基于工程教育专业认证理念的地方高校工科专业建设实践 被引量：82

1

作者 孙桓五 张琤 《中国大学教学》 CSSCI 北大核心 2017年第11期39-42,53,共5页

工程教育专业认证标准明确、可操作性强、符合国际工程教育发展的趋势,覆盖了专业建设的主要内容,符合地方高校工科专业建设的要求。自2011年起,太原理工大学以专业认证理念来引领学校工科专业建设,在人才培养方案、课程建设、监控体系... 工程教育专业认证标准明确、可操作性强、符合国际工程教育发展的趋势,覆盖了专业建设的主要内容,符合地方高校工科专业建设的要求。自2011年起,太原理工大学以专业认证理念来引领学校工科专业建设,在人才培养方案、课程建设、监控体系等方面进行了积极探索和实践。 展开更多

关键词 工程教育 专业认证 地方高校:专业建设

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医用钨材电化学抛光实验研究 被引量：1

2

作者 杨冬亮 孙桓五 +2 位作者 段海栋 纪刚强 孙金言 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2021年第11期120-124,共5页

为改善微创钨针表面组织粘附并提高其在体液环境中的耐腐蚀性,采用电化学抛光方法对钨进行加工试验并对工艺参数进行优化,研究电化学抛光对其表面形貌及在磷酸缓冲盐溶液中的耐腐蚀性的影响。在自行搭建的电化学抛光平台上,采用单因素... 为改善微创钨针表面组织粘附并提高其在体液环境中的耐腐蚀性,采用电化学抛光方法对钨进行加工试验并对工艺参数进行优化,研究电化学抛光对其表面形貌及在磷酸缓冲盐溶液中的耐腐蚀性的影响。在自行搭建的电化学抛光平台上,采用单因素试验法研究了电极间距、抛光电压、电解液浓度、温度和时间等多个因素对粗糙度Ra的影响规律和作用机理;基于单因素试验结果,采用正交试验法分析得到各工艺参数对粗糙度Ra的影响排序依次为:加工时间>电压>电解液浓度>温度;最佳抛光条件为:电极间距18 mm,电压18 V,NaOH浓度3 wt%,温度55℃,抛光时间10 min。抛光后粗糙度Ra由0.15μm降至0.032μm;自腐蚀电位从-0.113 V升至-0.051 V,自腐蚀电流从6.918×10^(-5) A/cm 2降至6.761×10^(-6) A/cm 2。电化学抛光可以有效改善钨的表面形貌、降低表面粗糙度Ra并提高其在磷酸缓冲盐溶液中的耐腐蚀性。 展开更多

关键词 电化学抛光 参数优化 表面粗糙度 磷酸缓冲盐溶液 耐腐蚀性

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氢燃料重卡的动力电池LSTM温度预测模型研究

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作者 李昊 孙桓五 +1 位作者 刘世闯 闫志远 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第11期216-221,226,共7页

氢燃料电池重卡动力源多采用燃料电池为主,动力电池为辅的形式,因其工况复杂,导致动力电池表面温度难以及时预测,采用Adam与模拟退火衰减学习率复合优化长短期记忆神经网络(LSTM),建立了以动力电池外表面温度为对象的预测模型。由于LST... 氢燃料电池重卡动力源多采用燃料电池为主,动力电池为辅的形式,因其工况复杂,导致动力电池表面温度难以及时预测,采用Adam与模拟退火衰减学习率复合优化长短期记忆神经网络(LSTM),建立了以动力电池外表面温度为对象的预测模型。由于LSTM神经网络其自身独特的门控机制和全局处理能力,将动力电池的外表面温度与电流的大小、充放电时间、温度(环境、历史)建立非线性关系。经过7种环境温度下的模拟工况实验,验证了该模型可以准确的预测电池表面温度,减少了BP神经网络模型和RNN神经网络模型中的梯度消失和梯度爆炸现象,并解决了在频繁大电流充放电循环中的预测模型误差偏大、损失函数收敛较慢等问题。本研究采用了一种全新的方法对动力电池表面温度进行了预测。 展开更多

关键词 氢燃料重卡 长短期记忆网络 锂离子电池 温度预测模型 深度学习

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电解质等离子体抛光316LVM表面形貌及电化学特性 被引量：6

4

作者 段海栋 孙桓五 +3 位作者 纪刚强 张东光 孙金言 杨冬亮 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期396-403,共8页

目的研究电解质等离子体抛光对316LVM植入物不锈钢表面形貌及其在磷酸缓冲盐溶液中的电化学特性的影响,解决复杂形状植入物表面抛光难题。方法原材料经线切割及表面预处理,制成20 mm×15 mm×3 mm的试验样件。对试样分别进行机... 目的研究电解质等离子体抛光对316LVM植入物不锈钢表面形貌及其在磷酸缓冲盐溶液中的电化学特性的影响,解决复杂形状植入物表面抛光难题。方法原材料经线切割及表面预处理,制成20 mm×15 mm×3 mm的试验样件。对试样分别进行机械抛光及电解质等离子体抛光。机械抛光在砂带抛光机上进行,使用600、800、1200、2000、5000目的砂带逐级磨抛。电解质等离子体抛光中,电压为300 V,电解液为3%(质量分数)(NH4)2SO4水溶液,温度为85~90℃,抛光时间为15 min。通过粗糙度仪、扫描电镜,对试样表面粗糙度、微观形貌进行测试表征。通过能谱仪、X射线衍射仪,对试样表面元素含量、物相组成进行测试表征。通过电化学工作站,对磷酸缓冲盐溶液中的试样,进行电化学测试。结果电解质等离子体抛光后,试样表面粗糙度由初始的0.5μm降至0.089μm,试样表面机械加工痕迹被去除,平整光亮。机械抛光后,试样表面化学元素未发生明显变化,而电解质等离子体抛光后,试样表面的Fe、Cr含量升高。机械抛光表面的X射线衍射峰位置和强度未发生明显变化,电解质等离子体抛光后,在衍射角为43.5°处,衍射峰强度明显降低,在74.5°处,衍射峰强度明显升高,同时各峰的半高宽明显减小。在磷酸缓冲盐溶液中,机械抛光试样的自腐蚀电位由-0.252 V升高至-0.232 V,腐蚀电流密度由1.611μA/cm^(2)降低至0.5867μA/cm^(2),极化电阻由28.876 kΩ升高至64.682 kΩ。电解质等离子抛光试样的自腐蚀电位由-0.252 V升高至-0.214 V,腐蚀电流密度由1.611μA/cm^(2)降低至0.1582μA/cm^(2),极化电阻由28.876 kΩ升高到251.262 kΩ。结论电解质等离子体抛光可有效降低316LVM表面的粗糙度,提高表面平整度。电解质等离子体抛光后,表面Fe、Cr元素的含量升高,晶粒尺寸增大,呈(220)晶面择优取向。电解质等离子体抛光可提高316LVM在磷酸缓冲盐溶液中的耐腐蚀性能。 展开更多

关键词 316LVM 电解质等离子体抛光 表面形貌 磷酸缓冲盐溶液 晶粒尺寸 耐腐蚀性能

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不锈钢电解质等离子体抛光表层元素化学形态演变及界面反应 被引量：5

5

作者 段海栋 孙桓五 +2 位作者 纪刚强 杨冬亮 李思雪 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期346-353,389,共9页

目的研究不锈钢经电解质等离子体抛光后,表层元素化学形态的变化及机制,为材料去除机理、表面性能、工艺参数、抛光液处理等相关研究提供参考。方法通过表面粗糙度测试仪、扫描电镜分别对加工前后试样表面粗糙度、形貌变化进行测试表征... 目的研究不锈钢经电解质等离子体抛光后,表层元素化学形态的变化及机制,为材料去除机理、表面性能、工艺参数、抛光液处理等相关研究提供参考。方法通过表面粗糙度测试仪、扫描电镜分别对加工前后试样表面粗糙度、形貌变化进行测试表征。通过X射线光电子能谱技术,对加工前后试样表面及抛光液沉积物中主要元素的组成、化学态、分子结构进行测试表征。结合加工现象及材料去除机理,分析加工过程中固、液、气、等离子体之间的界面反应。结果电解质等离子体抛光后,试样表面平整光亮,预处理中粗磨的痕迹已被完全去除。Ra平均值由0.311μm降低至0.045μm,Rq平均值由0.442μm降低至0.059μm,Rz平均值由3.260μm降低至0.369μm。与抛光前试样相比,抛光后试样表层检测到S^(+6)和Ni^(+2),沉积物中的Fe均为Fe^(+3),Cr主要为Cr^(+3),含有少量Cr^(+6)。抛光后试样表面及沉积物中金属元素的化合物主要为氧化物和氢氧化物。结论电解质等离子体抛光316LVM不锈钢有显著效果,抛光后试样表面粗糙度明显降低。抛光过程中,试样表面主要发生氧化反应,氧化性物质主要来自水。硫酸根离子在加工中与金属离子生成了硫酸盐,可能未参与氧化还原反应。试样表面的铁、铬、镍以氧化态形式被去除,抛光液中氧化态的铁、铬以沉淀形式存在,氧化态的镍以络合物的形式存在。 展开更多

关键词 不锈钢 电解质等离子体抛光 界面反应 化学形态 X射线光电子能谱

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大功率型燃料电池重卡能量管理策略的研究 被引量：4

6

作者 王瑞鑫 孙桓五 +1 位作者 刘世闯 李昊 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第12期199-204,共6页

针对大功率型燃料电池重卡混合动力系统尚无成熟能量管理策略的问题,提出在燃料电池重卡能量管理策略设计中燃料电池保护优先的控制方法。根据该方法,综合考虑重卡动态工况特性和动力系统工作特性,以实现燃料电池工作状态最优为前提,以... 针对大功率型燃料电池重卡混合动力系统尚无成熟能量管理策略的问题,提出在燃料电池重卡能量管理策略设计中燃料电池保护优先的控制方法。根据该方法,综合考虑重卡动态工况特性和动力系统工作特性,以实现燃料电池工作状态最优为前提,以提高重卡经济性和燃料电池耐久性为目标,建立了复合模糊控制能量管理策略;在此基础上,为降低燃料电池劣化工况出现的频率,使用加权均值滤波算法WAFA和燃料电池变载速率限制法,提出了WAFA复合模糊控制能量管理策略。仿真结果表明:在重卡的复杂工况下,WAFA复合模糊控制策略在整车经济性和燃料电池耐久性方面均优于功率跟随策略,其中:燃料电池平均工作效率提高6.46%,等效百公里氢耗降低4.64%,燃料电池劣化工况明显减少。本研究为大功率型燃料电池重卡的能量管理策略研发提供了参考。 展开更多

关键词 燃料电池重卡 燃料电池耐久性 复合模糊控制 能量管理策略 加权均值滤波算法

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重卡辅助动力电池加热系统能耗对比及优化 被引量：2

7

作者 赵立禹 孙桓五 +1 位作者 刘世闯 闫志远 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1139-1147,共9页

清洁能源的重卡汽车因其零排放、长续航等特性近年来得到了迅速发展,其动力驱动配置多采用燃料电池为主动力电池为辅的形式。低温环境下,重卡辅助动力电池性能衰减不足以承担辅助动力源削峰填谷的重担。因此,加热辅助动力电池使其恢复... 清洁能源的重卡汽车因其零排放、长续航等特性近年来得到了迅速发展,其动力驱动配置多采用燃料电池为主动力电池为辅的形式。低温环境下,重卡辅助动力电池性能衰减不足以承担辅助动力源削峰填谷的重担。因此,加热辅助动力电池使其恢复充电放电性能对重卡汽车应对寒冷环境显得尤为重要。本工作以方形磷酸铁锂电池组为研究对象,通过实验测试单体磷酸铁锂电池−10℃、0℃、10℃、20℃的放电工况,得出电池的低温热特性,建立单体电池的热模型并验证其模型有效性。基于该模型提出了一种以石墨烯加热膜为主要热源,整车车载热源余热为辅助热源的加热升温系统。同时,为了降低该加热系统能耗,基于传热原理建立了电池加热系统线性时变模型预测控制器(MPC)。结果表明,重卡在C-WTVC的行驶工况下,电池加热系统通过换热器利用车载热源余热能够提升动力电池组升温速率,使用加热膜和换热器的加热系统比传统PTC加热系统能耗降低了30%。采用MPC控制策略的加热系统比PID控制的加热系统能耗降低了14%。 展开更多

关键词 氢燃料电池重卡 锂离子电池 低温加热方法 模型预测控制

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推焦装置振动特性仿真分析与试验验证 被引量：1

8

作者 陈俊君 孙桓五 徐冰 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第4期73-76,共4页

为了研究推焦装置工作过程中的自激振动特性,采用有限元仿真的方法对推焦装置进行了模态和谐响应分析,提取出的推焦装置在x,y,z方向上的自激振动频率均为51Hz,表明推焦装置在推焦过程中发生的振动形式与第14阶模态相同。通过对现场试验... 为了研究推焦装置工作过程中的自激振动特性,采用有限元仿真的方法对推焦装置进行了模态和谐响应分析,提取出的推焦装置在x,y,z方向上的自激振动频率均为51Hz,表明推焦装置在推焦过程中发生的振动形式与第14阶模态相同。通过对现场试验采集到的振动信号进行分析发现推焦装置在x,y,z方向上的自激振动频率分别为51.06Hz,50.25Hz和47.22Hz,试验分析提取的频率成分与有限元分析求取的频率成分基本一致,表明推焦装置工作过程中在51Hz频率处发生了自激振动,实际中应采取方式避开此工作频率,减少推焦装置发生自激振动的可能。 展开更多

关键词 推焦装置 自激振动 有限元分析 相关分析 EMD 振动信号处理

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黄原胶添加量对液体磁性磨具稳定性的影响 被引量：1

9

作者 桑媛园 孙桓五 +1 位作者 段海栋 侯治秀 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第24期230-234,共5页

液体磁性磨具对小孔的光整加工是一种新型的精密加工方法,磨具的稳定性对于保存和加工效果有着重要影响。为了提升液体磁性磨具的稳定性,提出了利用黄原胶改性固体颗粒的方法,制备了若干种不同配比的以黄原胶为活性剂改性固体颗粒的液... 液体磁性磨具对小孔的光整加工是一种新型的精密加工方法,磨具的稳定性对于保存和加工效果有着重要影响。为了提升液体磁性磨具的稳定性,提出了利用黄原胶改性固体颗粒的方法,制备了若干种不同配比的以黄原胶为活性剂改性固体颗粒的液体磁性磨具,测量其沉降率及黏度,观察固相颗粒的微观形貌。并对单个固相颗粒进行受力分析,从微观角度讨论活性剂的添加量对磨具稳定性的影响。加入黄原胶,磨具的稳定性提升,加工实验后的小孔的粗糙度有一定的降低。研究成果对液体磁性磨具的配制具有一定的指导作用。 展开更多

关键词 液体磁性磨具 稳定性 黄原胶 固相颗粒

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液体磁性磨具固相颗粒表面改性及稳定性研究

10

作者 桑媛园 孙桓五 +2 位作者 段海栋 纪刚强 侯治秀 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2019年第6期897-901,共5页

针对液体磁性磨具的沉降稳定性差,提出了采用羧基化多壁碳纳米管和聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液以及水溶性聚合物对磨具中的固相颗粒进行表面改性,提升液体磁性磨具的沉降稳定性。对改性前后的固相颗粒的结构、形貌、电位以及磁性粒子... 针对液体磁性磨具的沉降稳定性差,提出了采用羧基化多壁碳纳米管和聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液以及水溶性聚合物对磨具中的固相颗粒进行表面改性,提升液体磁性磨具的沉降稳定性。对改性前后的固相颗粒的结构、形貌、电位以及磁性粒子的磁饱和强度的表征和分析表明:改性后的羰基铁粉颗粒外表面吸附有碳纳米管,颗粒密度由4.3g/cm^3降低到1.55g/cm^3且改性后的羰基铁粉不易氧化,电位绝对值提升到15.3mV,饱和磁强度提升了26%;改性后的碳化硅表面吸附一层有机物,电位绝对值提升到68.7mV;磨具的稳定性有了很大的改善,静置20h到40h达到稳定,沉降率低于1%。改性剂的添加会增大磨具的黏度,但对其流变性能的影响较小。经过表面改性固相颗粒,液体磁性磨具的沉降稳定性有了较大的提升。 展开更多

关键词 液体磁性磨具 沉降稳定性 羰基铁粉 碳化硅 表面改性 碳纳米管

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齿轮齿条传动系统对推焦装置振动特性的影响研究

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作者 陈俊君 孙桓五 刘垚 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第1期38-43,共6页

针对焦炉推焦装置工作过程中经常发生振动的问题,对齿轮齿条传动系统引起推焦装置发生振动的机理进行了研究。提出了一种将有限元仿真与试验分析相结合的方法;利用有限元仿真的方法对推焦装置进行了模态分析,提取了自由模态和约束模态... 针对焦炉推焦装置工作过程中经常发生振动的问题,对齿轮齿条传动系统引起推焦装置发生振动的机理进行了研究。提出了一种将有限元仿真与试验分析相结合的方法;利用有限元仿真的方法对推焦装置进行了模态分析,提取了自由模态和约束模态的低阶振型图;利用现场采集的试验数据进行了时频分析,计算了齿轮齿条传动系统中齿轮的转频及齿轮齿条的啮合频率,对比了模态分析结果与齿轮齿条传动系统的特征频率。研究结果表明:齿轮齿条的啮合传动和齿轮的转动都会导致推焦装置发生明显的振动;改变齿轮的齿数和调整电动机的工作频率能够有效降低推焦装置发生振动的可能。 展开更多

关键词 齿轮齿条传动 推焦装置 振动特性 模态分析

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手柄造型的多样本逆向设计研究

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作者 赵静 孙桓五 边轩毅 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2019年第1期96-100,共5页

为满足用户舒适性需求,获得人体适应范围更大的手柄造型,提出了基于关键点的多样本逆向设计方法。该方法通过采集多个目标样本的关键点坐标数据,以最优的百分位数作为最终数据进行模型重建和设计制造。在该方法的指导下,以挖掘机操作手... 为满足用户舒适性需求,获得人体适应范围更大的手柄造型,提出了基于关键点的多样本逆向设计方法。该方法通过采集多个目标样本的关键点坐标数据,以最优的百分位数作为最终数据进行模型重建和设计制造。在该方法的指导下,以挖掘机操作手柄造型设计为例,通过人机实验获得了多个油泥样本,选用优化的关键点数据逆向设计生成一款操作手柄造型。应用快速原型技术实现了产品的实体化,与单一样本的逆向设计造型相比,多样本逆向设计的结果在满足舒适性的基础上具有更广泛的人机适用性。 展开更多

关键词 逆向设计 人机工程 手柄 造型 多样本

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液体磁性磨具光整加工氧化锆陶瓷试验研究

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作者 孙金言 孙桓五 +2 位作者 纪刚强 段海栋 杨冬亮 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第1期122-126,共5页

为解决氧化锆陶瓷难加工、加工效率低、表面质量差的问题,采用液体磁性磨具光整加工技术对氧化锆陶瓷进行加工。通过配置不同磨料的液体磁性磨具对氧化锆零件进行光整加工,研究磨料种类对加工效果的影响。通过设计单因素试验,研究加工... 为解决氧化锆陶瓷难加工、加工效率低、表面质量差的问题,采用液体磁性磨具光整加工技术对氧化锆陶瓷进行加工。通过配置不同磨料的液体磁性磨具对氧化锆零件进行光整加工,研究磨料种类对加工效果的影响。通过设计单因素试验,研究加工时间、工件转速、磁感应强度和轴向运动速度等主要工艺参数对氧化锆陶瓷表面粗糙度Ra和材料去除率MRR的影响规律。结果表明:在加工过程中使用高硬度的金刚石磨料可以获得比其他磨料更高的材料去除率,加工后能获得更好的表面质量。表面粗糙度Ra随时间的增加而降低,加工60 min以后Ra不再继续下降。Ra随工件转速、轴向运动速度的增大而减小,随磁感应强度的增大Ra先减小后增大;MRR随工件转速、磁感应强度的增大先增大后减小,随轴向运动速度的增大而增大。采用液体磁性磨具光整加工技术可以在提高氧化锆陶瓷材料去除率的同时有效降低其表面粗糙度。 展开更多

关键词 液体磁性磨具 光整加工 氧化锆陶瓷 材料去除率 表面粗糙度 表面形貌

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推焦作业过程中推焦装置的振动特性研究

14

作者 陈俊君 孙桓五 《噪声与振动控制》 CSCD 2019年第6期71-75,共5页

针对推焦作业过程中推焦装置经常出现振动的问题,采用有限元仿真方法对其振动特性进行研究。为了使仿真分析尽可能符合现场实际,对推焦装置进行1000°C高温环境下瞬态温度场分析,获得推焦装置在实际工况下的温度分布图;对经过瞬态... 针对推焦作业过程中推焦装置经常出现振动的问题,采用有限元仿真方法对其振动特性进行研究。为了使仿真分析尽可能符合现场实际,对推焦装置进行1000°C高温环境下瞬态温度场分析,获得推焦装置在实际工况下的温度分布图;对经过瞬态热分析的推焦装置进行模态分析和谐响应分析,对比根据谐响应分析获取的振动频率与模态分析中的振型。结果表明:推焦装置在行进方向、竖直方向和横向3个方向都发生振动,其振动频率与模态分析中的第14阶模态相同,主要振动形式为推焦装置沿着竖直方向的弯曲振动,变形较大的区域主要集中在推焦杆尾部。实际推焦作业过程中应设法避开该频率范围,以减小推焦装置的振动。 展开更多

关键词 振动与波 推焦装置 瞬态温度场 模态 谐响应分析

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