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基于Abaqus的微铣刀几何结构参数优化

纳米技术与精密工程 2015年第2期13卷 113-119页

作者：曹克雄徐宗伟兀伟精密测试技术及仪器国家重点实验室(天津大学) 天津300072

针对微细铣削加工过程的特点,建立了微铣刀结构模型并利用Pro E软件进行了微细铣刀的结构设计,采用Abaqus软件通过有限元仿真方法比较不同结构参数的微铣刀的模态及抗断裂强度,获得了各阶模态固有频率和振型,以及微铣刀结构上的应力分... 详细信息

针对微细铣削加工过程的特点,建立了微铣刀结构模型并利用Pro E软件进行了微细铣刀的结构设计,采用Abaqus软件通过有限元仿真方法比较不同结构参数的微铣刀的模态及抗断裂强度,获得了各阶模态固有频率和振型,以及微铣刀结构上的应力分布情况与特点,分析了刃口直径为50μm微铣刀的刀具悬伸量及刀具尖端几何形状对刀具性能的影响,从而获得了适合加工的几何结构参数.通过聚焦离子束(FIB)方法制备了刃口直径为50μm的微铣刀,在不同基底材料上进行了微铣削加工实验研究,并通过扫描电子显微镜(SEM)高分辨率地观测并分析了铣削效果以及微铣刀的磨损情况,探讨了几何形状以及实际偏心量对刀具的影响并评价了不同几何形状微铣刀的性能.

关键词：微铣刀尺寸效应刀具结构有限元分析

不同波纹钢-混凝土板复合结构水下抗爆机理及损伤等级预测

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爆炸与冲击 2024年第6期44卷 73-89页

作者：曹克磊付乔峰赵瑜华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 华北水利水电大学土木与交通学院河南郑州450045

为探究不同波纹钢-混凝土板复合结构的水下抗爆机理,采用光滑粒子流体动力学与有限单元(FEM-SPH)耦合方法模拟混凝土板在水下接触爆炸下的损伤过程,并与试验结果对比,以验证数值方法的有效性;采用FEMSPH方法探究不同防护方案下墙面板毁... 详细信息

为探究不同波纹钢-混凝土板复合结构的水下抗爆机理,采用光滑粒子流体动力学与有限单元(FEM-SPH)耦合方法模拟混凝土板在水下接触爆炸下的损伤过程,并与试验结果对比,以验证数值方法的有效性;采用FEMSPH方法探究不同防护方案下墙面板毁伤过程及失效模式,揭示其水下防爆机理,并构建出墙面板损伤等级预测曲线。研究结果表明:模拟结果与试验结果较为吻合,验证了模拟方法的有效性;在含12 mm厚波纹钢的复合结构(T-12)、含75°夹角的波纹钢复合结构(A-75)和含厚70 mm波纹钢的复合结构(WH-70)三种防护方案下,墙面板的毁伤范围较未加固墙面板最大降幅分别为83.0%、81.6%和82.5%;预测曲线可以直观评估出炸药量和复合结构中波纹钢波高变化对墙面板损伤等级的影响。

关键词：波纹钢-混凝土板复合结构毁伤演化特征水下抗爆机理损伤等级预测

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微铣削切削力特性及表面质量的实验研究

纳米技术与精密工程 2015年第4期13卷 258-263页

作者：刘婷徐宗伟曹克雄兀伟精密测试技术及仪器国家重点实验室(天津大学) 天津300072

为了研究微铣削加工过程中切削用量对切削力的影响规律及加工质量,采用直径150μm的硬质合金微铣刀进行了微铣削加工实验.一方面,采用单因素实验方法,研究了铣削微槽时主轴转速、轴向切削深度和每齿进给量对切削力的影响规律,实验发现... 详细信息

为了研究微铣削加工过程中切削用量对切削力的影响规律及加工质量,采用直径150μm的硬质合金微铣刀进行了微铣削加工实验.一方面,采用单因素实验方法,研究了铣削微槽时主轴转速、轴向切削深度和每齿进给量对切削力的影响规律,实验发现主轴转速和轴向切削深度是影响切削力的重要因素,而每齿进给量的影响最小.以每齿进给量与切削刃刃口半径的比值fz/Re为变量,研究了切削比能的尺寸效应现象,发现随着fz/Re的减小,切削比能增大,当fz/Re<1.0以后,切削比能急剧增大.另一方面,从毛刺宽度和表面粗糙度两个方面研究了fz/Re对微铣削加工质量的影响规律,其结果表现出明显的尺寸效应现象,随着每齿进给量的的减小,毛刺宽度和表面粗糙度均先减小后增大.当fz/Re=0.5时毛刺最小;当fz/Re=1.0时,表面粗糙度最小.本研究可以为实际加工中合理选择切削用量以及分析微铣削尺寸效应现象提供理论依据.

关键词：微铣削尺寸效应切削力毛刺表面粗糙度

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山西省家庭养老支持政策:现状、问题与建议

护理研究 2024年第10期38卷 1813-1817页

作者：曹克奇山西大学法学院山西030006

在梳理山西省家庭养老支持政策的基础上,结合当前扩大消费和促进就业的经济形势,提出新时期完善家庭养老支持政策的对策建议,以期为家庭成员赋能减负,巩固家庭养老的基础性地位。

关键词：养老服务家庭养老社会养老服务老龄化家庭照顾者赡养义务

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仿生复眼式全景探测及跟踪策略

中国图象图形学报 2013年第12期18卷 1637-1643页

作者：罗超赵美蓉王东曹克雄天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

为解决传统相机不能在全景范围内快速连续跟踪运动物体的弊端,提出一种仿生复眼式全景探测思想,以及配套的跟踪策略。在硬件方面,采用多个子眼相机进行全景实时探测,中心采用一个大孔径主眼相机,并且将其安装于云台之上,通过云台控制器... 详细信息

为解决传统相机不能在全景范围内快速连续跟踪运动物体的弊端,提出一种仿生复眼式全景探测思想,以及配套的跟踪策略。在硬件方面,采用多个子眼相机进行全景实时探测,中心采用一个大孔径主眼相机,并且将其安装于云台之上,通过云台控制器进行精确定位。在软件方面,采用自动加窗采集的思想,对于运动区域的图像进行多层窗口采集,非运动区域则减少窗口层数,然后用高斯运动模型算法对采集的图像进行处理。此外,在重叠区采用的是仿生复眼的侧抑制的检测方法,从而得到比较清晰的运动目标轮廓。按照本文软硬件设计思想,搭建实际实验装置,并进行重复性实验。由于实时探测特点,本文方法结合加窗采集和侧抑制算法相结合的思想,相比传统相机的跟踪效果,在视场和灵敏度上得到了很大的提高。

关键词：全景探测背景差分运动检测侧抑制

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金刚石刀具的圆柱母光栅微加工基础研究

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2015年第5期48卷 455-462页

作者：兀伟陈津平徐宗伟刘婷曹克雄李万里天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津市微纳制造技术工程中心天津300072

精密长光栅作为高档数控机床中的核心部件,其制造能力和精度直接影响着数控机床的制造水平.针对纳米滚压印技术制备长光栅中的核心部件即圆柱母光栅的制造开展了深入研究,探讨了母光栅刻划用金刚石刀具的聚焦离子束(FIB)制备技术,以及... 详细信息

精密长光栅作为高档数控机床中的核心部件,其制造能力和精度直接影响着数控机床的制造水平.针对纳米滚压印技术制备长光栅中的核心部件即圆柱母光栅的制造开展了深入研究,探讨了母光栅刻划用金刚石刀具的聚焦离子束(FIB)制备技术,以及微刻划过程中切削参数对圆柱母光栅加工质量的影响规律.研究发现,聚焦离子束加工单晶金刚石材料时会存在沟道效应,影响所制备的金刚石刀具及其加工母光栅的形状精度.从改善离子束束流分布的均匀性、FIB加工参数优化等角度建立了有效克服FIB加工沟道效应的方法.通过DEFORM有限元模拟实验和超精密母光栅刻划实验,优化金刚石刀具刀尖角和微刻划加工速度,研究了抑制母光栅加工中微尺度毛刺的有效方法,最终获得了高精度母光栅刻划结果.

关键词：微纳制造聚焦离子束微刻划金刚石刀具沟道效应

基于声发射检测CSG材料损伤演变及裂纹识别

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建筑材料学报 2024年第6期27卷 565-572页

作者：黄虎刘赵涵邱庆明曹克磊郭利霞华北水利水电大学水利学院河南郑州450046

为了从细观角度揭示胶凝砂砾石(CSG)材料损伤演变机制和裂纹的分类演化规律,结合声发射测试技术,采用Geiger时差定位法、上升角-平均频率法和高斯混合模型,对CSG材料的裂纹类型进行识别.结果表明:CSG材料的破坏过程可分为原始裂纹闭合... 详细信息

为了从细观角度揭示胶凝砂砾石(CSG)材料损伤演变机制和裂纹的分类演化规律,结合声发射测试技术,采用Geiger时差定位法、上升角-平均频率法和高斯混合模型,对CSG材料的裂纹类型进行识别.结果表明:CSG材料的破坏过程可分为原始裂纹闭合、新生裂纹扩展、裂纹聚结和峰后破坏4个阶段;声发射事件的三维定位直观反映了裂纹萌生、扩展直至贯通的动态演化过程;通过裂纹类型识别,加载前期试件以剪切裂纹为主,后期拉伸裂纹占比增加,在临近破坏前,高水胶比时剪切裂纹与拉伸裂纹比约为2∶1,低水胶比时约为1∶1.

关键词：胶凝砂砾石材料声发射时空演化高斯混合模型裂纹类型

正戊烷共沸精馏甲缩醛-甲醇分离过程模拟与优化

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炼油技术与工程 2024年第4期54卷 1-5,10页

作者：曹克腾杜翔李和杰中石化广州工程有限公司广东省广州市510620

选择正戊烷为共沸剂,研究甲缩醛-甲醇体系的共沸精馏分离工艺。以三元相图为基础进行概念设计,确定了合适的共沸精馏分离流程。采用Aspen Plus模拟软件对该过程进行工艺模拟与优化,分析确定了优化的操作压力、操作温度和溶剂比等工艺操... 详细信息

选择正戊烷为共沸剂,研究甲缩醛-甲醇体系的共沸精馏分离工艺。以三元相图为基础进行概念设计,确定了合适的共沸精馏分离流程。采用Aspen Plus模拟软件对该过程进行工艺模拟与优化,分析确定了优化的操作压力、操作温度和溶剂比等工艺操作条件,对比考察了精馏塔塔板数、进料位置、溶剂比等工艺参数对产品质量和能耗指标的影响。结果表明,采用正戊烷作为共沸剂的共沸精馏工艺,可高效地实现甲缩醛-甲醇混合物的分离,甲缩醛产品质量浓度可达99%,甲缩醛回收率不低于99.9%。与常规变压精馏工艺相比,共沸精馏工艺的能耗约可降低36%,具有较好的工业应用价值。

关键词：正戊烷共沸精馏甲缩醛甲醇共沸剂变压精馏能耗

TBM有压输水隧洞内张钢圈-管片-围岩组合结构联合承载力学特性分析

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岩土力学 2024年第4期45卷 1154-1169,1180页

作者：张建伟刘贺曹克磊黄锦林王勇华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 广东省水利水电科学研究院广东广州510635 珠江水利委员会珠江水利科学研究院广东广州510635

为探究全断面隧道岩石掘进机(tunnel boring machine,TBM)有压输水隧洞内张钢圈-管片-围岩组合结构的受荷状态,以榕江―关埠引水工程中Ⅴ类围岩TBM有压输水隧洞段为研究对象,建立内张钢圈-管片-围岩组合结构三维精细化有限元模型,研究... 详细信息

为探究全断面隧道岩石掘进机(tunnel boring machine,TBM)有压输水隧洞内张钢圈-管片-围岩组合结构的受荷状态,以榕江―关埠引水工程中Ⅴ类围岩TBM有压输水隧洞段为研究对象,建立内张钢圈-管片-围岩组合结构三维精细化有限元模型,研究内水压力、围岩类型对组合结构力学特性的影响。研究结果表明:采用内张钢圈加固隧洞结构能有效控制隧洞变形,减小管片拉应力及受拉区范围,提高组合结构的承载能力;内水压力作用下管片压应力、竖向变形、接缝张开度、连接螺栓应力、内张钢圈应力、锚杆应力均较无内水压力作用下有所减小,但管片拉应力和接缝错台分别增大了19.68%、39.25%,其主要原因为内水压力作用致使隧洞结构整体呈现向外膨胀,在充水运营期间应加强内水压力作用下的安全监测;在外部水土压力和内水压力共同作用下,围岩类型的改变使组合结构中连接螺栓应力、管片接缝错台、锚杆应力分别提高37.11%、15.29%、14.75%,其主要原因为围岩岩性越差承担荷载能力越弱,在围岩类型的过渡区域应进行重点监测;此外,在外部水土压力和内水压力共同作用下,组合结构中围岩、管片、内张钢圈、锚杆的荷载分担率分别为21.38%、43.08%、24.01%和11.53%,内张钢圈荷载分担率较无内水压力作用提高了34.06%,内水压力作用提高了内张钢圈分担荷载的效果;组合结构中围岩的分担率随围岩类型(Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类)的增加而减小,相同荷载下Ⅲ类围岩的荷载分担率较Ⅴ类围岩提高了16.96%。该研究成果可为类似隧洞工程的衬砌设计及后期加固措施提供理论参考。

关键词：输水隧洞组合结构管片衬砌内张钢圈力学特性分担率