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同轴旋转可压缩气流中黏性液体射流形态研究

内燃机学报 2024年第1期42卷 53-60页

作者：吕明郭立梅宁智北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

采用射流线性稳定性分析方法,考虑液体黏性、周围气流的同轴旋转运动以及可压缩性的条件下,建立了描述同轴旋转可压缩气流中黏性液体射流的数学模型,并进行了验证,研究了气流量纲为1旋转强度以及流体物性对液体射流不稳定形态的影响.研... 详细信息

采用射流线性稳定性分析方法,考虑液体黏性、周围气流的同轴旋转运动以及可压缩性的条件下,建立了描述同轴旋转可压缩气流中黏性液体射流的数学模型,并进行了验证,研究了气流量纲为1旋转强度以及流体物性对液体射流不稳定形态的影响.研究表明:周围气流的旋转速度较小时,对射流起促稳作用,继续增大气流量纲为1旋转强度,开始对射流起促分裂作用;且随着气流旋转强度的增大,射流扰动沿周向方向发展,射流柱变的高度不对称.在研究参数范围内,气体可压缩性和气/液密度比均能促进射流的失稳,并会影响射流空间形态,尤其是在周向方向上能够改变射流的占优模式,增强射流的不对称性;液体黏性以及表面张力对射流均具有增强稳定性的作用.

关键词：液体射流气流旋转数学模型射流形态

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基于多巴胺改性纳米复合水凝胶的制备和性能

材料研究学报 2024年第4期38卷 269-278页

作者：王仲楠郭慧母悦山北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

分别在酸性和碱性条件下用多巴胺修饰纳米羟基磷灰石制备纳米粒子改性的复合水凝胶并研究其性能,结果表明:多巴胺能在纳米羟基磷灰石表面生成氧化膜,且改性纳米粒子中的苯环与两性离子水凝胶高分子链形成共价键结合。同时,在酸性条件下... 详细信息

分别在酸性和碱性条件下用多巴胺修饰纳米羟基磷灰石制备纳米粒子改性的复合水凝胶并研究其性能,结果表明:多巴胺能在纳米羟基磷灰石表面生成氧化膜,且改性纳米粒子中的苯环与两性离子水凝胶高分子链形成共价键结合。同时,在酸性条件下多巴胺能提高纳米羟基磷灰石的分散性进而提高两性离子水凝胶的热稳定性(323℃才发生分解),也能提高水凝胶的网络结构强度(储能模量为2.7 MPa)和内耗能力(损耗因子为0.041)。而且,酸性纳米复合水凝胶的抗压能力达到11.66 MPa,比纯PSBMA两性离子水凝胶提高了32倍。这表明,酸性纳米复合水凝胶的结构特点和力学性能与天然软骨相似。

关键词：高分子材料纳米复合水凝胶力学性能多巴胺改性纳米羟基磷灰石

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钢轨砂带磨削温度场建模与仿真

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 105-113页

作者：高贵敏刘月明杨策赵超越北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

结合钢轨与砂带的接触几何关系,建立接触区域磨削深度和轮廓计算模型,阐明磨削工艺参数对接触区参数的影响规律.随着砂带磨削半径的增加,不同钢轨廓形处接触区域面积呈对数增加,接触区域轴长半径位置也在不同截面上变化.结合钢轨砂带磨... 详细信息

结合钢轨与砂带的接触几何关系,建立接触区域磨削深度和轮廓计算模型,阐明磨削工艺参数对接触区参数的影响规律.随着砂带磨削半径的增加,不同钢轨廓形处接触区域面积呈对数增加,接触区域轴长半径位置也在不同截面上变化.结合钢轨砂带磨削过程特性,求解接触区域热流密度计算模型并进行理论验证.基于接触区域磨削深度和轮廓计算模型,以及区域热流密度计算模型,应用瞬时点热源温度场、连续作用点热源温度场、连续作用移动点热源温度场对接触区域连续作用移动面热源温度场进行离散化求解.研究结果表明,在设定磨削工艺参数下,钢轨磨削表面的仿真和理论温度的变化趋势相似,且几乎在同一时间达到温度最大值,最高温度的仿真和理论计算的相对误差为6.14%,验证了本文理论模型和仿真的正确性.

关键词：磨削加工温度分布磨削过程热流密度

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基于对比学习的电液转辙机故障智能诊断方法

铁道学报 2024年第5期46卷 92-99页

作者：温伟刚刘洋北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

道岔转辙机是铁路运行调度的关键设备,由于其外部使用环境恶劣、内部设备结构复杂,使得转辙机在工作过程中容易产生不同的运行故障。针对广泛应用于高速铁路的电液转辙机,提出基于对比学习的电液转辙机故障智能诊断方法:对电液转辙机左... 详细信息

道岔转辙机是铁路运行调度的关键设备,由于其外部使用环境恶劣、内部设备结构复杂,使得转辙机在工作过程中容易产生不同的运行故障。针对广泛应用于高速铁路的电液转辙机,提出基于对比学习的电液转辙机故障智能诊断方法:对电液转辙机左右液压缸油压监测信号使用对比学习的思想正则化特征空间;使用实例级权重策略增强模型泛化能力;使用多种数据增强方法提高模型鲁棒性。最后通过电液转辙机的运行故障实验验证本方法的有效性与优越性。

关键词：电液转辙机对比学习故障诊断智能诊断神经网络

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基于改进黏菌算法的光伏多峰值MPPT控制

太阳能学报 2024年第2期45卷 421-428页

作者：任志玲毛奕栋辽宁工程技术大学电气与控制工程学院葫芦岛125105

针对传统最大功率点跟踪技术在局部遮阴等天气条件下存在无法追踪到全局最大功率点的问题,提出一种基于改进黏菌算法的MPPT控制。首先,对太阳电池模型及多峰值特性进行分析;其次,在黏菌算法中引入领导者策略和基于最优个体的凸透镜反向... 详细信息

针对传统最大功率点跟踪技术在局部遮阴等天气条件下存在无法追踪到全局最大功率点的问题,提出一种基于改进黏菌算法的MPPT控制。首先,对太阳电池模型及多峰值特性进行分析;其次,在黏菌算法中引入领导者策略和基于最优个体的凸透镜反向学习策略,在提高算法计算精度、收敛速度的同时克服了算法易“早熟”现象;最后,根据光伏阵列最大功率输出特性分别确定算法优化模型、初始化位置及重启机制。仿真与实验结果表明:基于改进黏菌算法的MPPT控制能快速、准确地跟踪到全局最大功率点,有效规避陷入局部最优问题,提高了光伏系统的转换效率。

关键词：光伏发电最大功率点跟踪优化局部遮阴改进黏菌算法

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基于GELTR-WOA算法的多地点库存动态集成调拨

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控制与决策 2024年第7期39卷 2334-2344页

作者：郑思宇黄敏蒋松辰尹明强张宇鑫孙秋野东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 辽宁石油化工大学信息与控制工程学院辽宁抚顺113001

为解决由区域配送中心和不同地点前置仓构成的多地点库存系统的动态调拨问题,建立以最小化总成本为目标,考虑紧急和预防纵向调拨、紧急横向转运的多地点库存动态集成调拨模型.由于模型的非线性特征,设计一种嵌入贪婪紧急横向转运修复策... 详细信息

为解决由区域配送中心和不同地点前置仓构成的多地点库存系统的动态调拨问题,建立以最小化总成本为目标,考虑紧急和预防纵向调拨、紧急横向转运的多地点库存动态集成调拨模型.由于模型的非线性特征,设计一种嵌入贪婪紧急横向转运修复策略的鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm embedding greedy emergency lateral transshipment repair strategy,GELTR-WOA).通过基于现实场景产生的不同规模算例的数值实验,验证算法的有效性.最后,探究加入紧急横向转运对系统运作成本的影响,并分析单位缺货损失、单位运输成本等因素对调拨策略的影响,从而为电商企业提供库存管理建议.

关键词：前置仓多地点库存紧急横向转运动态集成调拨贪婪鲸鱼优化算法

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低频扭转振动辅助螺旋铣孔切削力模型研究

机械工程学报 2024年第5期60卷 390-402页

作者：冯勇周豪杰周智远贾晓林秦育彦徐伟伟南京工程学院机械工程学院南京211167 常熟理工学院机械工程学院苏州215500

晶须增强钛基复合材料因其高比刚度、比强度等优异性能,被广泛用于航空航天、车辆运输以及新能源等领域;然而,由于材料各向异性,在常规制孔加工中极易产生缺陷,限制了其大量推广和应用。为此,结合低频扭转振动的运动特点和螺旋铣削的加... 详细信息

晶须增强钛基复合材料因其高比刚度、比强度等优异性能,被广泛用于航空航天、车辆运输以及新能源等领域;然而,由于材料各向异性,在常规制孔加工中极易产生缺陷,限制了其大量推广和应用。为此,结合低频扭转振动的运动特点和螺旋铣削的加工特点,提出低频扭转振动辅助螺旋铣孔(低频扭振螺旋铣孔)工艺方法,并进一步推导了其切削力模型;在此基础上,开展了TiBw/TC4复合材料的铣孔实验研究,验证了切削力模型的合理性。仿真分析表明,扭振切向进给与切向每齿进给相同,扭振频率与切削频率同频时,端面合力的平均切削力峰值较常规螺旋铣孔分别下降近13.05%和13.64%。实验研究表明,低频扭振螺旋铣孔有助于减少出/入口毛刺、孔壁划痕、破碎等缺陷,并可有效降低刀具磨损;相较于常规螺旋铣孔,孔壁粗糙度降低36.29%。

关键词： TiBw/TC4复合材料低频扭振螺旋铣孔切削力模型制孔质量

TiC含量对SPS制备TiC/Cu复合材料力学与摩擦学性能的影响

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材料工程 2024年第8期52卷 178-188页

作者：李雪伍陈朝鹏尹艳丽邢志国于鹤龙西安科技大学机械工程学院西安710054 陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072

采用等离子烧结技术(spark plasma sintering,SPS)制备了不同质量分数TiC颗粒增强的铜基复合材料,研究了不同烧结温度和TiC含量的铜基复合材料的微观结构,考察了TiC含量对铜基复合材料电导率、纳米力学性能、显微硬度、拉伸性能和摩擦... 详细信息

采用等离子烧结技术(spark plasma sintering,SPS)制备了不同质量分数TiC颗粒增强的铜基复合材料,研究了不同烧结温度和TiC含量的铜基复合材料的微观结构,考察了TiC含量对铜基复合材料电导率、纳米力学性能、显微硬度、拉伸性能和摩擦学行为的影响。结果表明:850℃烧结得到的TiC/Cu复合材料组织致密,增强体和基质相结合良好。一方面,随着TiC含量的升高,TiC/Cu复合材料中的铜基质相的晶粒不断得到细化,晶界密度升高,导致复合材料的硬度和屈服强度升高。另一方面,TiC含量的增加逐渐导致增强体和基质相的结合界面出现孔隙和裂纹,并成为应力集中和裂纹形成的首选位置,造成复合材料电导率、抗拉强度和伸长率的下降。TiC质量分数为5%~15%时,复合材料的抗拉强度、弹性模量和屈服强度较高,硬度适当,综合力学性能较好。当TiC质量分数超过20%时,TiC/Cu复合材料的屈服强度大幅降低,复合材料断裂机制由韧性断裂转为脆性断裂。TiC增强体显著改善了铜基复合材料的摩擦学性能,摩擦过程中复合材料摩擦因数和磨损量随载荷增大呈线性增加,并随TiC含量的升高呈下降趋势。在TiC质量分数为20%时,复合材料具有最高的耐磨性和最低的摩擦因数,其磨损机制以磨粒磨损为主,且伴随轻微黏着磨损和氧化磨损。

关键词：铜基复合材料放电等离子烧结微观结构力学性能摩擦学行为

基于彩色V-I轨迹特征和边缘机器学习的非侵入式负荷识别方法

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工程科学与技术 2024年

作者：陆玲霞孟繁举于淼任沁源包哲静浙江大学电气工程学院浙江大学控制科学与工程学院

非侵入式负荷识别方法作为分析用户用电行为的主要途径，对开展能耗监测、实现用电安全评估具有重要意义。针对传统基于V-I轨迹特征的非侵入式负荷识别方法存在特征重叠和无法识别未知负荷的问题，提出一种基于彩色V-I轨迹特征和轻量级... 详细信息

非侵入式负荷识别方法作为分析用户用电行为的主要途径，对开展能耗监测、实现用电安全评估具有重要意义。针对传统基于V-I轨迹特征的非侵入式负荷识别方法存在特征重叠和无法识别未知负荷的问题，提出一种基于彩色V-I轨迹特征和轻量级孪生网络的非侵入式负荷识别方法。首先通过负荷电压电流数据构建具有方向信息的彩色V-I轨迹图像，然后利用孪生网络计算待识别负荷的V-I轨迹图像和负荷特征库中V-I轨迹图像之间的相似度，以完成初步识别。随后，计算电流谐波特征之间的余弦距离，与阈值对比完成最终负荷识别。最后，在以STM32MP1微处理器为核心的嵌入式Linux系统上，使用实验室电器负荷进行了实物验证。结果表明，彩色V-I轨迹能更详细地反映负荷特征，提高负荷识别准确率，并且由于改进的人工智能模型比较轻量化，对计算量需求大大减小，可以在嵌入式设备端对负荷特征库进行动态实时在线更新，可轻松完成模型再训练。与依赖服务器的传统算法相比，无需返回PC或服务器重新训练模型并重新移植模型到嵌入式设备端。该方法仅依赖嵌入式终端便可准确识别未知负荷，避免在出现较多未知负荷后识别准确率下降，保证了负荷识别效果。系统运算一次负荷识别时间为0.2 s左右，可以满足实时性要求，具有重要的研究价值和实用性。

关键词：非侵入式负荷识别边缘机器学习孪生网络嵌入式Linux系统