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车削中心静动热特性分析及床鞍结构优化设计

车削中心静动热特性分析及床鞍结构优化设计

作者：赵二鑫大连理工大学

学位级别：硕士

数控车削中心已广泛应用于机械产品加工领域,对机床的性能要求也越来越高,因此对机床静动热特性进行分析以及零件的结构优化设计是很有意义的。本课题来源于国家科技重大专项项目(NO.2009ZX040 14-034):“面向动静热特性的机床数字化设... 详细信息

数控车削中心已广泛应用于机械产品加工领域,对机床的性能要求也越来越高,因此对机床静动热特性进行分析以及零件的结构优化设计是很有意义的。本课题来源于国家科技重大专项项目(NO.2009ZX040 14-034):“面向动静热特性的机床数字化设计及其软件”、国家科技重大专项项目(NO.2009ZX04001-031):“VHT系列立式车铣复合加工中心”以及国家科技支撑计划(NO.2007BAF21B01)“多轴联动高速龙门式加工中心系列产品开发”的子课题部分,主要运用有限元分析的方法,对车削中心的关键部件进行了静动热综合特性分析,同时将拓扑优化理论与结构设计相结合,进行床鞍结构优化设计,本文主要研究以下几个方面：(1)通过对车削加工中心进行结构分析,确定车削中心的最大工作载荷,简化车削中心联接面载荷,建立机床部件与整机的参数化力学模型,应用有限元软件分析机床部件与整机的静态变形情况,分析加工偏差和机床刚度。(2)进行车削中心模态分析,求解各部件的前6阶固有频率及相应的振型。同时考虑结合面对整机固有频率和振型的影响,建立整机合理的有限元模型,进行整机的动态特性分析,确定固有频率与相应的振型。(3)根据传热学的稳态传热和对流换热的理论基础,分析机床在加工状态下的热源,对机床主轴箱进行热特性分析,得到主轴箱稳态温度场、热应力及热变形,深入进行热-结构耦合分析,求解热-结构综合作用下的应力和变形。(4)研究数控车削中心床鞍的结构优化和轻量化设计方法。基于机床在切削作用下的典型工况,分析其载荷和边界条件;建立体积约束下的床鞍结构多工况静态性能和动态性能多目标拓扑优化数学模型,根据拓扑优化结果构建床鞍的优化概念模型;利用结构优化设计的思想对概念模型进行结构刚度设计,设计新型床鞍结构方案;在保证床鞍刚度和动态性能的前提下,床鞍的质量减少了14.33%,表明该设计方法能够有效实现结构轻量化设计。

关键词：力学模型模态分析热结构耦合结构优化

基于多观测模式的科学卫星构型布局设计与验证

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航天器工程 2018年第5期27卷 33-39页

作者：李昂赵二鑫洪斌张龙北京空间飞行器总体设计部北京100094

空间观测科学卫星一般会有多种观测模式,不同观测模式对卫星提出不同的构型布局需求。硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星在轨能够实现巡天、小天区、定点、伽马暴等4种主要观测模式。通过对卫星不同观测模式进行分析,得出各观测模式对构型布... 详细信息

空间观测科学卫星一般会有多种观测模式,不同观测模式对卫星提出不同的构型布局需求。硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星在轨能够实现巡天、小天区、定点、伽马暴等4种主要观测模式。通过对卫星不同观测模式进行分析,得出各观测模式对构型布局设计需求,完成HXMT卫星适应多观测模式的构型布局设计。采用模块化、集成化的原理,设计服务舱+载荷舱的整星构型形式,以提高总装操作和测试的开敞性,实现并行研制;采用将望远镜背向安装在载荷舱顶板的布局方式,有效降低卫星平台对有效载荷的感生本底干扰,并屏蔽地球大气的反照本底;采用星敏感器与望远镜一体化安装布局,保证在轨望远镜光轴指向的确定精度;通过设置多维遮阳板,以减小定点和小天区扫描模式下对望远镜的空间外热流。

关键词：硬X射线调制望远镜卫星观测模式构型布局设计与验证

有色金属矿采选业ESG信息披露的动因及经济后果研究 ——以洛阳钼业为例

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有色金属矿采选业ESG信息披露的动因及经济后果研究 ——以洛阳钼...

作者：赵世鑫武汉纺织大学

学位级别：硕士

多虚拟同步发电机并联系统功率低频振荡机理分析

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电力系统自动化 2024年

作者：刘雨昕彭克赵子达姜妍蔡元鑫山东理工大学电气与电子工程学院

虚拟同步发电机通过模拟传统同步发电机的外特性提高新能源发电系统的惯量水平及惯性支撑能力，但虚拟同步发电机也会存在传统同步发电机的功率低频振荡问题。针对多虚拟同步发电机并联系统的低频振荡机理进行了研究，首先，建立了多虚... 详细信息

虚拟同步发电机通过模拟传统同步发电机的外特性提高新能源发电系统的惯量水平及惯性支撑能力，但虚拟同步发电机也会存在传统同步发电机的功率低频振荡问题。针对多虚拟同步发电机并联系统的低频振荡机理进行了研究，首先，建立了多虚拟同步发电机并联系统的单机等值模型，推导了等值模型的数学表达式。然后，建立了有功分量和无功分量刻画的低频振荡频率解析表达式，进一步对影响无功功率振荡频率的参数进行灵敏度分析，实现模型的降阶，揭示了系统参数及控制参数对振荡频率的影响规律。最后，通过仿真及实验验证了模型的有效性及理论分析的正确性。

关键词：新能源并网虚拟同步发电机功率振荡多机并联运行单机等值模型适用边界分析灵敏度分析

世界遗产语境下普洱景迈山古茶林文化景观的生态智慧研究

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中国园林 2024年

作者：高凯赵世鑫张震杨丽萍昆明理工大学建筑与城市规划学院普洱学院茶叶咖啡学院

生态智慧以人与自然的关系处理为核心范畴，对当今社会的可持续发展具有重要意义。文化景观是自然与人的共同作品，是生态智慧的典型研究对象，但目前缺少以文化景观为研究对象的生态智慧研究。以2023年9月新入选世界遗产的“普洱景迈... 详细信息

生态智慧以人与自然的关系处理为核心范畴，对当今社会的可持续发展具有重要意义。文化景观是自然与人的共同作品，是生态智慧的典型研究对象，但目前缺少以文化景观为研究对象的生态智慧研究。以2023年9月新入选世界遗产的“普洱景迈山古茶林文化景观”为研究对象，依据以人为中心的不同外围空间尺度，从土地利用与林下茶种植方式、村落营建、居住建筑3个物质方面，以及以“茶”为核心的民族文化体系等文化层面，深刻揭示了“景迈山古茶林文化景观”世界遗产蕴含的生态智慧。进而在文化景观世界遗产语境下，从形成关键、组成部分、遗产价值、关注点和保护重点等方面对生态智慧进行深层次解析。不仅促进、拓展文化景观、生态智慧和风景园林的理论研究，而且对普洱景迈山古茶林遗产的认知与保护等也具有现实意义。

关键词：风景园林文化景观生态智慧世界遗产古茶林景迈山

阴离子密堆二次电池正极材料中离子宿住迁移与能量存蓄机制晶体化学新探索

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中国有色金属学报 2024年第6期34卷 1769-1785页

作者：梁叔全郭珊何伟曹鑫鑫马君剑周江方国赵中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学电子封装及先进功能材料湖南省重点实验室长沙410083 中南大学数学与统计学院长沙410083

在二次电池电极材料中,有一类性能优良的材料具有阴离子密堆或近密堆方式构筑的晶体结构。宿住阳离子在密堆留下的空隙空间中宿住、迁移,从而实现能量转换与存储。相关过程微观机理的研究由于涉及原子尺度的微观结构辨析和电子层面的分... 详细信息

在二次电池电极材料中,有一类性能优良的材料具有阴离子密堆或近密堆方式构筑的晶体结构。宿住阳离子在密堆留下的空隙空间中宿住、迁移,从而实现能量转换与存储。相关过程微观机理的研究由于涉及原子尺度的微观结构辨析和电子层面的分析,实验研究难度较大。因此,更多是通过晶体学理论分析与晶体场理论和量子力学第一性原理计算结合展开。已有的理论从过渡金属配位体晶体场分析展开,但宿住离子宿住迁移中电子相互作用关注相对不足。本文根据已有的实验事实,在精准描述最具代表性的阴离子(氧离子)面心立方紧密堆积(FCC)结构中空隙空间准确形态和微分几何方法准确解析空腔真实体积的基础上,结合空隙空腔独特形态,对经典晶体学中Pauling第一规则的分析方法作了拓展。根据新的理解,提出了宿住阳离子在空隙空腔宿住和徒迁拓扑形变新模式,及其可能拥有的电子形态学新特征,提出了空隙空腔中宿住阳离子体积与密堆阴离子半径间的新关系。为了进一步说明住宿离子电子形态特征,通过第一性原理计算获得了典型FCC结构LiMn_(2)O_(4)尖晶石中电子密度等势图,构造了锂离子宿住四面体空隙空腔的电子密度等势特征分布的三维形态,与晶体学分析中获得的电子形态新特征变化一致。通过夹在两个密排面间的{110}面族电子云密度分布分析,首次清晰地揭示了LiMn_(2)O_(4)中锂离子的“S”形徒迁途径,及其对附近锰离子配位多面体电子云密度分布的影响。依据宿住离子脱/嵌新特征,提出阴离子拓扑多面体晶体场对宿住阳离子电子云压缩发生拓扑变形实现能量转换储蓄的新思路,据此计算了典型紧密堆积构造的电极材料新的理论能量密度,并和传统方法计算的理论值进行了比较,二者十分接近,为从晶体学和量子力学理解二次电池能量储存提供了新视角。

关键词：二次电池密堆积正极材料离子迁移能量存蓄机制晶体化学分析第一性原理计算

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基于宽度学习系统的气动波纹管驱动器无模型跟踪控制

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控制与决策 2024年第1期39卷 121-128页

作者：赵诗影闫泽孟庆鑫肖怀赖旭芝吴敏中国地质大学(武汉)自动化学院武汉430074 中国地址大学(武汉)复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室武汉430074 中国地址大学(武汉)地球探测智能化技术教育部工程研究中心武汉430074

针对一款具有波纹管外形的充气伸长型气动软体驱动器(简称“气动波纹管驱动器”),提出一种基于宽度学习系统的无模型跟踪控制方法,使该驱动器有效跟踪期望轨迹.首先,介绍气动波纹管驱动器结构,以及气动波纹管驱动器整体实验平台工作原理... 详细信息

针对一款具有波纹管外形的充气伸长型气动软体驱动器(简称“气动波纹管驱动器”),提出一种基于宽度学习系统的无模型跟踪控制方法,使该驱动器有效跟踪期望轨迹.首先,介绍气动波纹管驱动器结构,以及气动波纹管驱动器整体实验平台工作原理.根据驱动器实时位置信息提出一种基于宽度学习系统的跟踪控制方法,受PID跟踪控制方法中积分项作用的启发,所提出控制方法不仅采用系统跟踪误差作为宽度学习系统的输入之一,还将跟踪误差对时间的积分项作为另一输入以消除期望轨迹与实际轨迹间的恒定偏差.然后,采用宽度学习系统计算得到控制气压,同时,利用基于梯度下降法的学习律在线调整宽度学习系统权值,进而减小驱动器跟踪误差.最后,通过实验验证所提出方法的有效性.所提出方法无需建立驱动器模型,能够简化控制器设计步骤,且与深度神经网络控制方法相比,能在避免计算量过大的前提下实现较高的跟踪控制精度.

关键词：气动软体驱动器气动波纹管驱动器软体机器人宽度学习系统无模型跟踪控制梯度下降

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中国粮食作物种业企业空间格局及其影响因素

经济地理 2024年第6期44卷 124-133页

作者：任世鑫李二玲邓晴晴赵金彩河南师范大学商学院河南新乡453007 河南大学地理与环境学院河南开封475004

文章基于中国4119家粮食作物种业企业数据,采用最近邻指数、核密度估计、空间热点分析及Tobit回归分析等方法,探究了中国粮食作物种业企业的空间格局及其影响因素。结果表明:(1)中国粮食作物种业企业总体呈现出“东多西少—低密高疏—... 详细信息

文章基于中国4119家粮食作物种业企业数据,采用最近邻指数、核密度估计、空间热点分析及Tobit回归分析等方法,探究了中国粮食作物种业企业的空间格局及其影响因素。结果表明:(1)中国粮食作物种业企业总体呈现出“东多西少—低密高疏—区域差异显著—集聚特征明显”的空间分布格局。(2)总体样本企业及分类作物种业企业密度空间表现出“异质性—多核心”特征,冷热点区集中连片且分层明显。(3)中国粮食作物种业企业的空间分布主要受产业基础、城市综合实力和技术因素的影响,且深度依赖于地形、气温和降水等自然条件。(4)在多种因素的共同作用下,中国粮食作物种业企业主要分布于农业资源丰富、农业产业优势明显、自然条件适宜的粮食主产地,综合实力强、规模等级高的直辖市和省会城市,以及创新要素集聚效应突出、创新产出规模优势明显、交通条件便利的地区。

关键词：粮食作物种业企业空间格局集聚特征粮食主产地创新中国

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应用于高效雾气收集的润滑微沟槽锥

Science China Materials 2024年第5期67卷 1574-1580页

作者：杨二鑫马臣西罗玉琼刘岚郑爽爽姚晰鞠婕 Key Lab for Special Functional Materials of Ministry of Education School of MaterialsHenan UniversityKaifeng475004China

液滴在不对称一维表面的定向输送具有广泛应用,包括雾气收集、油水分离、海水淡化及传感等.液滴所受的驱动力和阻力共同作用决定液滴的运动性能,为提高液滴的运动性能,常见的策略是通过在运动方向引入各种不对称结构以增加驱动力,或者... 详细信息

液滴在不对称一维表面的定向输送具有广泛应用,包括雾气收集、油水分离、海水淡化及传感等.液滴所受的驱动力和阻力共同作用决定液滴的运动性能,为提高液滴的运动性能,常见的策略是通过在运动方向引入各种不对称结构以增加驱动力,或者构建光滑表面以减少阻力.然而,到目前为止将增强驱动力和降低阻力同时整合到一个体系中的策略仍未见报道,这主要是由于传统的液体填充润滑表面所需的润滑油很难在物理或化学不对称的表面上稳定存在.本研究中,我们提出在具有微沟槽结构的锥表面接枝柔性聚合物分子刷,即通过协同表面结构和化学修饰来增大液滴在锥结构表面拉普拉斯驱动力并减小粘滞阻力.结果表明,与仅具有微沟槽结构的锥和仅具有聚合物分子刷的光滑锥相比,润滑微沟槽锥可显著提高液滴的运动性能,本研究为开发高效液滴运输智能表面提供了新思路.

关键词： cone structure micro-grooves polymer brush fog harvesting