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基于有限元方法的阶梯形超声变幅杆设计及优化

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应用基础与工程科学学报 2015年第S1期23卷 134-140页

作者：张勤俭曹建国赵路明北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

超声变幅杆是功率超声振动系统中的重要组成部件.本文在三维建模的基础上对阶梯形变幅杆进行了模态分析与谐响应分析.对阶梯形变幅杆的轴向应力分布情况的分析表明,在大端和小端的连接处变幅杆受到的应力最大,容易出现疲劳断裂.最后,本... 详细信息

超声变幅杆是功率超声振动系统中的重要组成部件.本文在三维建模的基础上对阶梯形变幅杆进行了模态分析与谐响应分析.对阶梯形变幅杆的轴向应力分布情况的分析表明,在大端和小端的连接处变幅杆受到的应力最大,容易出现疲劳断裂.最后,本文用有限元法对带工具的变幅杆进行了优化设计.优化的结果表明,随着阶梯形变幅杆过渡圆弧半径的增大,振动的固有频率也随之增加,同时变幅杆最大应力分布向小端移动,且最大值变小.这表明增大过渡圆弧半径可以达到阶梯形超声变幅杆的目的.

关键词：超声变幅杆有限元分析优化

集成电路精密引线模具微细超声加工设备开发及实验研究

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集成电路精密引线模具微细超声加工设备开发及实验研究

作者：赵路明北京交通大学

学位级别：硕士

集成电路是电子信息产业的心脏,集成电路每1元的产值,可以带动GDP100元的产值,对国民经济的发展具有很高的贡献率。集成电路的发展离不开高质量的键合金丝,从而对有硬脆性材料制成的集成电路精密引线模具提出了越来越高的要求。超声加... 详细信息

集成电路是电子信息产业的心脏,集成电路每1元的产值,可以带动GDP100元的产值,对国民经济的发展具有很高的贡献率。集成电路的发展离不开高质量的键合金丝,从而对有硬脆性材料制成的集成电路精密引线模具提出了越来越高的要求。超声加工技术是加工硬脆性材料的主要方法,在上述模具的制造过程中扮演着重要的角色。但集成电路精密引线模具孔径微小,目前尚没有成熟的具有在线监控功能的卧式超声加工设备。本文从这一角度出发,研发了集成电路精密引线模具卧式超声加工机床,主要工作内容为：1.选择介电损耗正切值尽可能小,材料的机械品质因数大的压电陶瓷元件,结合声学、电学、机械学设计结构合理,设计制造出专用的、高共振频率的、工作可靠的压电换能器。2.选取阶梯型变幅杆应用理论解析法进行分析,得出了变截面杆的振动方程。运用ANSYS软件对阶梯型变幅杆进行了模态分析和谐响应分析,针对谐响应分析中所存在的应力集中现象进行了结构优化和验证。3.在超声换能器、变幅杆研究的基础上,对专用的超声加工机床的设计制造进行研究,对机床的主体结构给予详细的分析和零件设计,最后经过计算与校核,设计制造一台具有在线检测功能、适用于集成电路精密引线模具的卧式超声加工机床。4.在超声加工实验结果及分析上采用正交实验方法设计了三因素三水平正交实验,考察了磨粒粒度、工件转速和磨料浓度三个参数对材料去除率的实际影响和作用规律。

关键词：集成电路模具微细超声加工有限元分析正交实验

总体国家安全观视野下我国社会安全面临的挑战及其应对策略研究

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总体国家安全观视野下我国社会安全面临的挑战及其应对策略研究

作者：赵路明江苏大学

学位级别：硕士

习近平总书记于2014年提出了总体国家安全观,强调要坚持总体国家安全观,走出一条中国特色国家安全道路。总体国家安全观包含政治安全、国土安全、军事安全、经济安全、文化安全、社会安全、科技安全、信息安全、生态安全、资源安全、核... 详细信息

习近平总书记于2014年提出了总体国家安全观,强调要坚持总体国家安全观,走出一条中国特色国家安全道路。总体国家安全观包含政治安全、国土安全、军事安全、经济安全、文化安全、社会安全、科技安全、信息安全、生态安全、资源安全、核安全政治等十一种安全,而社会安全是总体国家安全观所涉及的诸多领域之一。践行总体国家安全观,实现我国的整体安全,离不开社会的和谐稳定和长治久安。因此,社会安全工作是当前我国安全工作的重要内容之一。社会安全包括防范、消除、控制直接威胁社会公共秩序和人民群众生命财产安全的治安、刑事、暴力恐怖事件,以及较大规模的群体性事件。目前我国在以上几个安全领域依然面临着诸多风险。这些社会安全风险的形成,在政治、经济、文化和民众心理等层面都有其成因。对于社会安全问题,应以总体国家安全观为指导,并结合其问题的特点来予以应对。自八十年代以来,传统安全问题逐渐退居其次,而恐怖主义活动、群体对立、以及刑事犯罪等非传统安全因素的相对活跃,使得社会安全越来越受到各国的重视,关于社会安全的研究亦在我国逐渐发展,并产生了与我国社会相对应的内涵和外延。在我国当下的社会安全工作中,涉及打击犯罪、维护稳定、社会治理、公共服务等各个方面。当前我国所面临的社会安全威胁,主要包含恐怖主义活动、群体性事件、刑事犯罪、重大公共卫生安全、网络违法犯罪等方面。这些风险的出现,既与我国长期处于转型期有关,同时也跟我国的经济水平、立法完善程度、生活习惯、文化乃至民众心理层面的多种要素有着密切关联。应对我国社会安全领域各种风险,一是要坚持总体国家安全观的指导。重视各个安全要素和安全领域之间的相互联系。在系统治理、综合治理、依法治理、源头治理的方针下,对于社会安全的各个次级领域进行专门分析。根据具体问题具体分析的原则,结合其特点制定相应的应对措施。二是在我国国家治理体系与治理能力现代化的大趋势下,积极创新社会安全治理模式,重视民间机构、人民群众的参与在社会安全工作中的重要作用,推广社会安全的多主体参与。要善于从既往的社会安全工作中进行总结,并根据当前的社会发展的特点对相关措施进行及时调整。同时要强调社会安全工作的公众参与,完善立法,组建社会安全工作的长效工作机制。除此之外,在各项安全事务上加强国际合作,亦是我国社会安全工作改进的要求之一。只有不断完善我国的社会安全工作,采取更全面、更有力的举措,才能维护我国的社会秩序,保障社会平稳运行。

关键词：总体国家安全观社会安全安全风险应对措施

基于虚拟现实技术Z世代城市女性汽车造型设计研究及实践

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基于虚拟现实技术Z世代城市女性汽车造型设计研究及实践

作者：赵路明中原工学院

学位级别：硕士

随着科技的不断发展和创新,虚拟现实技术(Virtual Reality)简称“VR技术”逐渐成为了各个领域的热门应用技术。本课题针对于传统汽车造型设计流程中创意设计部分的相邻工种沟通问题和虚拟现实评估展示效果无法把控的问题,尝试将虚拟现... 详细信息

随着科技的不断发展和创新,虚拟现实技术(Virtual Reality)简称“VR技术”逐渐成为了各个领域的热门应用技术。本课题针对于传统汽车造型设计流程中创意设计部分的相邻工种沟通问题和虚拟现实评估展示效果无法把控的问题,尝试将虚拟现实技术引入汽车造型设计流程,提出“特定观测视角数字体验系统”概念,以Z世代城市女性为目标人群进行汽车造型设计实践。首先,研究了Z世代城市女性的生活特点和出行意向,总结了符合该类人群汽车设计的造型风格,依此进行设计创意实现。在虚拟现实绘图软件(Gravity Sketch VR)实施1:1立体草图绘制,依据VR草图表达效果在3D建模软件(Rhino)中进行三维模型转化,最后将完整作品转入虚幻引擎软件(Unreal Engine)在VR空间中制作场景渲染,并进行沉浸式作品效果观测体验研究。对汽车造型设计尝试运用沉浸式推敲法,改善传统手绘式设计草图中比例、姿态、结构、空间等信息视觉感性表现效果,不仅提升了汽车在创意设计过程中的相邻工种的沟通效率,也促进了虚拟现实技术在汽车设计、推广中的应用。其次,在沉浸式设计草绘和设计展示评审过程中,阶段性设置多视点高度、视点距离和视点方位的研究观测,在现有汽车设计流程基础上构建一套基于虚拟现实技术的汽车造型设计优效性操作流程,以保障设计高效输出、精准输出。最后,通过研究总结出适合Z世代城市女性交通工具展示的最佳角度,发现了产品视觉展示角度和展示效果之间的视觉美学关系,提出“特定观测视角数字体验系统”的概念,引入到虚拟数字展厅提升作品的展示效果,实现对观者视觉效果的有效管控,增强沉浸式体验观感,优化视觉营销效果。

关键词：虚拟现实 VR草图特定观测视角汽车造型设计 Z世代城市女性

基于智能算法动脉血管壁的力学性能分析与实验研究

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基于智能算法动脉血管壁的力学性能分析与实验研究

作者：赵路明河北工业大学

学位级别：硕士

人类健康的主动脉作为从心脏输送血液至全身细小血管的主要途径,其力学性能与诸多心血管疾病具有直接或间接的联系。因此,对动脉血管壁力学性能进行研究并对其材料参数识别是生物力学领域重点关注的课题之一。论文以健康成年牛的动脉血... 详细信息

人类健康的主动脉作为从心脏输送血液至全身细小血管的主要途径,其力学性能与诸多心血管疾病具有直接或间接的联系。因此,对动脉血管壁力学性能进行研究并对其材料参数识别是生物力学领域重点关注的课题之一。论文以健康成年牛的动脉血管为研究对象,对其进行单轴拉伸实验,并采用超弹性材料本构模型进行有限元建模,基于智能算法,对动脉血管壁的材料参数进行预测,得到了动脉血管壁的材料参数,并比较了各种算法的效率和精度,为动脉血管力学性能的研究提供参考和帮助。主要包括以下几个方面:(1)沿获取到的动脉血管壁实验样本轴向、环向和45°方向切取条状试样,分别对其进行无约束单轴拉伸实验,提取各试件在拉伸过程中的应力-主伸长数据。随后依据试样尺寸建立了动脉血管壁的有限元模型,依据实验条件对动脉血管壁施加了载荷和边界条件,对动脉血管壁的单轴拉伸过程进行了有限元仿真,提取了在拉伸过程中的应力-主伸长仿真数据。(2)将小生境技术引入遗传算法中,基于Python语言编写了针对材料参数识别的小生境遗传算法程序,结合有限元模拟和实验数据,确定了组合式目标函数中各项的最佳系数,识别了牛动脉血管壁轴向、环向和45°方向的材料参数,并利用平均相对误差统计指标对该方法的准确性进行了评估。(3)基于Tensor Flow数学系统搭建了针对材料参数识别的直接反问题神经网络和双向神经网络,通过学习训练有限元模拟生成的数据集和通过正问题神经网络生成的数据集,结合各试件在单轴拉伸实验中的拉伸应力数据,识别了牛动脉血管壁各方向的材料参数,利用损失函数对神经网络的性能进行了评价。(4)采用时间指标和确信度指标对智能算法预测动脉血管壁材料参数进行评估,比较不同方法在预测过程中表现出的优势和缺点,为动脉血管壁材料参数的识别和力学性能研究提供了高效、准确的方法,同时也为合理选取智能算法提供了参考和帮助。

关键词：动脉血管壁单轴拉伸实验有限元分析小生境遗传算法人工神经网络

一种新型基于两通道声表面波器件的全光纤调制器(英文)

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南开大学学报（自然科学版） 2009年第6期42卷 11-14页

作者：赵路明赵启大南开大学物理科学学院天津300071 南开大学现代光学研究所天津300071

研究了多通道声表面波与光纤中传播的光导波相互作用,推导出其相应的耦合模方程.研制了一种两通道声表面波全光纤声光调制器并进行了实验,理论分析与实验结果相符合.

关键词：声光相互作用全光纤调制器多通道声表面波

聚晶金刚石拉丝模卧式超声加工机床的设计与开发

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应用基础与工程科学学报 2014年第2期22卷 385-390页

作者：张勤俭赵路明李建勇蔡永林王恒曹宇男杨小庆北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

针对立式超声加工机床加工效率低的问题,基于超声加工的基本原理,阐述了卧式超声加工原理及其特点.阐明了卧式超声加工机床的设计总体思路.将机床分为工件夹持与运动系统和工具夹持与运动系统两部分.对夹持机构、平移机构、往复运动机... 详细信息

针对立式超声加工机床加工效率低的问题,基于超声加工的基本原理,阐述了卧式超声加工原理及其特点.阐明了卧式超声加工机床的设计总体思路.将机床分为工件夹持与运动系统和工具夹持与运动系统两部分.对夹持机构、平移机构、往复运动机构、侧压力机构及定位机构进行了设计.实现了聚晶金刚石拉丝模卧式超声加工机床的三维实体建模.三维实体模型的运动检查表明,设计的机床可以有效地实现拉丝模的卧式超声加工.提出的卧式超声加工机床可以避免传统立式加工机床频繁修磨工具针这一缺点,提高聚晶金刚石拉丝模的加工效率.

关键词：聚晶金刚石拉丝模超声加工结构设计

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声表面波谐振型气体传感器的研究

南开大学学报（自然科学版） 2010年第1期43卷 66-70页

作者：赵路明赵启大廖继平田爽吕福云南开大学物理科学学院天津300071 南开大学现代光学研究所天津300071

分析和设计了声表面波谐振型气体传感器的叉指换能器和反射栅的最佳结构,研制了ST切石英基底的双端对声表面波谐振型气体传感器,研制了一种高稳定性的振荡器电路。用所研制的ST切石英基底,谐振频率148.5 MHz,敏感薄膜为酞菁铜的双端对... 详细信息

分析和设计了声表面波谐振型气体传感器的叉指换能器和反射栅的最佳结构,研制了ST切石英基底的双端对声表面波谐振型气体传感器,研制了一种高稳定性的振荡器电路。用所研制的ST切石英基底,谐振频率148.5 MHz,敏感薄膜为酞菁铜的双端对声表面波谐振型气体传感器进行了NO_2气体传感检测实验,检测了传感器声表面波振幅的变化,其优点是传感器的声表面波振幅的温度波动远小于通常传感器所检测的声速,提高检测温度稳定性。实验结果证明了所研制的器件具有很好的实用性。

关键词：声表面波(SAW) 气体传感器谐振器薄膜

比较吻合器痔上黏膜环切术与传统痔疮切除术治疗痔疮的临床效果

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人人健康 2020年第10期 34-35页

作者：赵路明山西长治市中医院肛肠科

目的:分析吻合器痣上黏膜环切术与传统痔疮切除术治疗痔疮的临床效果。方法:选取我院患者98例,按随机数字表法分为对照组和研究组各49例。对照组实施传统痔疮切除术,研究组实施吻合器痣上黏膜环切术。结果:研究组手术时间、住院时间、... 详细信息

目的:分析吻合器痣上黏膜环切术与传统痔疮切除术治疗痔疮的临床效果。方法:选取我院患者98例,按随机数字表法分为对照组和研究组各49例。对照组实施传统痔疮切除术,研究组实施吻合器痣上黏膜环切术。结果:研究组手术时间、住院时间、切口愈合时间短于对照组,术中出血量少于对照组且研究组并发症发生率低于对照组,对比差异明显(P0.05),术后研究组VAS评分低于对照组,差异明显(P<0.05)。结论:吻合器痣上黏膜环切术治疗治疗的效果更优,可推广。

关键词：吻合器痣上黏膜环切术传统痔疮切除术并发症