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复杂热流承载结构拓扑优化设计研究

机械工程学报 2024年第13期60卷 92-121页

作者：李宝童刘策洪军刘庆芳史萌李开泰西安交通大学现代设计与转子-轴承系统教育部重点实验室西安710049 西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学数学与统计学院西安710049

随着多领域高端装备的快速升级与发展,迫切需要面向复杂服役工况的高性能热流承载结构优化设计。然而,缺乏热流耦合物理场的高效求解手段以及考虑复杂边界条件的热流承载结构设计能力不足仍是制约装备更新换代速度和质量的两大关键问题... 详细信息

随着多领域高端装备的快速升级与发展,迫切需要面向复杂服役工况的高性能热流承载结构优化设计。然而,缺乏热流耦合物理场的高效求解手段以及考虑复杂边界条件的热流承载结构设计能力不足仍是制约装备更新换代速度和质量的两大关键问题。因此,提出了一种新的无网格粒子方法——等几何粒子流体动力学方法(NURBS-based particle hydrodynamics,NBPH)。通过配置真伪粒子,基于非均匀有理B样条(Non-uniform rational B-splines,NURBS)基函数的插值构建粒子通讯,缓解了偏微分方程数值求解质量与分析域离散化程度之间的强耦合关系,提升了算法的计算效率。其次,将所提出的NBPH方法与固体各向同性材料惩罚(Solid isotropic material with penalization,SIMP)方法结合,搭建了一种新的无网格法拓扑优化框架——NBPH-topology Optimization,用于复杂热流场景的优化设计。根据体素分布构造了粒子流动阻力场,实现了流场与结构场的关联,通过求解连续伴随灵敏度,指导结构拓扑的连续演化。为了验证NBPH-TO框架的有效性和鲁棒性,研究了液冷和风冷两大典型散热场景,完成了优化设计与实验验证,结果表明该研究为复杂热流承载结构拓扑优化设计提供了可行的解决方案和有效的数值工具。

关键词： NBPH SIMP 无网格法拓扑优化热流耦合

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PLC在液压式启闭机中的应用

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第10期 0109-0112页

作者：李宝童南水北调中线信息科技有限公司河北石家庄050000

社会进步以及各个领域的发展与革新都离不开科学技术的助力,例如PLC作为一种高新技术产物,凭借功能强大、灵敏度高和适用性强等优势,在制造、水利、交通运输等诸多领域得到广泛应用,并体现出极为理想的应用效果。鉴于水利工程是涉及国... 详细信息

社会进步以及各个领域的发展与革新都离不开科学技术的助力,例如PLC作为一种高新技术产物,凭借功能强大、灵敏度高和适用性强等优势,在制造、水利、交通运输等诸多领域得到广泛应用,并体现出极为理想的应用效果。鉴于水利工程是涉及国计民生的关键性基础设施,闸门启闭机又是必不可少的水利工程闸门设备,因此本文在详细分析PLC与闸门启闭机工作原理的前提下,深入探讨基于PLC的闸门启闭机自动控制系统方案,以期促进闸门启闭机自动化发展。

关键词： PLC 液压式启闭机技术应用

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极小曲面空心多孔骨架复合相变温控组件设计

机械设计 2024年

作者：汪小明孙鹏飞刘策张天雷李宝童洪军北京遥感设备研究所中南大学材料科学与工程学院西安交通大学机械工程学院西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室

相变温控组件的控温能力常受限于相变材料自身热导率小和相变蓄热效率低。为了提高相变温控组件的控温能力，提出了一种具有高蓄热效率的空心多孔骨架复合相变温控组件设计方法。首先，在三周期极小曲面的隐式水平集函数中引入壁厚控制... 详细信息

相变温控组件的控温能力常受限于相变材料自身热导率小和相变蓄热效率低。为了提高相变温控组件的控温能力，提出了一种具有高蓄热效率的空心多孔骨架复合相变温控组件设计方法。首先，在三周期极小曲面的隐式水平集函数中引入壁厚控制函数，实现对空心多孔骨架结构复合相变温控组件的建模；其次，采用数值均匀化方法评估空心多孔骨架结构复合相变温控组件的导热属性，获取了其等效热导率；最后，通过数值仿真揭示了空心多孔骨架结构复合相变温控组件的蓄热性能。结果表明，相较于极小曲面多孔骨架结构复合相变温控组件，所设计的空心多孔骨架复合相变温控组件具备更高的等效热导率、更快的蓄热速率，从而验证了所提出方法的可行性和有效性。所提出的设计方法能有效应用于高蓄热效率的空心多孔骨架复合相变温控组件设计，丰富了相变温控组件的热学内涵。

关键词：极小曲面温控组件相变材料蓄热效率数值均匀化法

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结合面参数的超声检测方法研究

西安交通大学学报 2013年第3期47卷 18-23页

作者：杜飞洪军李宝童罗增许颖西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710054

为提高超声检测结合面参数的精度,有效去除超声探头聚焦区域的模糊效应,以球-板接触为例对超声检测结合面的方法进行了研究。利用聚焦超声探头扫描球-板接触区域得到了反射率矩阵,并对反射率矩阵进行误差估计,采用最小约束二乘滤波对反... 详细信息

为提高超声检测结合面参数的精度,有效去除超声探头聚焦区域的模糊效应,以球-板接触为例对超声检测结合面的方法进行了研究。利用聚焦超声探头扫描球-板接触区域得到了反射率矩阵,并对反射率矩阵进行误差估计,采用最小约束二乘滤波对反射率矩阵进行反卷积,结合构建的反射率-压力曲线,得到了球-板接触的名义接触区域及接触压力分布。利用商业有限元软件建立了球-板接触的有限元模型,以验证所提出的最小约束二乘滤波反卷积的有效性。研究结果表明,与现有维纳反卷积相比,采用最小约束二乘滤波反卷积得到的结合面接触压力分布与有限元模型结果更为吻合,能有效提高超声检测结合面参数的精度。

关键词：结合面超声检测方法反卷积

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“1+4”热连轧线轧机动力学特性研究

“1+4”热连轧线轧机动力学特性研究

作者：李宝童中南大学

学位级别：硕士

近年来，随着轧制速度的提高，液压伺服技术的应用，板厚和板型自动控制理论的发展及用户普遍对轧制产品尺寸公差和表面粗糙度要求的提高，国内外开始把眼光投到与生产质量直接相关的轧机振动的研究上来。本文研究工作主要包括以下几个... 详细信息

近年来，随着轧制速度的提高，液压伺服技术的应用，板厚和板型自动控制理论的发展及用户普遍对轧制产品尺寸公差和表面粗糙度要求的提高，国内外开始把眼光投到与生产质量直接相关的轧机振动的研究上来。本文研究工作主要包括以下几个方面：首先，建立了“1+4”热连轧机组主传动系统的扭振动力学模型，获得了系统的固有频率和主振型及其对转动惯量和扭转刚度的灵敏度。计算和比较了系统在各阶模态下的能量分布，确定了系统的关键模态。根据系统的实际输入得出了各轴段扭矩放大系数(TAF)的仿真结果，同时考虑了非线性环节(间隙)的作用，以判定扭振发生时主传动系统的最大动力载荷。研究发现轧机主传动系统扭振固有频率分布合理，基本满足最佳动力设计准则。接着，建立了“1+4”热连轧机组机座系统的垂振动力学模型，获得了系统的固有频率和主振型及其对质量和刚度的灵敏度，并确定了系统的关键模态。模拟了上、下辊系受到恒定轧制力和轴承座受到正弦激振力时的系统响应，此外还利用拟三维有限元模型研究了系统的固有特性。计算发现轧机机座系统的集中质量模型与有限元模型具有很好的一致性。最后，利用现代动态测试与分析手段，对热连轧机组的粗轧、连轧F1、F4机架进行了现场振动测试与分析工作。得到了“1+4”热连轧机组在实际运行工况下的真实振动状态，部分验证了轧机振动的动力学模型。根据实测轧机的振动状态以及轧制生产的板带材料表面质量分析，目前“1+4”热连轧机组处于稳定运行状态。

关键词：轧机扭转振动垂直振动动态特性信号处理

基于误差状态最优估计的精密机床装配调整工艺决策

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机械工程学报 2020年第11期56卷 172-180页

作者：郭俊康李宝童洪军李鑫波西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

精密机床作为现代装备制造业的工作母机,其设计与制造水平对国防与基础工业发展具有举足轻重的影响。几何精度是衡量机床性能的关键指标,是保证加工精度的首要因素。然而目前机床及精密机械装配工艺规划多依赖于设计人员经验,缺乏准确... 详细信息

精密机床作为现代装备制造业的工作母机,其设计与制造水平对国防与基础工业发展具有举足轻重的影响。几何精度是衡量机床性能的关键指标,是保证加工精度的首要因素。然而目前机床及精密机械装配工艺规划多依赖于设计人员经验,缺乏准确量化的装配测量与调整工艺研究,导致装配过程的反复装调,装配效率较低。提出了基于误差状态最优估计的精密机床装配调整工艺决策方法。基于精密机床装配过程误差传递状态空间模型,运用卡尔曼滤波方法基于测量数据对当前装配误差状态进行最优估计。在最优估计基础上,进一步采用最优控制方法,得到满足最终装配精度要求的最优调整工艺。该方法综合考虑了测量不确定度、装配精度、调整工时成本等因素,实现了精密机床装配过程调整工艺的准确决策。最后,通过卧式加工中心装配的实例分析,验证了所提出方法的可行性和有效性。

关键词：机床装配调整工艺最优估计最优控制

基于多种反求方法集成的复杂结构零件测量过程规划技术

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机械工程学报 2009年第12期45卷 128-136页

作者：洪军李宝童张浩锋阎海红邱志惠西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

针对现阶段复杂结构零件在反求方案规划方面的不足,提出一种基于多种反求方法集成的测量过程规划技术。从功能需求出发并结合功能-结构-特征映射原理构建复杂零件的元特征解耦模型,提取元特征作为基本测量单元;进而利用模糊数学方法对... 详细信息

针对现阶段复杂结构零件在反求方案规划方面的不足,提出一种基于多种反求方法集成的测量过程规划技术。从功能需求出发并结合功能-结构-特征映射原理构建复杂零件的元特征解耦模型,提取元特征作为基本测量单元;进而利用模糊数学方法对元特征与测量方法之间的匹配优度进行评价,决策出单个元特征的最佳测量方法;结合方位面理论,研究了用于描述零件元特征总体分布特性的特征状态空间与描述测量方法有效范围的设备状态空间的定义方法;以设备状态空间为参照,通过特征状态空间的分解与重组,对最优测量方法相同的元特征集合进行划分,从而获得待测零件每次定位后可同时测量的元特征测量组;在此基础上,构建元特征组合测量方案综合评价模型,实现元特征测量的组合优化。对一款直列四缸汽车发动机气缸盖实施测量,并重构CAD模型。试验结果表明:该方法可有效提高复杂结构零件的逆向测量效率与质量。

关键词：逆向工程元特征匹配优度模糊评价组合测量

现当代绘画中水性材料的“综合应用”现象浅析

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现当代绘画中水性材料的“综合应用”现象浅析

作者：李宝童中国美术学院

学位级别：硕士

艺术的传达以及对艺术的感知不仅仅针对思想情感、观念意识、精神等,其实体的物质存在也是至关要紧的。材料作为绘画的物质基础,历来被绘画者所重视,绘画者对绘画的材料及其应用永不止步的探索着。“水性材料”作为多种同一性质材料组... 详细信息

艺术的传达以及对艺术的感知不仅仅针对思想情感、观念意识、精神等,其实体的物质存在也是至关要紧的。材料作为绘画的物质基础,历来被绘画者所重视,绘画者对绘画的材料及其应用永不止步的探索着。“水性材料”作为多种同一性质材料组合的统称,在绘画中的应用相当广泛。从广义上来说,凡是能在水的作用下改变其物理形态的物质都可称之为“水性材料”。水性材料彼此间的相互融合;水性材料中非水性材料的介入;绘画载体的改变等,使得绘画中水性材料的应用与技法得以拓展与解放,改变了水性材料较为单一的应用方式,形成更多的绘画材料表现语言,也拓宽了现当代水性材料绘画创作者的表达方式和水性材料绘画的表现世界。不同的的材料融合表达方式,多维度的水性材料绘画作品面貌呈现,形成了现当代绘画中水性材料的“综合应用”现象,成为表达创作者思想观念和时代精神的物质载体。绘画中的水性材料“综合应用”已成为当代绘画材料应用的常态。绘画中水性材料的“综合应用”离不开时代因素和绘画观念的作用,传统水性材料的应用因时代与绘画观念而新,新型水性材料也不断应用而生。探究现当代背景下的水性材料“综合应用”缘起,通过对国内外有影响力的现当代水性材料绘画中的具有水性材料“综合应用”的典型类作品案例进行搜集、归类、分析、整合研究,并结合现当代语境,参照绘画中水性材料的历史应用规律,关照水的“物性”与“精神性”来研究水性材料的“综合应用”现象。现当代绘画中的水性材料“综合应用”现象具有多重特征,即“水”与“非水”的物性感知;“薄”与“厚”的形态呈现;视觉元素与触觉元素的交融;绘画性与制作性的有机结合等方面。水性材料的“综合应用”开阔了绘画的表现方式;呈现出视觉语言和材质语言的丰富性;表现方式的多样化;作品具有不可复制性并契合展示场域。材料为绘画服务,为绘画者的表达服务,水性材料的“综合应用”亦然,通过对材料彼此的实验性结合,使当代绘画者建立起独特、有个性的材料“综合应用”体系,与绘画者的观念及自由表达相结合,形成新的材料应用“传统”,使之成为大绘画时代的材料应用的创造性探索。

关键词：现当代绘画水性材料综合应用现象

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重症监护室医务人员手机污染的情况调查

重症监护室医务人员手机污染的情况调查

作者：李宝童重庆医科大学

学位级别：硕士

目的:通过对重庆医科大学附属儿童医院儿童重症监护室(Pediatric Intensive Care Unit, PICU)医务人员开展调查问卷了解手机使用情况,了解目前手机使用中存在的问题。通过检测工作人员手掌、手机、固定电话带菌情况,探讨三者携带细菌种... 详细信息

目的:通过对重庆医科大学附属儿童医院儿童重症监护室(Pediatric Intensive Care Unit, PICU)医务人员开展调查问卷了解手机使用情况,了解目前手机使用中存在的问题。通过检测工作人员手掌、手机、固定电话带菌情况,探讨三者携带细菌种类、药敏性的关系,并推测手机及固定电话在院内交叉感染中可能起到的作用。方法:2009年9月15日开展调查问卷了解医务人员日常使用、清洁手机等相关情况。2009年9月15日至2009年9月19日连续5天采取医务人员手机、手掌的样本,同时采集重症监护室固定电话键盘样本;医务人员清洁双手后再触摸手机,然后采集相应手掌样本。对所有样本进行培养,并对相应细菌做药物敏感试验。结果:39名工作人员(86.7%)常在工作中使用手机,28名工作人员(62.2%)认为在工作中使用手机会引起交叉感染。使用手机前洗手的工作人员为27人(60%),没有人在使用手机后实施洗手。26名工作人员从未给自己的手机做过清洁。调查的70个手机中,56个(80%)被细菌污染着;与手机样本相对应的70个手部样本中,50个(71.4%)被细菌污染着,3名(4.3%)医务工作者的手与手机存在同一种致病菌污染;调查的20个固定电话中,18个(90%)被细菌污染着。所得的溶血葡萄球菌多数为多耐药。使用手机后,医务人员手掌的细菌污染率由0/20增加到10/20 ,其中包含有2/20的致病菌。结论:***内医务人员的手机、手和固定电话携带有多种细菌,包括可引起院内感染的条件致病菌。2.污染细菌以革兰氏阳性菌为主。其中有溶血葡萄球菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌等院内感染常见致病菌。3.住院医师和护士的手机、手部细菌携带率最高。4.手机、固定电话可以作为传播病原体的重要媒介。5.怎样规范在ICU使用手机尚有待探讨。

关键词：手机手交叉污染媒介