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简谐激励下黏弹性非线性能量阱的研究

力学学报 2022年第9期54卷 2567-2576页

作者：范舒铜申永军石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043 省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043

黏弹性材料作为一种良好的减振材料,广泛应用于机械、航空和土木等领域.本文用黏弹性Maxwell器件代替传统非线性能量阱中的阻尼元件,提出一种新型的黏弹性非线性能量阱,并对该模型在简谐激励下的减振性能进行分析.首先,根据牛顿第二定... 详细信息

黏弹性材料作为一种良好的减振材料,广泛应用于机械、航空和土木等领域.本文用黏弹性Maxwell器件代替传统非线性能量阱中的阻尼元件,提出一种新型的黏弹性非线性能量阱,并对该模型在简谐激励下的减振性能进行分析.首先,根据牛顿第二定律建立系统的动力学方程,采用谐波平衡法求解系统的幅频响应曲线,并利用MATLAB中的Runge-Kutta数值方法验证解析解的正确性,结果吻合良好.然后,分析黏弹性非线性能量阱的减振性能和参数的影响.最后,分析了不同质量比下非线性刚度比和阻尼比同时变化时减振效果的变化趋势,并讨论了黏弹性非线性能量阱的最佳取值范围.研究结果表明:主系统的最大振幅随着非线性刚度的增加先减小后增大;当参数选取恰当时,黏弹性非线性能量阱比传统非线性能量阱的减振效果更优;另外,随着质量比的增加,主系统最大振幅的最小值出现先减小后趋于不变的现象,且非线性刚度比和阻尼比的最佳取值范围有所增大.以上结论对黏弹性非线性能量阱的实际应用提供了一定的理论依据.

关键词：黏弹性非线性能量阱振动控制谐波平衡法

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含惯容和接地刚度的黏弹性动力吸振器的参数优化

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振动工程学报 2022年第4期35卷 814-825页

作者：范舒铜申永军石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043

将带有黏弹性特性的Maxwell模型引入系统中,提出一种含惯容和接地刚度的动力吸振器,并对该模型进行参数优化。建立系统的动力学方程并求出解析解,发现幅频曲线中存在三个固定点。利用固定点理论将系统的三个固定点调整到同一高度,得到... 详细信息

将带有黏弹性特性的Maxwell模型引入系统中,提出一种含惯容和接地刚度的动力吸振器,并对该模型进行参数优化。建立系统的动力学方程并求出解析解,发现幅频曲线中存在三个固定点。利用固定点理论将系统的三个固定点调整到同一高度,得到系统的最优频率比和最优刚度比,并根据H_(∞)优化准则求出系统的最优阻尼比。在参数优化过程时,发现惯容比在一定范围内,有两组适合该模型的最优参数,进而确定不同惯容比所对应的最优参数。考虑实际工程应用并保证系统的稳定性,对比两组参数的优化结果,在常规参数下确定了惯容比的最佳工作范围。分析惯容比在最佳工作范围内外系统参数的选择对系统响应的影响,给出了在实际工程应用中的建议。与已有的动力吸振器在简谐激励和随机激励下的减振效果进行比较,说明恰当地选取惯容比可使系统有明显的减振优势,为设计动力吸振器提供理论依据。

关键词：动力吸振器惯容接地刚度固定点理论参数优化

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黏弹性系统的振动控制和动力学研究

黏弹性系统的振动控制和动力学研究

作者：范舒铜石家庄铁道大学

学位级别：硕士

黏弹性材料由于良好的减振性能,在提高机械结构系统的振动控制效果方面起着关键作用。为了改善系统的减振性能,本文首先将黏弹性Maxwell器件应用于线性动力吸振器系统研究其减振性能,然后把黏弹性Maxwell器件引入非线性系统中进行近似... 详细信息

黏弹性材料由于良好的减振性能,在提高机械结构系统的振动控制效果方面起着关键作用。为了改善系统的减振性能,本文首先将黏弹性Maxwell器件应用于线性动力吸振器系统研究其减振性能,然后把黏弹性Maxwell器件引入非线性系统中进行近似求解并分析其非线性动力学行为,最后将黏弹性Maxwell器件引入到非线性能量阱中进行减振分析。论文的主要研究内容如下:(1)研究引入黏弹性Maxwell器件的新型动力吸振器,采用固定点理论和H_∞优化准则得到系统的最优频率比、最优刚度比和最优阻尼比并研究系统在不同最优解下的响应变化。在优化过程中,基于常规参数确定惯容比的最佳工作范围。针对惯容比在最佳工作范围内外的取值展开讨论,深入分析惯容比对系统减振效果的影响。最后详细分析该模型与传统的动力吸振器在简谐激励和随机激励下的减振性能并进行比较。(2)研究非线性黏弹性Zener模型的主共振和稳定性。在传统多尺度法的基础上,推广并利用多尺度法对非线性奇数阶微分方程进行研究,解决非线性奇数阶系统的动力学求解问题。以非线性黏弹性Zener模型为例,验证了推广方法解析过程的正确性并且基于Lyapunov第一方法分析系统稳态周期解的稳定性,最后详细分析非线性项、外激励以及Maxwell器件的刚度系数和阻尼系数对系统动力学行为与稳定性的影响。(3)研究非线性黏弹性Zener模型在简谐激励下发生同宿分岔和混沌的动力学行为。利用Melnikov方法研究黏弹性Zener系统进入Smale马蹄意义下混沌的必要条件并依据该条件和主共振条件选取参数进行数值仿真,根据分岔图和最大Lyapunov指数谱深入讨论系统通往混沌的道路。并对非线性项、Maxwell器件的刚度系数和阻尼系数对系统产生混沌必要条件的影响进行详细论述。(4)研究含黏弹性Maxwell器件的非线性能量阱的减振性能。采用谐波平衡法得到系统的幅频响应曲线并利用数值方法验证解析解的正确性。与传统非线性能量阱相比,分析黏弹性非线性能量阱的减振性能和不同参数下系统响应的变化。最后,分析不同质量比下,非线性刚度比和阻尼比同时变化时减振效果的变化趋势并讨论了黏弹性非线性能量阱的最佳取值范围。最后,对黏弹性Maxwell器件在减振方面的优势进行详细总结,说明黏弹性材料在线性和非线性系统的性能及广泛的应用前景,并展望黏弹性材料在振动控制领域解决参激振动等方面的问题。

关键词：黏弹性动力吸振器非线性Zener模型非线性能量阱振动控制参数优化动力学

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铜代谢与口腔疾病的诊断及治疗

中国组织工程研究 2025年第20期29卷 4316-4324页

作者：高红丽秦玉凤张玥晗舒佳玉陈河林贵州医科大学口腔医学院/贵州医科大学附属口腔医院贵州省贵阳市550004

背景:铜是人体的必需微量元素,在机体各项生理活动中起着重要作用,其代谢异常与多种疾病密切相关。铜代谢主要涉及铜离子的吸收、转运、储存和排泄等过程,这些过程共同调节铜稳态。近年来,多项研究证实铜稳态失调会严重影响人体的代谢活... 详细信息

背景:铜是人体的必需微量元素,在机体各项生理活动中起着重要作用,其代谢异常与多种疾病密切相关。铜代谢主要涉及铜离子的吸收、转运、储存和排泄等过程,这些过程共同调节铜稳态。近年来,多项研究证实铜稳态失调会严重影响人体的代谢活动,引起各个系统的疾病,而其中铜在口腔疾病中的作用也一直备受关注。目的:探讨铜在口腔疾病发生发展和治疗中的作用,并对这一领域的研究进展进行综合概述。方法:由第一作者应用计算机在PubMed、Web of Science、中国知网检索铜在口腔疾病中的相关研究,以“Cu,Copper,Copper metabolism,Oraldiseases,Oral squamous cell carcinoma,Periodontitis,Oral submucous fibrosis,Oral lichen planus,Recurrent oral ulceration,Pulpitis”等为英文检索词,以“铜,铜代谢,口腔疾病,口腔鳞状细胞癌,牙周炎,口腔黏膜纤维下变性,口腔扁平苔藓,口腔溃疡,牙髓炎”等为中文检索词,经过筛选后纳入78篇文献进行综述分析。结果与结论:(1)口腔鳞状细胞癌患者血清及唾液内的铜浓度升高,升高的铜通过氧化应激和促进血管生成,促进癌症进展。而通过靶向过度升高或降低肿瘤细胞内铜浓度均可抑制肿瘤细胞生长,铜与抗癌药物联合应用,能显著提高药物疗效。(2)牙周炎患者血清中铜浓度升高,铜过量可促进氧化应激,加重牙周炎。而铜与药物制剂联合作用,可促进牙周骨再生和牙周组织愈合。(3)体内铜水平与口腔黏膜纤维化程度呈正相关关系,升高的铜进入口腔黏膜内,上调赖氨酰氧化酶的活性,从而增加胶原蛋白的产生,促进口腔黏膜纤维化。(4)口腔扁平苔藓患者体内铜含量升高,升高的铜可能通过调控免疫细胞功能促进扁平苔藓的进展。(5)复发性口腔溃疡患者血清铜水平显著增高,铜利用发生障碍,可导致含铜酶活性降低,从而影响溃疡的愈合。由此可见:铜与多种口腔疾病密切相关,针对铜的相关治疗可显著提高药物疗效,但还需进一步研究其作用机制,为口腔疾病提供更完善的治疗策略奠定基础。

关键词：铜铜代谢口腔疾病口腔鳞状细胞癌牙周炎口腔黏膜纤维下变性口腔扁平苔藓口腔溃疡牙髓炎

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基于文丘里管的天然气掺氢流动规律研究

低碳化学与化工 2025年

作者：何银博孙恒刘楚茹张姝王飞郑国婷王一凡卢钰铜中国石油大学(北京)油气管道输送安全国家工程研究中心石油工程教育部重点实验室城市油气输配技术北京市重点实验室中国石油西南油气田燃气分公司

利用现役的天然气管道掺氢混输，是实现氢气大规模、长距离和低成本储运的有效方法。开发高效便捷的掺氢设备，增大天然气和氢气的掺混均匀度，有利于提高氢气输送效率、保障管道长距离输送及下游用气安全。利用文丘里管作为掺氢设备，... 详细信息

利用现役的天然气管道掺氢混输，是实现氢气大规模、长距离和低成本储运的有效方法。开发高效便捷的掺氢设备，增大天然气和氢气的掺混均匀度，有利于提高氢气输送效率、保障管道长距离输送及下游用气安全。利用文丘里管作为掺氢设备，用甲烷替代天然气，将甲烷和氢气进行掺混，采用数值模拟的方法，研究了不同的掺混结构和工况对甲烷和氢气掺混流动过程及掺混均匀度的影响。结果表明，在T型管道后添加文丘里管可以增大掺混均匀度。在模拟工况下，当管喉比（文丘里管喉管段与直管段直径比）为1/3时，掺混效果最好；当掺氢比（氢气与甲烷的质量分数比）为15%时，掺混效果最好，掺混均匀度随着掺氢比的增大而增大。与静态掺混器相比，即使甲烷流速较小，添加了文丘里管的管道内仍可保持较大的掺混均匀度。运行压力越小，掺混均匀度波动越小，掺混过程更稳定。

关键词：天然气掺氢文丘里管掺混均匀度掺氢比流体流动规律

关节镜下三种技术修复腕三角纤维软骨复合体比较

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中国矫形外科杂志 2025年第01期 19-24页

作者：魏本磊张玉赵铜林栗威济宁医学院附属医院济宁医学院

[目的]比较腕关节镜下关节囊缝合（capsule suture, CS），穿单骨道（single bone tunnel, SBT）及Y形双骨道（double bone tunnels, DBT）三种技术修复三角纤维软骨复合体（triangular fibrocartilage complex, TFCC） Palmer IB型损伤的临床疗效。[方法]回顾性分析2014年6月—2023年9月本院采用关节镜治疗的49例TFCC IB型损伤患者的临床资料。依据术前医患沟通结果，将患者分为三组，14例采用CS,19例采用SBT,16例采用DBT。比较三组围手术期、随访及影像结果。[结果]三组患者均顺利完成手术。CS组手术时间[(106.5±15.4) min vs (170.6±15.7) min vs (163.1±19.2) min, P<0.001]和术中失血量[(14.0±3.5) ml vs (50.1±15.8) ml vs (46.7±13.4) ml, P<0.001]显著优于SBT组及DBT组，但CS组后外固定时间显著长于SBT组及DBT组[(50.1±6.1) d vs (33.6±7.2) d vs (31.9±4.8) d, P<0.001]。随访（14.0±5.6）个月，CS组完全负重活动时间显著晚于SBT组和DBT组[(55.8±3.1) d vs (45.1±3.3) d vs (37.5±5.5) d, P<0.001]。与术前相比，末次随访时三组患者VAS评分、Mayo评分、伸-屈ROM、尺偏-桡偏ROM、旋前-旋后ROM均显著改善（P<0.05）。末次随访时，SBT组VAS评分、尺偏-桡偏ROM显著优于DBT组（P<0.05）,DBT组显著优于CS组（P<0.05）。DBT组Mayo评分、伸-屈ROM、旋前-旋后ROM显著优于SBT组（P<0.05）,SBT组显著优于CS组（P<0.05）。影像方面，与术前相比，末次随访时三组患者尺-桡间距、TFCC连续性和尺桡隐窝水肿均显著改善（P<0.05）。末次随访时，DBT组上述影像指标均显著优于SBT组（P<0.05）,SBT组显著优于CS组（P<0.05）。[结论]腕关节镜辅助双骨道固定修复TFCC损伤（IB型）安全有效，优于穿单骨道及关节囊修复技术。

关键词：三角纤维软骨复合体损伤腕关节镜经骨固定缝合

含大规模可再生能源的混合LCC-VSC多端交直流混联系统潮流模型及算法研究

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含大规模可再生能源的混合LCC-VSC多端交直流混联系统潮流模型及...

作者：舒铜重庆大学

学位级别：硕士

随着电力系统规模逐渐扩大、网架结构日益复杂、直流输电技术飞速发展以及大规模可再生能源通过直流技术并网,未来我国将形成一幅含高比例可再生能源接入的大规模复杂交直流混联系统的景象。潮流计算作为交直流混联系统最核心的基础研究... 详细信息

随着电力系统规模逐渐扩大、网架结构日益复杂、直流输电技术飞速发展以及大规模可再生能源通过直流技术并网,未来我国将形成一幅含高比例可再生能源接入的大规模复杂交直流混联系统的景象。潮流计算作为交直流混联系统最核心的基础研究,它能够进一步用于系统运行潜在风险分析、稳定分析、经济优化调度、可靠性分析、随机潮流分析,从而为继电保护配置和交直流混联系统规划设计等方面提供重要的依据。本文针对当前交直流混联系统确定性潮流计算存在的一些缺陷和不足展开深入研究,拓展和丰富了交直流混联系统确定性潮流计算的内容。同时,为了揭示具有随机性和间歇性的可再生能源并网后对交直流混联电网运行的影响,本文对复杂的交直流混联系统进行概率潮流分析,为电力系统调度运行人员提供更加丰富、全面的决策信息,以保证互联大电网的安全稳定运行。本文的主要研究内容如下:（1）本文研究了计及电压源型换流器（Voltage Sources Converter,VSC）损耗的多端交直流混联系统潮流计算方法,首先介绍了VSC换流器的稳态潮流模型和精确损耗模型,然后分析了直流系统的多种运行方式组合和控制方式在潮流计算中的等效,紧接着分别基于统一迭代法和交替迭代法建立了基于VSC换流器的多端交直流混联系统潮流计算模型,最后通过修改的IEEE-57节点交直流混联系统验证了所提模型的有效性和通用性。（2）由于电流源型换流器（Line Current Converter,LCC）和VSC换流器的控制特性的不同,当前对混合LCC-VSC HVDC系统的协调控制研究不足,本文在精确计及LCC和VSC换流站损耗模型的基础上,建立了混合LCC-VSC HVDC系统协调控制的统一表达式,基于控制策略提出了一种混合LCC-VSC交直流混联系统的统一迭代潮流算法,并提出了越限检查和控制方式切换策略,丰富了交直流混联系统确定性潮流计算的内容。最后,通过修改的IEEE-14节点交直流混联系统验证了所提模型的有效性。（3）随着可再生能源的渗透率不断提高,具有波动性的可再生能源对电力系统的频率影响不可忽略,同时由于直流系统传输的功率都非常大,一旦出现闭锁或者故障,将会对电力系统频率稳定造成很大的影响,为了评估含高比例可再生能源的交直流混联系统的频率稳定性,本文计及发电机组、负荷和VSC换流站调频特性,提出了一种计及频率特性的交直流混联系统统一迭代潮流计算模型,并引入了信赖域算法（Levenberg Marquart Method Combined with Trust Region Technique,LMTR）求解复杂的计及频率特性的交直流混联系统潮流模型,最后在修改的IEEE-39节点交直流混联系统验证了模型的有效性。（4）可再生能源的概率不确定性将对交直流混联系统安全稳定运行造成巨大的挑战,为了揭示具有强烈不确定性的可再生能源对交直流混联电网的影响,本文考虑可再生能源和负荷的高度不确定性和相关性首次采用改进NATAF变换加拉丁超立方采样方法（Latin Hypercube Sampling,LHS）构成的概率潮流分析方法对含双端LCC-HVDC直流系统、VSC多端直流系统（Voltage Source Converter-Multiple Terminal Direct Current,VSC-MTDC）和混合LCC-VSC MTDC直流系统组成的复杂交直流混联系统进行概率分析,最后通过修改的IEEE-118节点交直流混联系统分析了具有随机性的可再生能源对交直流混联电网实际运行控制和概率特征的影响。

关键词：可再生能源交直流混联系统统一迭代法调频特性概率潮流