珩磨缸套表面粗糙度预测及多目标优化研究

为了对粗珩阶段缸套内孔表面粗糙度R_k粗糙度集中的R_k、R_pk和R_vk进行预测,进而对粗珩加工参数进行优化,以珩磨压力(P)、珩磨头旋转速度(V_R)和往复速度(V_Re)为决定因素,R_k粗糙度集为目标响应,进行多目标优化. 建立基于广义回归神经网络(Generalized regression neural network, GRNN)与响应曲面法(Response surface methodology, RSM)的粗糙度预测模型,并采用三因素三水平的全因子珩磨试验进行验证,结果表明所建立模型的预测结果与试验结果具有很好的一致性. GRNN预测模型决定系数R2的均值为0.959,RSM多元回归预测模型决定系数R2的均值为0.963,与RSM所建立的多元回归预测模型相比,GRNN预测模型在预测R_k和R_pk时,预测精度更高,预测误差更小,R2分别提高了0.025和0.020,在预测R_vk时RSM多元回归模型更优,R2提高了0.057. 进一步结合响应曲面法分析了3个决定因素对粗糙度的影响显著性并进行了排序,对于R_k:V_Re>P>V_R;对于R_pk:P>V_Re>V_R;对于R_vk:P>V_Re>V_R. 结合多元回归模型与NSGA-Ⅱ (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ)优化算法进行多目标优化,获得Pareto最优解的Pareto前沿.      

轴向槽动压滑动轴承非线性油膜力解析模型

本文中提出了一种求解流体润滑轴向槽径向滑动轴承非线性油膜力的解析模型.采用油膜气穴边界条件,基于Sturm-Liouville理论,求解了非线性油膜的压力分布.为了便于求解油膜动压润滑的Reynolds方程,将油膜压力函数分解为特解和通解相加的形式,润滑油膜的破裂位置通过连续性条件确定.运用分离变量法,将特解的压力分布分解为周向分离函数和轴向分离函数相加的形式,周向分离函数运用Sommerfeld变换求解.将通解的压力分布分解为周向分离函数和轴向分离函数相乘的形式.采用变量代换,将周向分离函数方程转化为Sturm-Liouville型方程,根据边界条件求得本征值和本征函数系,进而得到通解的周向压力分布;通过求解微分方程,得出轴向分离函数为含本征值的双曲正切函数.在油膜完备区域,对油膜压力分布的解析表达式进行积分,从而求得有限宽轴向槽径向滑动轴承非线性油膜力.计算结果表明:本文中提出的方法和有限差分法的结果吻合得较好,验证了本文中所提出解析模型的正确有效性.     

有限长滑动轴承非线性油膜力的近似解法

本文中提出了一种求解有限长径向滑动轴承非线性油膜力的近似解析方法.在滑动轴承-转子系统非线性动力行为分析中,油膜力计算模型通常采用"π"油膜假设,但是,实际工况中油膜的存在区域并非是"π"区域,运行时油膜中出现气穴,破裂成条纹状(即具有Reynolds边界条件).本文中的近似解析方法采用Reynolds边界条件,基于变分原理,运用分离变量法求解油膜的压力分布,其中油膜压力的周向分离函数通过无限长轴承的油膜压力分布获得,油膜的破裂终止位置角通过连续条件确定,轴向分离函数运用变分原理并结合周向函数求得.计算结果表明:本文中提出的方法和有限元方法的结果吻合得很好.在此基础上,分析了一些轴承参数对油膜压力分布的影响.     

考虑热弹性变形的角接触球轴承微观热弹流分析

运用点接触热弹性流体动压润滑理论,考虑了润滑油膜温升变化引起的角接触球轴承中滚珠和内圈接触表面的热弹性变形和表面随机粗糙度的影响,提出了一种计入热弹性变形和随机粗糙度影响的角接触球轴承热弹性流体动压润滑分析方法.该方法通过将热弹性变形进行热力转换,得到了滚珠和内圈接触表面的材料线热膨胀系数,计算修正了滚珠和内圈表面因油膜温度场变化引起的热弹性变形,求得了计入热弹性变形和表面粗糙度后的油膜压力、油膜厚度、油膜温升以及热弹性变形等主要润滑特性,研究了内圈转速、滑滚比和滚珠数量的变化对油膜厚度和油膜压力的影响规律,结果表明:最大热弹性变形量与最小油膜厚度处在同一量级,并且内圈转速、滑滚比和滚珠数量的变化对油膜厚度和压力会产生明显的影响.进一步对比分析了几种算法下的最小膜厚,验证了计入热弹性变形的数值算法的可行性.     

5-氨基间苯二甲酸敏化LaF_3∶Tb发光纳米粒子的合成及其细胞成像

以稀土硝酸盐、NH4F、5-氨基间苯二甲酸(AIPA)和柠檬酸为反应原料,水热法一锅合成了水溶性良好的AIPA敏化LaF3∶Tb(AIPA-LaF3∶Tb)纳米粒子。采用X射线衍射、透射电镜、红外光谱等对粒子进行了表征。结果表明,合成粒子为六方晶系的LaF3晶体,粒径为8 nm左右,粒子表面包覆了AIPA。测试了合成粒子的发光性能,其最大激发和发射波长分别为348和547 nm,粒子中存在着AIPA向Tb3+的能量传递。和LaF3∶Ce,Tb粒子相比,AIPA-LaF3∶Tb粒子的激发波长红移了94 nm,发光强度增大。在合成的基础上,对AIPA-LaF3∶Tb粒子进行了氨基化修饰,然后将氨基化粒子和兔抗人CEA抗体偶联,最后用偶联了抗体的AIPA-LaF3∶Tb粒子对HeLa细胞进行免疫标记与成像。     

5-氨基间苯二甲酸敏化LaF3：Tb发光纳米粒子的合成及其细胞成像

以稀土硝酸盐、NH₄F、5-氨基间苯二甲酸（AIPA）和柠檬酸为反应原料,水热法一锅合成了水溶性良好的AIPA敏化LaF₃：Tb（AIPA-LaF₃：Tb）纳米粒子。采用X射线衍射、透射电镜、红外光谱等对粒子进行了表征。结果表明,合成粒子为六方晶系的LaF₃晶体,粒径为8nm左右,粒子表面包覆了AIPA。测试了合成粒子的发光性能,其最大激发和发射波长分别为348和547nm,粒子中存在着AIPA向Tb³⁺的能量传递。和LaF₃：Ce,Tb粒子相比,AIPA-LaF₃：Tb粒子的激发波长红移了94nm,发光强度增大。在合成的基础上,对AIPA-LaF₃：Tb粒子进行了氨基化修饰,然后将氨基化粒子和兔抗人CEA抗体偶联,最后用偶联了抗体的AIPA-LaF₃：Tb粒子对HeLa细胞进行免疫标记与成像。