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超精密数控机床动静压气体轴承动静态特性研究

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超精密数控机床动静压气体轴承动静态特性研究

作者：穆岩璞东北林业大学

学位级别：硕士

当前中国制造业重点向着超精密加工的方向发展,超精密数控机床是实现超精密加工的重要手段,动静压气体轴承作为超精密数控机床主轴系统的关键部件,是影响加工精度的主要因素,单一润滑方式的气体轴承存在承载能力低和稳定性差等问题,影... 详细信息

当前中国制造业重点向着超精密加工的方向发展,超精密数控机床是实现超精密加工的重要手段,动静压气体轴承作为超精密数控机床主轴系统的关键部件,是影响加工精度的主要因素,单一润滑方式的气体轴承存在承载能力低和稳定性差等问题,影响加工精度。本文提出了带双向微通槽和螺旋槽动静压气体径向轴承与螺旋槽狭缝节流动静压气体止推轴承结构,通过理论计算与仿真分析对动静压气体轴承的动静态特性进行研究并对静态特性仿真结果加以试验验证,为超精密数控机床加工精度的提高提供理论基础。通过分析节流器与动压槽,提出动静压气体轴承的结构,并初步确定其工作参数与结构参数。对气体润滑理论进行分析,推导出无量纲形式的雷诺方程。根据所设计的动静压气体轴承对动静压气体主轴系统进行整体结构设计。建立动静压气体轴承的雷诺方程,对其进行离散化处理,得到静态特性系数的理论求解结果。运用Soildworks建立动静压气体轴承的三维气膜模型,利用Gambit进行网格划分,通过Fluent软件对动静压气体轴承进行静态特性仿真分析,对所得压力分布云图开展分析,得出微通槽深度、微通槽宽度、供气压力、主轴转速、气膜厚度等参数对动静压气体轴承静态特性系数的影响规律,根据所得结果优化动静压气体轴承的各项参数。设计并搭建动静压气体轴承静态特性试验台,提出相应的试验方案,验证静态仿真结果的可靠性。对扰动下的动态雷诺方程进行推导求解,得到动静压气体轴承的动态特性系数的理论计算数值。根据动网格技术对动静压气体轴承进行动态仿真分析,揭露了动静压气体轴承涡动比、双向微通槽结构参数、供气压力和主轴转速等参数与动态特性系数之间的变化规律,通过所得结果分析动静压气体轴承的稳定性,为所设计动静压气体轴承的后续研究开展打下基础。

关键词：动静压气体轴承双向微通槽狭缝节流动静态特性

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螺旋槽狭缝节流动静压气体止推轴承静态特性

润滑与密封 2022年第7期47卷 10-15页

作者：李树森穆岩璞马添潇东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

为优化动静压气体止推轴承的承载特性,设计一种具有螺旋槽和狭缝节流器结构的动静压气体止推轴承,采用Fluent对轴承静态特性进行仿真分析,通过改变主轴转速、供气压力,研究气膜厚度、螺旋槽宽度、狭缝厚度等参数对轴承静态特性的影响。... 详细信息

为优化动静压气体止推轴承的承载特性,设计一种具有螺旋槽和狭缝节流器结构的动静压气体止推轴承,采用Fluent对轴承静态特性进行仿真分析,通过改变主轴转速、供气压力,研究气膜厚度、螺旋槽宽度、狭缝厚度等参数对轴承静态特性的影响。结果表明:相对狭缝节流止推轴承,增加螺旋槽结构可以提升轴承的动压效应增强,从而提升轴承的承载力和刚度;相同条件下,气膜厚度越大,轴承的承载力和刚度越小;主轴转速和供气压力增加,承载力和刚度均提升明显;螺旋槽宽度增加,轴承的承载力和刚度先增大后减小;狭缝厚度增大,轴承的承载力先增大后不变,刚度先增加后减小;狭缝深度提升,轴承的承载力减小,刚度先增大后减小。

关键词：动静压气体止推轴承狭缝节流螺旋槽静态特性

带螺旋槽和双向微通槽动静压气体轴承静态特性研究

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润滑与密封 2022年第4期47卷 46-51页

作者：李树森穆岩璞马添潇东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

以具有螺旋槽和双向微通槽结构的动静压气体轴承为研究对象,用ANSYS中的Fluent对轴承静态特性进行仿真分析,通过改变螺旋槽和双向微通槽的宽度、深度,研究气膜厚度、主轴转速、偏心率、供气压力等参数对轴承静态特性的影响。结果表明:... 详细信息

以具有螺旋槽和双向微通槽结构的动静压气体轴承为研究对象,用ANSYS中的Fluent对轴承静态特性进行仿真分析,通过改变螺旋槽和双向微通槽的宽度、深度,研究气膜厚度、主轴转速、偏心率、供气压力等参数对轴承静态特性的影响。结果表明:相对于单向微通槽(轴向微通槽和周向微通槽)结构,采用双向微通槽结构的轴承的承载力和刚度最优;相同条件下,偏心率越大,轴承的承载力越大,刚度越小;主轴转速增高,承载力提升显著,刚度增大;双向微通槽深度增大,轴承承载力先增大后减小,刚度先增大后保持不变;随双向微通槽宽度增加,轴承的承载力和刚度先增大后减小。

关键词：动静压气体轴承螺旋槽双向微通槽静态特性

采用融合遗传算法的高速公路服务区综合能源系统优化调度研究

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西安交通大学学报 2024年第5期58卷 200-211页

作者：李杰高爽袁博兴张懿璞长安大学能源与电气工程学院西安710064 长安大学电子与控制工程学院西安710064

为达成“碳中和”目标愿景、促进公路交通系统与新能源的融合,以高速公路服务区为研究对象,考虑服务区内电、冷、热、气共4种负荷需求,构建了包含风光发电的新能源发电方式和电转气设备的高速公路服务区综合能源系统。在此基础上,以风... 详细信息

为达成“碳中和”目标愿景、促进公路交通系统与新能源的融合,以高速公路服务区为研究对象,考虑服务区内电、冷、热、气共4种负荷需求,构建了包含风光发电的新能源发电方式和电转气设备的高速公路服务区综合能源系统。在此基础上,以风电、光伏出力日前预测和多能负荷日前消耗为输入,各能源设备出力及购能分配为输出,以总成本最低为目标函数,考虑能量平衡、设备安全、运行状态等约束,建立了高速公路服务区综合能源系统优化调度模型。针对高速公路服务区综合能源系统调度问题,设计了遗传-序列二次规划融合优化算法,并以某服务区夏季典型日为例进行验证。结果表明:所构建的调度系统能够有效消纳可再生能源出力,协调外部购电、购气的比例,最终达到降低成本的效果;所提融合算法的调度结果与传统遗传算法、传统序列二次规划算法相比,在成本上分别降低了11.52%、0.70%,求解耗时仅为传统遗传算法的6.7%,独立性相比传统序列二次规划算法得到了提高。

关键词：高速公路服务区新能源遗传-序列二次规划算法优化调度电转气

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锂硫电池中的硫正极电催化认识

物理化学学报 2024年第2期40卷 45-57页

作者：汪涛董琴李存璞魏子栋重庆大学化学化工学院重庆400044 重庆大学锂电及新材料遂宁研究院四川遂宁629000

以单质硫为正极的锂硫电池表现出极高的放电比容量(1672 mAh·g^(-1)),是极具潜力的下一代二次动力电池。然而,充放电过程中溶解的高阶多硫化锂(Li_(2)S_(n),4≤n≤8)的穿梭效应,以及硫物种缓慢的氧化还原动力学过程是锂硫电池商业应用... 详细信息

以单质硫为正极的锂硫电池表现出极高的放电比容量(1672 mAh·g^(-1)),是极具潜力的下一代二次动力电池。然而,充放电过程中溶解的高阶多硫化锂(Li_(2)S_(n),4≤n≤8)的穿梭效应,以及硫物种缓慢的氧化还原动力学过程是锂硫电池商业应用前需要解决的关键问题。而电化学催化的引入是解决上述问题行之有效的策略。本文从电化学催化角度出发,重新讨论认识多硫化物的存在形式,并从吸附-催化、活性中间体两个方面,根据不同的反应机理、路径分析多硫化物转化机制,总结定量评价催化性能方法,以期为锂硫电池高效电催化剂的设计提供思路。

关键词：锂硫电池催化转化电催化化学吸附硫自由基

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考试焦虑干预需要支点

江苏教育 2024年第12期 67-68页

作者：穆岩中山大学心理学系广州510275

不少学生经历过与考试有关的情绪困扰。其中,既包括考试前复习准备时期的紧张烦躁,也包括考试过程中面对难题时的恐惧慌张,还包括考试结束后的自责纠结等负面心理体验。

关键词：考试焦虑干预方法心理健康教育

基于延迟校正扩张状态观测器的内置式永磁同步电机电流控制策略

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1698-1712页

作者：朱玉璞杨淑英王奇帅合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

高速电驱动场合会受到开关频率的限制,低载波比特性凸显,由此引起的控制延迟问题影响了内置式永磁同步电机(IPMSM)矢量控制系统性能。基于扩展电动势的建模方案能够获得IPMSM的对称化模型,有利于离散化分析和设计,以提升低载波比运行性... 详细信息

高速电驱动场合会受到开关频率的限制,低载波比特性凸显,由此引起的控制延迟问题影响了内置式永磁同步电机(IPMSM)矢量控制系统性能。基于扩展电动势的建模方案能够获得IPMSM的对称化模型,有利于离散化分析和设计,以提升低载波比运行性能。扩张状态观测器(ESO)能够实现扩展电动势和扰动的集总观测,然而低载波比延迟问题影响了估算性能。该文在离散域中分析延迟影响,设计和对比研究了几种延迟影响抑制方案,即延迟校正扩张状态观测器,提升了估计精度。基于此,设计了IPMSM离散域电流控制方案,显著提升了电流响应特性。通过电动汽车驱动实验平台验证了该文的分析和设计。

关键词：内置式永磁同步电机数字控制延迟扩张状态观测器离散域设计

物理学求美至真的方法论——从科学可证伪性到奥卡姆剃刀原则

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科技导报 2024年第10期42卷 46-54页

作者：孙昌璞中国工程物理研究院研究生院北京100193 北京大学物理学院北京100191

从科学哲学的视角探讨了为什么物理学发展要大道至简,为什么以简为美的科学追求会使得物理学研究有效地逼近科学真理;阐述了在物理学中可证伪性是发现科学真理至关重要的因素,从而提出科学研究必须遵从奥卡姆剃刀的原则、以简至真。特... 详细信息

从科学哲学的视角探讨了为什么物理学发展要大道至简,为什么以简为美的科学追求会使得物理学研究有效地逼近科学真理;阐述了在物理学中可证伪性是发现科学真理至关重要的因素,从而提出科学研究必须遵从奥卡姆剃刀的原则、以简至真。特别强调了这个原则不仅是科学家应该遵守的科学理念,也是科学实践价值判断的准则。联系到最近物理学研究不时出现滑入学术灰色地带的现象,认为违背奥卡姆剃刀的原则可能是引发这些问题的方法论根源。

关键词：物理学之美大道至简可证伪性奥卡姆剃刀

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基于引力模型的城市外部经济环境影响分析

电子科技大学学报 2024年第1期53卷 129-143页

作者：周天鸿韩筱璞李睿琪杭州师范大学阿里巴巴复杂科学研究中心杭州311121 北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

作为现代经济增长的重要引擎,城市发展同时受到其内部动力学机制与城市间交互影响的驱动与制约。文章从经济连接性角度出发,基于引力模型的理论假设来近似定义各个城市所受到的来自其他城市的影响,构建出同城市自身经济没有直接关系的... 详细信息

作为现代经济增长的重要引擎,城市发展同时受到其内部动力学机制与城市间交互影响的驱动与制约。文章从经济连接性角度出发,基于引力模型的理论假设来近似定义各个城市所受到的来自其他城市的影响,构建出同城市自身经济没有直接关系的指标——“外部影响场强”来刻画影响城市发展的外部经济环境。一个城市所受的外部影响总场强F和该场强来源分布的Zipf指数α强烈正相关于该城市自身的经济规模,而城市经济总量的增长中超过50%比例可以被F和α的变化所描述,揭示出城市外部经济环境的变化对城市经济发展的强烈影响。通过分析F和α等指标的空间自相关性及其变化趋势,观察到不同层级的城市的局部空间自相关性变化趋势呈现显著的异质性,高层级城市趋向增强,而低层级城市趋于减弱;对比不同行政区的城市在局部空间自相关性变化趋势上的差异,发现人口较少、经济体量较小的行政区往往更倾向于集中发展少数城市。以上结果显示出,外部影响场强作为一个同城市自身经济无直接关系的指标,能够有效分离城市发展中所受到的内外部影响,深化对城市自身发展与其他城市的经济互动之间的关系的认知。

关键词：城市发展引力模型外部影响场强空间自相关性