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无氧铜深孔加工工艺研究

无氧铜深孔加工工艺研究

作者：宋子洋西安石油大学

学位级别：硕士

无氧铜材料因具有优良的导电和导热性能、无氢脆现象、延展性好、耐腐蚀等特点,被广泛的应用在电子信息传输领域中。但是其塑性大,强度低,导致在深孔加工过程中经常出现堵屑,孔轴线偏斜以及表面完整性等问题,难以得到广泛应用。目前国... 详细信息

无氧铜材料因具有优良的导电和导热性能、无氢脆现象、延展性好、耐腐蚀等特点,被广泛的应用在电子信息传输领域中。但是其塑性大,强度低,导致在深孔加工过程中经常出现堵屑,孔轴线偏斜以及表面完整性等问题,难以得到广泛应用。目前国内外对无氧铜材料进行深孔加工方面的研究较少,因此本课题以无氧铜为研究对象,对其深孔加工工艺进行研究。首先,针对无氧铜材料的物理性能和切削性能进行分析,并结合零件结构要求,制订面向无氧铜材料深孔加工的工艺路线。其次,分析无氧铜深孔加工的难点,选择BTA深孔加工系统,并对深孔切屑的折断机理进行研究,针对无氧铜材料塑性大等特点,设计出专用的内排屑深孔钻头。再次,运用DEFORM三维仿真软件对钻削过程进行仿真,试验表明随着进给量增加,轴向力与力矩都有大幅度的增加;随着断屑槽圆弧半径Rn的增加,切屑的弯曲半径明显增大;刀具的主要磨损部位在切削刃以及前刀面。运用ANSYS分析软件对不同钻削深度的钻杆进行动力学分析,得到钻杆的固有频率以及变形形式,为了防止钻杆发生共振,应尽量避免谐振频率在6Hz、12Hz、18Hz、24Hz、48Hz、54Hz时进行加工。最后,进行无氧铜材料深孔钻削、镗削试验。通过结果对比发现在断屑槽圆弧半径Rn=0.9mm,转速n=255r/min,进给量f=0.05mm/r时对无氧铜进行深孔加工可以得到较为理想的切屑,加工效果良好。深孔镗削对深孔轴线有一定的纠偏作用,并且提高了内孔表面质量。本课题通过试验证明了工艺的可行性,并应用于无氧铜的实际加工中,为以后无氧铜的深孔加工提供参考。

关键词：无氧铜深孔加工仿真试验

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考虑多方利益主体参与的微电网规划综合评价

考虑多方利益主体参与的微电网规划综合评价

作者：宋子洋燕山大学

学位级别：硕士

微电网是靠近用户端的发输配电系统,能实现电能在本地生产在本地消费。微电网的建设与发展对于实现碳中和目标扮演着重要的角色。在此背景下,微电网投资运营商、政府部门、电力公司、电力用户都将参与到微电网规划方案的评价体系中来,... 详细信息

微电网是靠近用户端的发输配电系统,能实现电能在本地生产在本地消费。微电网的建设与发展对于实现碳中和目标扮演着重要的角色。在此背景下,微电网投资运营商、政府部门、电力公司、电力用户都将参与到微电网规划方案的评价体系中来,从分考虑参与各方利益诉求才能使得微电网规划方案的整体社会效益最大。本文建立了考虑多方利益主体参与的微电网规划评价指标体系与综合评价模型,主要工作如下:首先,针对微电网规划多方利益主体的特点,建立一套考虑多方利益主体参与的微电网规划评价指标体系,指标体系由微电网投资运营商、政府部门、电力公司、电力用户四部分组成。微电网投资运营商主要包含经济、技术方面的指标;政府部门主要包含能源、环境、社会、经济方面的指标;电力公司主要包含经济、安全方面的指标;电力用户主要包含供电可靠性、用电满意度方面的指标。另外根据评价指标计算获取的难易程度将评价指标分为直接指标和间接指标,针对间接指标难以获取,提出了一种微电网间接评价指标的时序生产模拟计算方法。其次,提出了层次分析法-熵权法结合的权重确定方法,可以有效的兼顾专家经验和指标信息客观价值。同时在研究灰色系统理论的基础上,提出了基于灰色关联度分析的灰色综合评价法,该方法可以实现不同评价数据之间的比较。最后得到了适用于多方利益主体参与、多层次的评价指标体系的基于层次分析法-熵权法的灰色综合评价方法,从而实现对微电网规划方案科学的评价。最后,以某并网型微电网为例,对各个微电网规划方案进行综合评价计算,得到微电网规划方案的评价排序结果,并对多方利益主体权重对微电网规划方案的影响进行了分析,对不同评价方法下的微电网规划方案评价结果进行了分析,以说明本文方法的有效性与科学性。

关键词：多方利益主体评价体系间接指标时序生产模拟灰色综合评价法

地铁小半径曲线段减振扣件弹条振动疲劳理论与试验研究

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地铁小半径曲线段减振扣件弹条振动疲劳理论与试验研究

作者：宋子洋西南交通大学

学位级别：硕士

我国地铁减振地段在运营数年后会在小半径曲线段萌生发展出钢轨短波波磨,引起轮轨高频振动,导致扣件弹条发生疲劳破坏,严重时导致弹条飞溅砸到车体,危及行车安全性。因此迫切需要对扣件弹条的断裂机理进行研究,为轨道结构的设计和维修... 详细信息

我国地铁减振地段在运营数年后会在小半径曲线段萌生发展出钢轨短波波磨,引起轮轨高频振动,导致扣件弹条发生疲劳破坏,严重时导致弹条飞溅砸到车体,危及行车安全性。因此迫切需要对扣件弹条的断裂机理进行研究,为轨道结构的设计和维修保养的有效控制提供理论指导。本文首先基于修正后的减振扣件系统精细化有限元模型,联合曲线段刚柔耦合动力学模型,分析了曲线段弹条振动疲劳损伤。然后设计了弹条高、低频复合疲劳试验,并提出了一种新的可考虑弹条线型的平均应力修正模型。最后基于此模型得到了不同工况下曲线段弹条振动疲劳特性。论文的主要结论如下:(1)正常安装状态下弹条最大等效应力为1410MPa,出现在弹条内拱小圆弧内侧,与现场断裂位置一致。弹条第一阶振型为前拱大圆弧和趾端的垂横向组合振动,第一阶固有频率在806Hz左右。(2)钢轨短波波磨对扣件弹条振动能量的影响主要集中在700～875Hz带宽范围内。轮轨垂向力使内、外轨弹条应力降低,弹程降低;横向力和倾覆角使外轨工作边侧的弹条应力增加,非工作边应力降低,使内轨工作边侧的弹条应力先增加再降低,非工作边侧的弹条应力先降低再增加。计算发现曲线段弹条振动疲劳损伤相较于直线段和缓和曲线段要大。(3)当外界激励频率靠近弹条固有频率时,弹条出现动力放大现象。传统的平均应力修正模型与弹条高、低频复合疲劳试验结果间存在一定误差。误差存在的原因大致可分为以下几个方面:材料处理工艺、受力情况、试验频率和线型尺寸。综合考虑试验结果,提出了一种考虑弹条线型的平均应力修正模型。(4)随着车速的增加,钢轨波磨通过频率上升,加剧了弹条内拱小圆弧处应力的集中,进一步增加了高频低幅值的循环应力。随着速度的增加,曲线内轨线性损伤会降低,外轨会增加。而曲线半径的变化对弹条振动疲劳寿命的影响程度要低于速度的变化。

关键词：扣件系统有限元修正振动疲劳高、低频复合试验曲线段刚柔耦合动力学

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基于忆阻器的非挥发性存储电路设计

基于忆阻器的非挥发性存储电路设计

作者：宋子洋黑龙江大学

学位级别：硕士

信息时代的飞速发展使得以闪存为主流的存储技术不断更新,基于传统半导体工艺制备的闪存存储器遇到了发展瓶颈,如浮栅厚度不能随着器件尺寸的缩小而无限制地减薄、存储寿命较低、工作电压高、写入速度慢等技术缺点,迫使人们寻找性能更... 详细信息

信息时代的飞速发展使得以闪存为主流的存储技术不断更新,基于传统半导体工艺制备的闪存存储器遇到了发展瓶颈,如浮栅厚度不能随着器件尺寸的缩小而无限制地减薄、存储寿命较低、工作电压高、写入速度慢等技术缺点,迫使人们寻找性能更为优越的下一代存储技术。忆阻器具有非挥发性、低功耗,与CMOS工艺兼容等特点,在非挥发性存储器、大规模集成电路、人工神经网络、模式识别和图像处理等方面有着巨大的应用潜能。基于忆阻器的非挥发性存储电路因其存储速度快(<10ns)、存储密度大、能耗低、耐久性高(写入次数高达10)、可靠性高以的特点,成为下一代非挥发性存储技术的研究热点,本文研究基于忆阻器的非挥发性存储电路,主要从以下三方面展开:1、通过Matlab软件建立了惠普忆阻器数学仿真模型,通过Cadence Allegro17.4软件建立电压阈值忆阻器模型(VTEAM)并进行电路级仿真,此忆阻器模型为基于忆阻器的非挥发性存储电路设计提供理论依据和仿真基础。2、将CMOS传输门传输速度快、可双向传输、抗干扰能力强、允许的输入电压范围大且写入速度快的优点,与2T2M存储单元不需要读操作后的忆阻器阻值恢复电路等优点相结合,提出一种新型2T2M存储单元电路结构。并为新型2T2M存储单元设计读电路和译码电路,其中,读电路由比较电路和电压感应放大电路组成,译码电路基于忆阻器比例逻辑(Memristor Ratioed Logic,MRL)结构。使用本文设计的新型2T2M电路能显著增加电路读取速度并减小电路面积。3、针对MRL逻辑功能不全的缺点结合CMOS反相器设计了一种能够同时输出六种基本逻辑运算的全通用逻辑电路。相较于传统电路,有着面积更少、功能密度更大、噪声容限更好的优点。在全通用逻辑电路的基础上,提出了一种基于2T2M的存算一体电路单元设计,可以同时实现数据的存储和逻辑运算功能。每个存算单元由2个2T2M存储单元以及8个MOS管构成,可以同时实现二值存储和六种基本逻辑运算功能。利用存内算法和单元级联,基于2T2M的存算一体电路单元可组合成全加器,进一步实现存储电路的数学运算功能及存储功能。

关键词：忆阻器非挥发性存储阻变式随机存储忆阻器比例逻辑结构 2T2M存储单元

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同步硝化内源反硝化脱氮除磷特性及代谢研究

同步硝化内源反硝化脱氮除磷特性及代谢研究

作者：宋子洋内蒙古科技大学

学位级别：硕士

我国城镇生活污水具有排放量大和低碳氮比的水质特性,当前的氮磷去除技术已经难以满足严格的废水排放标准。同步硝化内源反硝化脱氮除磷（Simultaneous nitrification-endogenous denitrification and phosphorous removal,SNEDPR）系... 详细信息

我国城镇生活污水具有排放量大和低碳氮比的水质特性,当前的氮磷去除技术已经难以满足严格的废水排放标准。同步硝化内源反硝化脱氮除磷（Simultaneous nitrification-endogenous denitrification and phosphorous removal,SNEDPR）系统具有碳源需求少、能耗低的优点,被认为是一种低C/N（COD/TN）污水的高效脱氮除磷途径。然而,目前国内外关于同步硝化内源反硝化脱氮除磷大部分研究集中在活性污泥和颗粒污泥,在泥膜混合条件下有关SNEDPR系统的性能研究相对较少,同时由于系统中功能菌群的互作效应,该技术在污水厂的广泛应用受到了限制。针对上述问题,本文将同步硝化内源反硝化脱氮除磷系统在生物膜与活性污泥中进行耦合,探究了MBBR工艺中SNEDPR系统启动的脱氮除磷特性,以及功能菌群结构变化。以功能菌群之间的平衡机制为切入点,进一步考察碳源类型对其脱氮除磷性能的影响,解析系统污染物去除途径与功能菌的互作特性,探明系统的代谢调控机制。为同步硝化内源反硝化脱氮除磷工艺的研究发展提供理论依据和技术指导。主要结论如下:（1）两阶段的运行,NH-N、PO-P的去除率分别达到97.60%、85.37%,出水NO-N、NO-N、COD浓度分别为1.39 mg/L、3.88 mg/L和20.40 mg/L,同步硝化内源反硝化率（SNEDR）逐渐提高,由0.07%提高至86.35%。好氧阶段SNEDR的提高,可以有效降低出水中NO-N的浓度,提高系统的反硝化脱氮性能,增加了厌氧阶段内碳源的储存量。经53 d的运行,微生物群落多样性明显增加,由于体系中GAOs、AOB、NOB丰度的增加（由接种污泥的3.30%、0.84%和0.66%分别提升到系统内的27.08%/20.48%、1.45%/1.76%和1.05%/0.85%）以及PAOs、DPAOs的存在,使该系统具有良好的脱氮除磷性能,使得SNEDPR系统在MBBR工艺中成功启动。（2）碳源对氮磷的去除影响较为显著,当乙酸钠与葡萄糖以3:1的比例混合时,脱氮、除磷效果最好,同步硝化内源反硝化率最高,SNEDR和SNEDR分别为83.06%、77%,TN去除率为86.95%,出水PO-P浓度为0.002 mg/L。高通量测序结果表明,当以乙酸钠作为碳源时,优势菌门为Proteobacteria门（54.56%）,系统主要依靠反硝化聚糖菌脱氮;乙酸钠与葡萄糖、丙酸钠与葡萄糖为碳源时,系统典型聚糖菌和聚磷菌比例下降,但GAOs降低幅度更大;同时筛选出优势微生物Patescibacteria门、Micropruina属和Tessaracoccus属。（3）基因预测结果表明,碳源的种类不仅会对微生物群落的组成产生影响,还会对功能基因的丰度产生影响,其中与代谢相关的功能基因占比最高,说明系统的微生物活性较强;碳水化合物代谢、氨基酸代谢和能量代谢是SNEDPR系统在低碳源条件下保持高效脱氮除磷性能的重要途径;在以乙酸钠为碳源时,系统环境信息的功能基因丰度最高,乙酸钠对信号传导、细胞运动和异生素生物降解和代谢有促进作用;TCA循环和糖酵解功能基因丰度在以乙酸钠与葡萄糖为碳源时较高,说明乙酸钠与葡萄糖为碳源时,系统微生物的基础代谢更强,同时也发现在该阶段磷代谢相关基因PPX相对较高,这也解释了该阶段系统脱氮除磷效果好的现象。

关键词：同步硝化内源反硝化反硝化聚糖菌脱氮除磷微生物群落代谢途径

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车体弹性对钢轨打磨车动力学性能的影响研究

车体弹性对钢轨打磨车动力学性能的影响研究

作者：宋子洋西南交通大学

学位级别：硕士

铁路在我国交通运输体系中扮演着重要的角色,高速、重载作为扩展铁路动能、提高运输效率的重要手段,已成为世界各国铁路的发展方向。轨道系统是铁路运输的重要基础设施之一,钢轨作为轨道系统的重要组成部分,长期承受来自列车的动力作用... 详细信息

铁路在我国交通运输体系中扮演着重要的角色,高速、重载作为扩展铁路动能、提高运输效率的重要手段,已成为世界各国铁路的发展方向。轨道系统是铁路运输的重要基础设施之一,钢轨作为轨道系统的重要组成部分,长期承受来自列车的动力作用,不可避免的发生裂纹、磨耗等伤损,合理应用钢轨打磨技术,能有效维护钢轨接触表面、改善列车运行条件、减小噪声振动。本文所研究的钢轨打磨车是一种可以进行各类线路、道岔连续打磨作业的铁路养路机械设备。钢轨打磨车车体垂向刚度较小,高速运行时易导致车体剧烈振动,考虑钢轨打磨车车体弹性变形,结合有限元分析软件ANSYS和多体动力学仿真软件SIMPACK建立钢轨打磨车系统的刚柔耦合动力学模型,分析车辆在自走行和打磨作业工况下的动力学性能及司机室、车体的结构振动特性,针对曲线半径和外轨超高对钢轨打磨车动力学性能的影响进行研究,提出了打磨工况下的建议打磨作业速度。仿真分析结果表明:（1）将钢轨打磨车车体考虑成弹性体后降低了钢轨打磨车的蛇行运动失稳临界速度,车辆的蛇行运动稳定性有所降低。（2）自走行工况下,在直线上刚柔耦合动力学模型的最大振动加速度和平稳性指标大于多刚体动力学模型,车辆垂向平稳性较差,而在曲线上,刚柔耦合动力学模型各项安全性指标要略低于多刚体动力学模型,车辆的运行安全性有所提高。两模型车体质心位置和司机室的横向、垂向振动位移的变化情况相反,车体弹性主要影响车体质心位置的垂向位移和司机室的横向位移,在一定范围内,车辆运行速度越快,位移振幅越大。（3）打磨工况下,打磨作业速度对车辆的动力学性能有较大影响,直线和曲线线路的建议打磨作业速度分别为12km/h和14km/h;两模型司机室位置的横向振动位移基本一致,刚柔耦合动力学模型垂向振动位移曲线波动要小于多刚体动力学模型。（4）打磨工况下,曲线半径和外轨超高对轮轴横向力和脱轨系数等指标有较大影响,打磨小车进行打磨作业会恶化车辆的曲线通过性能;在一定范围内,增大曲线半径、减小超高有助于提高钢轨打磨车在打磨工况和自走行工况下的曲线通过性能,各工况下的安全性指标均符合标准中规定的限度值,并留有一定的安全余量,钢轨打磨车可安全的执行钢轨打磨作业。

关键词：钢轨打磨车动力学性能刚柔耦合车体

考虑不确定因素影响的微电网供电能力评价方法

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电测与仪表 2023年第12期60卷 139-146页

作者：王宁宋子洋贾清泉燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004

针对风电、光伏、负荷的不确定性对微电网短期供电能力的影响,文章将风电、光伏、负荷的预测误差分布与蒙特卡罗抽样法相结合,建立一种考虑风电、光伏、负荷不确定性的微电网短期供电能力评价方法。通过非参数方法对微电网中风电、光伏... 详细信息

针对风电、光伏、负荷的不确定性对微电网短期供电能力的影响,文章将风电、光伏、负荷的预测误差分布与蒙特卡罗抽样法相结合,建立一种考虑风电、光伏、负荷不确定性的微电网短期供电能力评价方法。通过非参数方法对微电网中风电、光伏、负荷进行确定性预测,并对风电、光伏、负荷的预测误差进行了概率分析;通过蒙特卡罗抽样法对风电、光伏、负荷的预测误差模型进行抽样,并结合风电、光伏、负荷的确定性预测结果获得可能出现的微电网场景;定义了多个可用于量化供电能力的评价指标,针对每一个微电网场景优化求解计算出微电网供电能力的评价指标。选取某微电网作为算例,对所提方法进行了验证,算例结果表明,所提方法能够准确地反映在不同天气类型下的微电网供电能力。

关键词：不确定性微电网供电能力蒙特卡罗模拟法非参数方法评价指标

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低温下磁性载体 MBBR系统微生物群落特征和功能预测分析

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环境科学 2023年第2期44卷 889-899页

作者：刘超李奇宋子洋胡鹏敬双怡李卫平内蒙古科技大学能源与环境学院包头014010

为阐明低温下磁性载体对移动床生物膜反应器(MBBR)处理能力的影响,探究了反应器内生物膜的微生物多样性、群落结构、功能特征和氮代谢通路.结果表明,与商用载体反应器(对照组)相比,磁性载体反应器具有更高的污染物去除率,其对NH^(+)_(4... 详细信息

为阐明低温下磁性载体对移动床生物膜反应器(MBBR)处理能力的影响,探究了反应器内生物膜的微生物多样性、群落结构、功能特征和氮代谢通路.结果表明,与商用载体反应器(对照组)相比,磁性载体反应器具有更高的污染物去除率,其对NH^(+)_(4)-N和TN的平均去除率分别提高了16.2%和12.1%.Illumina高通量测序结果显示,磁性载体生物膜的微生物多样性和丰富度更高.由于不同微生物的磁化率不同,导致两种载体生物膜微生物群落结构存在显著差异.磁性载体生物膜中硝化菌属(如:Nitrosomonas、Nitrospira)和反硝化菌属(如:Sphaerotilus、Zoogloea)的相对丰度显著增多.PICRUSt2功能预测分析显示,磁性载体生物膜的整体基因功能表达水平更高,在信号传导机制和细胞内运输、分泌和囊泡运输等方面优势更明显.此外,大多数与氮代谢相关基因在磁性载体生物膜中丰度更高,如涉及硝化过程的基因amo、hao和反硝化过程基因nap、nor等,使得生物膜的低温脱氮潜力增强.以上结果从微观生物学角度更好地解释了反应器处理能力的差异,为磁性载体强化MBBR低温处理性能提供了理论依据.

关键词：磁性载体生物膜高通量测序微生物群落结构基因功能预测

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DT-Ⅲ型扣件系统弹条疲劳特性及优化研究

中南大学学报（自然科学版） 2021年第10期52卷 3623-3635页

作者：宋子洋卢俊胡世斌陈明明赵才友高速铁路线路工程教育部重点实验室四川成都610031 西南交通大学土木工程学院四川成都610031 重庆市轨道交通(集团)有限公司重庆401120

针对DT-Ⅲ型扣件系统弹条断裂的现象,为探究弹条在列车动静荷载下的疲劳失效问题,通过建立精细化有限元模型,分析Ⅲ型弹条的静、动力学响应结果,并提出采用高频弹条和改进绝缘轨距块的方式来改善弹条受力情况,最后通过车辆-轨道耦合模... 详细信息

针对DT-Ⅲ型扣件系统弹条断裂的现象,为探究弹条在列车动静荷载下的疲劳失效问题,通过建立精细化有限元模型,分析Ⅲ型弹条的静、动力学响应结果,并提出采用高频弹条和改进绝缘轨距块的方式来改善弹条受力情况,最后通过车辆-轨道耦合模型分析弹条疲劳寿命的变化规律。研究结果表明:高频弹条最大等效应力为1 400 MPa,与普通Ⅲ型弹条相比其最大等效应力及扣压力基本无变化,而最大等效应力位置转移到后拱小圆弧靠近跟端处,前四阶固有频率均增加。随着绝缘阻尼块弹性模量增加和厚度增加,其最大等效应力及扣压力会增大,固有频率变化不大。当波磨波长为40 mm和幅值为0.02 mm时,Ⅲ型弹条振动加速度最大值为212 m/s^(2),而高频弹条仅为127 m/s^(2);Ⅲ型弹条疲劳损伤为4.36×10^(-6),远高于高频弹条的损伤6.86×10^(-7)。在同样工况下,使用阻尼轨距块时弹条损伤相比正常轨距块时也有一定程度降低。

关键词：扣件系统高频弹条绝缘轨距块有限元模型轮轨系统疲劳寿命

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