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An automated approach to calculating the maximum diameters of multiple cutters and their paths for sectional milling of centrifugal impellers on a 4_(1/2)-axis CNC machine

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Chinese Journal of Aeronautics 2019年第4期32卷 1030-1039页

作者： Baohai WU Zezhong C.CHEN Ming LUO Dinghua ZhanG feiyan han School of Mechanical Engineering Northwestern Polytechnical University Department of Mechanical Industrial and Aerospace EngineeringConcordia University College of Mechanical Engineering Xi'an University of Science and Technology

Power generators and chemical engineering compressors include heavy and large centrifugal impellers. To produce these impellers in high-speed machining, a 4?-axis milling machine(or a 4-axis machine plus an indexing table) is often used in the industry, which is more rigid than a5-axis milling machine. Since impeller blades are designed with complex B-spline surfaces and impeller channels spaces vary significantly, it is more efficient to use multiple cutters as large as possible to cut a channel in sections and a blade surface in patches, instead of only using a small cutter to machine a whole blade and a channel. Unfortunately, no approach has been established to automatically calculate the largest diameters of cutters and their paths, which include the indexing table angles. To address this problem, an automated and optimization approach is proposed. Based on the structure of a 4?-axis machine, a geometric model for a cutter gouging/interfering the impeller is formulated, and an optimization model of the cutter diameter in terms of the indexing table angle is established at a cutter contact(CC) point on a blade surface. Then, the diameters of the tools,their orientations, and the indexing table angles are optimized, and each tool's paths are generated for machining its corresponding impeller section. As a test, an impeller is efficiently machined with these tools section by section; thus, this approach is valid. It can be directly used in the industry to improve efficiency of machining centrifugal impellers.

关键词： Automated path generation 4_(1/2)-Axis CNC machining Centrifugal impeller machining Cutter diameter optimization Sectional machining

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Influence of positive DC electric field on rime icing on the insulator and its experimental verification in the natural environment

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High Voltage 2023年第5期8卷 954-966页

作者： Zongyuan Liu Yuyao Hu Xingliang Jiang Lei Chen Mingchen Chi feiyan han Chong Zhao College of Electrical and Electronic Engineering Shandong University of TechnologyZiboChina State Key Laboratory of Power Transmission Equipment&System Security and New Technology Chongqing UniversityChongqingChina

The electric field imposes a significant effect on ice accretion on the *** impact of an AC electric field on insulator icing in an artificial climate chamber has been *** with AC,DC electric field exerts an attraction on supercooled water droplets,which is more detrimental to the power ***,the icing on energised insulators is rarely studied in the natural *** the present research,an electrical,fluid coupled‐field simulation was carried out on the *** force characteristics and motion deviation features of water droplets at different positive DC electric field strengths were *** this basis,rime icing on the insulator energised with different positive DC voltages was investigated in the *** show that the charged droplet shifts along the electric field line under a positive DC *** deviation degree of the droplet increases with the increment of the voltage and droplet size and decreases with an increase in wind *** the voltage rises,the surface roughness,icing amount and icing length of rime ice‐covered insulator ***,compared with that without energisation,the local collision coefficient,icing amount and icing length increase by 17.6%,46.4%and 63.9%,respectively,under a 40 kV DC voltage.

关键词： insulator field positive

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Optimization design of two-stage amplification micro-drive system without additional motion based on particle swarm optimization algorithm

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Visual Computing for Industry,Biomedicine,and Art 2022年第1期5卷 340-351页

作者： Manzhi Yang Kaiyang Wei Chuanwei Zhang Dandan Liu Yizhi Yang feiyan han Shuanfeng Zhao School of Mechanical Engineering Xi’an University of Science and TechnologyXi’an 710054China Department of Mechanical and Aerospace Engineering Brunel University LondonUxbridge 361199UK School of Humanities and Foreign Languages Xi’an University of Science and TechnologyXi’an 710054China

With the increasing requirements of precision mechanical systems in electronic packaging,ultra-precision machining,biomedicine and other high-tech fields,it is necessary to study a precision two-stage amplification micro-drive system that can safely provide high precision and a large amplification *** view of the disadvantages of the current two-stage amplification and micro-drive system,such as poor security,low motion accuracy and limited amplification ratio,an optimization design of a precise symmetrical two-stage amplification micro-drive system was completed in this study,and its related performance was *** on the guiding principle of the flexure hinge,a two-stage amplification micro-drive mechanism with no parasitic motion or non-motion direction force was *** addition,the structure optimization design of the mechanism was completed using the particle swarm optimization algorithm,which increased the amplification ratio of the mechanism from 5 to 18 times.A precise symmetrical two-stage amplification system was designed using a piezoelectric ceramic actuator and two-stage amplification micro-drive mechanism as the micro-driver and actuator,*** driving,strength,and motion performances of the system were subsequently *** results showed that the driving linearity of the system was high,the strength satisfied the design requirements,the motion amplification ratio was high and the motion accuracy was high(relative error was 5.31%).The research in this study can promote the optimization of micro-drive systems.

关键词： Particle swarm optimization Micro-drive mechanism Two-stage amplification Optimization design Performance of guidance

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基于模板轨迹映射的叶轮流道拟三角型高效路径规划方法

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西北工业大学学报 2018年第6期36卷 1216-1223页

作者：韩飞燕魏娟冯斌张武西安科技大学机械工程学院陕西西安710054

整体叶轮的制造技术是衡量一个国家制造能力的重要标志,其制造过程涉及复杂自由曲面加工,而刀具路径规划是自由曲面加工的关键问题之一。针对整体叶轮流道加工的刀具路径规划,提出一种基于参数域模板轨迹映射的拟三角型高效路径规划方... 详细信息

整体叶轮的制造技术是衡量一个国家制造能力的重要标志,其制造过程涉及复杂自由曲面加工,而刀具路径规划是自由曲面加工的关键问题之一。针对整体叶轮流道加工的刀具路径规划,提出一种基于参数域模板轨迹映射的拟三角型高效路径规划方法。核心思想是通过在参数域定义模板形式的加工轨迹,借助参数域到物理域的映射模型,将模板轨迹映射到物理域来计算实际加工的走刀路径。首先,利用变形映射技术,建立参数域到物理域的映射模型,并给出参数域模板形式走刀轨迹的映射方法;然后,在参数域中确定叶轮流道的清根边界,并定义叶轮流道的拟三角型模板轨迹;最后,以某叶轮为例,计算了叶轮流道加工的拟三角型刀具路径,并将该方法的刀具路径计算时间与传统的等距偏置方法进行对比,结果表明提升了45%的计算效率,为叶轮零件数控加工刀具路径的快速获取提供了一种新方法。此外,进行了仿真与实际加工验证,结果表明叶轮流道表面的实际切痕形状呈拟三角型形状,说明所提出的走刀轨迹规划方法是有效可行的。

关键词：参数域模板轨迹映射模型整体叶轮流道拟三角型轨迹

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坦桑尼亚国家体育场屋顶罩棚空间管桁架施工技术

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建筑技术 2008年第5期39卷 369-372页

作者：潘钢韩飞雁北京建工集团有限责任公司国际工程部北京100055

坦桑尼亚国家体育场是中国政府援建的项目，位于坦桑尼亚首都达累斯萨拉姆．该工程总建筑面积68210m^2，地上5层,檐口高度为29．160m，建筑总高为33．160m。屋盖平面投影为椭圆形。内缘长轴长239．950m，内缘短轴长158．950m。管桁架悬... 详细信息

坦桑尼亚国家体育场是中国政府援建的项目，位于坦桑尼亚首都达累斯萨拉姆．该工程总建筑面积68210m^2，地上5层,檐口高度为29．160m，建筑总高为33．160m。屋盖平面投影为椭圆形。内缘长轴长239．950m，内缘短轴长158．950m。管桁架悬挑由⑩轴向⑩轴方向（场内）悬挑25．500m。水平投影长35．730m（见封面照片）。

关键词：大跨度钢桁架节点

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脂肪间充质干细胞来源外泌体通过mTOR通路调节变应性鼻炎患者外周血Th2/Treg平衡

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临床耳鼻咽喉头颈外科杂志 2024年第2期38卷 140-145页

作者：韩飞燕许肖杰王英郑州大学第一附属医院耳鼻咽喉头颈外科郑州450052

目的:探讨脂肪间充质干细胞来源外泌体(adipose-derived stem cell exosomes,ADSC-exos)调节变应性鼻炎(allergic rhinitis,AR)患者外周血Th2/Treg平衡的机制。方法:选取2022年3月-2022年10月于郑州大学第一附属医院耳鼻咽喉头颈外科就... 详细信息

目的:探讨脂肪间充质干细胞来源外泌体(adipose-derived stem cell exosomes,ADSC-exos)调节变应性鼻炎(allergic rhinitis,AR)患者外周血Th2/Treg平衡的机制。方法:选取2022年3月-2022年10月于郑州大学第一附属医院耳鼻咽喉头颈外科就诊的AR患者30例,再选择30例同期就诊的单纯鼻中隔偏曲患者作为对照组。期间收集所有患者的外周静脉血10 mL,采用ELISA检测法分析血浆中IL-4、TGF-β细胞因子水平,密度梯度离心法提取外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)后进一步提取蛋白及RNA,行qRT-PCR检测IL-4、TGF-β、GATA3、Foxp3基因的表达水平,Western Blotting检测AR患者与对照者PBMCs中p-PI3K(P85)、p-AKT(Ser473)、p-mTOR(Ser2448)、p-p70S6K(Thr389)的蛋白表达水平,流式细胞术分析Th2和Treg细胞的比例。刺激分化AR患者的PBMCs,并与ADSC-exos共培养。Western Blotting检测外泌体处理组与未处理组p-PI3K(P85)、p-AKT(Ser473)、p-mTOR(Ser2448)及p-p70S6K(Thr389)蛋白的表达水平,流式细胞术分析Th2和Treg细胞的比例,ELISA检测细胞培养上清中IL-4、TGF-β的水平。结果:AR组患者外周血中mTOR通路较对照组显著激活,血浆中IL-4水平较对照组升高,TGF-β水平较对照组降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。AR组患者外周血Th2细胞比例较对照组升高,Treg细胞比例下降,差异有统计学意义(P<0.01)。外泌体处理组与未处理组比较,mTOR通路蛋白表达水平下降,IL-4水平下降,TGF-β水平升高;Th2细胞比例下降,Treg细胞比例升高(P<0.01)。结论:AR患者外周血单个核细胞中存在Th2、Treg细胞的失衡,其外周血单个核细胞中PI3K/AKT/mTOR/p70S6K通路被激活,ADSC-exos可能通过PI3K/AKT/mTOR/p70S6K通路调节AR患者Th2/Treg的平衡。

关键词：脂肪干细胞外泌体 mTOR通路 Th2细胞 Treg细胞

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基于ARCHARD磨损模型的WR-CVT非连续接触钢丝绳磨损研究

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摩擦学学报 2023年第6期43卷 706-716页

作者：张武常浩文赵书阳韩飞燕西安科技大学机械工程学院陕西西安710054

针对WR-CVT(Wire rope continuously variable transmission)弯曲段钢丝绳更易磨损问题,以6×7+IWS(Merallic wire strand core)钢丝绳为研究对象,基于Archard磨损模型结合自适应网格技术,建立WR-CVT钢丝绳非连续接触磨损有限元模型,研究磨损对钢丝绳接触压应力以及滑移幅值等接触参量的影响,并进行了试验揭示磨损机理.结果表明:随着磨损的作用,钢丝间接触区域不断增大.最大磨损深度出现在钢丝绳与绳槽边缘接触处,此处钢丝接触压应力较磨损前显著减小,滑移幅值和磨损深度在不断增大,接触压应力集中点沿钢丝轴向不断移动,接触区域形貌逐渐形成扁平状,磨损机理为磨粒磨损、黏着磨损和疲劳磨损.

关键词：钢绳环CVT 无接头钢丝绳非连续接触 ARCHARD磨损模型磨损机理

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基于虚拟控制面约束的机匣类零件工序模型建立方法

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航空学报 2015年第10期36卷 3465-3474页

作者：韩飞燕张定华张莹吴宝海西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室西安710072

在多岛屿特征机匣类零件的数控加工中,建立准确的加工工序模型是实现该类零件智能加工的关键技术。为了获得多岛屿特征机匣类零件准确的加工工序模型,提出了一种基于虚拟控制面约束的机匣类零件工序模型建立方法。首先,根据多岛屿特征... 详细信息

在多岛屿特征机匣类零件的数控加工中,建立准确的加工工序模型是实现该类零件智能加工的关键技术。为了获得多岛屿特征机匣类零件准确的加工工序模型,提出了一种基于虚拟控制面约束的机匣类零件工序模型建立方法。首先,根据多岛屿特征机匣类零件的加工特征对建模过程中虚拟控制面约束的引入进行了分析,并结合虚拟控制面约束思想给出了拉格朗日超限插值的建模理论;然后,结合机匣类零件的几何特征确定了虚拟控制面的分布位置和几何形状的计算方法,在此基础上根据虚拟控制面建模理论构造了中间变形曲面,依据切削深度约束确定了工序模型,并对其进行了轨迹规划;最后,在一类多岛屿特征的机匣零件上对算法进行了验证,结果表明,本文方法能够根据机匣零件加工特征分布情况有效地控制工序模型的几何形状,避免了同时处理多个加工特征所导致的工序曲面过早趋于复杂现象,为多岛屿特征机匣类零件的数控加工提供有效的工序模型,一定程度上降低了该类零件数控加工的工艺规划难度。

关键词：机匣类零件超限插值虚拟控制面工序模型工艺规划

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基于变形映射的多轴粗加工工序模型建立方法

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机械工程学报 2017年第3期53卷 155-161页

作者：韩飞燕张定华吴宝海张莹西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室西安710072

在多轴铣削加工中,建立准确的加工工序模型是实现航空类零件智能加工的关键技术。为了获得复杂零件准确的加工工序模型,提出一种基于变形映射的多轴粗加工工序模型建立方法。介绍变形映射技术的理论基础,建立三次埃尔米特超限插值的变... 详细信息

在多轴铣削加工中,建立准确的加工工序模型是实现航空类零件智能加工的关键技术。为了获得复杂零件准确的加工工序模型,提出一种基于变形映射的多轴粗加工工序模型建立方法。介绍变形映射技术的理论基础,建立三次埃尔米特超限插值的变形映射模型,并分析变形映射模型中影响工序模型几何形状的工艺参数;根据工艺约束的分析结果对工艺参数进行设计,并将带工艺约束的工艺参数引入到变形映射建模方法中来构造工序模型。在一类复杂航空零件上进行验证。算例表明,该方法能够在控制当前加工余量的情况下构造复杂零件多轴粗加工的工序模型,可缩短零件的总加工时间,在一定程度上改善了加工效率。

关键词：多轴铣削变形映射超限插值工序模型

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斜齿面齿轮传动齿面主动修形与边缘接触分析

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计算机集成制造系统 2020年第11期26卷 3040-3048页

作者：彭先龙韩飞燕乔心州王星寇发荣西安科技大学机械工程学院陕西西安710054

为了预控斜齿面齿轮传动的啮合性能并消除边缘接触,提出齿面主动修形方法。利用几何啮合性能的定量参数建立了小轮主动修形齿面的数学模型;阐述了小轮的数控加工方法并确立了数控运动规律多项式系数,建立了由该系数增量、该系数单位增... 详细信息

为了预控斜齿面齿轮传动的啮合性能并消除边缘接触,提出齿面主动修形方法。利用几何啮合性能的定量参数建立了小轮主动修形齿面的数学模型;阐述了小轮的数控加工方法并确立了数控运动规律多项式系数,建立了由该系数增量、该系数单位增量影响齿面位置矢量变化的敏感矩阵,以及小轮主动修形齿面相对其理论齿面的修形量组成的敏感矩阵方程;通过奇异值分解法迭代求解敏感矩阵方程获得加工小轮主动修形齿面的数控规律。数值计算实例说明,数控规律求解方法可行,主动修形齿面可再现预置的几何啮合性能,而且避免了不考虑安装误差时的边缘接触,但有安装误差时将出现新的边缘接触。

关键词：斜齿轮面齿轮传动主动修形数控加工边缘接触

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