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面向新工科建设的高校研究生实践创新能力提升路径研究

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黑龙江高教研究 2023年第7期41卷 104-109页

作者：王刚运飞宏陈曦哈尔滨工程大学黑龙江哈尔滨150001 黑龙江工程学院黑龙江哈尔滨150050

基于新工科对新型、新生和新兴专业发展需求,针对当前工科研究生实践创新能力培养存在的问题,探索面向新工科的高校研究生实践创新能力提升路径。提出了以学生为中心、以创新思维为导向的“创新型”人才培养目标,依托国家重点学科和重... 详细信息

基于新工科对新型、新生和新兴专业发展需求,针对当前工科研究生实践创新能力培养存在的问题,探索面向新工科的高校研究生实践创新能力提升路径。提出了以学生为中心、以创新思维为导向的“创新型”人才培养目标,依托国家重点学科和重点实验室搭建研究生实践创新平台,构建多学科协同创新研究中心,以课堂教学与科研课题为牵引,以课内专题研讨+课后科研实践、课外“四段式”自主实践创新、团队化实践、校内外科研训练和校企双导师制为举措,提升研究生的学术创新能力和工程实践能力。

关键词：新工科研究生创新能力

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收缩段截面形状对喷嘴性能影响的模拟分析

哈尔滨工程大学学报 2023年第6期44卷 1011-1018页

作者：李智博姚绍明王立权运飞宏南亦博哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

预混合磨料水射流喷嘴作为射流切割系统的执行端,细微的截面形状改变都会对喷嘴性能产生较大的影响。为提高喷嘴的综合性能(切割能力和使用寿命),本文运用计算流体力学软件对流体动力学方程和磨粒受力方程等进行耦合求解,研究在以峰值流... 详细信息

预混合磨料水射流喷嘴作为射流切割系统的执行端,细微的截面形状改变都会对喷嘴性能产生较大的影响。为提高喷嘴的综合性能(切割能力和使用寿命),本文运用计算流体力学软件对流体动力学方程和磨粒受力方程等进行耦合求解,研究在以峰值流速(切割能力)和单位流量冲蚀率对数(使用寿命)为指标的前提下,各类喷嘴性能的综合表现。以单锥、衔接型、凹型和凸型4类喷嘴为模型,分析不同收缩段截面形状对喷嘴综合性能的影响;结果表明:凹型和衔接型喷嘴综合性能接近,优于单锥喷嘴,凸型喷嘴综合性能最差;较大的收缩段夹角不利于喷嘴综合性能的提升;在以上分析结果的基础上,设计了圆弧过渡的平直型喷嘴,仿真结果显示:具有圆弧过渡的平直型喷嘴在综合性能上有了较大的提升。本文工作为后续的喷嘴截面形状优化提供了参考。

关键词：预混合磨料水射流喷嘴截面形状综合性能峰值流速单位流量冲蚀率对数衔接型喷嘴圆弧过渡平直型喷嘴

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高教文摘 2023年第11期 21-24页

作者：王刚运飞宏陈曦不详

一、研究生实践创新能力培养存在的问题(一)实践资源乏通过查阅文献和调研发现,我国高校工科研究生实践创新能力培养目前仍存在结构性资源短缺和资源整合机制缺乏的问题,科技实践创新平台不完善,校内各实践创新资源之间、校外各种实践... 详细信息

一、研究生实践创新能力培养存在的问题(一)实践资源乏通过查阅文献和调研发现,我国高校工科研究生实践创新能力培养目前仍存在结构性资源短缺和资源整合机制缺乏的问题,科技实践创新平台不完善,校内各实践创新资源之间、校外各种实践创新资源之间还大多处于相互割裂的状态,难以形成有效的互动,也难以进行整合利用,形成了资源孤岛。

关键词：工科研究生提升路径高校研究生资源短缺整合利用实践创新能力资源孤岛新工科建设

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基于莫尔积分的校圆工具压紧力分析

哈尔滨工程大学学报 2022年第4期43卷 557-563页

作者：运飞宏刘伟丰王武超王立权严浙平刘鸣李超郝孝泉孙照威哈尔滨工程大学智能科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了使钢管对接操作方便简单,降低误差,本文设计了由液压驱动的校圆工具。通过卡爪卡住钢管管口移动,使得钢管管口发生形变完成校圆工作。校圆工具提供足够大的压紧力,使调直校圆工作可以针对所有系列钢管。利用有限元模拟加载分析出所... 详细信息

为了使钢管对接操作方便简单,降低误差,本文设计了由液压驱动的校圆工具。通过卡爪卡住钢管管口移动,使得钢管管口发生形变完成校圆工作。校圆工具提供足够大的压紧力,使调直校圆工作可以针对所有系列钢管。利用有限元模拟加载分析出所需的最大压紧力,对模型进行等效简化和莫尔积分法的计算方法对模拟结果进行验证。研究结果表明:显示仿真和理论计算拟合程度较高,该校圆工具提供的压紧力应大于4.0×105 N才能对所有系列钢管进行组对校圆;利用得出的压紧力对校圆工具的卡爪进行强度校核,选取的材料Cr40强度满足要求。

关键词：液压钢管对接校圆工具有限元仿真压紧力简化莫尔积分法强度校核

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深水卡爪式连接器密封优化分析及试验研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2017年第4期45卷 23-28,56页

作者：运飞宏王立权刘军刘通哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对深水卡爪式连接器的密封性能,以赫兹理论为基础,建立了透镜式密封的接触力学模型,得出半接触宽度、最大接触应力及压紧力之间的关系,指出透镜式密封圈的球面半径和法兰锥面角度是影响深水卡爪式连接器密封性能的主要结构参数.对深... 详细信息

针对深水卡爪式连接器的密封性能,以赫兹理论为基础,建立了透镜式密封的接触力学模型,得出半接触宽度、最大接触应力及压紧力之间的关系,指出透镜式密封圈的球面半径和法兰锥面角度是影响深水卡爪式连接器密封性能的主要结构参数.对深水卡爪式连接器的密封结构进行参数化建模,以最小压紧力为目标函数对其进行了优化,通过敏感性和相关性分析验证了设计参数对密封性能的影响,得到设计最小解.对优化前后的密封结构进行有限元仿真分析,证明优化后的结构可以有效地提高密封性能,最大接触应力增加了37.9%,接触宽度增加了36.0%.建立卡爪式连接器密封性能等效试验模型,对优化前后的密封结构进行静水压力试验,给出了相应的试验结果对比,证明了优化后结构尺寸的正确性和合理性.

关键词：连接器密封结构优化接触应力密封性能

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筋腱连接器球形橡胶轴承竖直压缩刚度分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2018年第2期46卷 23-27,50页

作者：李松羽王立权运飞宏刘杭杭哈尔滨工程大学机电工程学院

为了使张力腿平台筋腱连接器在承受巨大压力的同时降低转矩,连接器内部设计有橡胶轴承.对于球形橡胶轴承,针对橡胶的泊松比对球形橡胶钢板层叠结构性能的影响展开研究,提出了一种橡胶轴承初始压缩刚度的计算方法,通过仿真与试验的方法... 详细信息

为了使张力腿平台筋腱连接器在承受巨大压力的同时降低转矩,连接器内部设计有橡胶轴承.对于球形橡胶轴承,针对橡胶的泊松比对球形橡胶钢板层叠结构性能的影响展开研究,提出了一种橡胶轴承初始压缩刚度的计算方法,通过仿真与试验的方法进行验证,结果表明理论计算与仿真和试验结果拟合程度较高.通过对比分析得到了橡胶泊松比和橡胶层的形状系数对橡胶轴承竖直刚度的影响规律.当橡胶材料泊松比由0.49增加到0.499 95时,橡胶轴承竖直压缩刚度上升了9.93倍.当泊松比趋于0.5时,压缩刚度趋于收敛.提高形状系数可以提高橡胶层的压缩刚度,形状系数越大,泊松比对橡胶层压缩刚度的影响越明显.

关键词：张力腿平台球形橡胶轴承形状系数泊松比竖直压缩刚度

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自动钢管组对机设计及控制系统研究

自动钢管组对机设计及控制系统研究

作者：运飞宏哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

本课题源于中国海洋石油总公司科技项目“海洋工程高效制管生产线的研发”项目的子课题外压式自动钢管组对机的研制，其设计思路及算法研究对国内外相关领域有着一定的参考的价值，对于提高钢管组对的自动化有重大意义。目前，国内现有... 详细信息

本课题源于中国海洋石油总公司科技项目“海洋工程高效制管生产线的研发”项目的子课题外压式自动钢管组对机的研制，其设计思路及算法研究对国内外相关领域有着一定的参考的价值，对于提高钢管组对的自动化有重大意义。目前，国内现有钢管生产方式都比较落后，海洋石油钢管工程中常需要将不同规格的多根钢管对接，实现石油及天然气的远距离运输。根据海洋石油运输钢管对口及焊接系统的发展状况及需求，本文研制出一种新型的自动钢管组对机，是国内外外压式钢管组对机械的首例自动化设备。该设备不仅能够自动组对钢管，还可以保证其直线度、错边量、焊接缝隙等参数，同时还可以提高产品的质量，降低工人的劳动强度，提高劳动效率。根据钢管生产车间的实际需求，对自动钢管组对机的功能、结构、控制系统以及控制算法等方面进行详细的设计及研究。研制的自动钢管组对机吸收了对口器组对及人工组对的优点，既有钢管定位标准又能保证直线度误差，主要由钢管上料自动识别系统、三爪定心龙门架组件、传感器检测及焊前预热机构等部分组成。针对各机械部分的特点，对控制系统的控制方案、控制元件及控制电路进行了选择及设计。设备主要采用虚拟面板、操作台手动以及便携式手动操作盒三种控制模式，按照组对机的工作需求选用了运动控制卡、数据采集卡以及传感器等主要元器件，并对控制电路及与上位机通信进行了设计。龙门架上的三爪定心机械系统为主要工作机构，完成钢管的调心和夹紧功能，通过研究其工作原理，针对有错边量的钢管组对的要求，建立组对机的应用坐标系，提出旋转法、圆心坐标平移的算法以及虚拟柱形空间算法。以组对机实验样机为研究目标，进行了以标准管为理论数据原型，由激光传感器采样，并经过由LabVIEW编写的算法程序进行运算的理论实验，从多组数据的一致性验证了组对机算法的正确性。同时，由样机对工程实际应用钢管进行了实物组对实验。经过组对多种不同管径的钢管，得到了一系列的成品参数，通过与技术指标的对比，实物完全达到了焊接标准，证明了研制的组对机系统以及提出的控制算法可以满足实际生产中钢管组对的需求。

关键词：自动钢管组对机钢管组对钢管错边量组对控制组对算法

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水下设备密封胶筒截面形状的响应面优化

润滑与密封 2023年第7期48卷 146-152页

作者：安维峥运飞宏侯广信矫克丰吴露刘冬王立权中海石油(中国)有限公司北京研究中心北京100000 哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150000

胶筒的密封性能对于封隔器等水下设备来说极为重要,而胶筒的截面形状是影响胶筒密封性能的重要因素之一。一般来说,胶筒的上端与下端受到的约束条件并不相同,并且在密封性能方面,胶筒上端接触压力更大,且胶筒的各个结构参数相互影响。... 详细信息

胶筒的密封性能对于封隔器等水下设备来说极为重要,而胶筒的截面形状是影响胶筒密封性能的重要因素之一。一般来说,胶筒的上端与下端受到的约束条件并不相同,并且在密封性能方面,胶筒上端接触压力更大,且胶筒的各个结构参数相互影响。因此建立综合考虑胶筒上端厚度与倒角角度的二维数值模型,以外筒内侧受到的应力为优化目标,引入防肩突变量作为防止肩突发生的约束条件,利用响应面优化方法结合多目标遗传算法,对胶筒的端面厚度和角度进行优化。结果表明:在有限元仿真中,防肩突变量可有效地反映出胶筒在挤压过程中是否出现的肩突情况;在优化过程中加入防肩突变量进行约束,可避免得到产生肩突的胶筒结构参数值。优化得到了胶筒上端厚度比下端厚度大的胶筒截面结构,其密封性能比传统的胶筒截面结构更有优势。提出的不对称胶筒截面形状对类似密封件的研究有重要的理论意义。

关键词：胶筒水下设备结构优化密封性能截面形状

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筋腱连接器球形橡胶轴承刚度仿真与试验

哈尔滨工业大学学报 2018年第11期50卷 185-191页

作者：李松羽王立权弓海霞运飞宏贾鹏哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001

为深入研究橡胶材料及结构参数对球形橡胶轴承刚度性能的影响,采用有限元方法对5种不同材料或结构的球形橡胶轴承进行分析研究,完成了球形橡胶轴承的压缩与摆动试验.对相应橡胶材料进行了材料试验,使用Abaqus/Standard建立橡胶轴承的二... 详细信息

为深入研究橡胶材料及结构参数对球形橡胶轴承刚度性能的影响,采用有限元方法对5种不同材料或结构的球形橡胶轴承进行分析研究,完成了球形橡胶轴承的压缩与摆动试验.对相应橡胶材料进行了材料试验,使用Abaqus/Standard建立橡胶轴承的二维轴对称模型和1/2三维模型,用Neo-Hooke、Mooney-Rivlin和Yeoh超弹性本构模型进行仿真.进行橡胶轴承的压缩与摆动试验,对有限元仿真进行对比验证.试验结果表明:丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶与天然橡胶制造的球形轴承,压缩刚度均会随着压缩位移上升而上升,摆动刚度均会随着摆动角度上升而下降;球形橡胶轴承金属层数量的上升会提高其竖直刚度,但对摆动刚度几乎没有影响; Yeoh本构模型在两种变形情况下均可以很好地拟合试验结果;在变形较小时,用MooneyRivlin本构模型进行仿真也可以得到较为准确的仿真结果;在压缩仿真中,形变较大时,Mooney-Rivlin本构模型无法表现出刚度迅速上升的阶段,因此仿真结果会小于试验结果;使用Neo-Hooke本构模型的仿真结果误差最大,在摆动仿真中完全无法使用.

关键词：筋腱连接器球形橡胶轴承层叠橡胶橡胶试验压缩刚度摆动刚度