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医用钛合金海尔贝克磁场阵列化学磁流变抛光研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 90-98页

作者：张祥雷陈卓杰廖煜晖周芬芬冯铭温州大学机电工程学院浙江温州325035 台州学院智能制造学院浙江台州318000

为了提高医用钛合金(TC4)抛光中的精度以及效率,采用基于海尔贝克磁场阵列的化学磁流变抛光方法加工医用钛合金.利用海尔贝克磁场阵列强化磁场强度,将过氧化氢溶液作为氧化剂来进行抛光加工.通过仿真模拟对比海尔贝克磁场阵列与常规N-S... 详细信息

为了提高医用钛合金(TC4)抛光中的精度以及效率,采用基于海尔贝克磁场阵列的化学磁流变抛光方法加工医用钛合金.利用海尔贝克磁场阵列强化磁场强度,将过氧化氢溶液作为氧化剂来进行抛光加工.通过仿真模拟对比海尔贝克磁场阵列与常规N-S磁场阵列,改变羰基铁粉的活性来验证实验可行性,研究了加工间隙、主轴转速以及磨粒粒径对工件表面粗糙度以及接触角的影响规律.结果表明,海尔贝克磁场阵列比常规N-S磁场阵列有更高的磁场强度;采用本文方法抛光的医用钛合金表面粗糙度比单一纯磁流变抛光降低80%;当加工间隙为0.8mm,主轴转速为400rad/min,磨粒粒径为1µm时,可使工件表面达到光滑效果,表面粗糙度最优可达15.5 nm,同时测量出实验组钛合金表面接触角数值多数小于90°.应用该方法抛光医用钛合金可以得到超光滑表面,表面具有亲水性,符合医用钛合金标准.

关键词：医用钛合金表面粗糙度接触角化学磁流变抛光海尔贝克磁场阵列

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基于响应面法的钛合金Halbach阵列增强磁流变抛光工艺参数优化

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表面技术 2024年第3期53卷 53-64页

作者：廖煜晖周宏明张泽林陈卓杰张祥雷周芬芬冯铭温州大学机电工程学院浙江温州325035 台州学院智能制造学院浙江台州318000

目的提高钛合金磁流变抛光的表面质量和抛光效率。方法用Halbach磁场阵列强化磁场,通过载液盘与磁铁反向旋转来增强磁流变抛光效率,使抛光头拥有更强的恢复性与自锐性。通过仿真模拟和实际测量对比研究Halbach阵列与N-S阵列的磁场分布... 详细信息

目的提高钛合金磁流变抛光的表面质量和抛光效率。方法用Halbach磁场阵列强化磁场,通过载液盘与磁铁反向旋转来增强磁流变抛光效率,使抛光头拥有更强的恢复性与自锐性。通过仿真模拟和实际测量对比研究Halbach阵列与N-S阵列的磁场分布和磁场梯度。依照试验结果描述抛光剪切力、表面粗糙度与表面微观形貌随时间的变化规律。采用响应面法优化载液盘转速、磁铁转速和加工间距等3个工艺参数,建立剪切力和表面粗糙度的拟合方程数学预测模型,并对其中的不显著项进行优化。结果在响应面交互作用分析中,工艺参数对剪切力的影响的大小顺序为加工间距、磁铁转速、载液盘转速;对表面粗糙度影响的大小顺序为载液盘转速、磁铁转速、加工间距。根据不同的需求,确定选定范围内的工艺参数组合,需要快速去除材料时,使剪切力趋于最大值的工艺参数组合为载液盘转速227 r/min,磁铁转速64 r/min,加工间距0.1 mm,通过20 min抛光后得到了表面粗糙度S_(a)为34.911 nm的光滑表面。抛光过程中,钛合金抛光所受剪切力τ为0.812 N。需要最优表面质量时,使表面粗糙度值趋于最小值的工艺参数组合为载液盘转速300 r/min,磁铁转速150 r/min,加工间距0.1 mm,通过20 min抛光后得到了表面粗糙度S_(a)为26.723 nm的光滑表面。抛光过程中,钛合金抛光所受剪切力τ为0.796 N。结论Halbach阵列拥有较高的磁场强度和富有空间变化的磁感线,能够使磁流变液中的磁链呈现出更多的姿态变化。根据响应面法优化后的剪切力和表面粗糙度预测模型,预测结果与验证试验结果相差很小,预测模型的准确度与可信度较高。

关键词：磁流变抛光 Halbach磁场阵列钛合金响应面法剪切力表面粗糙度

PBS与小球孢白僵菌复配对温室小菜蛾幼虫的防治效果

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现代农业研究 2024年第5期30卷 54-57页

作者：张祥雷张武佳木斯大学理学院黑龙江佳木斯154007

本文研究小球孢白僵菌与PBS表面活性剂复配对寒地温室害虫小菜蛾幼虫的防治效果。通过平板计数法确定小球孢白僵菌菌种的菌含量,将小球孢白僵菌与PBS表面活性剂复配,制备成5种浓度梯度的菌悬液,分别命名为G_(1)~G_(5),以防治效果为实验... 详细信息

本文研究小球孢白僵菌与PBS表面活性剂复配对寒地温室害虫小菜蛾幼虫的防治效果。通过平板计数法确定小球孢白僵菌菌种的菌含量,将小球孢白僵菌与PBS表面活性剂复配,制备成5种浓度梯度的菌悬液,分别命名为G_(1)~G_(5),以防治效果为实验测定标准,寻找出复配组分最优配比,筛选出防治小菜蛾幼虫的复配菌悬液的最佳防治浓度。试验数据表明,不同浓度下,用PBS培养真菌比蒸馏水更能保护微生物的活性及完整性。复配菌悬液对寒地温室害虫的致死效果较为明显,且不同浓度梯度混合液的防治效果不同,G_(1)~G_(5)浓度之间的小球孢白僵菌复配菌悬液均可配制形成生物农药用于温室小菜蛾幼虫防治。但在寒地温室害虫的防治过程中,浓度为G_(1)的小球孢白僵菌复配菌悬液的防效最高。总体来看,浓度为3×10^(7)cfu/mL的小球孢白僵菌复配菌悬液的速效性和持效性均优于其他复配组分。

关键词： PBS 白僵菌小菜蛾幼虫复配防治效果

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U型毛细管电极电渗流数值模拟研究

传感器与微系统 2024年第2期43卷 29-32页

作者：李江涛张祥雷孙健张东相宁辉李子瑞温州大学机电工程学院浙江温州325035 河北工业大学机械工程学院天津300401 丹东百特仪器有限公司辽宁丹东118009

为研究U型毛细管电极内电渗流(EOF)对微纳米颗粒表面Zeta电位测量结果的影响,以U型毛细管电极为基础,通过数值仿真分析了毛细管电极内部EOF启动机制及高频交变电压对其抑制机理。结果表明,当毛细管电极施加直流电压,壁面EOF在管壁面压... 详细信息

为研究U型毛细管电极内电渗流(EOF)对微纳米颗粒表面Zeta电位测量结果的影响,以U型毛细管电极为基础,通过数值仿真分析了毛细管电极内部EOF启动机制及高频交变电压对其抑制机理。结果表明,当毛细管电极施加直流电压,壁面EOF在管壁面压力梯度作用下产生回流,启动时间为毫秒(ms)级别。当施加高频交变电压时,高频率交变电场阻碍了EOF的启动,在壁面处产生局部振荡流。随着频率的增加,毛细管EOF受到抑制作用更为强烈。相比其他波形,三角波电压对EOF具备较好的抑制作用,局部振荡流的幅度范围更小。研究对颗粒Zeta电位检测和微流控电动流动的精准控制具有借鉴意义。

关键词：封闭毛细管电渗流交变电场

关键特征点的智能识别及其在操动机构电磁铁运行状态监测中的应用

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Journal of Measurement Science and Instrumentation 2024年第2期15卷 253-263页

作者：韩苗苗喻樱芝彭奕涵刘鑫张祥雷温州大学机电工程学院浙江温州325035

作为断路器操作机构开合动作的触发器,电磁铁的工作状态对于确保操作机构的工作状态具有重要意义。然而,由于复杂电气环境的干扰和传感条件的限制,电磁铁的鲁棒性状态监测存在很大的不足。本文提出了一种两阶段混合方法来诊断运行机构... 详细信息

作为断路器操作机构开合动作的触发器,电磁铁的工作状态对于确保操作机构的工作状态具有重要意义。然而,由于复杂电气环境的干扰和传感条件的限制,电磁铁的鲁棒性状态监测存在很大的不足。本文提出了一种两阶段混合方法来诊断运行机构电磁铁的运行状态。该方法通过智能识别电磁铁电流信号的关键特征点,间接实现对电磁铁状态的智能诊断。在第一识别阶段,提出了适合一维信号的智能U-Net神经网络,通过获取的电磁铁电流信号实现关键特征点的自适应识别。在第二个状态监测阶段,根据关键特征点的位置和电流值,可以具体识别电磁铁的运行状态。实验结果表明,所提出的方法能有效识别关键点,识别成功率接近100%。所提出的方法只需少量故障样本就能实现对各种电磁铁故障的自适应识别。因此,所提出的方法为电磁铁的稳健状态识别提供了保障,并具有抗干扰性强的优点。

关键词：状态监测电流信号 U-Net 断路器电磁铁

带缓冲串行生产系统预防性维护建模及运行参数优化研究

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运筹与管理 2022年第1期31卷 22-29页

作者：周宏明高顺张祥雷王素芬黄沈权温州大学机电工程学院浙江温州325035 浙江安防职业技术学院浙江温州325016

为了保证串行生产系统的产能和提高系统可靠性,提出了带缓冲区的串行生产系统预防性维护决策模型。首先,分析了生产线各执行单元可靠性和运行参数之间的关系,建立了考虑执行单元运行参数和缓冲库存的维护模型。在此基础上,结合串行生产... 详细信息

为了保证串行生产系统的产能和提高系统可靠性,提出了带缓冲区的串行生产系统预防性维护决策模型。首先,分析了生产线各执行单元可靠性和运行参数之间的关系,建立了考虑执行单元运行参数和缓冲库存的维护模型。在此基础上,结合串行生产线的特点,建立综合考虑维护成本、有效运行速度和缓冲库存的多目标优化函数。最后,构建启发式算法求解目标函数,并以串行包装生产线为例进行仿真实验分析,结果表明本文所建模型是有效且实用的。

关键词：预防性维护可靠性约束运行参数优化缓冲库存

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磁性复合流体抛光氧化锆陶瓷的工艺优化

金刚石与磨料磨具工程 2023年第6期43卷 712-719页

作者：张泽林周宏明冯铭张祥雷陈卓杰温州大学机电工程学院浙江温州325035

为提高氧化锆陶瓷工件的表面质量,采用磁性复合流体(由包含纳米级铁磁颗粒的磁流体与包含微米级羰基铁颗粒的磁流变液混合而成)对氧化锆陶瓷进行抛光,以达到降低材料表面粗糙度和减少表面与亚表面损伤的目的。利用田口方法设计3因素3水... 详细信息

为提高氧化锆陶瓷工件的表面质量,采用磁性复合流体(由包含纳米级铁磁颗粒的磁流体与包含微米级羰基铁颗粒的磁流变液混合而成)对氧化锆陶瓷进行抛光,以达到降低材料表面粗糙度和减少表面与亚表面损伤的目的。利用田口方法设计3因素3水平正交试验,着重分析磁铁转速、加工间隙和抛光液磨粒粒径对表面粗糙度和材料去除率的影响规律,并采用方差分析法分析各因素对2个评价指标的影响权重。可达到最低表面粗糙度的工艺参数组合为:磁铁转速,300 r/min;加工间隙,0.5 mm;磨粒粒径,1.25μm。可达到最高材料去除率的工艺参数组合为:磁铁转速,400 r/min;加工间隙,0.5 mm;磨粒粒径,2.00μm。根据优化的工艺参数进行抛光,表面粗糙度最低可达4.5 nm,材料去除率最高可达0.117μm/min,优化效果显著。利用遗传算法优化BP神经网络建立抛光预测模型,预测误差为3.9484%。

关键词：磁性复合流体抛光氧化锆陶瓷表面粗糙度材料去除田口方法正交试验

轴向柱塞泵滑靴副表面MoS2涂层的摩擦学性能

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Journal of Central South University 2020年第5期27卷 1515-1529页

作者：汤何胜任燕张祥雷 College of Mechanical and Electrical Engineering Wenzhou UniversityWenzhou 325035China The State Key Laboratory of Fluid Power and Mechatronic Systems Zhejiang UniversityHangzhou 310027China

本文研究了轴向柱塞泵滑靴副表面MoS2涂层的摩擦学性能。首先,利用等离子喷涂技术在滑靴副材料表面制备MoS2涂层。其次,采用环块摩擦磨损实验机考察材料在不同工况条件下的摩擦学性能。最后,基于能谱仪和扫描电子显微分析以及试件磨损表... 详细信息

本文研究了轴向柱塞泵滑靴副表面MoS2涂层的摩擦学性能。首先,利用等离子喷涂技术在滑靴副材料表面制备MoS2涂层。其次,采用环块摩擦磨损实验机考察材料在不同工况条件下的摩擦学性能。最后,基于能谱仪和扫描电子显微分析以及试件磨损表面X射线衍射分析,探讨了滑靴副表面MoS2涂层的摩擦机理。研究结果表明,当外部载荷为800 N时,含MoS2涂层的铜基体材料表面摩擦系数降低0.05;在MoS2涂层下的ZY331608试件具有优异的抗摩擦磨损性能,其磨损率减少16.4%;铜基体材料表面形成MoS2润滑膜的过程分为四个阶段:初始摩擦阶段、MoS2在摩擦表面的粘附阶段、MoS2在滑动表面的覆盖阶段以及MoS2润滑膜的形成阶段;铜基体材料表面Mo S2涂层的主要磨损机制是粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损。

关键词： MoS2涂层摩擦磨损滑靴副轴向柱塞泵

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高温滑动摩擦中釉质层的综述研究

材料保护 2022年第6期55卷 147-153页

作者：彭玉春陈泷张祥雷陈炜周宏明江苏大学机械工程学院江苏镇江212000 温州大学机电工程学院浙江温州325000

介绍了釉质层在高温滑动减摩中的重要性,进而论述了高温滑动摩擦磨损中表面釉质层的研究现状和发展前景。分析并综述了近年来高温滑动摩擦学中表面釉质层的结构、形成机制和影响因素。釉质层能够避免金属与金属的直接接触,有效地保护基... 详细信息

介绍了釉质层在高温滑动减摩中的重要性,进而论述了高温滑动摩擦磨损中表面釉质层的研究现状和发展前景。分析并综述了近年来高温滑动摩擦学中表面釉质层的结构、形成机制和影响因素。釉质层能够避免金属与金属的直接接触,有效地保护基体。由于高温摩擦磨损受多种因素(力、热、材料特性等)的影响,因此釉质层的形成过程尤为复杂;对于釉质层的形成机理,目前还没有形成统一的认识。釉质层的高温减摩特性在高温滑动摩擦学中占有重要地位,釉质层材料的设计和形成条件的控制是未来高温耐磨材料的重要研究方向。

关键词：高温滑动摩擦磨损釉质层高温减摩