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Friction 2024年第6期12卷 1165-1175页

作者： yinhu xi Jinhui DENG Yiling LI School of Mechanical Engineering Anhui University of Science and TechnologyHuainan 232001China Ericsson AB Datalinjen 3Linköping 58330Sweden

In this work,a new method to solve the Reynolds equation including mass-conserving cavitation by using the physics informed neural networks(PINNs)is proposed.The complementarity relationship between the pressure and the void fraction is used.There are several difficulties in problem solving,and the solutions are provided.Firstly,the difficulty for considering the pressure inequality constraint by PINNs is solved by transferring it into one equality constraint without introducing error.While the void fraction inequality constraint is considered by using the hard constraint with the max-min function.Secondly,to avoid the fluctuation of the boundary value problems,the hard constraint method is also utilized to apply the boundary pressure values and the corresponding functions are provided.Lastly,for avoiding the trivial solution the limitation for the mean value of the void fraction is applied.The results are validated against existing data,and both the incompressible and compressible lubricant are considered.Good agreement can be found for both the domain and domain boundaries.

关键词： Reynolds equation mass-conserving cavitation physics informed neural networks hard constraints trivial solution

An experimental method for measuring friction behaviors of linear rolling guides

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Chinese Science Bulletin 2014年第29期59卷 3912-3918页

作者： yinhu xi Yuan Zhou Wei Zhang Junhong Mao Theory of Lubrication and Bearing Institute Key Laboratory of Education Ministry for Modern Design and Rotor-Bearing SystemSchool of Mechanical EngineeringXi’an Jiaotong University

Friction behaviors of linear rolling guides(LRGs)are determined by many factors and are crucial for precision positioning.It is difficult to create an expression to describe the friction behaviors exactly and completely.A new experimental method for measuring the friction behaviors of one LRG individually was developed,and linear motor direct drive technology is utilized in the experiment setup.The position signal is acquired by a grating,and the friction of the LRG is deduced by the product of the mass of the moving part and its acceleration.In the experiment,the LRG can move with the friction only,and the friction transition from normal rolling to prerolling stage was detected.The asperities’deformations were utilized to explain it.Hysteresis loops and internal loops were measured.The results indicate the non-local memory of the LRG,and the historical trajectory have an important impact on the friction behaviors of LRGs in the pre-rolling stage.

关键词：直线滚动导轨摩擦行为测量验方精确定位驱动技术直线电机位置信号

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米字型靠尺遍历离散点云检测隧道初支平整度

铁道工程学报 2024年第3期41卷 86-90,99页

作者：梁策徐世东程云建郭寅虎王君楼朱庆朱军西南交通大学成都611756 中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081 西南石油大学成都610500 西成铁路客运专线陕西有限责任公司西安710043 京昆高速铁路西昆有限公司重庆400020

研究目的:为便捷、快速地开展隧道初支平整度检测,基于三维激光扫描的离散点云数据,提出运用米字型靠尺模拟人工检测的初支平整度全局检测方法,并对主要实现过程中的隧道设计轮廓嵌入、点云数据展开、米字型靠尺遍历、测站平整度计算、... 详细信息

研究目的:为便捷、快速地开展隧道初支平整度检测,基于三维激光扫描的离散点云数据,提出运用米字型靠尺模拟人工检测的初支平整度全局检测方法,并对主要实现过程中的隧道设计轮廓嵌入、点云数据展开、米字型靠尺遍历、测站平整度计算、网格平整度评价等技术进行说明。研究结论:(1)本文方法直接基于离散点云进行模拟人工检测,不需要构建拟合曲面,能保持特征点云的位置不失真;(2)基于投影展开后的点云成果数据,可以从纵、横、斜向同步进行平整度检测,相比人工只能从纵向检测,该方法检测覆盖更全面,更贴近工程实际;(3)在桑园隧道应用本文方法进行初支平整度检测,检测结果的精度可以媲美人工检测,验证了本文方法的有效性,可为铁路隧道施工中的初支平整度质量检测提供实践参考。

关键词：铁路隧道检测方法模型试验平整度激光点云

铁路工程中智能拌和站综合管控系统研究与应用

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铁路技术创新 2024年第1期 163-168页

作者：范文杰郭寅虎杨军西成铁路客运专线陕西有限责任公司陕西西安710000

混凝土作为高铁桥梁、隧道、轨道等工程的重要建筑材料,为提升其品质,提高混凝土拌和站管理水平,综合利用云计算、大数据、物联网、5G等先进的信息化技术,构建智能拌和站综合管控系统。介绍系统架构,总结系统业务流程及数据流程,通过系... 详细信息

混凝土作为高铁桥梁、隧道、轨道等工程的重要建筑材料,为提升其品质,提高混凝土拌和站管理水平,综合利用云计算、大数据、物联网、5G等先进的信息化技术,构建智能拌和站综合管控系统。介绍系统架构,总结系统业务流程及数据流程,通过系统搭建面向工业互联网的信息综合管理平台、优化基于机械自动化技术的混凝土拌和站生产线、实现混凝土生产浇筑各环节-各部门无缝链接。通过分析传统拌和站存在的问题,基于综合管控系统,从现场料仓布局、原材把控、试验检测流程和生产过程等方面提出智能拌和站优化方案,进一步提升铁路混凝土拌和站管控水平。

关键词：铁路工程智能拌和站综合管控系统物联网

Stripe theory based numerical method for solving asymmetrical hysteresis of friction force in linear rolling guideways

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Science China(Technological Sciences) 2016年第9期59卷 1320-1327页

作者： ZHAO Yang xi yinhu MAO JunHong WONG Patrick Pat Lam Theory of Lubrication and Bearing Institute Key Laboratory of Education Ministry for Modern Design and Rotor-Bearing System Xi'an Jiaotong University Department of Mechanical and Biomedical Engineering City University of Hong Kong

Linear rolling guideways(LRGs) play an important role in precision engineering. In the pre-rolling region, the hysteretic friction force exerts great impacts on the positioning accuracy. Numerical and experimental studies of the hysteresis of friction force are presented in this paper. A model, which is based on the stripe theory and the simplified theory of rolling contact, is built to describe the transient hysteresis of the friction force. Then, the model is modified by taking the anelasticity effect into consideration. Experimentally, a linear motor direct-drive setup is utilized to measure the transient asymmetrical hysteresis of the friction force in the pre-rolling region of an LRG. The influences of the pre-rolling displacement and the dwelling time on the asymmetrical hysteresis of the friction force are studied. The numerical and experimental results are well correlated, which shows good accuracy of the model. The transient asymmetrical hysteresis of friction force in the pre-rolling region of LRGs can thus be determined using the model.

关键词：直线滚动导轨摩擦力数值方法纹理不对称滞回求解滞后现象

全视场在线图像可视铁谱磨粒显微成像特性分析

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仪器仪表学报 2022年第2期43卷 26-35页

作者：李博吕浩文吴伟郑杰席寅虎西安石油大学机械工程学院西安710065 西安交通大学机械工程学院西安710049

为了评估全视场在线图像可视铁谱磨粒显微成像特性,提出了一种反射光显微成像模型。首先,基于朗伯余弦与小角度散射理论建立了全视场(OLVF)的反射光辐照度模型,实现了磨粒显微成像清晰度定量评价。然后,仿真计算磨粒显微成像的反差透视... 详细信息

为了评估全视场在线图像可视铁谱磨粒显微成像特性,提出了一种反射光显微成像模型。首先,基于朗伯余弦与小角度散射理论建立了全视场(OLVF)的反射光辐照度模型,实现了磨粒显微成像清晰度定量评价。然后,仿真计算磨粒显微成像的反差透视比,确定了最优光学倍率和适用于全视场OLVF探测的油液衰减系数范围,明确了光学参数对磨粒显微成像质量的影响规律。结果显示:光学倍率为2.0×且油液衰减系数≤2.0条件下,磨粒沉积于物方视场的主光轴附近,全视场OLVF可获得最佳磨粒显微成像清晰度。最后,开展了磨粒显微成像实验测试,结果表明:全视场OLVF能够从油液衰减系数小于2.0的在用液压油和齿轮油中获取反射光谱片图像,并提取磨粒视觉信息进行磨损在线监测。

关键词：全视场在线图像可视铁谱显微成像油液光散射磨粒反射光谱片

Ag-CuO触点材料侵蚀过程的演化动力学及力学性能

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金属学报 2022年第10期58卷 1305-1315页

作者：马敏静屈银虎王哲王军杜丹西安工程大学材料工程学院西安710048 西安交通大学物理学院西安710049

基于Ag-45CuO(骨架Ag-CuO)和Ag-20CuO(岛状Ag-CuO)触点材料的微观结构特征,利用物相识别结合显微结构分析重建了Ag-CuO材料的三维尺度模型,采用计算流体动力学(CFD)方法模拟了侵蚀作用下CuO微观结构的动态演变和重构过程。实验和模拟结... 详细信息

基于Ag-45CuO(骨架Ag-CuO)和Ag-20CuO(岛状Ag-CuO)触点材料的微观结构特征,利用物相识别结合显微结构分析重建了Ag-CuO材料的三维尺度模型,采用计算流体动力学(CFD)方法模拟了侵蚀作用下CuO微观结构的动态演变和重构过程。实验和模拟结果表明,反复的热冲击导致岛状Ag-CuO熔池表面形成火山口状凹坑,而骨架Ag-CuO熔池表面较为光滑。这是由于骨架Ag-CuO触点局部间隙作为CuO骨架重构的驱动力,可使重构后的CuO呈现出更明显的各向异性,从而有效束缚熔池中Ag的蒸发与偏析;而岛状Ag-CuO触点开断过程并未发生明显的CuO重构现象,其基体内岛状CuO结构易使触点在反复侵蚀作用下失效。随后,利用视觉识别技术结合有限元法,逆向重建了骨架Ag-CuO和岛状Ag-CuO触点表层局部的三维模型,进一步研究了CuO微观结构对触点表层力学性能的影响。结果表明,相比于岛状CuO结构,骨架CuO结构的相界面处不易产生应力和应变集中,该结构可有效分散熔池表面局部冲击力,显著提高触点的抗侵蚀性能。

关键词： Ag-CuO触点材料抗侵蚀特性骨架重构微观结构演变力学性能

基于图像全站仪的天文大地垂线偏差测量及其精度分析

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测绘学报 2023年第2期52卷 175-182页

作者：詹银虎张超李飞战骆亚波米科峰张旭张志峰信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001 自然资源部第一大地测量队陕西西安710054 长沙理工大学湖南长沙410001 61363部队陕西西安710054

高精度天文大地垂线偏差在地球重力场模型精化、区域大地水准面模型验证等领域具有重要的应用。目前,数字天顶仪是最为常用的天文大地垂线测量仪器,但存在结构复杂、体积庞大、设备笨重、价格昂贵、运输不便等缺点。本文提出了一种利用... 详细信息

高精度天文大地垂线偏差在地球重力场模型精化、区域大地水准面模型验证等领域具有重要的应用。目前,数字天顶仪是最为常用的天文大地垂线测量仪器,但存在结构复杂、体积庞大、设备笨重、价格昂贵、运输不便等缺点。本文提出了一种利用图像全站仪实现高精度、全自动垂线偏差测量的方法。简要介绍了垂线偏差测量的基本原理和数据处理方法,并利用Leica公司生产的TS60图像全站仪,在河南郑州和陕西泾阳进行了为期1 a共计23个夜间的野外试验。结果表明,观测时间为12 min时,垂线偏差的内符合测量精度达到0.18″~0.23″;观测时间增加到96 min时,内符合精度提升至0.13″~0.19″,外符合精度优于0.2″。与数字天顶仪相比,图像全站仪兼具了测量精度和效率,甚至具备单人观测的条件,因此具有广阔的推广应用前景。

关键词：垂线偏差图像全站仪恒星图像天文定位精度分析

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应力释放扁挤压筒的优化设计

西安交通大学学报 2018年第7期52卷 146-152页

作者：尹君成小乐胥光申屈银虎西安工程大学机电工程学院西安710048 金属挤压锻造装备技术国家重点实验室西安710032

利用材料力学中的力线平移定理并结合有限元方法,综合分析了扁挤压筒优化设计中孔型、层间过盈量、层厚等结构优化参数对扁挤压筒应力分布的影响;提出了一种扁挤压筒内应力分布优化的新方法,可应用于一般扁挤压筒的设计;通过分析扁挤压... 详细信息

利用材料力学中的力线平移定理并结合有限元方法,综合分析了扁挤压筒优化设计中孔型、层间过盈量、层厚等结构优化参数对扁挤压筒应力分布的影响;提出了一种扁挤压筒内应力分布优化的新方法,可应用于一般扁挤压筒的设计;通过分析扁挤压筒的内应力分布情况,提出了一种应力释放扁挤压筒新结构。通过有限元模拟分析验证,得到了较为合理的扁挤压筒新结构的外套宽度和层间过盈量,可使扁挤压筒应力峰值降低5%以上,从而可提高扁挤压筒的使用寿命。此项研究可为优化扁挤压筒结构及装配提供参考。

关键词：扁挤压筒结构优化过盈量

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黄河流域城镇污水处理厂建设与运行现状分析

给水排水 2022年第12期48卷 27-36页

作者：徐傲巫寅虎陈卓郝姝然胡洪营清华苏州环境创新研究院苏州215163 清华大学环境学院环境前沿技术北京实验室环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084

对黄河流域68个主要城市的城镇污水排放与处理厂建设、污水处理厂进出水水质和能耗情况进行了系统分析。主要城市的平均污水处理率(污水处理量/污水排放量)达到98.1%,略高于全国平均水平。黄南州、阿坝州和海西州的污水处理率不足90%,... 详细信息

对黄河流域68个主要城市的城镇污水排放与处理厂建设、污水处理厂进出水水质和能耗情况进行了系统分析。主要城市的平均污水处理率(污水处理量/污水排放量)达到98.1%,略高于全国平均水平。黄南州、阿坝州和海西州的污水处理率不足90%,呼和浩特、商洛和西安等26座城市的污水处理量超过了污水处理能力,平均负荷率达到117.1%,这些城市的污水处理设施建设亟待加强。多个城市的污水处理厂进水污染浓度偏低,阿坝州、甘孜州和濮阳等16个城市的城镇污水处理厂进水BOD浓度(2020年度中位值)低于100 mg/L。污水处理厂出水水质较好,除海北州和天水外,主要城市的城镇污水处理厂出水COD、TN和TP浓度均达到GB 18918-2002一级A排放标准。主要城市污水处理厂单位水量电耗介于0.26~1.11 kW·h/m^(3),单位COD去除电耗介于0.89~9.06 kW·h/kgCOD。果洛州、阿坝州和玉树州等城市的污水处理厂单位COD去除电耗显著高于其他城市。建议针对黄河流域地域特点,进一步加强城镇污水收集和处理设施建设完善污水处理统计制度,建立污水处理数据库和信息系统,推动黄河流域污水处理高质量发展。

关键词：污水处理厂进水水质出水水质电耗提质增效黄河流域