建设是化工实训基地建设的重要组成部分,是实训基地上水平上档次的根本要求,也是实训基地强化管理的有效途径。高职教育需要培养专业与实践相结合的应用型人才,实训基地是完成职业教育的“第二课堂”,实训基地的文化建设可以引领学生的发展方向。文章主要介绍了化工实训基地将安全文化、校园文化、企业文化、校企融合文化相结合,形成独特的实训环境,为人才培养提供有力支撑。

关键词：高职化工实训基地文化建设