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考虑旋转和振动下的制动盘螺栓拉伸载荷分析

机械设计与制造 2024年

作者：范童柏李舒婷马睿涵中国民用航空飞行学院航空工程学院

制动盘螺栓提供的夹紧力使车轮和制动盘紧密连接在一起。当列车在高速运行时，制动盘螺栓会随车轮作旋转运动，所有部件会承受旋转离心力。因轮轨作用，螺栓会承受反复交变的振动作用。这些载荷将影响螺栓的夹紧力，使螺栓拉伸载荷发生... 详细信息

制动盘螺栓提供的夹紧力使车轮和制动盘紧密连接在一起。当列车在高速运行时，制动盘螺栓会随车轮作旋转运动，所有部件会承受旋转离心力。因轮轨作用，螺栓会承受反复交变的振动作用。这些载荷将影响螺栓的夹紧力，使螺栓拉伸载荷发生一定变化，严重时将危害列车的安全平稳运行。该型螺栓不仅承受巨大的预紧力，还会受到复杂工作环境的外部激扰，可能发生松动或疲劳失效，为保证列车安全运行而应被重点关注。通过建立有限元模型来研究不同预紧力制动盘螺栓在旋转效应和振动作用下的拉伸载荷变化，分析车轮在静止、高速运行和横向振动下轮装制动盘螺栓的应力及载荷特性。结果表明，制动盘螺栓的拉伸载荷表现出随车轮旋转速度的增加而不断减小的趋势，且初始预紧力越小该变化越明显。当速度增大到300km/h时，50kN预紧螺栓拉伸载荷减小1.98%，37.5kN预紧螺栓拉伸载荷减小2.45%，25kN预紧螺栓拉伸载荷减小3.12%。在加入横向振动加速度后，螺栓拉伸载荷均出现了相应的交变波动，且随着预紧力减小，该波动幅值增大。最后通过线路试验拟合出载荷仿真结果，并将仿真结果与试验结果进行对比，以论证该模型的真实性。

关键词：制动盘螺栓拉伸载荷旋转有限元

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轮装制动盘螺栓载荷测试及有限元分析

振动工程学报 2024年

作者：范童柏任尊松中国民用航空飞行学院航空工程学院北京交通大学机械与电子控制工程学院

制动盘螺栓对于确保高速动车组制动可靠性和运行安全性非常重要。本研究使用高速动车组制动盘螺栓载荷测试技术，对中国客运专线的轮装制动盘螺栓载荷进行线路测试，获得制动盘螺栓载荷动态时间历程。螺栓载荷包括拉伸载荷、径向弯矩和... 详细信息

制动盘螺栓对于确保高速动车组制动可靠性和运行安全性非常重要。本研究使用高速动车组制动盘螺栓载荷测试技术，对中国客运专线的轮装制动盘螺栓载荷进行线路测试，获得制动盘螺栓载荷动态时间历程。螺栓载荷包括拉伸载荷、径向弯矩和周向弯矩。通过建立轮装制动盘车轮结构有限元模型，模拟仿真在有轮轨接触下车轮高速旋转过程中螺栓受载情况，并与试验结果进行对照。结果表明，拉伸载荷，径向弯矩和周向弯矩与列车运行速度密切相关。运行速度越大，螺栓载荷的变化越大，且这些载荷随着车轮转动呈周期性变化。同时，各载荷信号上还存在由轮轨激扰引起的小波形。有限元仿真结果表明螺栓杆上各个截面的径向弯矩大小和方向并不一致。车轮内外结构的不对称性将导致螺栓杆上左侧截面的弯矩大于右侧截面的弯矩。

关键词：动车组制动盘螺栓高速旋转有限元

基于AVC理论的鄂西北乡村茶文化景观优化策略 ——以颜家街村为例

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基于AVC理论的鄂西北乡村茶文化景观优化策略 ——以颜家街村为例

作者：柏楚涵长江大学

学位级别：硕士

基于分子动力学模拟的功能化石墨烯提升聚丙烯电热性能的调控方法

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中国电机工程学报 2024年

作者：李长云范延岐庄晓涵山东科技大学电气与自动化工程学院

为提升聚丙烯导热绝缘性能并探究性能调控机制，该文首先以-OH、-COOH、-NH2接枝石墨烯为基础，利用聚酰亚胺及衍生构型对氧化石墨烯进行接枝，形成功能化石墨烯，进一步采用功能化石墨烯对聚丙烯进行掺杂，然后利用分子动力学计算300 ... 详细信息

为提升聚丙烯导热绝缘性能并探究性能调控机制，该文首先以-OH、-COOH、-NH2接枝石墨烯为基础，利用聚酰亚胺及衍生构型对氧化石墨烯进行接枝，形成功能化石墨烯，进一步采用功能化石墨烯对聚丙烯进行掺杂，然后利用分子动力学计算300 K下复合体系导热绝缘性能并揭示微观机理。结果表明：PP-PI-2-NH2体系的导热系数与相对介电常数较PP体系改善效果最优，导热系数提升201.17%，相对介电常数降低28.97%；PP-PI-1-OH体系的击穿场强提升最优，相较PP体系提升19.18%。同时，从自由体积、径向分布函数、声子态密度、密度泛函理论等角度揭示了提升聚丙烯导热与介电性能微观机理。研究结果可为提升聚丙烯导热绝缘性能提供方法指导和理论参考。

关键词：聚丙烯功能化石墨烯分子动力学导热绝缘性能调控机理

湖北省数字普惠金融对农村居民消费结构的影响研究

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湖北省数字普惠金融对农村居民消费结构的影响研究

作者：范梓涵云南财经大学

学位级别：硕士

药乡林场人工针叶林下君迁子天然更新影响因子研究

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药乡林场人工针叶林下君迁子天然更新影响因子研究

作者：范诗涵山东农业大学

学位级别：硕士

森林天然更新是森林群落演替与植被生态恢复的主要方式,是一个极为重要的生态学过程。研究针叶林天然更新的影响因子有助于预测森林演替方向和进程,进而采取合理的经营方式,促进森林正向演替,提升森林质量,实现森林生态系统的健康稳定... 详细信息

森林天然更新是森林群落演替与植被生态恢复的主要方式,是一个极为重要的生态学过程。研究针叶林天然更新的影响因子有助于预测森林演替方向和进程,进而采取合理的经营方式,促进森林正向演替,提升森林质量,实现森林生态系统的健康稳定和可持续发展。本研究对山东省药乡林场赤松和落叶松林下君迁子的天然更新影响因子进行深入探究。采用物种多样性分析方法计算草本层多样性,采用g12（r）函数分析君迁子母树与君迁子幼苗之间的关联作用,采用Pearson相关性分析、方差分析和线性回归分析探究林隙、枯落物厚度、土壤因子、生物因子对针叶林下君迁子更新的影响,采用随机森林模型对影响因子重要性进行权重分析,以期为针阔叶混交林更新维持及经营管理提供参考。主要研究结果如下:（1）在赤松样地内君迁子更新341株,根据点格局分析g（r）函数分析结果显示,君迁子母树和幼苗在空间尺度3m的范围内成正相关关系,君迁子幼苗更新受结种母树影响明显。落叶松样地内君迁子更新316株,在小尺度范围内（0-4m）的范围内二者呈现正相关关系,君迁子幼苗受君迁子母树重力自然掉落影响,在6-11m的空间尺度上内二者成负相关关系,在这一空间尺度范围内君迁子与母树竞争加剧。推测君迁子更新分布格局除了受上层母树自然掉落外,可能受风、地形、动物搬运的影响。赤松、落叶松样地内,君迁子均表现出良好的更新特征,混交状态良好。根据方差分析结果显示:君迁子母树结实与树高的关系紧密,样地内结实的君迁子有显著的树高优势。（2）君迁子更新与各影响因子的结果显示,林隙对赤松林下君迁子的更新有显著影响（p=0.043）,林隙下的君迁子更新数量较多;林隙对落叶松林下君迁子更新苗基径（p=0.0191）和树高（p=0.00056）具有显著影响。在对土壤因子的研究中发现,赤松样地内土壤p H对基径具有显著正相关影响（p=0.01,相关系数0.78）、土壤有机质对基径有负相关影响（p=0.09,相关系数-0.6）、土壤电导率对株数有显著正相关影响（p=0.03,相关系数0.72）;落叶松样地内土壤电导率对基径具有负相关影响（p=0.09,相关系数-0.43）,土壤电导率对株数具有正相关影响（p=0.06,相关系数0.47）。对生物因子研究发现,赤松林乔木树高和与君迁子更新苗树高存在负相关（相关系数-0.66）,草本层多样性对更新指数成正相关（相关系数0.65）;落叶松乔木断面积和与君迁子更新苗平均基径、更新指数具有正相关关系（相关系数0.44、0.48）。（3）通过随机森林算法计算发现:在赤松样地内,乔木断面积和（MES6.88%）、乔木树高和（MES4.62%）是影响君迁子更新株数的主要因素;土壤有机质（MES7.06%）、乔木断面积和（MES4.26%）、乔木胸径和（MES3.47%）、土壤p H（MES3.28%）是影响君迁子更新平均基径的主要因素;乔木胸径和（MES3.30%）、乔木断面积和（MES3.07%）是影响君迁子更新平均树高的主要因素。在落叶松样地内,草本层丰富度（MES6.83%）是影响君迁子更新株数的主要因素;草本层丰富度（MES10.61%）是影响君迁子更新平均基径的主要因素;乔木断面积和（MES3.19%）是影响君迁子更新平均树高的主要因素。海拔对赤松样地内君迁子更新苗的平均树高呈现出显著影响趋势。林下枯落物并未显现出对君迁子更新的显著影响。本研究得出,地形、土壤因子、生物因子均显著影响了君迁子在针叶林下的天然更新。据现有君迁子种源情况与赤松、落叶松分布情况,结合君迁子的生物学特性,可以预测君迁子有潜力与赤松、落叶松形成异龄复层混交林。为保证君迁子的生长发育,促进其在人工针叶林下天然更新,可以适当调整上层林木的密度,增加人工针叶林林隙以及草本多样性,在样地中没有更新存在的区域进行人工补植,在更新密集的区域及时疏苗,以此促进君迁子生长发育和合理分布。

关键词：君迁子天然更新更新特征空间格局影响因子

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基于变间隔空间平均的等动量区分布研究

力学学报 2024年第8期56卷 2193-2202页

作者：高紫涵程肖岐范子椰姜楠天津大学机械工程学院力学系天津300350 天津市现代工程力学重点实验室天津300350

湍流边界层(TBL)中的相干结构是导致雷诺应力和湍动能产生的关键因素,深入研究和理解其发展演化特性是有效控制湍流边界层的基础.等动量区(UMZs)是湍流边界层中的典型大尺度相干结构,其空间分布特性与湍流边界层中的其他相干结构之间的... 详细信息

湍流边界层(TBL)中的相干结构是导致雷诺应力和湍动能产生的关键因素,深入研究和理解其发展演化特性是有效控制湍流边界层的基础.等动量区(UMZs)是湍流边界层中的典型大尺度相干结构,其空间分布特性与湍流边界层中的其他相干结构之间的联系尚缺少有效认识和实验依据.文章根据水洞实验中平板湍流边界层流法向平面中的大视场粒子图像测速仪(PIV)数据,使用正负流向速度梯度下的变间隔空间平均(VISA)方法检测大尺度相干结构,并研究其对等动量区空间分布的影响.研究结果表明,两种判定依据下的VISA检测所得流场中发卡涡头强度增大导致周围等动量区数量的增加,且基于正流向速度梯度的VISA检测结果中等动量区数量显著大于基于负流向速度梯度的检测结果.此外,VISA检测得到的低速结构附近等动量区的数量始终大于高速流体附近的等动量区数量,且该规律与VISA检测过程中的流向速度梯度无关.

关键词：等动量区湍流边界层图像粒子测速变间隔空间平均

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生物炭对磷石膏中磷的固化作用

岩石矿物学杂志 2024年第1期43卷 100-108页

作者：敖翔徐冠立李珎柏涵成都理工大学地球科学学院四川成都610059

磷石膏中的磷在雨水淋滤作用下浸出,将污染堆场附近水体。本研究采用生物炭固化磷石膏中的磷,以减少其对周遭水体的污染。主要通过模拟固化实验和对照浸出实验,分析生物炭用量、反应时间和温度、初始pH值对固化效果的影响,通过XRD、SEM-... 详细信息

磷石膏中的磷在雨水淋滤作用下浸出,将污染堆场附近水体。本研究采用生物炭固化磷石膏中的磷,以减少其对周遭水体的污染。主要通过模拟固化实验和对照浸出实验,分析生物炭用量、反应时间和温度、初始pH值对固化效果的影响,通过XRD、SEM-EDS分析固化后的生成物。实验结果显示,在生物炭用量为25 mg时,单位固化量达到最大值13.20 mg/g;在反应温度T=293 K、初始pH=7条件下,反应平衡时间72 h时浸出液的磷平衡浓度C_(e)=1.40 mg/L;温度提升有助于提高生物炭的固化效果,当T=308 K时,浸出液的磷平衡浓度C_(e)=0.167 mg/L;碱性条件有利于固化反应持续进行,在pH=11条件下,浸出液的磷平衡浓度C_(e)=0.153 mg/L。实验结果表明生物炭对磷石膏中的磷具有明显的固化效果。磷石膏中的二水硫酸钙溶解后,Ca^(2+)与表面带负电的生物炭结合,在生物炭显微结构的凹陷处,化学吸附溶液中的磷酸根生成了絮状、团簇状的羟基磷灰石(HAP)沉淀,从而使浸出磷得到有效控制。

关键词：磷石膏生物炭固化羟基磷灰石

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井下环状金属结构等效多圈小环天线接收电磁波能量安全性分析

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中国矿业 2024年第2期33卷 182-189页

作者：范思涵杨维田子建北京交通大学电子与信息工程学院北京100044 中国矿业大学(北京)人工智能学院北京100083

在井下狭小的巷道空间内金属结构集中,如存在长导线、铁轨、绞车钢丝、支架、铁丝环等不同的金属结构形式。井下金属结构可能会通过磁耦合或接收辐射电磁波的方式接收发射天线的电磁波能量。若金属结构存在断点,则在断点处可产生感应电... 详细信息

在井下狭小的巷道空间内金属结构集中,如存在长导线、铁轨、绞车钢丝、支架、铁丝环等不同的金属结构形式。井下金属结构可能会通过磁耦合或接收辐射电磁波的方式接收发射天线的电磁波能量。若金属结构存在断点,则在断点处可产生感应电压;若金属结构断点处发生刮擦,则会在断点处以刮擦放电的形式以很低的电压产生刮擦放电火花,有点燃并引爆井下瓦斯气体的危险。金属结构的不同形式如环状金属结构、柱状金属结构等对耦合电磁波能量具有不同的特性。小型环状金属结构在井下广泛存在,具有体积小、摆放与安装自由度大的特点,井下小型环状金属结构等效为环状接收天线接收发射天线电磁波能量的安全性值得关注与研究。本文针对井下环状金属结构电磁波能量的安全性进行了研究,分析了将井下环状金属结构等效为多圈小环接收天线接收电磁波能量的安全性。建立了环状金属结构等效多圈小环接收天线的等效电路,求出了环状金属结构等效多圈小环接收天线负载上消耗的功率。当环状金属结构等效多圈小环接收天线谐振时,小环接收天线的输入阻抗恰好为阻性,可利用环状金属结构等效多圈小环接收天线等效电路求出负载上消耗的最大功率,以及环状金属结构等效多圈小环接收天线与发射天线之间应保持的安全距离。仿真分析了环状金属结构等效多圈小环接收天线的等效半径、导体直径、圈数以及环状金属结构等效多圈小环接收天线和发射天线之间的夹角对负载上消耗最大功率和安全距离的影响。仿真结果表明,安全距离随环状金属结构等效多圈小环接收天线等效半径的增大而增大,随环状金属结构等效多圈小环接收天线导体直径增大变化不明显,随表示发射天线和等效接收天线之间相对高度关系的夹角增大而减小。本文研究可为无线通信新技术在煤矿井下应用的电磁波能量安全性问题提供参考。

关键词：煤矿环状金属结构电磁波能量放电火花安全距离

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