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可降解镁基骨植入物腐蚀敏感性的数值模拟与试验评估

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复合材料学报 2024年

作者：郭传平石尘尘刘鹏高冬芳赵洋洋乔阳济南大学机械工程学院山东大学第二医院基础医学研究所山东大学第二医院创伤骨科

镁基合金作为"第三代生物医用材料"，以其优异的生物相容性和可降解性吸引了众多学者的关注。在传统医疗骨植入器械难以降解的背景下，展现出了其独特的潜力。然而，由于植入后在人体体液环境的应力和腐蚀作用下腐蚀损伤和退化速率的未... 详细信息

镁基合金作为"第三代生物医用材料"，以其优异的生物相容性和可降解性吸引了众多学者的关注。在传统医疗骨植入器械难以降解的背景下，展现出了其独特的潜力。然而，由于植入后在人体体液环境的应力和腐蚀作用下腐蚀损伤和退化速率的未知性，难以预测其在临床应用中的性能。因此，为防止因退化过快而导致过早地断裂失效，本研究建立了一种应用于金属腐蚀性能预测的数值模型，该模型被用于研究镁基合金的腐蚀行为预测。通过体外腐蚀试验评估其对不同程度应力腐蚀的敏感性并校准模型参数。为测试模型的准确性，对骨植入物的腐蚀行为进行了预测。结果表明，该模型可以可靠地预测各种应力条件下植入物的腐蚀损伤、降解率和相关的机械性能退化。因此，应力腐蚀模型作为一种数值模拟工具，具备准确预测腐蚀行为的同时优化植入物的退化速率的潜力。此外，提出的模型程序和方法适用于不同合金成分、多种应用场景接骨板的应力腐蚀预测，有助于实现植入材料退化速率的精确调节。

关键词：可降解镁合金接骨板应力腐蚀连续损伤力学体外模拟试验有限元法

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面向车路协同的车辆跟驰控制方法研究

面向车路协同的车辆跟驰控制方法研究

作者：黄镜尘山东交通学院

学位级别：硕士

随着我国城市化进程飞速推进,交通拥堵、交通安全等问题日益凸显,促使着现代交通向着智慧交通方向转变。车路协同系统作为智慧交通系统(ITS)的重要组成,其应用不仅为解决交通问题提供了新的途径,也推动了辅助驾驶和自动驾驶技术的快速... 详细信息

随着我国城市化进程飞速推进,交通拥堵、交通安全等问题日益凸显,促使着现代交通向着智慧交通方向转变。车路协同系统作为智慧交通系统(ITS)的重要组成,其应用不仅为解决交通问题提供了新的途径,也推动了辅助驾驶和自动驾驶技术的快速进步。然而目前车路协同系统内应用的跟驰模型没有充分考虑车辆自身特性。针对这一问题,本文对车路协同环境下的车辆跟驰控制方法进行研究,旨在强调车辆在车路协同系统中的地位,揭示车辆与环境相互作用对跟驰行为的影响规律。此外,本文在车辆跟驰控制中补充了自动紧急制动(AEB)算法,以保证车辆在危险距离范围内的紧急避险的能力。为了充分考虑车辆自身特性,本文系统地分析了车辆行驶中的所有纵向力,通过引入摄动量构建了描述车辆与环境相互作用力的跟驰模型。之后,在针对周期闭口系统的线性稳定性分析基础上,对具有车辆出入的开放边界系统进行了非线性稳定性分析,并研究了不同车辆运动参数对开放边界系统的交通流稳定性的影响,从中发现随着行驶阻力作用强度的增加,稳定区域会逐渐增大,车辆跟驰行为将会获得更好的稳定性。本文还将应用场景拓展至弯道,通过分析弯道跟驰时的切向影响和径向影响,建立精确表征车辆纵向运动及横向风险之间约束关系的改进跟驰模型,其稳定性分析结果表明转弯半径的减小会增强车辆队列的稳定性。本文通过数值模拟对稳定性分析结论进行验证,头车波动场景和世界轻型车辆测试程序(WLTP)也证明改进模型比智能驾驶员模型(IDM)能更快地响应前车速度变化并保持恒定间距,有效提高通行效率。本文利用车间距对模型参数进行动态调节,缓解了车速波动。本文通过尝试增加制动过程的分段数目以提升制动过程的乘坐舒适性,并利用Prescan和Simulink的联合系统化仿真验证了AEB系统中基于碰撞时间(TTC)的三段制动模型的有效性。为了验证跟驰控制方法的可行性,本文设计了车路协同环境下的实车试验,基于ROS平台搭建了一套以工控机、激光雷达等硬件设备为主的车路协同试验车辆。并在试验过程中采集了车辆速度、车间距等信息,通过将采集数据与仿真数据对比得出车速误差为20%,车间距误差为17.3%。

关键词：车路协同跟驰模型弯道场景稳定性分析 AEB系统

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《外交月报》（1932-1937）研究

《外交月报》（1932-1937）研究

作者：陈雨萌安徽师范大学

学位级别：硕士

九一八事变爆发后,日本帝国主义妄图吞并中国的野心暴露无遗。反抗日本侵略,争取民族独立成为当时国人的迫切需求。在抗战大背景下,一系列以外交和国际问题研究为中心的专业性杂志应运而生。1932年7月创刊于北平的《外交月报》成为当时... 详细信息

九一八事变爆发后,日本帝国主义妄图吞并中国的野心暴露无遗。反抗日本侵略,争取民族独立成为当时国人的迫切需求。在抗战大背景下,一系列以外交和国际问题研究为中心的专业性杂志应运而生。1932年7月创刊于北平的《外交月报》成为当时学者研究理论,建言献策的重要平台。《外交月报》前后共有61期,终刊于1937年7月,随后便是全面抗日战争的爆发。《外交月报》专注学术研究,其稿例曰:“本刊以记载国际情报,阐明国际法理,研究国际条约,讨论外交政策,考证外交史实,便利外交研究为主旨。”作为当时国内知名的外交类期刊,它一定程度上反映了二十世纪三十年代中国学界国际关系学和外交学的发展情况。它刊登了那一时期的公文条约内容,保存了专家学者的学术思想,具有极为重要的文献研究价值。论文系统研究了《外交月报》的创刊历程与创刊宗旨,归纳出《外交月报》的编辑策略,系统分析了61期的刊物内容,总结出它对世界局势的看法和对中国外交的建议,探析了出版价值和历史意义。论文共分为六大部分:第一部分为绪论,介绍了选题意义、研究现状、研究框架和研究方法。第二部分研究《外交月报》的创刊背景与发展历程,在分析《发刊词》的基础上揭示其办刊宗旨。第三部分分析《外交月报》的编辑策略,包括栏目设置、刊物编辑和投稿人特点、刊载广告的分析。第四部分分析《外交月报》刊登文章的主要内容,包括对远东局势、欧洲局势和国内形势的判断,凸显其专业性。第五部分横向比较二十世纪三十年代外交刊物的发展,揭示其作为外交史料的重要文献价值及顺应市场发展和响应读者需要的编辑理念,分析其在二十世纪三十年代国际关系学和外交学研究发展中的作用。第六部分,总结全文,指出不足,展望今后的研究。

关键词：《外交月报》近代报刊外交学国际关系史

基于数字孪生的工业机器人健康状态监测与评估方法研究

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基于数字孪生的工业机器人健康状态监测与评估方法研究

作者：蒋啸尘吉林大学

学位级别：硕士

随着制造业数字化转型、智能制造技术的快速发展,各国制造业不断趋向数字化、智能化,工业机器人作为核心的制造业装备,其需求快速上涨,国内产业规模迅速扩大,保有量快速上升。但国产工业机器人的可靠性与稳定性问题突出,导致市场竞争力... 详细信息

随着制造业数字化转型、智能制造技术的快速发展,各国制造业不断趋向数字化、智能化,工业机器人作为核心的制造业装备,其需求快速上涨,国内产业规模迅速扩大,保有量快速上升。但国产工业机器人的可靠性与稳定性问题突出,导致市场竞争力不足。数字孪生技术不仅是实现智能制造的关键,还能够在此基础上开展设备的状态监测、健康评估、故障预警等相关应用,从而实现对设备服役过程中进行监管,在保证设备服役过程稳定的同时,能够及时地制定和开展维护,从而提高设备的使用可靠性,降低计划外停机损失。因此开展基于数字孪生的工业机器人健康状态监测与评估方法的研究,具有重要的理论意义和工程应用价值。本文在吉林省重点研发计划的支持下,研制了六自由度工业机器人的数字孪生系统,并对其开展了健康状态监测与评估相关研究。本文主要研究工作如下:(1)设计了工业机器人数字孪生系统的总体框架。首先,阐述了数字孪生的内涵、特点和关键技术;分析了工业机器人的结构与功能;根据数字孪生模型所能实现的功能,划分了工业机器人数字孪生模型成熟度的三个等级,并对机器人关键部件进行了建模分析,确定了各自模型的成熟度等级;最后,设计了工业机器人数字孪生系统的总体框架,包含物理空间、物理数据、孪生空间、孪生数据和应用等五个要素,并为后续各要素的实现提供了思路与指导。(2)研发了基于状态监测和工况模拟的工业机器人可靠性试验系统。明确了可靠性试验的目的,研制了工业机器人可靠性试验台,并配套相应的数据感知设备;针对物理数据的获取开发了基于WPF框架和C#语言的高性能、可扩展的多源数据监测与采集系统;制定了具有工况模拟的可靠性试验方案,并开展了可靠性试验与状态数据采集、存储等工作;最后,对获取的运行状态数据进行相应的截取、消除趋势项、特征值提取等预处理。(3)构建了工业机器人关键零部件的数字孪生模型以及应用平台,并提出了基于粒子群算法的数字孪生模型自适应更新方法。首先,建立了工业机器人关节臂一级成熟度几何模型,实现机器人的实时运动状态的可视化;建立了基于几何模型和动力学模型的关节处减速器二级成熟度模型,得到了内部零件的运动状态和受力仿真数据;为了反映部件更深层次的退化机理和性能衰减情况,建立了基于Simulink仿真的电气系统三级成熟度数学模型;针对模型自适应更新问题,提出了基于粒子群算法的数字孪生模型自适应更新方法,并针对电气模型以转速、转矩等实测数据驱动进行了模型仿真,并通过真实电流与仿真电流进行了模型对比验证;最后,搭建了基于Unity 3D的工业机器人数字孪生应用平台,用于开展运动可视化、多维度状态监测、故障预警、运行控制等应用。(4)针对工业机器人关节结构复杂,单一来源的数据无法全面表征其健康状态的问题,提出了基于改进SABO-PNN的健康状态评估方法,通过改进SABO算法优化PNN网络的平滑参数,提高评估模型的准确率;其次融合振动数据、电机数据以及电气数字孪生模型仿真数据有效评估了工业机器人关节部位的健康状态。

关键词：工业机器人数字孪生模型自适应更新状态监测健康评估

Nb、Ta与SLMedTC4电子束焊接的接头组织与力学性能研究

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Nb、Ta与SLMedTC4电子束焊接的接头组织与力学性能研究

作者：孟雨尘南昌大学

学位级别：硕士

3D打印是一种新型的材料成型工艺,也被叫做增材制造。目前,在金属增材制造技术中,主流的制造方法之一是选择性激光熔化成型(SLM),在制造复杂结构件时不需要经过二次加工,制造过程相对简单。TC4钛合金密度低,且具有强度高、耐高温、抗腐... 详细信息

3D打印是一种新型的材料成型工艺,也被叫做增材制造。目前,在金属增材制造技术中,主流的制造方法之一是选择性激光熔化成型(SLM),在制造复杂结构件时不需要经过二次加工,制造过程相对简单。TC4钛合金密度低,且具有强度高、耐高温、抗腐蚀等优秀的特性。选择性激光熔化法制造的零部件具备结构灵活多变的特点,所以可以使用该方法制造多种结构的TC4钛合金(SLMedTC4),这使得SLMedTC4在具有TC4钛合金优异性能的同时,还可适用于不同结构的零部件的制造。因此,SLMedTC4将会被越加频繁的运用于航空航天、化工设备和汽车制造等行业。随着科技的不断发展,单种材料的性能逐渐难以满足工业生产的需求,异种材料连接形成的复合结构可以综合不同材料的优势,为了满足更多的性能需求,需要将不同的材料进行连接。因此,在工业生产过程中SLMedTC4不可避免的需要与异种金属进行焊接。在高温结构材料中,金属铌和钽作为有代表性的材料具有难熔、耐高温的特点和优点,同时在许多强酸、硫化物和氟化物等腐蚀性环境中表现出良好的耐蚀性,具有热膨胀系数小、低韧脆转变温度、低蒸汽压和低蒸发速率等特点,被广泛应用于各种领域,展现出极具前景的应用潜力。SLMedTC4分别与金属铌、钽焊接形成的复合结构可以同时具备两种材料的优势,然而由于金属铌、钽与SLMedTC4的熔点差异较大,化学组成不同,SLMedTC4与金属铌、钽的焊接存在一定的困难。实现SLMedTC4与金属铌、钽的良好连接具有重要意义,同时需要焊接普通TC4与铌、钽作为分析对照。作者采用真空电子束焊接方法对Nb/TC4、Nb/SLMedTC4、Ta/TC4和Ta/SLMedTC4异种金属结构组配进行对焊。为了获得性能优异的焊接接头,首先通过正交参数优化方法对Nb,Ta与普通TC4的电子束焊接接头进行工艺参数优化,选取加速电压、焊接束流和扫描速率三个因素,以焊接接头的抗拉强度为评判标准,确定了Nb/TC4、Nb/SLMedTC4电子束焊接接头的最佳参数组合为加速电压62 k V,焊接束流10 m A,扫描速率4.5mm/s,且发现使用普通TC4的参数优化结果适用于SLMedTC4的电子束焊接。通过拉伸试验得出Nb/TC4焊接接头抗拉强度达到314.1MPa,Nb/SLMedTC4焊接接头抗拉强度达到293.2MPa。Ta/TC4和Ta/SLMedTC4电子束焊接接头的最佳参数组合为加速电压65 k V,焊接束流12 m A,扫描速率5mm/s。Ta/TC4焊接接头抗拉强度达到378.3MPa,Ta/SLMedTC4焊接接头抗拉强度达到376.1MPa。最佳参数组合制备的各焊接接头在拉伸试验中均在铌、钽母材侧断裂,断口表现出明显的韧性断裂特征。分别对Nb/TC4、Nb/SLMedTC4、Ta/TC4和Ta/SLMedTC4焊接接头截面进行了显微硬度测试,Nb/TC4和Nb/SLMedTC4接头焊缝截面硬度接近,焊缝各区域硬度分布较为一致,Ta/TC4和Ta/SLMedTC4焊接接头焊缝硬度接近,但焊缝各区域硬度分布相对不均匀,这种情况可能是金属钽的熔点过高导致焊缝中钽元素不足造成的。使用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜分析焊缝截面微观组织的物相组成和元素分布情况,发现Nb/TC4和Nb/SLMedTC4焊接接头焊缝主要由β-Ti相和(β-Ti,Nb)固溶体组成,Ta/TC4和Ta/SLMedTC4焊接接头焊缝α-Ti、β-Ti和(β-Ti,Ta)固溶体组成。焊缝截面组织均匀,没有观察到裂纹、气孔等明显缺陷。

关键词： SLMedTC4 真空电子束焊接微观组织力学性能正交参数优化

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基于无人机遥感数据的芋头疫病监测

基于无人机遥感数据的芋头疫病监测

作者：陈雨欣扬州大学

学位级别：硕士

社区老年人自我忽视现状及对生活质量的作用路径研究

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社区老年人自我忽视现状及对生活质量的作用路径研究

作者：陈雨薇赣南医科大学

学位级别：硕士

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民国时期云南县长考试研究

民国时期云南县长考试研究

作者：陈雨欣云南师范大学

学位级别：硕士

县长(县知事)是一个县最高的行政长官,是国家基层治理不可缺少的部分,也是管理基层人民的重要工具。在一定的时空条件下,县长和县知事的存在对于社会公共秩序的维护是不可或缺的,从一定程度上也推动着整个社会奔向文明的新高度。南京临... 详细信息

县长(县知事)是一个县最高的行政长官,是国家基层治理不可缺少的部分,也是管理基层人民的重要工具。在一定的时空条件下,县长和县知事的存在对于社会公共秩序的维护是不可或缺的,从一定程度上也推动着整个社会奔向文明的新高度。南京临时政府时期、北洋政府时期以及南京国民政府时期,虽然经历政府变更,官员的选拔制度十分混乱,为此建立有效的制度来选拔官员显得十分的重要,县长考试制度就是其中通过考试来选拔县长的一种制度。民国时期云南县长制度与县长考试制度相伴而生,县长考试的发展可以大致上分为两个阶段,即北京政府时期的艰难探索,南京国民政府时期的发展和完善。按考试时期可以分为北洋政府时期文官考试下的县知事试验,南京国民政府时期的文官高等考试、普通考试和特种考试,其中县长考试是特种考试中的一种。其中北洋政府时期的县知事试验是由中央政府统一举办的,考试资格、考试流程、考试机构都是全国统一的。北洋政府时期的县知事试验一共举行四届,云南省均派人员参加,可以说北洋政府时期的县知事试验是云南省县长考试的先锋。当前,学术界对于民国时期考试史的研究主要停留在文官高等考试、普通考试以及公务员考试制度的研究,对于县长的研究主要是对县官群体进行分析,把考试制度和县长同时结合起来的县长考试研究较少,特别是云南省县长考试的研究由于资料零散、相关研究篇幅较短的缘故,存在其研究成果较少、研究不具体、不深刻的局面。同时学术界还没有出现对云南省县长考试进行专门论述的文章或著作,笔者的研究对于丰富民国云南县长考试研究具有意义。笔者从南京临时政府时期文官考试制度的初创写起;后对北洋政府时期云南省参加四次县知事试验的情况进行初探,了解到云南省县知事试验的云南省参与度低、录取人数少、通过知事试验的境况;最后,对云南省县长考试从考试条例的制定、考试机构的设置、考试内容、考试的程序、考试的成效以及考试的不足等方面进一步对云南省县长考试进行研究,得出云南省县长考试是在云南省政治、经济、文化环境稳定下,加上政府的重视,澄清吏治的需要,自1928年起在云南省举办县长考试。从考试制度的设计、考试机构的设置、考试流程的优化等方面来看,云南省县长考试十分的规范,形成适应本省的实际的县长选拔制度,培养了一批具有专业知识的优秀县长。在特定的历史条件下,他们着力于县政建设,对民国社会发展起到积极的作用,对当下政府基层官员的选拔具有一定借鉴意义。但由于政治、经济、军事等社会环境的影响,县长考试的发展受到牵制,经费紧张、贪污腐败和战争带来环境影响、再加上中国几千年传统人情观念的阻挠,致使县长考试流于形式,未能将考取的人才安置于合适的职位,以至于县长考试未能充分发挥选拔优秀县长的作用,一定程度上阻碍了历史的进步。总之,云南省举行县长考试是民国时期云南省进行县长选拔的一次有益尝试,但并未产生根本性影响,考试始终没能成为国民政府选拔官吏的主流途径。

关键词：民国云南县长考试

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基于IRVE-3的充气式减速器仿真分析

基于IRVE-3的充气式减速器仿真分析

作者：邹宇尘大连交通大学

学位级别：硕士