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理血和络方干预AMI患者PCI术后（气滞血瘀证）生活质量和内皮功能的研究

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理血和络方干预AMI患者PCI术后（气滞血瘀证）生活质量和内皮功能...

作者：周宙山东中医药大学

学位级别：硕士

研究目的:观察理血和络方(Lixue Heluo Formulae,LXHLF)对急性心肌梗死(Acute Myocardial Infarction,AMI)后接受经皮冠状动脉介入治疗(Percutaneous Coronary Intervention,PCI)气滞血瘀证患者的临床疗效,探究其对患者生活质量和内皮功能的改善作用。方法:本研究采用随机对照的观察方法,研究对象选自2021年11月至2022年10月于山东中医药大学附属医院胸痛中心、心内科和急诊科接收的发生AMI并接受PCI治疗的患者,中医证型属气滞血瘀证。拟纳入患者80名,受研究周期较短的影响,实际纳入71名患者,随机分为对照组(n=37),(LXHLF组,n=34)。从接受PCI治疗并入组后,试验组患者在服用规范化西药治疗的基础上,连续服用LXHLF,每日一剂,疗程为8周。主要观察指标为:西雅图心绞痛量表(Seattle Angina Questionnaire,SAQ)。次要疗效指标包括:(1)心绞痛疗效和症状疗效评定;(2)气滞血瘀证占比和中医证型积分评定;(3)血管内皮功能检测:血流介导的血管舒张功能(Flow-mediated dilation,FMD)、血清中一氧化氮(Nitric oxide,NO)水平、血清中血管性假血友病因子(von Willebrand factor,v WF)水平;(4)心脏结构及功能:左心室舒张末期内径(Left Ventricular End Diastolic Diameter,LVEDD)、左心室收缩末期内径(Left Ventricular End Systolic Diameter,LVESD)、左心射血分数(Left Ventricular Ejection Fraction,LVEF);(5)安全性检测(血常规、尿常规、大便常规、肝功能、肾功能等);(6)8周主要心脏不良事件(Main Adverse Cardiovascular Events,MACE)情况。结果:本研究共纳入71名接受PCI治疗的AMI患者,其中3名患者分别在入组后第3天、第4天、第4天改变个人意愿,主动要求退出本试验不服用中药治疗,2名患者于入组后第14天随访时未能取得联系,上述5例记为脱落病例,不纳入最终结果进行统计。最终66名患者完成了本试验的既定治疗方案,其中LXHLF组32人,对照组34人。两组基线资料对比:LXHLF组和对照组在年龄、性别、糖尿病病史、高血压病史、高血脂症病史、吸烟室、缺血性心脏病家族史、ST段抬高型心肌梗死(ST-elevation myocardial infarction,STEMI)占比、罪犯血管、高敏肌钙蛋白T水平、冠心病病史、冠状动脉造影史、血运重建史、治疗冠心病药物服用情况等方面基线资料间无显著统计学差异(P>0.05),具有可对比性。(1)SAQ积分:服药后第4周时,两组在SAQ表中躯体活动受限程度(Physical Limitation,PL)、心绞痛稳定状态(Angina Stability,AS)、心绞痛发作情况(Angina Frequency,AF)、治疗满意程度(Treatment Satisfacion,TS)、疾病认知程度(Disease Perceptions,DP)等5个方面不存在显著差异(P>0.05)。组内比较:在随访第8周时,两组患者在PL、AS、AF、TS、DP等5项评分均与治疗前存在显著升高,具有统计学意义(P0.05)。(2)中医证候积分:服药前本研究患者均属气滞血瘀证型且两组间气滞和血瘀证候积分均无明显差异(P>0.05),具有可比性。组内比较:服药8周后,两组患者在气滞和血瘀两个证候积分上均显著低于服药前,具有统计学差异(P0.05)。组内比较:服药8周后,LXHLF组患者的FMD显著高于服药前且具有统计学差异(P0.05)。而两组患者血清NO和v WF水平均较服药前降低,差异具有统计学意义(P0.05)。而服药8周后LXHLF组患者血清的NO水平显著高于对照组,且差异具有统计学意义(P<0.05)。(4)心脏结构及功能:两组患者服药前LVEDD、LVESD和LVEF之间均不存在

关键词：理血和络方急性心肌梗死经皮冠状动脉介入治疗术后西雅图心绞痛量表内皮功能

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梯度结构吸液芯及均热板传热特性实验研究

梯度结构吸液芯及均热板传热特性实验研究

作者：王宙北京交通大学

学位级别：硕士

随着电子科技的不断发展,电子产品体积持续下降、功率和热源数量不断提升,导致电子器件的热流密度显著增加。均热板是如今最有效的依靠相变传热的元件之一,被广泛应用于各类电子产品的散热。在均热板实际运行时,蒸发过程主要发生于热源... 详细信息

随着电子科技的不断发展,电子产品体积持续下降、功率和热源数量不断提升,导致电子器件的热流密度显著增加。均热板是如今最有效的依靠相变传热的元件之一,被广泛应用于各类电子产品的散热。在均热板实际运行时,蒸发过程主要发生于热源区域附近的吸液芯,而其它区域吸液芯的主要作用是促进工质回流,因此可以将整个吸液芯划分为核心热源区和工质回流区,根据热源区和回流区的工质相变和输运特点进行分区域设计并烧结不同参数吸液芯,有望大限度提升吸液芯整体毛细性能与均热板的传热性能。目前对于设计可供双热源散热的梯度结构吸液芯和吸液芯毛细性能的提升还未有深入研究,且忽略了在许多应用中热负荷本质上是瞬态的这一特点。本文通过改变铜粉粒形与粒径以及丝网目数,7种热源区与回流区具有不同结构参数的梯度结构吸液芯被烧结,并制做了对应的均热板。以去离子水为工质通过实验测试其传热性能,分析铜粉粒径和粒形以及丝网目数对均热板传热性能的影响,探究梯度结构吸液芯颗粒及目数组合方式影响均热板传热性能的规律。结果表明,对于两种单粒形双粒径吸液芯,核心热源区使用大粒径铜粉烧结传热性能更佳。而对于双粒形双粒径梯度结构吸液芯能更好地平衡毛细力和渗透率对工质回流的影响,对应均热板传热性能最好。此外,在许多应用中热负荷本质上是瞬态的,传热元件的设计必须考虑其瞬态性能。在上述针对稳态分析和性能预测的基础上,研究了具有双粒形双粒径梯度结构吸液芯的均热板在脉冲加热工况下的传热机理。分析了阶跃式加热工况、脉冲加热工况和充液率对均热板启动特性、温度分布的影响。结果表明,在脉冲加热工况下,充液率是影响蒸发侧热滞后程度的关键因素。初始功率和充液率是影响均热板的响应时间的关键因素。通过研究发现采用热氧化的方法对于铜粉烧结的双粒形双粒径梯度结构吸液芯进行超亲水处理,吸液芯的毛细性能能被进一步提高进而显著改善均热板的传热性能。因此在对丝网烧结的梯度结构吸液芯进行研究时全部采用了热氧化处理。为进一步研究均热板的传热性能,对加热工况进行了改变,采用可分别调节加热功率的双热源加热系统进行实验。分析了热负荷变化、丝网目数和充液率对均热板热阻、均温性的影响。结果表明均热板的均温性主要与吸液芯丝网目数有关,具有大目数或小目数丝网烧结梯度结构吸液芯的均热板具有较好的均温性。在两热源输入功率差为60 W时,冷凝侧最大温差不超过5 C。

关键词：均热板吸液芯毛细性能传热性能脉冲加热热氧化

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飞机货舱火灾早期探测技术与系统研究

飞机货舱火灾早期探测技术与系统研究

作者：韩宙中国民航大学

学位级别：硕士

飞机货舱火灾烟雾探测器是保障飞机飞行安全的重要设备之一,而现存烟雾探测器因受到货舱环境中杂散光干扰,以及水汽和灰尘等气溶胶的影响,时常出现误报,严重影响飞机正常运行。为了降低飞机货舱火警误报率,提出一种基于数字锁相技术的... 详细信息

飞机货舱火灾烟雾探测器是保障飞机飞行安全的重要设备之一,而现存烟雾探测器因受到货舱环境中杂散光干扰,以及水汽和灰尘等气溶胶的影响,时常出现误报,严重影响飞机正常运行。为了降低飞机货舱火警误报率,提出一种基于数字锁相技术的双波长火灾烟雾探测方法。首先,对光电式烟雾探测器原理及易误报原因进行分析,基于粒子光散射理论和粒度分析,引入双波长发射式探测方法,并利用数字锁相技术抗干扰、去噪的特点,提出基于数字锁相技术的双波长火灾烟雾探测方法,搭建了基于此方法的火灾探测系统。其次提出利用双波长光强比(DWIR)和不对称比(AR)作为火灾检测参数,通过理论分析,设计了双发射前后双向探测方法,并对光学烟雾迷宫进行设计和优化处理;然后进行火灾模拟实验,利用数字锁相放大算法对实验数据进行处理,对两种火灾检测参数进行分析;构建BP神经网络对数据进行学习训练,实现阴燃火灾与干扰源的智能探测。通过实验测试,双波长数字锁相光电烟雾探测系统可以根据DWIR和AR两种检测参数对气溶胶类型进行区分,减少误报次数,误报率不超过3.5%,为飞机货舱火灾探测提供了可靠依据。最后,基于双波长数字锁相光电烟雾探测系统,提出一种多传感器复合式火灾探测器。增加探测其他火灾特征产物的传感器,进一步提高货舱火灾探测器的准确性。

关键词：飞机货舱火灾数字锁相技术烟雾光学探测不对称比双波长光强比

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基于双振镜组的激光微孔加工系统的研究

基于双振镜组的激光微孔加工系统的研究

作者：龙宙华中科技大学

学位级别：硕士

为实现锥度可调的多边形微孔加工,本文设计了基于双振镜组的激光微孔加工光学系统,搭建了硬件系统,开发了相应的控制软件,实现了多种类型的多边形微孔的精密加工,主要完成的工作如下:(1)建立了锥度可调的多边形微孔加工模型。首先构建... 详细信息

为实现锥度可调的多边形微孔加工,本文设计了基于双振镜组的激光微孔加工光学系统,搭建了硬件系统,开发了相应的控制软件,实现了多种类型的多边形微孔的精密加工,主要完成的工作如下:(1)建立了锥度可调的多边形微孔加工模型。首先构建一个目标微孔的边缘轮廓模型,采用分层回型填充方式来确定激光焦点作用位置,在基于光束不被遮挡和振镜组运动量最少的原则下,采用反向偏移和对称分布的规则确定光束入射姿态,最后根据激光焦点作用位置和光束入射姿态确定双振镜组各振镜的偏转角度。并分析了核心器件参数对系统加工性能的影响。(2)搭建了双振镜组微孔加工硬件系统,开发多边形微孔的激光加工控制软件。系统由紫外皮秒激光器、2套16位振镜组、X、Y、Z三维精密运动平台等组成,基于TMS320DM6437为核心的DSP控制卡,开发了可实现不同锥度的多种多边形微孔以及群孔的控制软件。(3)完成了双振镜组微孔加工系统的初始校正优化。对振镜偏角进行初始校正,处理了系统加工微孔中出现的倾斜、旋转等现象,对微孔加工路径进行调整,对微孔拐角过大的问题进行优化。(4)通过双振镜组微孔加工光学系统进行了一系列相关实验。使用脉宽10ps、波长355nm的紫外皮秒激光器,在厚度250μm的氮化硅上实现了55μm×55μm的正锥、零锥、负锥方形微孔的加工和30～80μm内不同孔径零锥方形微孔的加工,并且还实现了55μm×55μm方形的3×3阵列群孔,以及三角形、四边形、五边形、六边形等其他形状的微孔加工。

关键词：多边形微孔加工双振镜组锥度可调微孔加工模型

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AIS信道接入协议研究及控制子系统开发

AIS信道接入协议研究及控制子系统开发

作者：沈宙杭州电子科技大学

学位级别：硕士

船舶自动识别系统（AIS）是一种海上辅助导航系统,该系统能够自主连续的在甚高频信道上广播信息,自动交换船舶静态信息和动态信息,实现船与船、船与基站之间实时通信,对可能发生的事故进行提前预警,有效的避免船舶碰撞,保障航行安全,推... 详细信息

船舶自动识别系统（AIS）是一种海上辅助导航系统,该系统能够自主连续的在甚高频信道上广播信息,自动交换船舶静态信息和动态信息,实现船与船、船与基站之间实时通信,对可能发生的事故进行提前预警,有效的避免船舶碰撞,保障航行安全,推动了海上交通运输的发展。目前国内AIS设备厂商较少且大部分实现方案都是采用国外AIS信号处理专用芯片,核心技术受制于人。因此,深入研究AIS通信协议,完成AIS控制子系统的设计与实现,对于研发具备自主知识产权的AIS系统具有重要意义和应用价值。首先,本文从系统组成、基本功能、工作流程、工作模式、系统层结构以及系统链路层的相关技术对AIS进行概述,对3种AIS信道接入方法展开研究;尤其对AIS系统主要使用的SOTDMA信道接入算法,从理想情况和近似实际情况两个方面对时隙预约冲突率进行理论分析和计算,得到两种情况下的SOTDMA信道接入方法的时隙预约冲突率的理论公式;并对AIS信道接入方法进行建模,完成在上述两种情况下的时隙预约冲突率的仿真,对比分析理论与仿真结果,验证了理论分析的正确性;针对现有SOTDMA信道接入方法的不足,提出了一种冲突反馈自适应SOTDMA时隙预约算法,该算法在每一帧的结尾释放本船与其他船舶发生冲突的预约时隙并在下一帧重新预约发送时隙,使用原发送时隙将带有预约时隙信息的消息发送出去;对该算法的通信性能使用建模的方法进行仿真分析,与原方法对比,冲突反馈自适应SOTDMA时隙预约算法具有零冲突率,高时隙利用率等优点。其次,为了实现AIS系统链路层功能,给出了AIS控制子系统的设计方案,重点研究分析了其中几个重要模块的设计与实现方案。根据UTC同步源有效与否,分别设计了两种情况下的时隙相位同步方案,并验证了UTC同步源有效情况下的时隙相位同步模块的正确性;给出了信道接入模块的整体设计方案,设计并实现了该模块中的SOTDMA子模块、RATDMA子模块和ITDMA子模块,通过软件模拟三种信道协调工作的过程,验证了该模块的正确性;根据AIS系统数字接口标准（IEC-61162）中规定的数据通信格式和通信方法,设计并实现了传感器数据传输和解析的方法,并以GPS传感器为例,在ZYNQ-7000硬件上测试了该模块的工作稳定性;分析对比,确定了ZYNQ内部数据互联方式,并通过AXI4-Lite总线完成ARM与FPGA的信号互联,实现了数据交互功能。最后,阐述了AIS控制子系统硬件平台方案和架构,并完成了测试环境的搭建。对UTC信源有效情况下的时隙相位同步模块进行测试,测试结果表明该模块能够有效地使本地时隙时钟与UTC时间偶数秒完成时隙相位同步;完成了信道接入模块的测试,将测试结果与AIS标准协议对比验证,验证结果表明信道接入模块能够准确地识别信道中其他用户占用时隙的情况并能够使用三种信道接入方法选择合适的时隙用于消息的发送,与协议要求一致;对ARM与FPGA数据交互功能进行测试和验证,测试结果表明通过AXI-GP接口基于BRAM的数据交互方案能够有效地支持ARM与FPGA之间的数据交互工作;此外,给出了AIS显示终端的实现结果,结果表明传感器数据传输和解析模块在实际使用过程中具有良好的稳定性,并且系统能够准确地解析出接收到的AIS报文消息,并将报文信息内容显示在AIS终端上。上述各模块测试结果表明,本文实现的AIS控制子系统符合AIS标准协议的要求。

关键词：船舶自动识别系统 SOTDMA 时隙预约冲突率冲突时隙占有率控制子系统

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涡轮盘疲劳寿命可靠性设计仿真及优化策略

国防科技大学学报 2023年第1期45卷 117-128页

作者：张文鑫吕震宙西北工业大学航空学院陕西西安710072

涡轮盘是航空发动机主要部件之一,一旦发生破坏性故障将导致严重的后果。在充分考虑影响涡轮盘高低周复合疲劳寿命因素不确定性基础上,以MATLAB为平台,设计了涡轮盘高低周复合疲劳寿命可靠性优化设计的联合仿真平台。利用寿命函数和寿... 详细信息

涡轮盘是航空发动机主要部件之一,一旦发生破坏性故障将导致严重的后果。在充分考虑影响涡轮盘高低周复合疲劳寿命因素不确定性基础上,以MATLAB为平台,设计了涡轮盘高低周复合疲劳寿命可靠性优化设计的联合仿真平台。利用寿命函数和寿命可靠性分析极限状态函数中的共性需求,提出了在优化迭代的过程中自适应构建寿命函数Kriging模型和寿命可靠性极限状态面Kriging模型时共用训练样本点的策略。同时,提出了一种构建寿命函数Kriging模型的学习函数。使用所搭建的疲劳寿命可靠性优化设计平台,完成了某型涡轮盘盘心、榫槽以及涡轮盘系统高低周复合疲劳寿命的可靠性优化设计。结果表明,最优设计方案的局部最大应力显著降低,均值寿命大幅提高,并满足可靠性约束。

关键词：涡轮盘高低周复合疲劳寿命可靠性优化设计代理模型全局学习函数

基本医疗保险补偿方案中起付线、补偿比例和封顶线的设计研究

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基本医疗保险补偿方案中起付线、补偿比例和封顶线的设计研究

作者：李宙西南财经大学

学位级别：硕士

经过几十年的发展,如今我国已经建立了具有中国特色的基本医疗保险制度。随着人口规模的不断扩大,我国医疗消费基数迅速增加,基本医疗保险基金的收入和支出均呈现出迅速增长的趋势。然而,由于人口老龄化,科技进步和医疗服务成本的提高... 详细信息

经过几十年的发展,如今我国已经建立了具有中国特色的基本医疗保险制度。随着人口规模的不断扩大,我国医疗消费基数迅速增加,基本医疗保险基金的收入和支出均呈现出迅速增长的趋势。然而,由于人口老龄化,科技进步和医疗服务成本的提高等因素,致使基本医保基金支出上升更为明显,对基金收支平衡带来极大挑战,影响基本医疗保险基金甚至社会保障制度运行的可持续性。为了保障基本医疗保险基金的顺利运行,本文以基本医疗保险基金的补偿方案为视角,在基本医疗保险基金收入大于支出的前提下,将社会效用最大作为目标,设计出合理的补偿方案,为基本医疗保险起付线、封顶线、补偿比例的设定提供了一种理论思路。本文采用健康经济学中的效用模型,对财富效用和健康效用赋予一定权重并加总得到个人效用,随后将社会范围内全部个体效用进行求和得到社会总福利。首先个人根据自己的健康状态进行决策,选择使自己效用最大的治疗费用,政府在此基础上,加上基金收大于支的约束条件,用数值的方法,通过MATLAB进行模拟,使社会总福利达到最大,从而得到最优的基本医疗保险补偿方案。接下来,围绕最优点对应的起付线、补偿比例和封顶线这三个维度分别进行对比分析,与现行的政策方案进行比较,得出关于基本医疗保险补偿方案的结论。并对基本医疗保险基金运行的可持续性进行检验分析,发现基金收略大于支的情况下,社会总福利处于最大水平。此外,考虑到实际情况中存在的约束条件:由于政策工具允许对不同收入的人群设计不同的补偿方案,将高收入人群的报销费用向低收入人群转移,使低收入人群获得较高的相对收益,我们加入了报销费用转移约束;由于医生不是完美代理人,会选择过度治疗,来增加收入或者减少被指控疏忽的风险,我们加入医患代理问题约束。对于基本医疗保险补偿方案设计中存在的显示约束,进行了进一步分析。最终,从理论层面给出基本医疗保险制度的政策改进建议。论文中主要提出了以下几个观点:补偿比例对社会总效用的影响最为显著,起付线次之,封顶线最低;公共政策的再分配目标应侧重于对个人的直接转移,而不是通过区分医疗费用的报销;政府应长期对医保基金进行有计划的补贴,以实现政府职能。并针对政策建议给出相关政策建议:封顶线设置为筹资费用的60倍以上,甚至不设封顶线;补偿比例设置为0.60到0.66之间,起付线设置为筹资费用的2.2倍;政府应对医保基金制定长期的补贴政策,并将补贴纳入每年的财政预算;公共政策的再分配目标应侧重于对个人的直接转移,而不是通过区分医疗费用的报销;政府需要采取相关措施,将医患代理问题导致的效率损失降低到0.2以下。

关键词：基本医疗保险补偿方案可持续运行起付线补偿比例封顶线

复杂异形件砂型3D喷墨打印与快速铸造工艺研究

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复杂异形件砂型3D喷墨打印与快速铸造工艺研究

作者：晋宙哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

单件小批量复杂异形零件在传统砂型铸造过程中,存在模具成本高、造型困难、零件生产周期长、生产效率低等问题,这些瓶颈问题一直困扰着企业的生产。而3D喷墨打印砂型快速铸造作为当前新兴的砂型铸造工艺,无需开模具,直接打印铸件砂型后... 详细信息

单件小批量复杂异形零件在传统砂型铸造过程中,存在模具成本高、造型困难、零件生产周期长、生产效率低等问题,这些瓶颈问题一直困扰着企业的生产。而3D喷墨打印砂型快速铸造作为当前新兴的砂型铸造工艺,无需开模具,直接打印铸件砂型后浇注,具有快速、低成本、柔性制造的特点,在制造形状复杂、定制化零件方面具有显著优势及广阔的应用前景。本文采用3D喷墨打印技术制造砂型,研究了三种不同原砂、喷墨打印工艺参数、热处理温度对砂型性能的影响规律。针对复杂异形件的铸造工艺,采用Pro Cast仿真软件对比分析了两种浇注方案,并根据模拟结果对浇注方案进行优化,最后对复杂异形件一型多件快速铸造生产工艺进行实际生产验证,并对制造的铸件进行了表征。根据三种不同原砂对打印砂型性能的影响结果分析得出,原砂的形貌和粒径对砂型的强度、尺寸精度影响较大,微观形貌为椭球形的沈铸所石英砂打印的砂型强度高,发气量低,但是在打印过程中易出现推砂现象,相比于采用德国Strobel和东阳矿业的石英砂打印的砂型,砂型打印纹路明显,尺寸精度较差。而德国Strobel生产的石英砂价格昂贵,从打印质量和制造成本方面考虑本文采用东阳矿业的石英砂打印砂型。获得了铺砂厚度、脉冲电压、硼酸添加量工艺参数对砂型性能的影响规律。研究结果表明砂型性能随着铺砂厚度的增加,砂型的发气量和密度下降,砂型的强度先上升后下降,当铺砂厚度为0.28 mm时,砂型尺寸精度最好;随着脉冲电压的增加,砂型的强度、发气量和密度增加,脉冲电压在90 V～105 V范围内,砂型的尺寸精度均较优;随着硼酸添加量的增加,砂型的强度下降,密度和发气量升高,尺寸精度无明显变化。并根据实验结果针对单一打印灰铸铁砂型、单一打印镁合金砂型、同时打印灰铸铁和镁合金砂型不同打印情形下分别制定了不同打印参数,有效提高了拥有灰铸铁砂型和镁合金砂型两种生产任务企业排产的灵活性,并提高了大型3D喷墨设备平台空间利用率。探究了60℃、120℃和180℃热处理温度对砂型性能和复杂油路管砂型尺寸精度的影响规律,结果表明热处理温度为60℃时,砂型强度提高,适用于灰铸铁砂型热处理。当热处理温度为120℃时,砂型发气量下降明显,适用于镁合金砂型热处理,对于复杂油路管砂型在120℃下出现变形可采取添加支撑的方式解决。利用Pro Cast模拟软件,对比分析了底注式浇注方案和中注式浇注方案对铸件性能的影响,结果显示底注式浇注方案充型更加平稳,缩松缩孔体积较小。并且根据模拟结果对底注式浇注方案进行优化后,缩松缩孔体积从从原来2.73 cm下降到0.18 cm,铸件最大应力从260 MPa下降到160 MPa。铸件最大变形量从0.46 mm下降到0.37 mm。经过对浇注的试样和铸件检测,结果表明铸件表面质量、力学性能、金相组织、尺寸精度均符合企业要求,且对模拟结果中出现缩孔缺陷的铸件A进行了X射线检测,铸件内部未发现孔洞缺陷。

关键词： 3D喷墨打印工艺参数快速铸造数值模拟

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单向Cf/SiC复合材料磨削性能试验研究

单向Cf/SiC复合材料磨削性能试验研究

作者：温家宙东华大学

学位级别：硕士

C/SiC复合材料因为其突出的耐热性、高比刚度和比强度等优点,广泛应用于航天航空领域的关键零部件。然而,由于SiC陶瓷材料典型的脆硬特性以及复合材料非均质异构的特点使得零件难以获得理想的尺寸与形状精度要求。目前,针对该类材料的加... 详细信息

C/SiC复合材料因为其突出的耐热性、高比刚度和比强度等优点,广泛应用于航天航空领域的关键零部件。然而,由于SiC陶瓷材料典型的脆硬特性以及复合材料非均质异构的特点使得零件难以获得理想的尺寸与形状精度要求。目前,针对该类材料的加工,铣削和车削加工通常以几十个微米的切深去除材料,易导致6.9μm直径的碳纤维束整体剥落与分层。同时,材料的低导电率和化学惰性导致特种加工方法很难高效高质量去除材料。当前磨削加工方法是该类材料精密可控去除的主要手段。本文针对单向碳纤维材料的去除行为、力学建模与质量提升等关键难点问题,开展基础实验与理论分析,主要研究工作总结如下:(1)针对材料特性,开展单颗金刚石磨粒划擦试验,根据表面划痕、声发射与力信号分析,可知划痕尺寸与信号值随着压痕载荷增加而增加,相同参数下SB方向划痕尺寸和信号值更大,声发射信号波动更剧烈。结合表面划痕与声发射以及力信号分析,揭示单向碳纤维复材的材料磨削去除机理;并依据SEM形貌分析,得出在不同方向下的划擦去除机理以材料脆性去除为主,SA方向纤维以拉伸断裂和纤维拔出为主,SB方向纤维主要断裂方式为弯曲断裂和剪切断裂;(2)基于材料参数以及赫兹接触定律,考虑材料非均质特性和纤维取向等因素,构建了材料-磨粒滑擦、耕犁以及成屑等阶段的磨削力模型,结合磨削力试验验证模型准确性。结果表明:SA方向法向和切向磨削力模型平均误差为12.81%和12.44%,SB方向法向和切磨削力模型平均误差为11.44%和11.65%。(3)开展基于不同纤维取向和测试形貌分析的正交磨削试验方法,结合加工后表面形貌与磨削力分析,解释了材料表面形貌受工艺载荷、纤维取向等影响的变化机制。结果表明SA和SB方向表面粗糙度Ra平均值分别在4.21～5.00μm和4.42～5.26μm范围内。结合试件SEM表面形貌与单颗金刚石磨粒划擦去除机理,可知材料主要以脆性去除为主,SA方向上纤维主要缺陷为拉伸断裂和挤压断裂;SB方向上纤维主要缺陷为弯曲断裂和剪切断裂。

关键词：磨削机理 Cf/SiC复合材料单颗磨粒划擦实验磨削力模型