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Experimental investigation of the relation between the surface integrity and bending fatigue strength of carburized gears

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Science China(Technological Sciences) 2023年第1期66卷 33-46页

作者： chen difa ZHU JiaZan LIU HuaiJu WEI PeiTang MAO TianYu State Key Laboratory of Mechanical Transmissions Chongqing UniversityChongqing 400044China China Gas Turbine Establishment Chengdu 710025China

Bending fatigue is an essential parameter that needs to be considered in the improvement process of the power density and reliability of gear drives. Quantitative relations among the manufacturing parameters, surface integrities, and fatigue performance are not clear, which seriously limits the effectiveness of an anti-fatigue design. For this work, tooth-bending fatigue tests of carburized gears with different surface integrities were performed using a pulsator. The effects of the manufacturing parameters and surface integrities on the gear fatigue, such as surface hardness and residual stress, were investigated. The experimental results revealed that due to the improvement of surface integrities after shot peening, the nominal bending stress number(fatigue limit) increased by 6.3%–31.1%, with an amplitude range of 39–143 MPa. A supervised learning algorithm of a random forest was implemented to determine the contribution of the surface hardness and surface residual stress to the nominal stress number. An empirical formula was proposed to predict the nominal stress number considering the surface integrities. The prediction error was less than 7.53%, as verified by several gear-bending fatigue tests. This provided theoretical support for the modern, anti-fatigue design of the gears.

关键词： carburized gear surface integrity bending fatigue design formula

Decoding the chromatin accessibility in Andrographis paniculata genome,a case study of genome-wide investigation of the cis-regulatory elements in medicinal plants

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Acta Pharmaceutica Sinica B 2024年第9期14卷 4179-4182页

作者： Mingkun Huang Yufang Hu Ling Zhang Hua Yang chen Feng Chunhong Jiang Ning Xie difa Liu Shilin chen Jihua Wang Wei Sun Jiangxi Provincial Key Laboratory of Ex Situ Plant Conservation and Utilization Lushan Botanical GardenChinese Academy of SciencesJiujiang 332900China Key Laboratory of Beijing for Identification and Safety Evaluation of Chinese Medicine China Academy of Chinese Medical SciencesInstitute of Chinese Materia Medic1Beijing 100070China State Key Laboratory for Quality Ensurance and Sustainable Use of Dao-di Herbs Institute of Chinese Materia Medic1China Academy of Chinese Medical SciencesBeijing 100700China Institute of Herbgenomics Chengdu University of Traditional Chinese MedicineChengdu 611137China Guangdong Provincial Key Laboratory of Crops Genetics and Improvement Crop Research InstituteGuangdong Academy of Agriculture SciencesGuangzhou 510640China State Key Laboratory of Innovative Natural Medicine and TCM Injections Jiangxi Qingfeng Pharmaceutical Co.Ltd.Ganzhou 341008China

To the Editor:Medicinal plants have the ability to synthesize a large number of pharmaceutical metabolites,the production and regulation of which are influenced by both intrinsic signals(e.g.,the spatial and temporal stage)and extrinsic environmental conditions(e.g.,temperature,light availability,and water availability)*** to the Encyclopedia of DNA Elements(ENCODE)project2,accessible chromatin regions(ACRs)served essential roles in maintaining the genome architecture and gene regulation in both mammals and ***,identifying ACRs within medicinal plant genomes remains a challenge,as genomic sequences have been determined for numerous species yet the characterization of such functional elements *** this study,we selected Andrographis paniculata(APA)3 as a model system to map ACRs genome-wide by the assay for transposase-accessible chromatin with sequencing(ATAC-seq)*** aimed to uncover the genomic features of ACRs as well as their association with the expression of genes involved in secondary metabolite biosynthesis(e.g.,andrographolide)within medicinal plants(Supporting Information Fig.S1).

关键词： Andrographis paniculata Chromatin accessibility Medicinal plant Epigenetics ENCODE cis-regulatory elements

基于最小次序统计量的脉动型与运转型齿轮弯曲疲劳试验转化方法研究

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中国科学：技术科学 2023年第12期53卷 2066-2078页

作者：武忠睿刘怀举陈地发毛天雨魏沛堂重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

齿轮广泛应用于机械传动系统,其服役性能直接决定了整机设备的寿命和可靠性.齿根断裂是齿轮最危险的失效形式.齿轮弯曲疲劳试验方法有脉动型试验和运转型试验.脉动型试验因其良好的经济性和高效率,已成为国内外最常用的齿轮弯曲疲劳试... 详细信息

齿轮广泛应用于机械传动系统,其服役性能直接决定了整机设备的寿命和可靠性.齿根断裂是齿轮最危险的失效形式.齿轮弯曲疲劳试验方法有脉动型试验和运转型试验.脉动型试验因其良好的经济性和高效率,已成为国内外最常用的齿轮弯曲疲劳试验方法.但其固定齿轮不动的试验方案与齿轮啮合运转的情况不同,导致脉动型试验与运转型试验结果有所差异.为了补偿脉动型试验结果与运转型试验的差异,设计中引入了转化系数fkorr来修正脉动型试验的结果,然而面向当前材料和工艺环境的fkorr取值不清楚.本文基于最小次序统计量方法,建立了脉动型试验与运转型试验的转化模型,对12组不同材料、工艺和模数齿轮的脉动型试验结果进行分析.结果表明,转化系数fkorr在0.93~0.97之间,并讨论了材料、工艺和模数对转化系数的影响,为齿轮弯曲疲劳高效试验和抗疲劳设计提供了方法和数据支撑.

关键词：齿轮弯曲疲劳脉动型试验转化系数最小次序统计量

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残余应力对齿轮弯曲疲劳的量化影响研究

机械工程学报 2023年第4期59卷 53-61页

作者：何海风刘怀举朱才朝李高萌陈地发重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 中国航发四川燃气涡轮研究院成都610599

随着风电、高铁、掘进等高端装备对齿轮功率密度、服役寿命等要求的提高,齿轮的弯曲疲劳问题日益显著。为提升齿轮弯曲疲劳性能,通过渗碳热处理、喷丸强化等工艺为齿轮引入较高的残余压应力已逐渐成为工业界的标配。为揭示残余应力对齿... 详细信息

随着风电、高铁、掘进等高端装备对齿轮功率密度、服役寿命等要求的提高,齿轮的弯曲疲劳问题日益显著。为提升齿轮弯曲疲劳性能,通过渗碳热处理、喷丸强化等工艺为齿轮引入较高的残余压应力已逐渐成为工业界的标配。为揭示残余应力对齿轮弯曲疲劳性能的量化影响,在最大主应变寿命预测准则中引入残余应力影响项,通过弯曲疲劳试验确定最优残余应力影响系数,进而采用新的试验数据验证模型的准确性。基于工程应用出发,引入修正应力的概念统一不同残余应力状态下的齿轮弯曲应力-寿命(S-N)曲线,研究结果显示,最大主应变准则中,残余应力影响系数取值为0.15时,可实现较高的寿命预测精度,而修正的S-N曲线中,最佳残余应力影响系数为0.25。研究成果可用于工程实际中齿轮弯曲疲劳快速评估。

关键词：齿轮弯曲疲劳残余应力疲劳试验寿命预测

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钢筋混凝土双向板肋梁楼盖挠度计算方法研究

工业建筑 2013年第4期43卷 71-75页

作者：梁兴文陈迪发黄小坤朱爱萍西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 中国建筑科学研究院北京100013

对现浇钢筋混凝土双向板肋梁楼盖中的中区格板、边区格板和角区格板,分别进行了均布荷载作用下的静力加载试验,测试了梁板的挠度值;考虑区格板边界支承条件的影响,建立了双向板挠度计算公式,并将公式的挠度计算值与试验值进行比较。结... 详细信息

对现浇钢筋混凝土双向板肋梁楼盖中的中区格板、边区格板和角区格板,分别进行了均布荷载作用下的静力加载试验,测试了梁板的挠度值;考虑区格板边界支承条件的影响,建立了双向板挠度计算公式,并将公式的挠度计算值与试验值进行比较。结果表明:按线弹性理论所得的挠度值与试验值之间存在较大误差;按挠度计算公式计算所得挠度值与试验结果比较吻合。

关键词：现浇钢筋混凝土双向板等效惯性矩挠度计算方法

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铸锭工艺对齿轮弯曲疲劳性能影响的试验研究

机械传动 2023年第4期47卷 98-107页

作者：武忠睿魏沛堂陈地发毛天雨刘怀举重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

当前,表面硬化齿轮存在多种铸锭工艺状态,开展铸锭工艺对齿轮弯曲疲劳性能影响研究,对齿轮抗疲劳精益设计和成本控制有十分重要的意义。对模铸锭、连铸坯和电渣锭18CrNiMo7-6渗碳齿轮开展了表面完整性表征测试,研究了不同铸锭状态齿轮... 详细信息

当前,表面硬化齿轮存在多种铸锭工艺状态,开展铸锭工艺对齿轮弯曲疲劳性能影响研究,对齿轮抗疲劳精益设计和成本控制有十分重要的意义。对模铸锭、连铸坯和电渣锭18CrNiMo7-6渗碳齿轮开展了表面完整性表征测试,研究了不同铸锭状态齿轮的齿根残余应力、表面粗糙度和硬度差异;基于国家标准GB/T 14230—2021《齿轮弯曲疲劳强度试验方法》,设计了齿轮弯曲疲劳试验方案,对模铸锭、连铸坯和电渣锭18CrNiMo7-6齿轮开展了升降法齿轮弯曲疲劳试验,获取了不同可靠度下的弯曲疲劳极限,探究了铸锭工艺对齿轮弯曲疲劳极限的影响;对3种工艺状态齿轮开展了Locati快速测定法的齿轮弯曲疲劳极限测试,研究了两种试验方法的弯曲疲劳极限结果差异,为我国齿轮疲劳基础数据建设与抗疲劳主动设计提供参考。

关键词：齿轮弯曲疲劳铸锭状态升降测定法 Locati测定法

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基于Monte-Carlo模拟的小样本下齿轮疲劳极限计算方法及软件开发

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中国机械工程 2023年第2期34卷 185-192页

作者：李扬刘怀举魏沛堂毛天雨陈地发重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

齿轮疲劳极限评估Dixon-Mood(D-M)法的试验样本需求量较大,标准差估计值存在较大偏差,因此基于Monte-Carlo模拟提出小样本的齿轮疲劳极限分析方法(CQUboot),并结合大量弯曲疲劳极限试验对D-M法和CQUboot法进行了对比分析。与GB/T 14230... 详细信息

齿轮疲劳极限评估Dixon-Mood(D-M)法的试验样本需求量较大,标准差估计值存在较大偏差,因此基于Monte-Carlo模拟提出小样本的齿轮疲劳极限分析方法(CQUboot),并结合大量弯曲疲劳极限试验对D-M法和CQUboot法进行了对比分析。与GB/T 14230—2021《齿轮弯曲疲劳强度试验方法》推荐的20~22个样本计算结果相比,样本量降至12时,D-M法的最大误差为15.76%~24.99%,CQUboot法为8.02%~12.98%;以12.66%为疲劳极限预估允许的最大误差时,D-M法至少需要10~18个样本点,CQUboot法只需8个样本点。

关键词：齿轮疲劳极限 Dixon-Mood法 Monte-Carlo模拟试验验证软件开发

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基于分层贝叶斯模型的齿轮弯曲疲劳试验分析

中国机械工程 2021年第24期32卷 3008-3015,3023页

作者：毛天雨刘怀举王宝宾侯圣文陈地发重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 陕西法士特齿轮有限责任公司西安710077

常规齿轮弯曲疲劳试验数据处理方法是基于最小二乘法(LSE)等传统频率理论的,在小样本条件下可靠度应力寿命(P-S-N)曲线易发生拟合失真。基于成组法开展了8620H钢表面渗碳齿轮的弯曲疲劳试验,将贝叶斯理论应用于小样本条件下弯曲疲劳试... 详细信息

常规齿轮弯曲疲劳试验数据处理方法是基于最小二乘法(LSE)等传统频率理论的,在小样本条件下可靠度应力寿命(P-S-N)曲线易发生拟合失真。基于成组法开展了8620H钢表面渗碳齿轮的弯曲疲劳试验,将贝叶斯理论应用于小样本条件下弯曲疲劳试验数据分析,建立了齿轮弯曲疲劳试验数据的分层贝叶斯(HBM)模型,并通过Gibbs采样获得了参数的后验分布,得到齿轮弯曲疲劳P-S-N曲线。同时以50%和99%可靠度下S-N曲线相对斜率比为评价指标,对比了LSE模型与HBM模型拟合效果,结果表明:随着试验样本数据量的变化,HBM模型的相对斜率比α波动变化率为传统LSE模型的1/40,小样本条件下HBM模型结果优于传统的LSE模型结果。HBM模型可推广应用至齿轮接触疲劳试验等数据分析中。

关键词：小样本数据齿轮弯曲疲劳试验分层贝叶斯模型最小二乘法

Efficient interfacial charge transfer of BiOCl-In_(2)O_(3) step-scheme heterojunction for boosted photocatalytic degradation of ciprofloxacin

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Journal of Materials Science & Technology 2022年第26期121卷 236-244页

作者： Kaiqiang Xu Jie Shen Shiying Zhang difa Xu Xiaohua chen College of Materials Science and Engineering Hunan UniversityChangsha 410082China Hunan Key Laboratory of Applied Environmental Photocatalysis Changsha UniversityChangsha 410005China

BiOCl as a representative layered bismuth-based photocatalyst with Sillén-structure has aroused wide public concern on photocatalytic ***,the photocatalytic efficiency of pristine BiOCl is currently restricted by its low optical absorption and charge separation ***,step-scheme(S-scheme)heterojunctions of In_(2)O_(3) nanoparticle and BiOCl micron-sheet were constructed by a convenient molten salt method by using a LiNO_(3)-KNO_(3) *** In_(2)O_(3)-BiOCl heterojunctions exhibit higher optical absorption performance from 380 nm to 700 nm than the pristine BiOCl and enhanced photocatalytic property toward ciprofloxacin(CIP)degradation under Xenon lamp *** sample 20%In_(2)O_(3) -BiOCl showed the highest photodegradation efficiency,attaining 91%removal of CIP within 35 min,which was 39.6 times and 3.2 times higher than that of pristine In_(2)O_(3) and BiOCl,*** improved photodegradation property mainly resulted from the novel S-scheme mechanism,which boosted highly efficient separation of the photo-induced *** photoluminescence spectrometric test and transient photocurrent response results demonstrated that In_(2)O_(3)-BiOCl composite exhibited efficient separation of photo-generated charge *** work would provide new insights into the design of novel S-scheme photocatalytic systems with applicability in photocatalytic water treatment.

关键词： Step-scheme photocatalyst In_(2)O_(3) BiOCl Photocatalytic activity Ciprofloxacin