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内蒙古大兴安岭天然白桦生物量估算模型

西北林学院学报 2023年第6期38卷 180-188页

作者：王微王冰张向龙张秋良郝帅内蒙古农业大学林学院内蒙古呼和浩特010019 内蒙古大兴安岭森林生态系统国家野外科学观测研究站内蒙古根河022350

构建天然白桦预估精度较高的生物量模型,为天然白桦林的生产力估测及生产经营提供科学依据。根据白桦标准木实测数据,选择与生物量分布关系密切且易于人工获取的测树因子(胸径、树高及其组合形式),采用留一交叉验证法,通过比较异速生长... 详细信息

构建天然白桦预估精度较高的生物量模型,为天然白桦林的生产力估测及生产经营提供科学依据。根据白桦标准木实测数据,选择与生物量分布关系密切且易于人工获取的测树因子(胸径、树高及其组合形式),采用留一交叉验证法,通过比较异速生长模型与相容性生物量模型拟合结果,筛选内蒙古大兴安岭地区天然白桦生物量的最优估算模型。基于异速生长关系建立的2种生物量模型,以胸径和树高组合形式(D^(2)H)为自变量的二元模型优于以胸径(D)为单独预测变量的一元模型,其校正决定系数Adjusted R^(2)介于0.846~0.953。对于相容性生物量模型,以胸径(D)为单独预测变量的一元相容性模型优于以胸径和树高组合形式(D^(2)H)为自变量的二元相容性模型,其校正决定系数Adjusted R^(2)介于0.752~0.961。2种不同方案建立的最优生物量模型的拟合精度均为单株总生物量和树干生物量的模型最好,树枝生物量模型最差,且除树枝外的各项生物量模型的校正决定系数Adjusted R^(2)及其余各项评价指标(ME、RSME、MAE)均高度相似。上述2种不同方案所建立的生物量模型均能够对内蒙古大兴安岭天然白桦生物量作出较准确的预估;若考虑模型的适用性和自变量的可获取性,建议采用以胸径为自变量的一元相容性生物量模型对天然白桦生物量进行预估。

关键词：大兴安岭白桦异速生长模型相容性模型生物量

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气压机机械密封泄漏原因简析

中国设备工程 2022年第18期 180-181页

作者：郭鸿钧张向龙兰州石化公司甘肃兰州730060

本文详细介绍了通过对机械密封本体检查,找出机封泄漏的主要原因的过程,论述针对其主要原因对机封整改后,解决了机封泄漏问题。

关键词：动压油膜泄漏机械密封

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硫磺包装线推袋器链条连接部位改进初探

中国设备工程 2022年第18期 134-135页

作者：张向龙张锦泉兰州石化公司甘肃兰州730060

通过对链条连接部位相关部件安装改进、降低包装线推袋器链条断裂故障频次。

关键词：链条链齿轮轴向定位

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通信行业储能系统实现方法

邮电设计技术 2023年第12期 42-45页

作者：张向龙杨瑛洁阮勇中讯邮电咨询设计院有限公司北京100048

通信行业用能需求的不断增长,导致其电费成本越来越高,通过建设储能系统来降低其用能成本迫在眉睫。分析了储能系统的收益方式和技术参数,总结了基于通信行业不同应用场景的储能接入方式及技术要点,并针对目前通信行业储能发展面临的主... 详细信息

通信行业用能需求的不断增长,导致其电费成本越来越高,通过建设储能系统来降低其用能成本迫在眉睫。分析了储能系统的收益方式和技术参数,总结了基于通信行业不同应用场景的储能接入方式及技术要点,并针对目前通信行业储能发展面临的主要问题提出了建议。

关键词：电费成本储能系统应用场景

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伐根机切削传动系统分析与研究

伐根机切削传动系统分析与研究

作者：张向龙北京林业大学

学位级别：硕士

伐根清理对我国速生丰产林种植与园林绿化的快速发展有重要影响。目前伐根清理的主要任务是研制符合我国国情的伐根机。切盘轴与齿形V带是伐根机传动系统的关键部件。切盘轴为带法兰盘轴类零件,其加工工艺选择焊接法比车削法成本更低,... 详细信息

伐根清理对我国速生丰产林种植与园林绿化的快速发展有重要影响。目前伐根清理的主要任务是研制符合我国国情的伐根机。切盘轴与齿形V带是伐根机传动系统的关键部件。切盘轴为带法兰盘轴类零件,其加工工艺选择焊接法比车削法成本更低,效率更高。但焊接对切盘轴模态参数影响情况未知,存在使其动力学性能下降的可能性。伐根机齿形V带传动属于远距离高速传动,带在工作过程中振动明显,对护板造成冲击,传动不稳定。带速与齿形对带传动振动与应力大小有重要影响,目前未有针对齿形V带齿形选择与带速的相关研究。本论文针对以上问题采用数值仿真方法与实验方法探究焊接对切盘轴模态参数影响情况以及带速与齿形对齿形V带振动与应力影响规律。论文主要研究内容为：(1)测得切盘轴所受切削扭矩后,利用有限元分析软件Workbench对切盘轴进行了静力分析与瞬态动力学分析。其静力分析所受最大应力为155 MPa,瞬态动力学分析所受最大应力为2262 MPa。利用有限元分析软件ANSYS以及单元生死技术对切盘轴进行了焊接仿真分析与模态分析。对比焊接轴、车削轴与热处理轴,在特定焊接条件下,焊接残余应力使切盘轴前10阶固有频率平均升高13.02%,对振型影响较小。通过频域法分别对切盘轴进行固有频率测定,结果表明焊接轴前10阶固有频率较车削轴平均升高9.04%。(2)通过多体动力学软件Recurdyn有限元柔性体技术对梯形、圆弧型、三角型齿形V带以及普通V带进行了刚柔耦合仿真。在700r/min与2800r/min带速下,梯形V带所受最大弯曲应力分别为78 N/mm2和115 N/mm2,圆弧型所受最大弯曲应力为98N/mm2和148 N/mm2,三角型所受最大弯曲应力为400N/mm2和136 N/mm2,普通V带所受最大弯曲应力为85N/mm2。在700r/min带速下,梯形、圆弧型与普通V带只在启动时带振动较为明显,三角型齿形V带整个传动过程振动明显,且振动幅值较大。在2800r/min带速下,带振动明显比在700r/min下剧烈,同时三角型齿形V带的启动特性较差。对于梯形齿形V带,其最大横向振动位移与最大应力均随带速的升高而增加。静力与瞬态动力学分析结果表明,在清理伐根时应先清理伐根周围的异物(石块、金属),在切削过程中遇到异物应停机清理后再继续清理。切盘轴焊接仿真与模态分析以及固有频率测试结果表明,在确定焊接条件下,焊接切盘轴较车削轴有更好的动力学性能。齿形V带刚柔耦合仿真结果表明梯形齿形V带传动性能整体优于其他三类皮带,在选择皮带或设计齿形时,应首选梯形齿。在伐根机切削伐根时,应使主动轮保持在较低转速,以降低带横向振动位移,提高传动稳定性,同时延长带使用寿命。

关键词：切盘轴焊接仿真模态分析齿形V带刚柔耦合仿真

基于场—路耦合分析的开关磁阻电动机转矩脉动与铁耗抑制研究

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基于场—路耦合分析的开关磁阻电动机转矩脉动与铁耗抑制研究

作者：张向龙西华大学

学位级别：硕士

开关磁阻电机作为一种新型调速系统,凭借其结构简单、经济可靠等优点,在一系列工业领域取得了广泛应用。但一方面,由于此类电机内部磁场的高度非线性以及边缘效应的影响,导致其存在转矩脉动大、噪声明显等缺陷。另一方面,随着电机容量... 详细信息

开关磁阻电机作为一种新型调速系统,凭借其结构简单、经济可靠等优点,在一系列工业领域取得了广泛应用。但一方面,由于此类电机内部磁场的高度非线性以及边缘效应的影响,导致其存在转矩脉动大、噪声明显等缺陷。另一方面,随着电机容量的提升,其铁磁损耗也明显增大,由此带来的发热温升问题,也会对电机安全运行带来一定的隐患。上述问题的存在,严重制约了开关磁阻电机的进一步发展和应用。本文从优化开关磁阻电机本体结构的角度出发,通过改进定子极面结构,达到优化电机转矩脉动和铁耗的目的。首先,基于开关磁阻电机电磁场边值问题和电路方程,建立了其场-路耦合模型。运用Maxwell电磁场有限元分析软件,对其进行了有限元静态和动态分析。有限元静态分析中,将仿真所得电磁曲线应用于电机Matlab仿真和实际调速实验当中,控制效果良好,一定程度上证明了电机模型和仿真结果的正确性和合理性。有限元动态分析中,采用电流斩波控制,进一步检验模型的正确性和合理性。其次,分析揭示了开关磁阻电机定、转子极弧宽度、主要尺寸、气隙长度、绕组形式等结构参数对转矩脉动和铁耗的影响规律。通过有限元分析得到了直观的对比结果,为电机结构的进一步优化奠定了基础。最后,本文提出了一种基于定子极面形状的优化设计,将传统电机的气隙结构改为两段式的气隙结构,改善了电机齿尖部分的电磁场分布,达到抑制转矩脉动和铁耗的目的。分别对优化方案中的两个参数进行了有限元分析,得到了其对转矩脉动的影响规律,确定了最优的结构参数。利用Matlab仿真软件对比了优化前后的电机模型,结果表明优化设计可以有效地抑制转矩脉动。计算了不同结构参数下的电机铁耗,结果表明优化设计在抑制转矩脉动的同时,对电机铁耗也有所抑制。

关键词：开关磁阻电机有限元分析转矩脉动铁耗优化设计

半干旱区社会—生态系统动态演化机制研究——以榆中县北部山区为例

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半干旱区社会—生态系统动态演化机制研究——以榆中县北部山区为...

作者：张向龙西北大学

学位级别：硕士

社会-生态系统是由人类社会系统和自然生态系统耦合的复杂自适应系统,具有自组织、非线性和阈值效应等多种特征。恢复力是描述社会-生态系统运行状态的重要属性之一,指系统吸收干扰并继续维持其结构、功能等不发生质变的能力。由于在运... 详细信息

社会-生态系统是由人类社会系统和自然生态系统耦合的复杂自适应系统,具有自组织、非线性和阈值效应等多种特征。恢复力是描述社会-生态系统运行状态的重要属性之一,指系统吸收干扰并继续维持其结构、功能等不发生质变的能力。由于在运行过程当中不断受到外部干扰和内部组织的两种作用影响,社会-生态系统容易发生稳态转变(regime shift)。目前,学术界对社会-生态系统的研究还处于现状评价阶段,缺乏对社会-生态系统未来演变进行解读的有效方法和对系统恢复力进行定量测算的模型方法。因此,社会-生态系统动态演化研究亟待得到进一步深化和发展。本文以社会-生态系统、恢复力、适应性循环等理论为基础,将情景分析方法引入社会-生态系统的未来评价研究,首先对其概念、步骤及应用案例进行了综述。在此基础上,选取甘肃省榆中县北部山区为研究对象,从社会、经济和生态三个角度选择水分敏感因子构建社会-生态系统,建立起恢复力定量测度模型,计算了榆中县北部山区在1982至2006年间社会-生态系统恢复力值,并对系统的适应性循环过程进行了分析;然后,应用情景分析确定了情景逻辑空间,基于交叉影响分析展开了榆中县北部山区社会-生态系统在2020年的三个发展情景,并在情景框架下对系统未来适应性循环阶段进行了探索分析。本文研究得出的主要结论有: (1)榆中县北部山区社会-生态系统恢复力值在1982-2006年间的变化从总体上呈现增高—走低—增高的趋势,1995年出现峰值。恢复力值的变化轨迹反映了系统自1982年以来经历了一个完整的适应性循环过程:1982-1988年间系统处在开发阶段,1989-1995年间进入保护阶段,1996-2001年间转向释放阶段,2002-2006年间进入更新阶段。在这个适应性循环过程中,主要的作用机制有政策响应、干旱影响和技术革新。 (2)情景分析得出,系统向未来发展的两个关键驱动力是干旱程度和决策影响,这两个关键驱动力构成了情景逻辑空间。而基于交叉影响分析的所得出的3个概率最高的情景符合情景逻辑空间。由于在逻辑空间中所处位置不同,所展开的3个情景有着内涵上的区别。 (3)榆中县北部山区社会-生态系统在未来10年适应性循环发展的驱动力为政策响应、干旱影响和技术革新;2020年,情景S代表系统处于适应性循环的保护阶段;情景S和情景S则代表系统仍处于适应性循环的更新阶段。

关键词：社会-生态系统恢复力适应性循环情景分析榆中县北部山区

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U71Mn钢轨与车轮材料匹配试验研究

U71Mn钢轨与车轮材料匹配试验研究

作者：张向龙西南交通大学

学位级别：硕士

铁路作为现代交通的一种重要交通工具,在国民经济发展中占有不可替代的重要地位。正因如此,铁路发展目前正受到各国前所未有的重视。但在世界铁路朝高速化和重载化发展的同时,一些关键技术问题则不断出现且有待得到进一步解决,其中最主... 详细信息

铁路作为现代交通的一种重要交通工具,在国民经济发展中占有不可替代的重要地位。正因如此,铁路发展目前正受到各国前所未有的重视。但在世界铁路朝高速化和重载化发展的同时,一些关键技术问题则不断出现且有待得到进一步解决,其中最主要也是最根本的轮轨关系中的轮轨材料合理匹配问题尚未得到足够的重视。尤其是在近年铁路高速化和重载化发展以后,面对新的环境,轮轨磨损和疲劳伤损问题更加严重和突出,这将严重影响列车的安全性和可靠性,增大维修时间和费用,降低了铁路运输的经济效益和社会效益。因此,对轮轨材料进行实验室条件下的匹配试验研究对减少轮轨伤损,使铁路运输能够更快更好的发展具有重要的指导意义。本文根据赫兹接触理论,利用MMS-2A微机控制摩擦磨损试验机对三种我国经仿造而生产的车轮材料ER7. AAR-B和AAR-C分别与U71Mn热轧钢轨进行不同模拟载荷下的匹配试验,研究其磨损与接触疲劳损伤性能,并结合光学显微镜(OM)、维氏硬度仪(MVK-H21)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDX)等表面分析测试设备研究了干摩擦条件下不同轮轨材料匹配时的滚动接触疲劳与磨损行为,并对轮轨滚动过程中磨损对疲劳裂纹损伤的影响机理进行了分析。得到的主要结果和结论如下： 1.试验表明三种车轮材料具有很好的耐磨性能,且材料含碳量越多,硬度越高,在相同载荷下磨损量越小,而对磨轨磨损量则略有增长。 2.随着载荷的增加,模拟轮轨的塑性变形加重,磨耗加大,不同轮轨硬度比摩擦副的磨损形貌有较大差异。 3.试验证明,轮轨的磨损性能和疲劳性能之间存在明显的相互竞争关系。磨耗损伤严重时,疲劳损伤往往较轻;疲劳损伤严重时,磨耗损伤轻微。

关键词：轮轨磨损疲劳裂纹滚动接触

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配电网静止同步补偿器的研究

配电网静止同步补偿器的研究

作者：张向龙兰州理工大学

学位级别：硕士

配电网静止同步补偿器(Distribution Static Synchronous Compensator)简称DSTATCOM,由于它具有双向快速动态补偿电网无功功率的特点,近些年来已经逐渐成为电力系统无功补偿技术领域的研究热点。本文主要介绍了配电网静止同步补偿器的... 详细信息

配电网静止同步补偿器(Distribution Static Synchronous Compensator)简称DSTATCOM,由于它具有双向快速动态补偿电网无功功率的特点,近些年来已经逐渐成为电力系统无功补偿技术领域的研究热点。本文主要介绍了配电网静止同步补偿器的四种补偿方式、补偿容量的计算、DSTATCOM的数学模型以及控制系统构成。通过对比,分析指出了配电网静止同步补偿器与经典无功补偿装置的优点及缺点。简单介绍了目前国内外对配电网静止同步补偿器的研究情况。通过对配电系统常用的四种无功补偿方式的比较,最终采用了低压集中补偿的方式,同时在这种补偿方式的基础上实例计算了DSTATCOM的补偿容量。配电网静止同步补偿器的主电路为三相桥式逆变电路,主要有电压型桥式逆变电路与电流型桥式逆变电路两种类型,本文选用的是电压型桥式逆变电路。文中阐述了主电路为三相电压型桥式逆变电路的配电网静止同步补偿器的基本控制理论。基于开关函数法确立了配电系统用静止同步补偿器的数学模型。本文主要研究了配电网静止同步补偿器的无功电流检测方法和控制策略。通过改进传统的d-q无功电流检测方法,建立了基于瞬时无功功率理论的改进型d-q检测方法。同时又以间接电流控制为基础,建立了基于d-q变换和比例积分控制相配合的内外环双变量的控制方法。最后利用Matlab软件中的动态仿真平台Simulink,以带有配电网静止同步补偿器的10/0.4KV的配电网为例,建立了整个系统的仿真测试模型,仿真研究了它在电网三种不同运行状态下的补偿效果。仿真结果表明了文中所建立的配电网静止同步补偿器的控制策略能很好地为系统进行无功补偿,能够有效的提高系统电能质量。

关键词： DSTATCOM 无功补偿控制策略仿真分析