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计入冲击和摩擦的航空附件齿轮系统动态特性与响应优化研究

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计入冲击和摩擦的航空附件齿轮系统动态特性与响应优化研究

作者：裴世丰重庆交通大学

学位级别：硕士

齿轮传动系统具有传动效率高、啮合平稳、可靠性高等特点,在航天航空、海洋船舶等领域得到了广泛的应用。航空发动机附件齿轮传动系统作为连接原动机与执行终端的桥梁,是航空发动机关键核心部件之一,其动态性能的好坏直接影响航空发动... 详细信息

齿轮传动系统具有传动效率高、啮合平稳、可靠性高等特点,在航天航空、海洋船舶等领域得到了广泛的应用。航空发动机附件齿轮传动系统作为连接原动机与执行终端的桥梁,是航空发动机关键核心部件之一,其动态性能的好坏直接影响航空发动机及附件系统的可靠性和稳定性。随着航空发动机性能指标的持续提高以及机载附件数量的增加,附件传动系统的输入转速和功率不断上升,轮齿啮合过程中的冲击碰撞与磨损问题突出,导致传动系统振动特性恶劣。因此,开展航空附件齿轮传动系统的振动特性及响应优化研究,对附件齿轮传动系统振动控制、高可靠安全运行有着重要的应用价值。论文以航空附件齿轮传动系统为研究对象,开展齿轮副啮入冲击与摩擦激励、传动误差激励、附件齿轮传动系统动态特性与响应优化研究,揭示内部激励作用下附件齿轮传动系统动态响应演变规律,为附件齿轮传动系统振动控制提供思路。论文主要研究内容如下:(1)基于齿轮弹性变形理论和冲击力学理论,计算齿轮副啮入冲击力与冲击时间。根据齿面润滑状态判断齿面摩擦形式,推导线外、线内啮合摩擦系数与摩擦力的解析公式,分析设计参数和运行工况对啮入冲击与齿面摩擦特性的影响规律。结果表明:啮入冲击随输入转速、转矩以及齿宽的增加而增大,随变位系数的增大而减小;线外啮合摩擦系数随转速和转矩的增大而减小,线内摩擦系数随着转速的增大而减小,随转矩的增大而增大。(2)基于齿轮啮入冲击与弹流润滑原理,结合势能法和载荷分担理论,提出考虑线外冲击的时变啮合刚度和齿面载荷的计算方法。建立计及冲击和摩擦激励的齿轮副时变转速计算模型,探究考虑冲击和摩擦激励作用下齿轮转速变化规律,并计算齿轮副传动误差。结果表明:冲击和摩擦激励诱发齿轮转速产生周期性变化,线外啮合阶段,转速在啮入点处发生突增,之后非线性减小;线内啮合阶段,转速在理论值附近波动。(3)基于集中质量法建立考虑齿轮啮合刚度、传动误差、摩擦以及冲击等激励的附件齿轮系统动力学模型,求解系统振动位移、动态传动误差以及动态啮合力,探究冲击与摩擦激励作用下系统动态响应的演变规律。结果表明:附件齿轮传动系统动态啮合力均值较理论值误差最大为7.5%;冲击激励加剧系统动态波动,导致系统振动特性恶劣,摩擦激励对系统响应影响较冲击激励要小。(4)建立航空附件齿轮系统齿廓修形模型,确定齿轮副最佳修形参数。保证轮齿承载可靠性前提下,同时降低传动误差、冲击幅值和系统总体质量,形成振动-冲击-重量等性能优化设计方法,求解得到系统优化参数。结果表明:优化后附件齿轮传动系统的系统总质量较优化前降低了10.1%;齿轮副动态传动误差峰峰值较优化前最大降低了36.4%,齿动态啮合力峰峰值较优化前最大减小了27.7%,优化后系统动态动态性能得到明显改善。

关键词：齿轮传动啮入冲击传动误差响应优化

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支撑与腰梁及连续墙节点抗震性能研究

铁道工程学报 2024年第7期41卷 99-105页

作者：麦家儿卢晓智何冠鸿裴行凯广州地铁设计研究院股份有限公司广州510669

研究目的:装配式建筑技术具有材料能耗低、生产效率高等优点,国内已逐步将装配式建筑技术应用于地铁车站的建设当中。为适应广州地区常见的内支撑支护体系,广州地铁提出一种新型的装配式地铁车站形式,该地铁车站的临时支护结构将作为车... 详细信息

研究目的:装配式建筑技术具有材料能耗低、生产效率高等优点,国内已逐步将装配式建筑技术应用于地铁车站的建设当中。为适应广州地区常见的内支撑支护体系,广州地铁提出一种新型的装配式地铁车站形式,该地铁车站的临时支护结构将作为车站的永久结构,采用“两墙合一”的设计,因此该工程对其地下连续墙-腰梁-支撑连接节点的连接精度及力学性能要求较高。本文基于该工程背景,针对连续墙-腰梁-支撑连接节点的足尺构件进行低周循环加载试验,探究在本工程中采用钢板连接及接驳器连接两种连接方案的适用性及安全性,并对比两种足尺节点的抗震性能的差异。研究结论:(1)试验结果表明两种连接方式的节点均能满足装配式地铁车站结构的设计抗震性能要求;(2)两个构件的破坏位置均为腰梁与支撑连接处界面,在进行抗震设计时应加强该处的连接强度;(3)与钢筋接驳器连接的节点相比,钢板连接节点的强度退化小、刚度大、延性好、抗震性能更优,可优先作为该类装配式地铁车站的连接方式;(4)本研究成果可为装配式地铁车站节点的抗震设计提供参考。

关键词：地铁车站装配式结构足尺试验低周循环加载

政府数据开放的经济增长效应:理论推演与经验证据

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现代经济探讨 2024年第9期 15-28页

作者：裴馨高远东西南大学经济管理学院重庆400715

在全面推进数字中国建设和经济高质量发展的背景下,厘清政府数据开放的经济价值创造作用具有重要的意义。基于内生增长模型,分析了政府数据开放对经济增长的影响及其作用机制,并以政府数据平台开通为准自然实验进行实证检验。结果表明,... 详细信息

在全面推进数字中国建设和经济高质量发展的背景下,厘清政府数据开放的经济价值创造作用具有重要的意义。基于内生增长模型,分析了政府数据开放对经济增长的影响及其作用机制,并以政府数据平台开通为准自然实验进行实证检验。结果表明,政府数据开放对经济增长具有显著促进作用,且其促进作用在公共服务支出、企业所得税收入和数字基础设施投资较多地区更为突出;进一步分析发现,人力资本积累、技能人力资本、研发人力资本及其与政府数据开放的交互作用能够显著促进经济增长。据此,从理论与实证层面重点考察了政府数据开放的经济增长效应,这不仅丰富了相关研究文献,也为政府更好地释放数据要素价值提供决策参考。

关键词：政府数据开放公共数据要素经济增长人力资本内生增长模型

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一种基准关联的空间尺寸远心视觉测量方法

红外技术 2024年第1期46卷 94-98页

作者：刘峰张英杰高裴裴樊梦琦天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 南开大学计算机学院天津300071

针对具有横截面外伸尖端特征的长轴工件,本文研究了一种基准关联的空间尺寸远心视觉测量方法。该方法首先利用远心成像实现较长尺度工件的局部待测要素的图像特征提取和位置测量,而后建立局部待测要素与相机成像视场以外的轴线基准要素... 详细信息

针对具有横截面外伸尖端特征的长轴工件,本文研究了一种基准关联的空间尺寸远心视觉测量方法。该方法首先利用远心成像实现较长尺度工件的局部待测要素的图像特征提取和位置测量,而后建立局部待测要素与相机成像视场以外的轴线基准要素的测量传递链,将局部要素经计算转化成全局径向尺寸,从而实现超过成像视场尺度的快速精密测量。构建了测量实验环境,对方法的有效性进行了验证,对误差进行了溯源和分析并给出了进一步提升精度的建议。本方法能够在远心平行投影条件下实现对立体工件的空间几何量测量,特别适用于对速度和精度均要求较高的在位测量应用场合。

关键词：空间尺寸局部要素基准关联远心测量

基于波数-频率谱分析的线阵列后向台阶流速测量

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空气动力学学报 2024年

作者：裴锐贾丹平赵鲲刘博沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳计量测试院中国空气动力研究与发展中心

为了解决后向台阶湍流介质流速测量存在重复性较低、鲁棒性较差的问题，提出了一种基于波数-频率谱分析的线阵列传感器流速测量方法。首先，分析了后向台阶数据的湍流度和“泰勒冻结”信号特征；其次，使用频域波束形成算法和多信号分... 详细信息

为了解决后向台阶湍流介质流速测量存在重复性较低、鲁棒性较差的问题，提出了一种基于波数-频率谱分析的线阵列传感器流速测量方法。首先，分析了后向台阶数据的湍流度和“泰勒冻结”信号特征；其次，使用频域波束形成算法和多信号分类算法将传感器数据从x-t域转换至k-ω域，呈现出与后向台阶流速相关的特征“脊线”；然后，探究不同波束形成滤波算法和功率谱分块长度对流速“脊线”的影响；最后，应用波数-频率谱分析“脊线”斜率求解流速，与传统的互相关法比较，相对误差为2.83%，重复性0.32%。结果表明：波数-频率谱方法能够有效的实现后向台阶流速测量，具有较好的重复性和鲁棒性。

关键词：后向台阶波数-频率谱流速互相关频域波束形成多重信号分类

2017-2021年山东省滕州市儿童及孕妇碘营养状况调查分析

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中华地方病学杂志 2024年第1期43卷 61-65页

作者：裴宝伟徐玉銮滕州市疾病预防控制中心，滕州277599

目的掌握山东省滕州市重点人群碘营养状况,为今后碘缺乏病防治工作提供科学依据。方法2017-2021年,采用分层整群抽样方法,每年在滕州市的21个碘缺乏病镇(街道)按东、西、南、北、中划分5个抽样片区,每个片区抽取1个镇(街道)为监测点;每... 详细信息

目的掌握山东省滕州市重点人群碘营养状况,为今后碘缺乏病防治工作提供科学依据。方法2017-2021年,采用分层整群抽样方法,每年在滕州市的21个碘缺乏病镇(街道)按东、西、南、北、中划分5个抽样片区,每个片区抽取1个镇(街道)为监测点;每个镇(街道)抽取1所小学的40名8~10岁非寄宿学生(男女各半、年龄均衡)及20名孕妇(孕早、中、晚期均衡),采集家中食用盐盐样和随意1次尿样进行盐碘及尿碘含量检测。结果共采集家中食用盐盐样1506份,盐碘中位数为24.29 mg/kg,碘盐覆盖率为96.55%(1454/1506),碘盐合格率为93.40%(1358/1454),合格碘盐食用率为90.17%(1358/1506);不同年份盐碘中位数、碘盐覆盖率比较,差异均有统计学意义(H=119.61,P<0.001;χ^(2)=14.53,P=0.006)。共采集8~10岁儿童尿样1000份,尿碘中位数为182.20μg/L,不同年份、性别、年龄及城乡儿童尿碘中位数比较,差异均有统计学意义(H=38.18、13.96、49.30、8.34,均P<0.05)。共采集孕妇尿样499份,尿碘中位数为152.40μg/L,不同年份间比较,差异有统计学意义(H=20.09,P<0.001)。结论滕州市儿童和孕妇碘营养均处于适宜水平;但合格盐碘食用率、孕妇尿碘水平均处于标准下限,且存在波动,有碘缺乏风险。相关部门应重点加强碘盐管理、重点人群碘缺乏监测和健康教育工作,做到科学补碘、持续稳定碘营养适宜状态。

关键词：碘盐类尿儿童孕妇

火箭捆绑机构热力耦合模型修正与虚拟验证方法

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振动与冲击 2024年第8期43卷 34-42页

作者：贺揆张薇李长龙裴长浩北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191 北京宇航系统工程研究所北京100076

在缺少试验数据的情况下,为得到精确的火箭捆绑机构热力耦合有限元模型,提出了一种考虑建模不确定性的模型修正与虚拟验证方法。所提出的方法充分利用前期型号已有的试验数据,对尚无试验数据的在研新型号火箭捆绑机构基于通用化摩擦热... 详细信息

在缺少试验数据的情况下,为得到精确的火箭捆绑机构热力耦合有限元模型,提出了一种考虑建模不确定性的模型修正与虚拟验证方法。所提出的方法充分利用前期型号已有的试验数据,对尚无试验数据的在研新型号火箭捆绑机构基于通用化摩擦热理论公式进行虚拟映射、验证及修正。首先,建立前期型号的捆绑机构有限元模型,基于已有试验数据,使用贝叶斯修正算法对有限元模型进行修正;然后,建立通用化摩擦热理论模型并标定其中的待定系数,使理论模型与有限元的计算结果一致;最后,建立在研型号的有限元模型,以标定后的理论计算值为依据,验证并修正在研型号的有限元模型。将该方法用于缺少试验数据的某新型火箭捆绑机构的数字化建模及验证问题,结果表明,修正后的有限元模型具有较高的精度及可靠性。

关键词：捆绑机构热力耦合不确定性模型修正

设置多级屈服耗能BRB的桥梁排架墩等能量设计方法

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 246-256页

作者：秦洪果裴银海范向鑫李萍石岩兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050

传统防屈曲支撑(BRB)被广泛用于桥梁排架墩的减震控制,但其屈服后刚度较低和变形能力较小,难以有效控制强震下的峰值位移和残余位移。为此,将传统单一材料组成的BRB核心变形段替换为两种具有不同屈服点的材料,使其整体力学特性呈分级屈... 详细信息

传统防屈曲支撑(BRB)被广泛用于桥梁排架墩的减震控制,但其屈服后刚度较低和变形能力较小,难以有效控制强震下的峰值位移和残余位移。为此,将传统单一材料组成的BRB核心变形段替换为两种具有不同屈服点的材料,使其整体力学特性呈分级屈服的多线性,形成多级屈服耗能的防屈曲支撑(MSBRB)。将MSBRB作为保险丝构件应用于排架墩以提升其抗震性能,采用等能量的设计方法,以设置MSBRB排架墩体系的能力曲线为设计目标,考虑体系在逐渐增强的地震动荷载作用下的塑性发展机制和能力曲线特征,在中国公路抗震设计规范基础上发展了三阶段的抗震设计流程。最后,结合一排架墩设计案例并通过非线性时程分析证明了所提出设计方法的可行性和准确性。结果表明:设计方法可以较好地预测不同地震水平下MSBRB排架墩体系的性能状态,设计值与模拟值最大误差不超过6%,能达到不同地震水平的设计目标;设置MSBRB能显著降低排架墩的墩顶位移,E2地震作用水平下可使排架墩保持弹性状态,在更强的地震水平下也可有效降低排架墩的损伤,说明MSBRB可更为高效地提升排架墩抗震性能,实现排架墩的损伤控制。

关键词：排架墩基于等能量的设计方法结构保险丝多级防屈曲支撑能量修正系数

动水作用下岩体裂隙中颗粒运动规律的试验研究

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岩土力学 2024年第10期 2870-2878页

作者：崔溦裴介渲江志安天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津大学建筑工程学院中国水电基础局有限公司天津市地基与基础工程企业重点实验室

动水作用下岩体裂隙中的颗粒运动是引起渗透破坏的常见原因。针对天然岩石裂隙的随机性与隐蔽性，采用三维Weierstrass-Mandelbrot分形函数构建随机裂隙通道，并采用3D打印方法获得透明裂隙模型实体，使用微流体控制仪开展动水作用下颗... 详细信息

动水作用下岩体裂隙中的颗粒运动是引起渗透破坏的常见原因。针对天然岩石裂隙的随机性与隐蔽性，采用三维Weierstrass-Mandelbrot分形函数构建随机裂隙通道，并采用3D打印方法获得透明裂隙模型实体，使用微流体控制仪开展动水作用下颗粒在裂隙中的运动试验，分析裂隙粗糙程度、颗粒粒径与裂隙开度的比值（简称粒径隙宽比）、渗流水压力对颗粒在裂隙中起动、运移的影响规律，进而推断岩体裂隙发生渗透破坏的可能性。研究结果表明：颗粒在岩石裂隙中的运动规律与裂隙粗糙程度、水压力、颗粒粒径隙宽比3个因素有关。裂隙粗糙程度越大，或颗粒粒径隙宽比越大，颗粒越不容易开始运动，即裂隙发生渗透破坏的可能性越低。同时，水压力是颗粒运动的主导因素，颗粒粒径隙宽比对颗粒运动的影响与水压力有关。存在一特定水压力临界值，未达到该水压力时，颗粒粒径隙宽比对平均运动速度的影响不明显，超过该水压力后，影响程度显著增大，且该临界水压力值的大小与裂隙粗糙程度有关，裂隙越粗糙，临界水压力越大。

关键词：岩体裂隙颗粒运动动水压力分形维数室内试验

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