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带均压槽的多孔集成节流型静压气体轴承静态性能研究

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带均压槽的多孔集成节流型静压气体轴承静态性能研究

作者：李浩西安工业大学

学位级别：硕士

随着超精密技术的迅速发展,静压气体轴承以其高精度、高速度、低摩擦以及无污染等优点,在军工制造、高精密机床以及医疗等领域得到广泛应用。然而静压气体轴承存在的一些问题,如承载性能较低和稳定性较差,严重制约了其进一步发展。本文... 详细信息

随着超精密技术的迅速发展,静压气体轴承以其高精度、高速度、低摩擦以及无污染等优点,在军工制造、高精密机床以及医疗等领域得到广泛应用。然而静压气体轴承存在的一些问题,如承载性能较低和稳定性较差,严重制约了其进一步发展。本文旨在进一步提升静压气体轴承的承载力和刚度,探究不同节流器结构参数下的静压气体轴承承载性能,分析其变化规律,为静压气体轴承的研究提供理论依据。主要工作内容如下:首先,结合多孔集成节流器和均压槽,构建带均压槽的多孔集成节流型静压气体轴承模型。通过质量连续性方程、动量守恒方程和能量守恒方程等进行联立推导,得到静压气体轴承的气体润滑控制方程,并推导出静压气体轴承的承载力和刚度计算公式。其次,采用有限差分法对求解得到的气体润滑控制方程式进行离散化,并使用超松弛迭代法进行数值迭代计算。数值计算结果表明,当气体从节流孔流入时,轴承内压力值逐渐增大且在出口处达到峰值;当气体从出口处流入气膜间隙时,轴承内压力值逐渐减小至大气压;同时,调整节流孔数量和节流孔孔径等参数,可以进一步改变多孔集成节流型静压气体轴承静压气体轴承承载性能。接着,在多孔集成节流型静压气体轴承的基础增加均压槽结构,形成一种新型带均压槽的多孔集成节流型静压气体轴承。对该轴承均压槽边界处的网格进行加密处理,以确保数值计算结果的精确性。计算结果表明,改变均压槽结构可以有效地提升静压气体轴承的承载性能,同时调整节流孔数量和供气压力也会改变静压气体轴承承载力和刚度。最后,为了进一步验证带均压槽的多孔集成节流型静压气体轴承的承载性能,设计并搭建了静态测试实验平台,对加工后的静压气体轴承样件进行静态测试实验。通过对比可以发现,实验结果与理论计算结果变化趋势基本一致,且均压槽结构能够有效提高多孔集成节流型静压气体轴承的承载力和刚度。综合研究结果表明,由于均压槽可以有效地形成二次节流效应,使得带均压槽的多孔集成节流型静压气体轴承相比于普通多孔集成节流型静压气体轴承具有较好的承载性能;同时,理论计算与实验测试结果的对比显示,两者的数据曲线基本一致,但存在一定的实验误差。这些研究成果提升了静压气体轴承的承载性能,并丰富了其理论研究。

关键词：静压气体轴承多孔集成节流器均压槽承载性能

TiNbZrMoC高熵陶瓷薄膜光学性能的理论模拟及其实验研究

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TiNbZrMoC高熵陶瓷薄膜光学性能的理论模拟及其实验研究

作者：李浩重庆理工大学

学位级别：硕士

高熵陶瓷材料因其高硬度、高断裂韧性、优异的热稳定性以及出色的抗氧化能力受到了国内外研究者的广泛关注。以高熵陶瓷材料优异的性能为基础,深入探究其光学性能和热稳定性,对于推动新一代聚光太阳能系统的发展具有重要意义。本文基于... 详细信息

高熵陶瓷材料因其高硬度、高断裂韧性、优异的热稳定性以及出色的抗氧化能力受到了国内外研究者的广泛关注。以高熵陶瓷材料优异的性能为基础,深入探究其光学性能和热稳定性,对于推动新一代聚光太阳能系统的发展具有重要意义。本文基于密度泛函理论,通过第一性原理计算了四种不同碳含量的TiNbZrMoC高熵陶瓷的弹性常数和光学性质。在此基础上,采用射频磁控溅射技术制备了TiNbZrMoC高熵陶瓷薄膜,通过调控乙炔流量、溅射功率等沉积参数调节了薄膜结构和光学性能,探讨了具有最优光学特性的薄膜在大气环境下的短期热稳定性,主要研究结果如下:（1）基于密度泛函理论,构建了四种不同C含量（50 at%、40 at%、30 at%和20 at%）的TiNbZrMoC高熵陶瓷结构模型,研究了TiNbZrMoC高熵陶瓷的弹性常数和光学性质。（i）弹性常数的结果表明,构建的高熵陶瓷模型在力学上均是稳定的。当碳含量从20 at%增加到50 at%时,TiNbZrMoC高熵陶瓷的体积模量从137 GPa增加到226 GPa,剪切模量从52 GPa增加到176 GPa,杨氏模量从140 GPa增加到420 GPa。即随C含量增加,TiNbZrMoC高熵陶瓷的抗压缩和抗剪切变形能力增加,此外,由B/G和ν值可知,C含量较高时（50 at%和40 at%的）TiNbZrMoC高熵陶瓷呈脆性,而C含量较低时（30 at%和20 at%）其呈韧性。（ii）光学性质的结果表明,C含量为50 at%的TiNbZrMoC高熵陶瓷复介电函数较大,说明其对光的利用率更高,电子在吸收光子后更容易发生跃迁,但其能量损耗也更大。不同碳含量的TiNbZrMoC高熵陶瓷薄膜在可见光区域的光吸收较高,在红外波段的较低,说明薄膜具有一定的光热选择吸收性,另外C含量对薄膜的吸收有一定的调控作用,特别地,C含量为20 at%的TiNbZrMoC高熵陶瓷在可见光的吸收最高,在近红外波段的光的吸收最低。（2）采用射频磁控溅射技术制备了TiNbZrMoC高熵陶瓷薄膜。研究表明,薄膜在乙炔流量为2.0 sccm,溅射功率为150 W,沉积时间为4 min时具有最佳的光学性能,其吸收率为0.79。此时,薄膜为非晶结构,厚度约为81 nm,且各元素分布均匀。进一步对具有最优光学特性的薄膜进行热稳定性实验,结果表明,大气环境下,当温度高达600 ~oC时,其光学性能才开始衰退,说明该薄膜具有优异的热稳定性,作为高温光热选择吸收层显示了极大的潜力。

关键词： TiNbZrMoC高熵陶瓷第一性原理磁控溅射光学性能热稳定性

盐单胞菌X339的遗传操作系统构建及PHA发酵优化

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盐单胞菌X339的遗传操作系统构建及PHA发酵优化

作者：李浩山东师范大学

学位级别：硕士

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是微生物在胞内合成的一类高分子聚酯材料,具有环境友好、生物相容性优良、结构多样和性能可调节等特点。PHA作为石油基塑料的一种优良替代品,引起了全球科研界和产业界的广泛关注。但是,传统的工业微生物生产PHA存... 详细信息

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是微生物在胞内合成的一类高分子聚酯材料,具有环境友好、生物相容性优良、结构多样和性能可调节等特点。PHA作为石油基塑料的一种优良替代品,引起了全球科研界和产业界的广泛关注。但是,传统的工业微生物生产PHA存在发酵过程易染菌、发酵流程复杂等问题,使其生产成本较高,这限制了PHA的大规模应用。为了解决这一问题,以极端微生物作为底盘细胞的“下一代工业生物技术(Next Generation Industrial Biotechnology,NGIB)”近年来应运而生。嗜盐微生物是一类需要较高浓度盐离子维持生长的极端微生物,具有在普通微生物无法生长的环境中快速生长的特性。NGIB基于嗜盐(碱)菌已成功开发了开放式无灭菌连续发酵工艺,用于低成本合成包括PHA在内的多种化学品。但是目前工业化嗜盐菌所需氯化钠浓度过高,这不仅增加了原料盐的成本,而且也提高了发酵废水的处理成本。因此,需要研究者开发更优的低盐高碱嗜盐菌底盘细胞,用于PHA等产物的合成。课题组前期从内蒙古自治区盐碱湖中分离了一株编号为X339的嗜盐菌,初步发现它能在含较低氯化钠浓度的培养基中快速生长。本论文以嗜盐菌X339为研究对象,首先对该菌的种属进行认定,并初步研究了它的生理生化特性。该菌的16S rRNA序列与Halomonas nigrificans MBT G8648的16S rRNA序列同源性高达99.93%,因此将X339命名为Halomonas nigrificans X339。最适生长氯化钠浓度测试结果发现,X339能在1%至15%(w/v)的氯化钠含量的培养基中生长,最适生长氯化钠浓度为2%-7%(w/v)。海水中的盐离子浓度为3%(w/v),这赋予了X339利用海水作为发酵基质的能力,从而节约淡水资源。最适pH测试结果发现,X339能在pH 6.5至pH 11的培养基中生长,最适pH为8.5-9.0。同时还测试了菌株X339对27种常见的廉价可持续性碳源的利用能力,结果显示它能利用多达23种的碳源进行生长,包括葡萄糖、果糖、甘油、淀粉等常见碳源,以及木糖、阿拉伯糖、乙酸、丙酸、棕榈油等非粮碳源。然后检测了X339合成PHA的能力。当以葡萄糖为碳源时,其合成PHA的种类为PHB,X339胞内合成的PHB颗粒的尺寸长度超过1μm,这在PHA天然合成菌中不多见,大尺寸PHA颗粒方便产物提取纯化。在最初的发酵实验中,X339利用30 g/L葡萄糖发酵48 h合成了2.4 g/L PHB,在发酵液中检测到了丙酮酸和α-酮戊二酸的产生,有机酸不仅分流了一定量的碳源,而且还导致pH降低,从而抑制了菌体生长和PHB合成。为解决上述问题,测试了MOPS缓冲剂对发酵的影响,结果显示40 g/L MOPS的添加,减少了有机酸的产生,同时将PHB产量提高到了6.63 g/L。根据优化的PHA发酵条件,我们检测了X339利用其他碳源合成PHB的能力。48 h发酵结果显示,X339能利用木糖、果糖、麦芽糖、乙酸、柠檬酸、淀粉合成产量分别为1.88、5.08、8.88、6.31、4.21、6.23 g/L PHB。然后,我们又检测了X339利用混合碳源合成PHB的能力,结果显示以20 g/L葡萄糖+10 g/L木糖作为混合碳源时,PHB产量为5.55 g/L,以20 g/L葡萄糖+10 g/L木糖+2 g/L乙酸作为混合碳源时,PHB产量为6.65 g/L,乙酸的添加提高了PHB产量约20%。葡萄糖、木糖、乙酸是木质纤维素水解液的主要组成成分,以木质纤维素水解液作为原料进行发酵生产避免了与人争粮,因此具有广阔的开发和应用潜力。我们利用小麦秸秆水解液为碳源测试了X339在不灭菌开放的发酵条件下的PHB产量,发酵72 h后可合成5.23 g/L PHB,这一产量在已报道的盐单胞菌利用纤维素水解液合成的PHB产量中处于较高水平。上述结果表明X339是一株鲁棒性强、具有优良特性的NGIB底盘细胞,尤其是发现该菌可利用纤维素水解液合成PHB。为了加速X339菌株的代谢工程改造,构建了X339遗传操作系统,开发了该菌的基因编辑技术。首先测试了X339的抗生素敏感性,在测试的7种抗生素中,结果发现Tet、Cm、Gen、Neo对X339的最小抑菌浓度为10μg/m L、10μg/m L、70μg/m L、200μg/m L。选择质粒pSEVA341(Cm抗性)、p BBR1MCS5-RFP(Gen抗性)进行X339的转化方法测试,结果显示两种质粒都能通过接合转化或电转化方法被转入X339菌株,且稳定存在。X339编码了Ⅰ-E型CRISPR-Cas系统,将它的spacer与NCBI的病毒数据库进行比对并分析protospacer的邻近序列,推测该CRISPR-Cas系统

关键词：下一代工业生物技术盐单胞菌聚羟基脂肪酸酯基因编辑代谢工程

体外冲击波介导的唑来膦酸钙-淫羊藿苷纳米粒子局部释放成骨-破骨双向调控预防骨质疏松性骨折

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体外冲击波介导的唑来膦酸钙-淫羊藿苷纳米粒子局部释放成骨-破骨...

作者：李浩安徽医科大学

学位级别：硕士

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线性等式约束凸优化问题的加速算法

线性等式约束凸优化问题的加速算法

作者：李浩太原师范学院

学位级别：硕士

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鲁迅西三条之校订《嵇康集》及其他

鲁迅研究月刊 2024年第5期 12-16页

作者：李浩上海鲁迅纪念馆 200081

1924年6月初,鲁迅在迁居北京西三条寓所后,再次完成了《嵇康集》的校勘。校勘《嵇康集》是鲁迅古文献整理工作中的突出成绩,分析这一工作,可以看到,鲁迅将古文献研究整理、翻译引进、文艺创作视为其文化工作的三个基础性项目,并使之不... 详细信息

1924年6月初,鲁迅在迁居北京西三条寓所后,再次完成了《嵇康集》的校勘。校勘《嵇康集》是鲁迅古文献整理工作中的突出成绩,分析这一工作,可以看到,鲁迅将古文献研究整理、翻译引进、文艺创作视为其文化工作的三个基础性项目,并使之不断地相互促进,最终使其文化工作呈现出旺盛的生命力。在这一过程中,鲁迅完成了由文学家向文学活动家的转变。

关键词：《嵇康集》校勘文化工作

基于可视化激波管的PVDF压电膜传感器的动态测试研究

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基于可视化激波管的PVDF压电膜传感器的动态测试研究

作者：李浩中北大学

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轻量级双侧输入D-WNet航空影像建筑物变化检测

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激光与光电子学进展 2024年第8期61卷 295-304页

作者：张枫幸黄健李浩河海大学地球科学与工程学院江苏南京211000 江苏省测绘工程院江苏南京211000

针对传统语义分割网络变化检测结果易受阴影及其他地物干扰、建筑物边界分割较为粗糙的问题,提出一种轻量级双侧输入的变化检测网络D-WNet。新网络从W-Net出发,采用深度可分离卷积块和空洞空间金字塔池化模块代替原本繁琐的卷积和下采... 详细信息

针对传统语义分割网络变化检测结果易受阴影及其他地物干扰、建筑物边界分割较为粗糙的问题,提出一种轻量级双侧输入的变化检测网络D-WNet。新网络从W-Net出发,采用深度可分离卷积块和空洞空间金字塔池化模块代替原本繁琐的卷积和下采样过程,利用右侧线特征编码器加强高低维特征的融合,同时在解码器上采样部分引入通道和时空注意力机制获取网络在不同维度下的有效特征,得到的D-WNet在性能方面有明显提升。在公开的WHU和LEVIR-CD建筑物变化检测数据集上进行实验,并与W-Net、U-Net、ResNet、SENet和DeepLabv3+语义分割网络进行对比。实验结果表明,D-WNet在交并比、F1值、召回率、准确率和运行时间等5项指标中综合表现优异,对阴影干扰及建筑物边缘区域具有更精确的变化检测结果。

关键词：航空遥感建筑物变化检测 D-WNet 双侧输入轻量级网络

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基于结构光视觉的焊缝成形质量检测方法研究

基于结构光视觉的焊缝成形质量检测方法研究

作者：李浩长春工业大学

学位级别：硕士

随着工业制造业的快速发展,焊接加工技术在工业领域有着广泛应用,焊缝成形质量检测为自动化焊接的核心环节之一,是保证焊后质量的重要手段,焊缝成形尺寸则是焊接质量评价的重要参数。传统的人工检测已无法满足工业自动化的质量检测要求... 详细信息

随着工业制造业的快速发展,焊接加工技术在工业领域有着广泛应用,焊缝成形质量检测为自动化焊接的核心环节之一,是保证焊后质量的重要手段,焊缝成形尺寸则是焊接质量评价的重要参数。传统的人工检测已无法满足工业自动化的质量检测要求,而结构光视觉检测技术因其结构简单、精度高和非接触等优点在焊缝检测领域应用较广,为其检测研究提供了技术支撑。因此本文针对焊缝质量的自动化检测需求,基于机器人末端搭载的结构光视觉系统对焊缝成形质量检测方法展开研究,本文主要研究内容如下:在结构光视觉系统标定方面,首先,构建了视觉检测系统的硬件平台。其次,基于棋盘格靶标利用张氏标定法完成了相机标定,并采用基于二维平面靶标的光平面标定方法,通过拟合相机坐标系下多组线结构光与靶标平面的交点坐标,标定光平面方程。最后,结合机器人末端欧拉角信息及相机标定结果完成手眼标定,并进行精度验证实验,标定结果满足焊缝成形质量检测的精度要求。在成形焊缝激光条纹中心提取方面,针对成形焊缝表面激光条纹曲率变化大时灰度分布不严格,提取中心存在偏差的问题,提出了一种Hessian法向像素灰度二次加权的焊缝亚像素中心提取方法。首先,对焊缝图像进行预处理,其次,采用骨架细化法提取初始骨架中心后,通过求解Hessian矩阵确定骨架法向,并对法向像素灰度二次平方加权以提取亚像素中心。最后,通过对比实验,验证了方法的准确性与适应性。在成形焊缝特征信息提取方面,针对成形焊缝轮廓复杂粗糙、波动起伏,提取特征点时存在伪角点干扰的问题,提出了一种基于Shi-Tomasi的最小二乘多项式分段拟合的提取方法。首先,采用Shi-Tomasi法对焊缝特征区域角点进行粗提取,其次,由遍历中心线确定的分段点将其分段并进行三项式拟合,最后,通过对比角点与拟合曲线的纵轴距离差值实现特征点的精细提取,并通过实验分析,验证了方法的有效性。为验证本文研究方法的可行性,首先,基于构建的焊缝成形质量检测系统硬件平台完成了软件功能的开发。然后,以对接和角接两种成形焊缝作为检测对象,进行系统检测实验,多组检测对比实验结果表明,系统检测的平均误差为0.092mm,符合焊缝成形质量检测要求,并依据建立的成形焊缝质量评价指标,实现了焊缝成形质量的评估。

关键词：结构光视觉相机标定焊缝中心提取焊缝特征提取成形质量检测