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超弹性防弹衣式柔性磨具研制及其高剪低压磨削实验研究

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超弹性防弹衣式柔性磨具研制及其高剪低压磨削实验研究

作者：谷志强山东理工大学

学位级别：硕士

磨削是最常见的精密与超精密加工技术之一,广泛应用于航空航天、船舶制造、医疗器械等高端制造领域。随着高端装备制造业和自动化技术的不断发展,对镍基合金等难加工材料复杂曲面零部件的表面质量提出了更高的要求。镍基合金具有良好的... 详细信息

磨削是最常见的精密与超精密加工技术之一,广泛应用于航空航天、船舶制造、医疗器械等高端制造领域。随着高端装备制造业和自动化技术的不断发展,对镍基合金等难加工材料复杂曲面零部件的表面质量提出了更高的要求。镍基合金具有良好的高温特性、抗热疲劳性和热稳定性,其优异的材料特性也导致其在传统磨削中易于出现砂轮阻塞、磨削烧伤、表面完整性差等加工难题,很难满足尖端行业的质量要求。从磨削机理分析,传统砂轮磨削是一种多刃复合型切削加工技术,其材料去除机理十分复杂,在磨削加工过程中法向磨削力通常是切向磨削力的3-5倍,难加工材料可达数十倍,法向磨削力与切向磨削力之比过高是造成磨削难题的主要成因。针对上述问题,本文利用超弹性材料和高性能纤维,研制了具有剪切增稠特性磨料体系的超弹性“防弹衣”式柔性磨具,开发了多自由度“高剪低压”精密磨削集成系统,针对Inconel718高温合金开展了一系列“高剪低压”磨削实验,探究了磨削工艺参数和磨料层组织成分参数对工件表面粗糙度和磨削力的影响规律,揭示了“高剪低压”微观材料去除机理,验证了超弹性“防弹衣”式柔性磨具“高剪低压”特性及其优异的磨削性能。本文主要开展的研究内容如下:(1)根据难加工材料复杂曲面零部件磨削特点,确定了超弹性“防弹衣”式柔性磨具结构方案,确定了磨具各组成部件材料参数,利用有限元分析对“防弹衣”式柔性磨具进行优化设计,验证了其结构设计合理性。(2)利用工业机器人、三维精密运动平台、电主轴和超弹性“防弹衣”式柔性磨具,开发了多自由度“高剪低压”精密磨削集成系统,建立了机器人和三维精密运动平台有效通讯,开发了实现磨削力采集、分析和反馈的力控模块,通过工业机器人的姿态调整和三维精密运动平台运动实现多自由度(6+3)联动,完成对复杂曲面零部件的精密力控磨削加工。(3)基于“液体防弹衣”原理和“粒子簇”效应,揭示了复杂曲面“高剪低压”磨削微观材料去除机理,根据磨具结构特征和Hertz接触理论分别对磨削区域速度场和压力场进行理论分析,利用Preston方程建立了超弹性“防弹衣”式柔性磨具“高剪低压”磨削材料去除模型,并通过定点磨削实验验证了其有效性,理论模型平均误差为4.563%。(4)针对Inconel718平面工件,开展了“高剪低压”磨削实验研究,探究了下压深度、磨具转速和进给速度对工件表面粗糙度和磨削力的影响规律。实验结果表明在磨具下压深度1 mm,磨具转速600 r/min和进给速度4 mm/s时,磨削表面粗糙度最优,表面粗糙度从385.6 nm下降至44.5 nm,磨削后工件表面呈镜面,验证了“防弹衣”式柔性磨具优异的磨削性能;对“高剪低压”磨削过程中磨削力进行监测,结果表明切向磨削力与法向磨削力力比F/F最高可达0.427,远高于仅利用纯Kevlar纤维的磨削力比0.166,验证了研发的超弹性“防弹衣”式柔性磨具的“高剪低压”磨削特性。(5)针对Inconel718曲面工件,开展了进一步的磨料层组织成分优化实验研究,探究了磨料层基液中纳米SiO质量分数、磨料粒径和磨料质量分数对表面粗糙度、材料去除深度和磨削力的影响规律。获得了最优的磨料层组织成分参数:磨料层基液中SiO质量分数15%、磨料粒径6.5μm和AlO磨料质量分数5%,曲面工件表面粗糙度从初始的308.1 nm下降至50.0 nm,材料去除深度达1.57μm,切向磨削力与法向磨削力力比可达0.2741,磨削后工件表面完整性良好,同时保持着良好的表面轮廓。

关键词：高剪低压磨削防弹衣式柔性磨具镍基高温合金材料去除模型磨削参数

三因素劣化作用后水工混凝土强度与断裂性能试验研究

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三因素劣化作用后水工混凝土强度与断裂性能试验研究

作者：谷志强郑州大学

学位级别：硕士

混凝土的耐久性问题一直是国内外学者研究的热点。水工大体积混凝土在浇筑和施工过程中极易出现裂缝,且所处环境比一般混凝土更加恶劣,在正常使用状态下,除了受到大气中二氧化碳的碳化作用外,环境水还会通过裂缝进入混凝土内部,引起混... 详细信息

混凝土的耐久性问题一直是国内外学者研究的热点。水工大体积混凝土在浇筑和施工过程中极易出现裂缝,且所处环境比一般混凝土更加恶劣,在正常使用状态下,除了受到大气中二氧化碳的碳化作用外,环境水还会通过裂缝进入混凝土内部,引起混凝土内部的化学腐蚀,在严寒地区还会受到冻融循环作用。在复杂劣化作用的共同影响下,水工混凝土极易导致结构开裂的加剧甚至引起工程的失事。因此,研究水工混凝土在碳化、硫酸盐干湿循环、冻融循环三重因素共同作用下的强度和断裂性能具有重要意义。基于此,本文对水工混凝土在碳化(7天、14天、28天)、硫酸盐干湿循环(15次、30次、60次)和冻融循环(25次、50次、75次)三重劣化因素共同作用下的抗压强度、劈拉强度和断裂性能等力学性能指标进行了试验研究,分析了三因素耦合作用下水工混凝土的力学性能劣化规律,研究了劣化作用的内在影响机理。主要结论如下:1.在碳化—硫酸盐干湿循环—冻融循环三种劣化因素共同作用下,水工混凝土抗压强度总体变化幅度不大;碳化初期可提高抗压强度,但碳化时间过长时强度有所降低;冻融时间越长,强度降低越明显。三因素耦合作用下的试件劈拉强度变化趋势与抗压强度基本相同,但劣化作用对混凝土劈拉强度的影响较抗压强度更大。劈拉强度随着干湿循环次数的增加呈现先增大后减小的趋势,而冻融循环对混凝土劈拉强度损伤最大。2.冻融前后水工混凝土试件的质量损失率非常小,相对动弹性模量变化规律与质量损失率之间无显著的对应关系。复合劣化作用使水工混凝土中的部分粗骨料与混凝土砂浆剥离,减弱了混凝土各组分材料之间的粘结力,降低了其承受荷载和抵抗裂缝扩展的能力。3.复合劣化作用对混凝土断裂性能的损伤远大于其对抗压强度和劈拉强度的损伤。在三种劣化因素中,冻融对试件的断裂性能影响最大,宏观裂缝的产生加速了混凝土试件内部微裂缝的扩展,导致试件在劣化过程中出现恶性循环,最终导致其起裂韧度和失稳韧度的降低。劣化作用降低了混凝土的脆硬性,提高了试件的韧度,使试件在达到失稳荷载后仍能保持一段时间的稳定扩展。

关键词：水工混凝土碳化硫酸盐侵蚀冻融循环复合劣化作用抗压强度劈裂抗拉强度断裂性能

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基于数据融合的在线医疗社区医生推荐研究

基于数据融合的在线医疗社区医生推荐研究

作者：谷志强中央财经大学

学位级别：硕士

随着我国的经济和社会的不断发展,人民群众对于医疗资源的需求也在不断扩大。然而目前国内依旧存在着如医疗资源总量不够、分配不均等问题,在线医疗作为线下医疗方式的一种补充,在一定程度上是当前我国医疗资源问题的重要解决途径。但... 详细信息

随着我国的经济和社会的不断发展,人民群众对于医疗资源的需求也在不断扩大。然而目前国内依旧存在着如医疗资源总量不够、分配不均等问题,在线医疗作为线下医疗方式的一种补充,在一定程度上是当前我国医疗资源问题的重要解决途径。但是随着在线医疗的发展,在线医疗社区上的信息在形式上越来越多样化,在数量上更是爆炸式增长。当缺乏医学知识的患者在在线医疗社区上寻求医生帮助的时候,其很难凭自身的精力去处理庞大且多样的数据并且做出合适的抉择。替患者处理在线医疗社区上的多样且数量众多的信息并且为其推荐合适的医生,不但可以帮助患者更好地管理自身健康,也能促进在线医疗的发展,缓解当前医疗压力。本文针对上述问题,将数据融合理论的思想和方法引入到在线医疗社区的医生推荐研究中来,并且建立了一个在线医疗社区的医生推荐模型。本文根据以往的研究和在线医疗社区中各类信息的特点,分别构建了三个子模型来处理在线医疗社区中不同的信息。第一个子模型是衡量医生的专业能力和患者病情匹配程度的医患专业匹配子模型,第二个子模型是从患者满意度出发的对医生的在线服务过程进行评价的医生服务评价子模型,第三个子模型为从患者在在线医疗社区上选择医生时重视的一些医生个人信息出发构建的医生个人信息评价子模型。本文选择好大夫在线网站来进行推荐模型实证分析。在医患专业匹配子模型部分,本文利用问答社区中常用专家发现方法中的向量空间模型和主题模型两种方法分别构建了一个医患专业匹配子模型。针对这两种子模型依据的方法不同给出的结果可能不一致的问题,本文利用数据融合中的DS证据理论将这两种方法得到的子模型的结果进行了融合。最后本文选择了HR@N和NDGG@N两个指标实证证明了,融合后的模型在效率和准确性都要超过两个基础的子模型。在医生服务评价子模型部分,本文根据以往的研究和数据可得性,选择了情感支持、信息支持、交流深度、等待时间四项作为模型的指标。考虑到从客观角度对每个医生的服务过程进行评价,本文选择了熵权-TOSPIS方法构建了医生个人信息评价子模型,并且对选择的医生对象进行了实际评估。在医生个人信息评价子模型部分,本文选了医生的临床职称、电子口碑、所在医院等级、医生主动性、历史病人数五项作为模型的指标。患者对于医生的个人信息的评价有着很高的主观差异性,本文选择问卷调查法和AHP法结合构建医生个人信息评价模型,并且也对选择的所有医生对象进行了实际评估。最后本文使用AHP方法将三个子模型得到的结果融合为一个结果,为在线医疗社区的不同患者进行动态的医生推荐。相较于以往研究中推荐模型的出发点和依据的理论方法单一化,给出的结果可能与其他推荐模型不一致,对决策的支持程度不高。本文引入数据融合有关理论,对不同的方法得到的医患专业匹配模型的结果进行了融合,得到了更加准确和有效的推荐结果,丰富了在线医疗社区为患者推荐医生的研究。此外,目前在线医疗社区为患者推荐医生的时候,同一个疾病搜索关键词下的医生推荐名单是固定的,没有考虑具体病情的差异和患者的偏好差异,本文设计的推荐模型在指导实际推荐系统的构建的时候,针对不同的患者,推荐的结果兼顾了患者疾病和医生的专业匹配情况以及患者的偏好,提升了推荐的有效性。

关键词：在线医疗社区医生推荐数据融合 DS证据理论

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基于电磁法的钢水液位检测研究

基于电磁法的钢水液位检测研究

作者：谷志强辽宁科技大学

学位级别：硕士

结晶器中钢水液位测量是保证连续铸钢生产顺利进行的关键技术之一。电磁检测法由于其具有小巧灵便、检测精度高、抗干扰性强等优点,能够替代目前常用的射线法检测钢水液位高度。开展连铸生产中的液位检测系统研究就成为了一个重要研究... 详细信息

结晶器中钢水液位测量是保证连续铸钢生产顺利进行的关键技术之一。电磁检测法由于其具有小巧灵便、检测精度高、抗干扰性强等优点,能够替代目前常用的射线法检测钢水液位高度。开展连铸生产中的液位检测系统研究就成为了一个重要研究方向。本文研究了电磁式传感器的电磁场仿真,并研制了一种基于电磁检测的钢水液位检测系统。本文分析结晶器内钢水液位检测的主要检测方法、工作原理和优缺点。介绍了电磁液位检测方法的基本原理和理论推导过程,并通过Ansys Maxwell仿真验证其可行性。提出了一种用于检测钢水液位高度的电磁式传感器仿真模型,利用Ansys Maxwell软件对电磁式传感器进行电磁场分析,详细描述利用该软件创建电磁式传感器的仿真模型、设置仿真条件和后处理等三维电磁场仿真分析的基本步骤。分别改变电磁式传感器的铁芯、线圈以及激励信号等参数,对不同模型进行仿真研究,探讨电磁式传感器各参数对传感器检测精度的影响。仿真结果能够反映电磁式传感器的性能,对电磁式传感器的设计具有指导意义。本文研制完成了基于电磁检测的钢水液位检测系统,运用Altium Designer软件设计了系统的硬件电路和PCB板,使用MPLAB IDE编写完成了系统的单片机软件程序,通过电路设计、信号调理和线性化处理等手段提高钢水液位检测系统的抗干扰能力和检测精度。运用串口触摸屏的上位机软件绘制了人机交互页面,可以通过触摸按键实现多种相关功能的设置,保证系统操作简单方便。研制出的钢水液位检测系统的实时性和可靠性非常好,具有检测精度高、操作方便灵活和经济性好等特点,检测精度在±1mm以内。实际运行结果表明该系统达到了设计要求,取得了良好的实际应用效果,具有广泛的市场应用前景。

关键词：结晶器钢水液位电磁场仿真电磁式传感器

光伏储能联合系统参与实时能量-调频市场的运行策略研究

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光伏储能联合系统参与实时能量-调频市场的运行策略研究

作者：谷志强南京理工大学

学位级别：硕士

近年来,高比例的光伏发电的接入给电力系统的运行带来了挑战,通过储能系统联合光伏发电参与实时能量和调频市场,不仅可以缓解系统的调频压力,还能提高光伏和储能联合系统的经济效益。由于光伏出力和电力市场价格存在不确定性,会使得系... 详细信息

近年来,高比例的光伏发电的接入给电力系统的运行带来了挑战,通过储能系统联合光伏发电参与实时能量和调频市场,不仅可以缓解系统的调频压力,还能提高光伏和储能联合系统的经济效益。由于光伏出力和电力市场价格存在不确定性,会使得系统发电商参与电力市场运行过程中经济效益降低。现有研究常采用基于概率场景的随机优化方法来处理这两种不确定性,但准确光伏发电和电力市场价格的概率密度函数较难获取。此外,由于随机优化方法需要较多的价格和出力不确定场景,提高了优化求解的计算规模。因此,本文以典型的美国德州电力实时市场为背景,提出了基于鲁棒模型预测控制方法的光储系统运行优化策略。本文主要完成了以下工作:第一,分析了电力市场结构和光储系统的结构。首先,分析了典型的电力市场模式和交易机制,包括英国电力市场、美国PJM电力市场及美国德州电力市场,本文选择美国德州电力实时市场为研究背景。然后,分析了光伏和储能联合系统结构及其参与系统调频能力。第二,建立光储系统优化参与实时市场的单时步优化模型。以光储系统在能量-调频市场总收益最大为目标函数,考虑了光伏出力和电力市场价格不确定性的影响,计及了光伏发电的出力约束和储能的充放电约束、功率约束、电量约束,从而建立光储系统参与实时市场单时步随机优化模型。最后,以典型日的光伏发电和储能系统数据及美国德州电力市场电价数据为例,通过对光储系统参与联合能量-调频市场和单独能量或调频市场运行结果进行了比较,验证了光储系统参与联合能量-调频市场单时步优化模型的有效性。第三,建立基于鲁棒模型预测控制方法的光储系统优化模型。首先介绍了鲁棒模型预测控制方法,然后以光储系统参与能量和调频联合市场的总收益最大为目标,采用区间表示光伏出力和市场价格的不确定量,建立多时步的双层鲁棒优化模型,利用对偶理论将该模型转化为一个混合整数线性规划模型。最后,通过与现有光储系统参与实时能量和调频市场单时步优化结果对比,验证了基于RMPC方法的光储系统参与能量和调频联合市场运行策略的有效性。还考察了光伏出力预测误差、市场价格预测误差等约束对于结果的影响。

关键词：光储联合系统能量市场调频市场鲁棒优化模型预测控制

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发电厂空冷系统散热器的检修

电力建设 1992年第6期 70-71页

作者：朱俊杰谷志强山西电建一公司

大同第二发电厂5、6号机组装置了匈牙利海勒式空冷系统。经过几年运行后,有部分三角散热器出现了不同程度的泄漏。山西电建一公司为大同第二发电厂空冷塔散热器进行了检修。到目前为止,已修复了20多组。修复后的散热器重新投入运行后一... 详细信息

大同第二发电厂5、6号机组装置了匈牙利海勒式空冷系统。经过几年运行后,有部分三角散热器出现了不同程度的泄漏。山西电建一公司为大同第二发电厂空冷塔散热器进行了检修。到目前为止,已修复了20多组。修复后的散热器重新投入运行后一切正常,保证了机组的正常运行。

关键词：大同第二发电厂散热器换热器采暖设备爆管

钢筋钢纤维混凝土梁疲劳全过程分析及寿命预测

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建筑结构学报 2024年第5期45卷 164-172页

作者：谷志强高丹盈王建召李昊璋胡玉博郑州大学黄河实验室河南郑州450002 郑州大学土木工程学院河南郑州450002

为研究钢筋钢纤维混凝土梁的疲劳损伤演化过程,并对其疲劳寿命进行预测,依据钢筋钢纤维混凝土梁疲劳试验结果,基于梁受压和受拉区钢纤维混凝土以及受拉钢筋的疲劳损伤演化特性,采用分段线性方法,建立钢筋钢纤维混凝土梁疲劳全过程分析... 详细信息

为研究钢筋钢纤维混凝土梁的疲劳损伤演化过程,并对其疲劳寿命进行预测,依据钢筋钢纤维混凝土梁疲劳试验结果,基于梁受压和受拉区钢纤维混凝土以及受拉钢筋的疲劳损伤演化特性,采用分段线性方法,建立钢筋钢纤维混凝土梁疲劳全过程分析及寿命预测模型,并与试验结果对比进行验证。采用该模型分析钢纤维混凝土梁的混凝土、钢筋应变以及受拉钢筋截面面积随疲劳循环次数的退化规律,得到不同疲劳循环次数后试验梁的剩余承载力。结果表明:钢纤维能够显著提高梁的疲劳性能,试验梁的受拉钢筋截面面积随疲劳循环次数增加呈两阶段减小趋势,而受压区混凝土和受拉钢筋的应变以及梁剩余承载力呈三阶段发展模式,42根钢筋钢纤维混凝土梁的试验疲劳寿命与预测疲劳寿命比值的均值为0.953,变异系数为0.284,整体符合较好。

关键词：钢纤维混凝土梁疲劳试验全过程分析寿命预测

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光储系统参与实时能量-调频市场的运行策略

电网技术 2020年第5期44卷 1758-1765页

作者：谢云云谷志强王晓丰卓一王珂耿建南京理工大学自动化学院江苏省南京市210094 温州港集团有限公司浙江省温州市325000 浙江华云信息科技有限公司浙江省杭州市310008 中国电力科学研究院有限公司江苏省南京市210003

由于光伏出力和电力市场价格存在不确定性,现有研究常采用基于概率场景的随机优化方法,但准确的光伏发电和电力市场价格概率密度函数较难获取,且可能由于难以满足投标功率而受到惩罚。为此,提出了基于鲁棒模型预测控制的运行策略。以光... 详细信息

由于光伏出力和电力市场价格存在不确定性,现有研究常采用基于概率场景的随机优化方法,但准确的光伏发电和电力市场价格概率密度函数较难获取,且可能由于难以满足投标功率而受到惩罚。为此,提出了基于鲁棒模型预测控制的运行策略。以光储系统在能量和调频市场的联合收益最大为目标函数,计及光伏发电的出力约束和储能的充放电约束、功率约束、电量约束,考虑光伏出力和实时市场价格的不确定性,建立了多时步双层鲁棒优化模型。利用对偶理论将该模型转化为一个混合整数线性规划模型,并采用CPLEX求解该模型。最后,利用实际光伏和储能数据及ERCOT电价数据验证了所提运行策略的有效性。

关键词：光储系统能量市场调频市场鲁棒模型预测控制鲁棒优化

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高中化学课程教学中融入思政教育方法探究

中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 2021年第3期 149-149,151页

作者：谷志强太原市第二十九中学校山西太原030024

在新课标的要求下,学生是否取得成功,不能单单靠取得的成绩判断。学生的“德、智、体、美、劳全面发展也是判断学生是否取得成功的必要条件。学生不仅要具备良好的德行修养,还要把所学的科学文化知识运用到实际生活中去。本文从高中化... 详细信息

在新课标的要求下,学生是否取得成功,不能单单靠取得的成绩判断。学生的“德、智、体、美、劳全面发展也是判断学生是否取得成功的必要条件。学生不仅要具备良好的德行修养,还要把所学的科学文化知识运用到实际生活中去。本文从高中化学的思政教育渗透、思政教育的方法策略这两个方面展开讨论。

关键词：高中化学思政教育融入方法