果蔬类多孔介质干燥传质过程的分子动力学模拟 被引量：3

1

作者 赵哲 袁越锦 +3 位作者 李林凤 徐英英 王泽群 熊奉奎 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期285-294,共10页

果蔬类多孔介质内部水中溶解有大量的营养物质(溶质),在干燥过程中溶质的迁移与湿分的传递同时进行,其内部微孔内的干燥传质机理尚不明确。为了揭示果蔬类多孔介质干燥过程中内部溶液的迁移机理,确定果蔬微孔结构特性对干燥传质过程的... 果蔬类多孔介质内部水中溶解有大量的营养物质(溶质),在干燥过程中溶质的迁移与湿分的传递同时进行,其内部微孔内的干燥传质机理尚不明确。为了揭示果蔬类多孔介质干燥过程中内部溶液的迁移机理,确定果蔬微孔结构特性对干燥传质过程的影响规律,该研究采用分子动力学方法模拟研究了果蔬类多孔介质微孔道中的干燥传质过程,构建了光滑壁面溶液扩散过程模型与粗糙壁面溶液扩散过程模型。模拟过程采用SPC/E水分子模型,选取OPLS-AA全原子力场和正则系综,溶液势函数选用静电库伦相互作用与Lennard-Jones相互作用,中心水分子的初始速度由高斯分布给出,采用Velocity-Verlet算法,用SHAKE算法固定水分子,x、y方向施加周期性边界条件,z方向上施加固定壁面边界条件。从分子水平模拟分析了果蔬类多孔介质内部溶液的扩散过程,并以马铃薯的热风干燥试验结果进行模型的验证。得出试验值与KCl溶液粗糙壁面模型的模拟值最为接近,其最大相对误差为17.39%;与纯水模型的模拟值相差最大,说明溶质的存在对水分扩散系数的影响不可忽略,且粗糙壁面模型更接近于真实孔道结构。从径向分布函数分布可以看出K^(+)、Cl^(-)对水分子的氢键结构有破坏作用。K^(+)、Cl^(-)均存在两层水化层,H2O分子以O原子靠近K^(+),以H原子靠近Cl^(-)。溶质浓度、孔道直径、壁面粗糙度因子和相面积分数均对孔隙中的水分扩散系数有重要影响。随着孔道内KCl溶液质量分数的增大,其水分扩散系数逐渐减小。孔道直径变大、粗糙壁面粗糙度因子减小和粗糙壁面相面积分数增大,均会导致干燥过程中水分扩散系数增大。研究结果可为果蔬干燥品质及工艺优化分析提供理论依据。 展开更多

关键词 果蔬 干燥 多孔介质 扩散系数 分子动力学

下载PDF 职称材料

响应面法优化酿酒酵母培养基及培养条件 被引量：2

2

作者 袁越锦 赵旭彤 +2 位作者 熊奉奎 徐英英 赵哲 《中国酿造》 CAS 北大核心 2023年第8期158-165,共8页

为了提高酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)生物量及干燥后复水存活率,采用单因素试验及响应面试验对酿酒酵母的培养基和培养条件进行优化。结果表明,从四种酿酒酵母培养基中优选出酵母浸出粉胨葡萄糖(YEPD)培养基,通过单因素试验及Bo... 为了提高酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)生物量及干燥后复水存活率,采用单因素试验及响应面试验对酿酒酵母的培养基和培养条件进行优化。结果表明,从四种酿酒酵母培养基中优选出酵母浸出粉胨葡萄糖(YEPD)培养基,通过单因素试验及Box-Behnken试验得到其最佳培养基组分为甘蔗糖蜜51 g/L、牛肉膏14 g/L、酵母膏15 g/L、K2HPO41.3 g/L、VB10.01 g/L、VB20.01 g/L、肌醇0.01 g/L,在此优化培养基条件下,酵母菌生物量为12.46 g/L,比优化前提高了32.73%;最佳培养条件为培养时间22 h、摇床转速195 r/min、培养温度29℃、培养pH 5.5。热激温度54℃、热激时间8 min。在此优化培养条件下,酵母菌生物量为11.32 g/L,比优化前提升了36.27%,干燥后的复水存活率达到了86.3%,比优化前提高了10.26%。 展开更多

关键词 酿酒酵母 培养基 培养条件 响应面优化

下载PDF 职称材料

基于粗糙集理论和优劣解距离法的多目标决策方法研究 被引量：1

3

作者 李平 张明 +1 位作者 张海燕 熊奉奎 《陕西科技大学学报》 北大核心 2023年第5期182-188,共7页

为降低多目标决策中评价指标的权重单一赋值的不足,提出一种基于粗糙集理论和优劣解距离法的多目标决策方法.按照粗糙集理论中的属性重要度和属性依赖度分别计算评价指标的客观权重,并将其与二元对比法得到的指标主观权重进行合理的综合... 为降低多目标决策中评价指标的权重单一赋值的不足,提出一种基于粗糙集理论和优劣解距离法的多目标决策方法.按照粗糙集理论中的属性重要度和属性依赖度分别计算评价指标的客观权重,并将其与二元对比法得到的指标主观权重进行合理的综合,得到评价指标的综合权重.在此基础上对系统各个设计方案的决策矩阵进行规范化,并将评价指标的综合权重赋予决策矩阵从而得到评价指标的规范化加权决策矩阵.应用优劣解距离法计算备选方案中最优和最劣设计方案,并计算各个设计方案与最优最劣方案的距离,继而计算出各个方案所对应的贴合度,从而决策出最优的设计方案.最后将其与层次分析法进行了对比,通过某数控机床制造企业的刀库换刀系统设计方案的决策案例验证了此方法的合理性和适用性. 展开更多

关键词 多目标决策 粗糙集 综合权重 优劣解距离法 数控机床换刀系统

下载PDF 职称材料

基于GAPSO算法的转台齿轮传动多目标优化研究 被引量：4

4

作者 付军豪 刘康 +2 位作者 胥云 张明 熊奉奎 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第4期420-424,共5页

针对某航空发动机叶片五轴加工机床转台传动系统多目标优化设计问题,以五轴加工机床转台的齿轮总体积和总重合度建立了目标函数,在齿轮的接触应力和弯曲应力为约束条件下建立了优化数学模型。提出了结合PSO算法与GA算法各自优点的GAPSO... 针对某航空发动机叶片五轴加工机床转台传动系统多目标优化设计问题,以五轴加工机床转台的齿轮总体积和总重合度建立了目标函数,在齿轮的接触应力和弯曲应力为约束条件下建立了优化数学模型。提出了结合PSO算法与GA算法各自优点的GAPSO方法,利用GAPSO算法既有GA算法的强大全局搜索能力又有PSO算法的快速收敛能力的特点,求解了转台齿轮传动系统的多目标优化数学模型,并分别使用PSO算法、GA算法对数学模型进行了寻优求解,最后将3种算法的结果进行了对比分析。研究结果表明:相比PSO算法与GA算法,GAPSO算法的优化效果最佳,转台的齿轮传动系统体积减少27.26%,重合度增加8.10%;优化目标实现了转台的轻量化与提高传动平稳性的目的,为转台的齿轮传动系统的多目标优化设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 五轴加工机床 GAPSO算法 转台 齿轮传动系统 多目标优化

下载PDF 职称材料

六种典型植物对排污口周边河床土壤Cd污染的修复研究

5

作者 李静宇 熊奉奎 党秀丽 《陕西科技大学学报》 北大核心 2023年第2期31-39,共9页

为了对排污口周边河床土壤Cd污染的植物修复进行研究,以绵阳市涪江边典型区域排污口附近河床土壤Cd浓度为依据,采用盆栽方法,研究龙葵、商陆、肾蕨、金丝草、蜈蚣草、佛甲草6种典型植物种植后对不同污染水平(3 mg/kg、5 mg/kg和8 mg/kg... 为了对排污口周边河床土壤Cd污染的植物修复进行研究,以绵阳市涪江边典型区域排污口附近河床土壤Cd浓度为依据,采用盆栽方法,研究龙葵、商陆、肾蕨、金丝草、蜈蚣草、佛甲草6种典型植物种植后对不同污染水平(3 mg/kg、5 mg/kg和8 mg/kg)的土壤中Cd浓度及植物不同部位(根、茎、叶)Cd浓度的影响,探讨不同植物对不同Cd污染程度土壤的修复效果.结果表明:土壤Cd浓度为3 mg/kg时,龙葵和佛甲草的Cd富集系数最大,分别为蜈蚣草的18.18倍和20.54倍;且龙葵茎、叶和佛甲草根、茎Cd浓度分别为26.18 mg/kg、40.26 mg/kg和34.38 mg/kg、49.45 mg/kg,可用堆肥法进行资源化再利用,因此推荐栽种龙葵或佛甲草对工业区的居民生活区排污口周边河床Cd污染进行修复.土壤Cd浓度为5 mg/kg时,佛甲草的Cd富集系数最大,为蜈蚣草的39.43倍,且根和茎Cd浓度分别为65.79 mg/kg和108.11 mg/kg,分别可用堆肥法和水热转化法进行资源化再利用;因此推荐栽种佛甲草对轻工业区排污口周边河床Cd污染进行修复.Cd浓度为8 mg/kg时,肾蕨和龙葵的Cd富集系数最大,分别为蜈蚣草的37.10倍和36.26倍,且龙葵茎、肾蕨叶和龙葵叶、肾蕨茎分别可用堆肥法和水热转化法进行资源化再利用;因此推荐栽种肾蕨对重工业区排污口周边河床Cd污染进行修复,混合栽种肾蕨和龙葵对化学工业集中区周边河床Cd污染进行修复. 展开更多

关键词 排污口周边河床 重金属镉 植物修复 资源化再利用 土壤

下载PDF 职称材料

航发叶片不同曲率型面铣削数值模型的差异性试验研究 被引量：2

6

作者 李许庆 石艳 +2 位作者 胥云 廖映华 熊奉奎 《机床与液压》 北大核心 2022年第12期35-40,共6页

为探究不同曲率型面加工中温度场和力场的差异性,利用Deform平台建立曲率k分别为-0.05、0、0.05、0.33 mm^(-1)的铣削数值模型。设计单因素控制方案完成仿真试验,分析各曲率型面铣削刀具-工件温度场和刀具受力数据的变化规律。观察相同... 为探究不同曲率型面加工中温度场和力场的差异性,利用Deform平台建立曲率k分别为-0.05、0、0.05、0.33 mm^(-1)的铣削数值模型。设计单因素控制方案完成仿真试验,分析各曲率型面铣削刀具-工件温度场和刀具受力数据的变化规律。观察相同加工参数组在不同曲率模型下刀具轴向力F_(z)的近似性规律。结果表明:不同曲率数值模型的温度场和力场数据差异小,同工艺参数下具有近似性,且宜选用曲率k=0的数值模型获取叶片变形载荷数据。 展开更多

关键词 航发叶片 不同曲率型面铣削 数值建模与仿真 单因素试验

下载PDF 职称材料

五轴立加床身静动态特性分析与筋板拓扑优化 被引量：2

7

作者 张浩 胥云 +1 位作者 廖映华 熊奉奎 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2021年第9期33-37,共5页

为减轻某五轴立加床身的质量并保证其静动态性能不降低,对其筋板进行改进。首先,对床身的静动态特性进行分析,发现床身的薄弱部位;其次,在此基础上,分别以刚度提高和固有频率提高为优化目标对床身进行拓扑优化;最后,考虑床身结构改变后... 为减轻某五轴立加床身的质量并保证其静动态性能不降低,对其筋板进行改进。首先,对床身的静动态特性进行分析,发现床身的薄弱部位;其次,在此基础上,分别以刚度提高和固有频率提高为优化目标对床身进行拓扑优化;最后,考虑床身结构改变后铸造的难易程度,根据静动态分析结果以及两次拓扑优化材料去除区域重合部分对床身筋板进行改进。结果表明:改进筋板后,床身的铸造难度没有增加,最大变形量减小了14.9%,质量减轻了4.4%,前4阶固有频率也有不同程度的提高,为床身筋板结构的改进提供了一种思路。 展开更多

关键词 五轴立加床身 静动态特性 筋板 拓扑优化

下载PDF 职称材料

基于齿轮振动和非线性接触的动态响应理论建模 被引量：2

8

作者 付饶 李静宇 熊奉奎 《机械研究与应用》 2021年第3期1-10,共10页

针对常见的齿轮传动系统动态响应特性分析模型往往忽略了单齿本征振动及齿间非线性接触的问题,文中建立了一个充分考虑单齿本征振动及齿间非线性接触的简化动态响应分析模型。建模过程中,首先基于接触特性、接触位置、惯性特性、啮合刚... 针对常见的齿轮传动系统动态响应特性分析模型往往忽略了单齿本征振动及齿间非线性接触的问题,文中建立了一个充分考虑单齿本征振动及齿间非线性接触的简化动态响应分析模型。建模过程中,首先基于接触特性、接触位置、惯性特性、啮合刚度和阻尼的理论计算分析,分别建立了全要素计算模型a和简化计算模型b;然后创新性的分别针对多齿传动系统A与少齿传动系统B,运用基于理论计算二次开发的Matlab和Simulink代码,并根据a和b分别进行了线性和非线性分析;最后得到6种典型的动态响应类型及其振动特性的示意图,并进行分布分析。分析结果表明:在低齿数、中低转速或高负载时,齿的本征振动对传动系统的动态响应影响不可忽略。齿的本征振动引起了非线性接触损耗和混沌运动,对齿轮传动系统的动态响应建模尤为重要。通过对a和b的响应分布和有限元分析结果进行对比,间接证明了b的正确性,同时在计算中证明b在保证分析精度的基础上,使分析效率提高了6.8%,即计算成本下降6.8%。 展开更多

关键词 齿轮传动 动态响应 齿面接触分析 本征振动 混沌运动

下载PDF 职称材料

转台齿轮传动系统的误差建模及其精度分配研究 被引量：2

9

作者 熊奉奎 张明 +2 位作者 袁越锦 付军豪 刘康 《机电工程》 CAS 北大核心 2021年第8期952-959,共8页

针对齿轮传动系统误差建模分析和精度分配这一问题,以新型转台传动系统为例,提出了一种具备良好鲁棒性、经济性及实用性的新传动系统优化设计方案。首先,建立了从单个齿轮到一对齿轮再到齿轮传动系统的传动误差分步计算体系,以概率统计... 针对齿轮传动系统误差建模分析和精度分配这一问题,以新型转台传动系统为例,提出了一种具备良好鲁棒性、经济性及实用性的新传动系统优化设计方案。首先,建立了从单个齿轮到一对齿轮再到齿轮传动系统的传动误差分步计算体系,以概率统计法为基础创建了传动误差数学模型,对其传动误差进行了计算;然后,针对传统遗传算法进行多目标拓扑优化,创建了具备良好经济性和工程意义的齿轮精度分配方案,对齿轮精度进行了分配;最后,将两者进行有机整合,得到了新的传动系统优化设计方案,并设计实验对其正确性进行了验证。研究结果表明:采用新传动系统优化设计方案进行优化后,转台传动系统在满足设计要求的前提下,相关的齿轮精度等级得以降低,转台成本下降;同时,经过实验验证,采用该传动误差计算模型能够使齿轮传动系统的设计周期缩短7%,并降低对经验的依赖程度。 展开更多

关键词 齿轮传动系统 概率统计法 传动误差数学建模 精度多目标优化分配 遗传算法

下载PDF 职称材料

航发叶片加工机床转台预调角度研究 被引量：2

10

作者 熊奉奎 刘康 +2 位作者 胥云 张明 付军豪 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第8期26-28,52,共4页

针对航空发动机叶片加工中传统转台存在正反转切换侧隙,导致其回转精度、重复定位精度和响应速度低,达不到航发叶片的加工要求的问题。文章介绍一种基于双斜齿轮正反转消隙及碟簧自动补偿的高速大扭矩高精度叶片加工机床转台。针对双斜... 针对航空发动机叶片加工中传统转台存在正反转切换侧隙,导致其回转精度、重复定位精度和响应速度低,达不到航发叶片的加工要求的问题。文章介绍一种基于双斜齿轮正反转消隙及碟簧自动补偿的高速大扭矩高精度叶片加工机床转台。针对双斜齿轮正反转消隙机构,推导出传动系统误差计算的方法,以蒙特卡洛法为工具计算出常规安装转台的传动系统误差,从而确定预调扭转角度且以此调整双斜齿轮消隙机构,达到了提高转台正反转切换时的回转精度、重复定位精度及响应速度的目的。 展开更多

关键词 航发叶片 加工机床 预调角度

下载PDF 职称材料

用于随动补偿磨损误差机构的开槽碟簧设计

11

作者 熊奉奎 张明 +3 位作者 尹益辉 刘康 刘军 刘清兵 《机电工程》 CAS 北大核心 2021年第6期747-754,共8页

在航空发动机叶片的加工中,传统转台因长期磨损后造成精度下降,达不到航发叶片的加工要求,为此设计了一种针对新型二级斜齿轮传动转台的非标开槽碟簧随动补偿磨损误差机构。利用非标开槽碟簧特有的变刚度和渐减性载荷位移曲线特征,消除... 在航空发动机叶片的加工中,传统转台因长期磨损后造成精度下降,达不到航发叶片的加工要求,为此设计了一种针对新型二级斜齿轮传动转台的非标开槽碟簧随动补偿磨损误差机构。利用非标开槽碟簧特有的变刚度和渐减性载荷位移曲线特征,消除了齿轮副长期啮合产生的磨损间隙;同时,在新机构设计中,对作为此机构核心部件的非标开槽碟簧的设计进行了详细阐述;运用了ANSYS分析和实验相结合的方法,对开槽碟簧随动补偿机构设计及非标开槽碟簧设计的正确性进行了验证。研究结果表明:所设计的碟簧可用于补偿机构,实现对磨损误差的实时补偿,达到提高转台精度的目的,满足航空发动机叶片极高的加工要求。 展开更多

关键词 新型机床转台 非标开槽碟簧 磨损误差随动补偿 模态分析 渐减性载荷位移特性

下载PDF 职称材料