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无失效威布尔情形下的航空轴承可靠性评估方法研究

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无失效威布尔情形下的航空轴承可靠性评估方法研究

作者：龙足腾中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

随着航空工业快速发展和制造工艺的更新迭代,航空轴承的质量越来越高,其在可靠性试验中通常因拥有较高的可靠性,而难以在任务时间内获得失效数据。因此,基于完全失效数据的传统可靠性评估方法对于航空轴承等高可靠性产品不再适用,针对... 详细信息

随着航空工业快速发展和制造工艺的更新迭代,航空轴承的质量越来越高,其在可靠性试验中通常因拥有较高的可靠性,而难以在任务时间内获得失效数据。因此,基于完全失效数据的传统可靠性评估方法对于航空轴承等高可靠性产品不再适用,针对无失效数据的可靠性评估研究变得尤为重要。Bayes理论是目前处理无失效情形的主流方案,本文基于Bayes理论,以威布尔分布特性数据为研究对象,重点从点估计和区间估计两个方向研究适用于航空轴承的可靠性评估方法。核心内容包括:(1)为了改善主流Bayes方法的估计效果,在多层Bayes的基础上,提出一种新的双修正多层Bayes方法,通过结合加权最小二乘法和威布尔分布可靠度函数,新方法能显著降低参数估计的相对误差并提高可靠度点估计准确性。通过对仿真数据和航空轴承实例数据的分析,显示出新方法用于无失效威布尔可靠性点估计的优势和可行性。并进一步讨论了新方法的适用性,证明了其能有效用于航空轴承在无失效情形下的可靠度点估计。(2)为了提高可靠度估计结果的可信度,并且保证估计结果的一致性,提出了一种融合参数Bootstrap的可靠度区间估计方法。新方法充分利用点估计信息来构造抽样函数,结合极大似然相乘法或L矩估计法完成拟失效数据的参数估计。试验表明新方法有效减小了置信区间的区间宽度并提高区间估计可信度。随后,构造了一个基于双修正多层Bayes-Bootstrap的可靠性评估模型,该模型在航空轴承的实例分析中拥有更理想的精度和鲁棒性。(3)最后,为进一步提高模型的实用性和针对性,拓展算法适用范围,在双参数威布尔模型的基础上,构造了基于三参数威布尔分布模型的可靠性评估方法。研究结果表明,三参数威布尔分布能有效解决两参数威布尔分布在估计长寿命,高可靠性类无失效数据时出现低估的问题,提升可靠性评估精度。

关键词：无失效数据威布尔分布 Bayes方法参数Bootstrap法航空轴承可靠性评估

基于超声强化研磨的Ti6Al4V耐磨性能研究

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基于超声强化研磨的Ti6Al4V耐磨性能研究

作者：张艺腾广州大学

学位级别：硕士

Ti6A14V兼具高强度和轻质的优异特性,已成为飞机结构件和零部件的首选制造材料。然而在实际服役过程中,由于Ti6A14V较差的耐磨性能,导致结构件及零部件表面极易出现磨损问题,如何改善其耐磨性能是航天航空工业亟待解决的工程难题。超声... 详细信息

Ti6A14V兼具高强度和轻质的优异特性,已成为飞机结构件和零部件的首选制造材料。然而在实际服役过程中,由于Ti6A14V较差的耐磨性能,导致结构件及零部件表面极易出现磨损问题,如何改善其耐磨性能是航天航空工业亟待解决的工程难题。超声强化研磨作为一种新型的表面强化技术,其通过在金属表面实现塑性强化和表面改性,能有效地提高金属的耐磨性能。然而,随着航天航空工业的发展,对零部件表面性能要求更为严苛,常规工艺下的超声强化研磨对Ti6A14V耐磨性能改善效果仍十分有限。石墨烯纳米片作为一种新型的固体润滑材料,具有出色的润滑特性。本课题创新性地将石墨烯纳米片加入到超声强化研磨料中,提出一种新的研磨料配方,并使用新的研磨料配方对Ti6A14V进行超声强化研磨处理,发现能有效地提高其表面耐磨性能,这对于挖掘Ti6A14V合金的性能潜力具有重要意义。本课题提出一种新的研磨料配方,将石墨烯纳米片作为添加剂,与GCr15钢球及强化改性液组成研磨料,并利用超声驱动研磨料对Ti6A14V表面进行超声强化研磨加工。深入探究了超声强化研磨对Ti6A14V表面形貌、表层组织、力学性能和耐磨性能的影响。具体研究内容和结果如下:(1)基于超声强化研磨的撞击理论,介绍了超声强化研磨技术中典型的碰撞过程。(2)基于超声强化研磨技术,利用超声驱动研磨料高速重复撞击Ti6A14V表面。结果表明,超声强化研磨后,石墨烯纳米片成功地附着在Ti6A14V表面;并促使试样表层发生一系列变化,包括晶粒细化、位错密度升高以及力学性能的提升。(3)通过摩擦磨损实验分析了超声强化研磨处理Ti6A14V的耐磨性能。结果表明,在10N载荷下,经过10min处理后试样的摩擦系数和磨损率分别相较原始材料下降了62.90%和93.18%。分析表明,超声强化研磨通过提高试样表层硬度和强度,增强了试样的抗塑性变形能力,导致对偶球更难压入试样表面;同时,试样表面附着的石墨烯纳米片在摩擦界面形成摩擦膜,避免了摩擦副的直接接触,从而减轻基体的磨粒磨损和粘着磨损。

关键词： Ti6A14V 超声强化研磨石墨烯纳米片耐磨性能

质谱技术在固-液界面电化学中间产物探测中的研究进展

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质谱学报 2024年第1期45卷 14-30,I0001页

作者：张艺腾张雪萌闵乾昊南京大学化学化工学院生命分析化学国家重点实验室江苏南京210023

电化学反应过程中,固-液界面瞬态中间体的快速捕获与实时监测对研究电化学反应机理具有重要意义。质谱具有灵敏度高、特异性强等优点,能够提供待测物的组成与结构信息,已逐渐成为电化学反应中间体检测的有力工具。本文综述了基于电喷雾... 详细信息

电化学反应过程中,固-液界面瞬态中间体的快速捕获与实时监测对研究电化学反应机理具有重要意义。质谱具有灵敏度高、特异性强等优点,能够提供待测物的组成与结构信息,已逐渐成为电化学反应中间体检测的有力工具。本文综述了基于电喷雾质谱、原位电离质谱以及飞行时间二次质谱的电化学质谱(EC-MS)联用技术在电化学反应瞬态中间体检测方面的研究进展,系统地总结了EC-MS在有机电合成、电催化、锂离子电池、电致化学发光以及生物分子电化学反应过程分析等领域的应用情况,并对质谱技术在电化学反应中间体检测方面面临的挑战和发展趋势进行展望。

关键词：电化学反应中间体电化学质谱(EC-MS) 原位分析反应监测机理研究

基于无人机高光谱的水稻品质性状的高通量估测

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基于无人机高光谱的水稻品质性状的高通量估测

作者：崔腾予扬州大学

学位级别：硕士

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超声波电机驱动电路设计及控制策略研究

超声波电机驱动电路设计及控制策略研究

作者：闫腾月长春工业大学

学位级别：硕士

随着精密仪器和智能设备的广泛应用,对驱动控制技术提出了更高的要求。在此背景下,体积小、响应快、精度高的超声波电机(Ultrasonic Motor,USM)受到了广泛关注,成为了当前研究的热点。然而,超声波电机固有的非线性特性和参数的时变性,... 详细信息

随着精密仪器和智能设备的广泛应用,对驱动控制技术提出了更高的要求。在此背景下,体积小、响应快、精度高的超声波电机(Ultrasonic Motor,USM)受到了广泛关注,成为了当前研究的热点。然而,超声波电机固有的非线性特性和参数的时变性,给其控制系统的设计带来了显著挑战。特别是在追求高精度和快速响应的应用场景中,传统的PID控制策略已经难以满足这些日益严苛的需求。本文完成以下研究工作:1.在分析了超声波电机驱动控制系统的国内外研究现状的基础上,提出了本文的总体设计方案。2.设计了超声波电机驱动控制电路,包含了驱动部分、控制部分和反馈部分。驱动部分用来驱动电机,并维持其稳定的运行。控制部分是整个系统的核心,在Python环境中实现了上位机与控制单元间的通信,上位机发出控制指令,控制单元完成实时控制。反馈部分包括电流采样电路、光耦隔离电路、AD转换电路以及速度采样电路。反馈部分实时检测电机运行状态,并反馈给控制单元。3.在完成超声波电机的建模的基础上,针对超声波电机固有的非线性特性和参数的时变性,设计了模糊PID控制器,分别在阶跃与正弦激励下,进行了仿真验证。在此基础上应用灰狼优化算法(Grey Wolf Optimizer,GWO),设计了基于灰狼算法的超声波电机模糊PID控制器,使之能够自适应地调整以匹配超声波电机的动态变化,从而实现了对电机转速的精确控制,并进行了仿真实验验证。结果证明,文中设计的控制器不仅提高了控制系统的稳定性和响应速度,而且有效降低了超声电机转速误差,实现了优于传统控制算法的动静态性能。4.设计了超声波电机实验平台,实验结果表明,文中设计的超声波驱动电路,设计原理正确、设计方案可行,具有一定的理论意义和工程实用价值。

关键词：超声波电机驱动电路模糊PID 灰狼算法

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探究单簧管“双吐”技巧的原理与练习方法

探究单簧管“双吐”技巧的原理与练习方法

作者：王子腾中国音乐学院

学位级别：硕士

双吐是单簧管现代演奏技法中十分重要的一种,可以使吐音的演奏速度得到极大的提升,从而让演奏者能够驾驭一些乐曲中仅使用单吐时几乎无法演奏的快速吐音片段。“双吐”这一技巧在其他许多管乐器中也被广泛应用,然而由于单簧管乐器构造... 详细信息

双吐是单簧管现代演奏技法中十分重要的一种,可以使吐音的演奏速度得到极大的提升,从而让演奏者能够驾驭一些乐曲中仅使用单吐时几乎无法演奏的快速吐音片段。“双吐”这一技巧在其他许多管乐器中也被广泛应用,然而由于单簧管乐器构造和发声原理的特殊性,单簧管的双吐与许多管乐器的双吐有着很大的区别,并且应用的环境也有所不同。对于单簧管演奏者来说,双吐的学习也并非易事,需要演奏者同时掌握两种不同的吐音技法并将其结合运用,才能达到用一个舌头动作完成两次吐音的效果。本文将从单簧管双吐的原理入手,首先探究单簧管的吐音原理,分析单簧管双吐的特点、讲解如何将两种不同的吐音的演奏结合成为双吐;接着基于双吐的原理,提出一种更便于练习与演奏的双吐发音方法,并列举双吐在单簧管演奏的各种场合中的运用。笔者希望通过本文为各位单簧管演奏者日常练习与演奏双吐提供一些方法与建议;也希望能以本文使得更多非单簧管演奏者对于单簧管双吐这一技巧有更多的了解。

关键词：双吐单簧管演奏技巧单簧管吐音单簧管双吐

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原位构筑类水滑石修复污染水体与土壤研究

原位构筑类水滑石修复污染水体与土壤研究

作者：刁淑腾北京化工大学

学位级别：硕士

针对我国西北地区苦咸水中硫酸盐含量高的问题,采用原位构筑类水滑石的技术方法进行处理,并且考察了不同沉淀剂用量以及投料顺序对选择性去除硫酸根效率的影响;之后对共沉淀产物进行资源化处理,用于去除水体中的重金属离子并探索其机理... 详细信息

针对我国西北地区苦咸水中硫酸盐含量高的问题,采用原位构筑类水滑石的技术方法进行处理,并且考察了不同沉淀剂用量以及投料顺序对选择性去除硫酸根效率的影响;之后对共沉淀产物进行资源化处理,用于去除水体中的重金属离子并探索其机理。针对土壤盐碱化问题,采用钙基膨润土与矿化剂联用原位构筑类水滑石的方法,进行了盐碱土壤改良的研究,考察了不同矿化剂与矿化剂添加量对盐碱土壤改良情况,并研究其改良机理;后进行实验室气候模拟实验进行验证方案可行性,在实验室验证结果良好的基础上进行大田试验改良。主要取得如下研究结论:（1）采用原位构筑类水滑石的方法对苦咸水中硫酸根选择性去除有着显著效果。在200 ml各离子浓度均为800 mg/L的苦咸水中,在Ca（OH）2的用量为1.446 g,Fe（NO3）3·7H2O的用量为1.493 g,先加入Ca（OH）2条件下有着最优的SO42-的去除率92.44%,而此时Cl-的去除率仅为6.770%。利用XRD、FT-IR和SEM等方法对共沉淀产物进行研究,并通过DFT算法探讨了其选择性的机制,生成SO42-插层Ca Fe-LDHs的ΔG=-138.81e V,而生成Cl-插层的Ca Fe-LDHs的ΔG=-130.21e V,高于Ca2Fe（OH）6（SO4）0.5,即同时存在SO42-和Cl-时,SO42-相较于Cl-更有可能优先插层到LDH层板之间。对选择性去除SO42-的沉淀产物进行了资源化利用,并且进行去除机理探究。结果显示,沉淀产物对水中Cd2+和Cu2+的最大吸附容量分别为469.7和373.6 mg/g,且均为以同晶取代的方式进行矿化去除。这为探索LDHs对重金属污染的水和土壤进行简单而经济的修复的可行性提供了机会。（2）对待改良土壤进行理化性质分析,发现其为苏打盐碱土,且具有较高的钠离子含量。钙基膨润土在室温下的溶液反应证明了钙基膨润土可以进行阳离子交换反应,为其用于盐碱地的改良提供依据。后进行改良研究,探索了钙基膨润土对于土壤中钠离子含量的影响、不同矿化剂、矿化剂含量对于土壤理化性质的影响。结果表明:添加0.3%的钙基膨润土Na+含量由7.2 g/kg下降至1.51 g/kg,已达到正常范围;最佳使用的矿化剂为Fe（NO3）3·7H2O,最佳添加量为0.6%,改良时间四个月时,土壤的p H由10.3下降到8.26,CO32-含量由7.81 g/kg下降到1.53 g/kg,电导率由2741μs/cm下降至552μs/cm。土壤改良效果明显。采用XRD、ICP-OES、FT-IR、SEM、TEM和HRTEM等多种表征手段以及DFT计算研究了该改良方法的具体机理,即钙基膨润土首先与Na+进行离子交换置换出Ca2+,Ca2+又与添加的矿化剂作用,原位生成LDHs,从而改善土壤的理化性质。采用DFT对钙基膨润土改良进行机理探索,发现该离子交换过程ΔG=-241.5 e V,证明该过程可以在常温下自发进行。气候模拟实验取得了良好的效果,不同改良方案下玉米发芽率从0%提高到71.8%和83.3%。后在内蒙古和吉林进行大田试验,试验田理化性质均在4个月内下降至正常水平;两地区玉米和燕麦的最优出苗率均从0%提高到90%以上,该结果表明重度盐碱地变成了优质农田。证明该技术在改良盐碱地方面具有良好的发展潜力。

关键词：层状双金属复合氢氧化物硫酸盐土壤改良超稳矿化作用盐碱土