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林业剩余物可调式斜进料盘式削片机主轴刚柔耦合动力学分析

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森林工程 2024年第3期40卷 152-161页

作者：田菲宋鹏任长清丁禹程黑龙江省林业和草原调查规划设计院绥化院黑龙江绥化152001 东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

研究新型枝丫材、抚育间伐材等林业剩余物盘式削片机的主轴系统,该削片机刀盘与主轴安装结构的特点,与当下主流安装形式存在差异,验证其主轴系统在切削原木过程中是否符合结构设计要求。采用ADAMS软件与ANSYS软件建立柔性主轴的刚柔耦... 详细信息

研究新型枝丫材、抚育间伐材等林业剩余物盘式削片机的主轴系统,该削片机刀盘与主轴安装结构的特点,与当下主流安装形式存在差异,验证其主轴系统在切削原木过程中是否符合结构设计要求。采用ADAMS软件与ANSYS软件建立柔性主轴的刚柔耦合模型,在模型中添加切削力周期变化的规律,仿真提取主轴与刀盘连接点位置处主轴轴向与径向振幅情况,得到刀盘在径向的最大振动幅度为175μm,结果按国标对比符合旋转轴长期运行条件。研究结果对新型削片机主轴系统的合理性提供了验证,为削片机主轴系统的结构改进提供了理论依据。

关键词：林业剩余物盘式削片机主轴系统刚柔耦合动力学仿真

被动式木窗双端铣削加工定位夹紧装置的设计与研究

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森林工程 2024年第1期40卷 122-127页

作者：任长清孙永超杨春梅丁禹程东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

为满足欧式木窗定制化尺寸变化的需求,设计一种尺寸自适应定位夹紧装置,应用有限元软件对木窗夹紧过程进行静力学分析,在满足木窗夹紧的要求下,使木窗弹性变形在合理范围。同时为了满足轻量化设计要求对压辊连接架进行拓扑优化设计,根... 详细信息

为满足欧式木窗定制化尺寸变化的需求,设计一种尺寸自适应定位夹紧装置,应用有限元软件对木窗夹紧过程进行静力学分析,在满足木窗夹紧的要求下,使木窗弹性变形在合理范围。同时为了满足轻量化设计要求对压辊连接架进行拓扑优化设计,根据拓扑优化结果改进压辊连接架结构,对优化后的模型进行静力学分析验证,最终得到优化后的工件。结果表明,优化后压辊连接架重量明显下降,满足相关使用要求。

关键词：欧式木窗双端铣削定位加工静力学分析拓扑优化设计

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基于响应曲面法的木材喷涂漆雾扩散角度与均匀度优化

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林业科学 2024年第6期60卷 136-147页

作者：杨春梅刘彤彬马亚强丁禹程王金聪胡松宋文龙东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040 东北林业大学计算机与控制工程学院哈尔滨150040 广东博硕涂装技术有限公司佛山520308

【目的】探究木材喷涂喷头结构参数对喷口流速v_(2)、漆雾扩散角度γ和漆雾均匀性λ的影响,求解喷头最优结构参数,提高木材喷涂效率和喷涂效果。【方法】基于雾滴碰撞、聚集和积累理论初步探究v_(2)、γ和λ的影响因素,将优化参数设为... 详细信息

【目的】探究木材喷涂喷头结构参数对喷口流速v_(2)、漆雾扩散角度γ和漆雾均匀性λ的影响,求解喷头最优结构参数,提高木材喷涂效率和喷涂效果。【方法】基于雾滴碰撞、聚集和积累理论初步探究v_(2)、γ和λ的影响因素,将优化参数设为原始喷头的7项关键内部结构参数,包括内壁倒角β、三段管道内壁长度L_(1)至L_(3)和三段管道内壁直径d_(1)至d_(3),利用Design Expert设计7因素3水平3指标的BBD响应曲面试验,探究各结构参数对v_(2)、γ和λ的影响显著性。BBD试验各组结果由3部分仿真获得,采用k-ε模型进行喷头内部流场仿真、KHRT模型进行高压平口雾化仿真。应用Image J测定漆雾扩散角度,通过Python运用“雾滴撒点法”完成对每组雾化仿真结果的均匀性标定,利用多目标优化方法求解喷头最优结构参数,并通过仿真喷涂和实机喷涂验证其喷涂效果。【结果】BBD响应曲面试验结果表明,7项关键内部结构参数对指标的影响十分复杂,但3项指标v_(2)、 γ和λ回归显著(P≤0.000 1),多目标优化下的理论最优漆雾扩散角度为21.28°、最优漆雾均匀性为3.053;最优喷头的喷涂仿真试验结果表明,优化后喷口流速v_(2)由35.8 m·s^(-1)升至107 m·s^(-1),漆雾扩散角度γ由16.74°升至21.09°(与理论相差0.883%),漆雾均匀性λ由3.62升至3.03(λ越小代表越均匀,与理论相差0.751%)。在木材喷涂实机试验中,优化前后木材喷涂试样漆厚标准差由21.71μm降至17.74μm,单面喷涂时间由6.2 s降至5.5 s,单面喷头移动行程由3 255 mm降至2 887 mm。【结论】基于“雾滴撒点法”的漆雾均匀性评判标准以及基于响应曲面法和多目标的喷头结构参数优化方法可对木材喷涂喷头优化设计提供一定参考,对提高木材喷涂漆面均匀性和木材喷涂效率具有一定效果和帮助。

关键词：木材喷涂喷涂均匀性扩散角度雾化仿真响应曲面法多目标优化

Research on the Forming Mechanism of Micro/Nano Features during the Cast Molding Process

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Nano-Micro Letters 2011年第4期3卷 249-255页

作者： Xiangdong Ye Yugang Duan yucheng ding Key Laboratory of Photonic and Electronic Materials School of Electronic Science and EngineeringNanjing University State Key Laboratory of Manufacturing Systems Engineering Xi’an Jiaotong University

Cast molding process has provided a reliable, simple and cost-effective way to fabricate micro structures since decades ago. In order to obtain structures with fine, dense and deep nano-size features by cast molding, it is necessary to study the forming mechanism in the process. In this paper, based on major steps of cast molding, filling models of liquid are established and solved; and the forming mechanism of liquid is revealed. Moreover, the scale effect between the liquid and the cavity on the filling velocity of liquid is *** is also interesting to find out that the wettability of liquid on the cavity may be changed from wetting to dewetting depends on the pressure difference. Finally, we experimentally verify some of our modeling results on the flowing and filling state of the liquid during the cast molding process.

关键词： Forming mechanism Cast molding process Nano-size features Liquid

拓扑与MOGA算法下的梁柱材刀架轻量化设计

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机械科学与技术 2024年第9期43卷 1590-1599页

作者：杨春梅马亚强刘彤彬丁禹程宋文龙东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

为了提高梁柱材钻铣刨加工中心的综合性能,本文以其中具有X,Y方向插补运动的刀架为研究对象,进行轻量化设计。对刀架的质量进行两次优化:第一次使用拓扑算法优化,以最大刚度为目标函数,应力、变形为约束,质量为响应约束,建立拓扑优化模... 详细信息

为了提高梁柱材钻铣刨加工中心的综合性能,本文以其中具有X,Y方向插补运动的刀架为研究对象,进行轻量化设计。对刀架的质量进行两次优化:第一次使用拓扑算法优化,以最大刚度为目标函数,应力、变形为约束,质量为响应约束,建立拓扑优化模型进行优化;第二次使用MOGA算法在拓扑优化的基础上进行优化,建立拓扑优化刀架的重构模型,验证力学性能与低阶固有频率,选择优化设计变量,设计CCD(Central composite design)试验获得初始样本点,选取5个验证点与Kriging模型的预测值进行拟合,根据Kriging模型建立局部灵敏度较高设计变量的响应面模型,获得设计变量对应力、变形、质量直观的影响程度,利用MOGA算法建立优化模型,寻找最优解。试验结果表明:在满足强度的条件下,经过两次质量优化设计,刀架质量减小了14.48%。

关键词：梁柱材刀架拓扑优化 Kriging模型 MOGA算法

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基于蚁群算法的定制化门窗材空极大空间码垛策略研究

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包装工程 2024年第13期45卷 238-246页

作者：曲文蒋志维丁禹程杨春梅石昌玉东北林业大学机电工程学院哈尔滨150006

目的提高货物装载效率,满足定制化门窗材码垛要求,提高托盘码垛的空间利用率。方法首先根据实际情况构建门窗材码垛的数学模型,然后针对门窗材在码垛托盘内的空间利用率问题,制定空极大空间的码放策略,并采用蚁群算法来寻找门窗材最优... 详细信息

目的提高货物装载效率,满足定制化门窗材码垛要求,提高托盘码垛的空间利用率。方法首先根据实际情况构建门窗材码垛的数学模型,然后针对门窗材在码垛托盘内的空间利用率问题,制定空极大空间的码放策略,并采用蚁群算法来寻找门窗材最优的码放位置和摆放姿态,最后与传统经验算法的空间利用率进行对比。结果在相同订单样本量下,文中的蚁群算法相较于传统的经验算法,可将垛型的空间利用率提高8.82%,且所得垛型的高度更低、稳定性更强。结论所提出的数学模型能够为门窗材在线码垛的整体垛型优化提供理论依据。

关键词：门窗材定制化加工柔性码垛最优空间蚁群算法

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定制化被动式木门窗材柔性分类智能控制系统设计

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森林工程 2024年第3期40卷 162-169页

作者：石昌玉丁禹程曲文任长清吴哲杨春梅东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

针对行业内被动式木门窗扇及窗框等集成材根据订单要求完成定长截断、四面刨铣后,需要对尺寸各异的门窗材进行优化分类堆叠的现状设计柔性分类智能远程控制系统。通过Modbus通信协议及多种传感器协同完成现场数据的实时采集,运用消息队... 详细信息

针对行业内被动式木门窗扇及窗框等集成材根据订单要求完成定长截断、四面刨铣后,需要对尺寸各异的门窗材进行优化分类堆叠的现状设计柔性分类智能远程控制系统。通过Modbus通信协议及多种传感器协同完成现场数据的实时采集,运用消息队列遥测传输(Message Queuing Telemetry Transport,MQTT)协议和通信模块将采集的数据上传至云平台,终端用户通过手机App或Web端实时查看系统运行数据及进行远程操控,实现基于物联网的远程监控与报警。结果显示,设计的控制系统尺寸信息采集系统的鲁棒性较高,系统故障率低,同时提高分类堆叠效率。控制系统的设计实现了门窗材定制化分类堆叠的自动化、数据实时采集与传输以及远程监控,为实木加工的智能化与信息化应用提供了技术支撑。

关键词：定制化门窗材分类堆叠智能化远程监控被动式建筑

Mold deformation in soft UV-nanoimprint lithography

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Science China(Technological Sciences) 2009年第2期52卷 294-302页

作者： LAN HongBo ding yucheng LIU HongZhong QUE YeRong TAO WeiWei LI HanSong LU BingHeng State Key Laboratory for Manufacturing System Engineering Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China School of Mechanical Engineering Shandong UniversityJinan 250061China

UV-nanoimprint lithography (UV-NIL) using a soft mold is a promising technique with low cost and high throughput for producing the submicron scale large-area patterns. However, the deformations of the soft mold during imprinting process which can cause serious consequences have to be understood for the practical application of the process. This paper investigated the deformation of the soft mold by theoretical analyses, numerical simulations, and experimental studies. We simulated the mold deformation using a simplified model and finite element method. The simulation and the related experimental results agree well with each other. Through the investigation, the mechanism and affected factors of the mold deformation are revealed, and some useful conclusions have been achieved. These results will be valuable in optimizing the imprinting process conditions and mold design for improving the quality of transferred patterns.

关键词： UV-nanoimprint lithography (UV-NIL) soft mold deformation numerical simulation finite element model

Experiments on Development of Channel Pattern in the Process of River Reformation

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四川大学学报（工程科学版） 2005年第S1期37卷 128-132页

作者： ZHANG Junyong CHEN Li LIU yucheng ding Zhiliang(State Key Lab.of Water Resources and Hydropower Eng.Sci.,Wuhan Univ.,Wuhan 430072,China) Lab. of Water Resources and Hydropower Eng. Sci. Wuhan Univ. Wuhan 430072 China

The changing of flow conditions caused by construction of hydro-projects will result in river's refor- mation and development of channel *** this paper,the development of channel pattern in the process of reformation is studied by means of flume *** of slope,grain size,angle-of-inflow,dis- charge and discharge process are comprehensively analyzed according to the experimental *** was found that the channel would be widened as the river slope or discharge increased and grain s...

关键词： reformation process channel pattern angle-of-inflow discharge process