A Novel Half-Bridge Power Supply for High Speed Drilling Electrical Discharge Machining

High Speed Drilling Electrical Discharge Machining (HSDEDM) uses controlled electric sparks to erode the metal in a work-piece. Through the years, HSDEDM process has widely been used in high speed drilling and in manufacturing large aspect ratio holes for hard-to-machine material. The power supplies of HSDEDM providing high power applica-tions can have different topologies. In this paper, a novel Pulsed-Width-Modulated (PWM) half-bridge HSDEDM power supply that achieves Zero-Voltage-Switching (ZVS) for switches and Zero-Current-Switching (ZCS) for the dis-charge gap has been developed. This power supply has excellent features that include minimal component count and inherent protection under short circuit conditions. This topology has an energy conservation feature and removes the need for output bulk capacitors and resistances. Energy used in the erosion process will be controlled by the switched IGBTs in the half-bridge network and be transferred to the gap between the tool and work-piece. The relative tool wear and machining speed of our proposed topology have been compared with that of a normal power supply with current limiting resistances.

D703C High Speed EDM Microhole Drilling

The machine is a third generation high-speed EDM microhole drilling machinedeveloped and produced by the SuzhouElectromachining Tool Research Institute.It is used in cutting wire-guiding holes,jetholes for fuel pumps,holes for jet plates

圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡性能与参数分析

为规避当前施工方法的不足,发展安全、高效和可靠的施工方法。依托东北地区某高速铁路路堑边坡工程,采用适于机械钻孔的圆形抗滑桩代替现行矩形抗滑桩,预制拱形挡土板,本文提出一种新型拱形板-桩墙支挡体系;并构建有限元模型,分析桩长、桩径、桩间距以及拱形挡土板矢跨比对新型拱形板-桩墙支挡体系支护性能的影响;揭示不同参数下桩顶水平位移与桩身内力的变化规律。研究结果表明:桩长与桩身弯矩和剪力大小呈正相关关系,与桩顶水平位移呈负相关关系。桩长超过14 m时,其对桩顶水平位移、桩身弯矩和剪力的影响效应明显减弱;随着桩间距增大,桩顶水平位移增大但变化幅度逐渐减小。拱形挡土板矢跨比增大时,桩顶水平位移、桩身弯矩和剪力均减小。影响拱形板-桩墙体系支挡性能的因素依次为桩间距、桩长、桩径和矢跨比。研究结果为圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡体系在实际工程中的应用提供新思路。

Turbo码高速译码器设计

Turbo码具有优良的纠错性能,被认为是最接近香农限的纠错码之一,并被多个通信行业标准所采用。Turbo码译码算法相比于编码算法要复杂得多,同时其采用迭代译码方式,以上2个原因使得Turbo码译码器硬件实现复杂,而且译码速度非常有限。从Turbo码高速译码器硬件实现出发,介绍Turbo码迭代译码的硬件快速实现算法以及流水线译码方式,并介绍利用Altera的Flex10k10E芯片实现该高速译码器硬件架构。测试和仿真结果表明,该高速译码器具有较高的译码速度和良好的译码性能。

大直径高位定向孔一次钻扩技术及瓦斯抽采效果分析

针对“U”型通风回采工作面采动卸压瓦斯常规治理方式存在的综合效率低、治理成本高等问题,以山西晋城矿区某煤矿生产工作面为研究对象,提出采用φ200 mm大直径高位定向钻孔进行采动卸压瓦斯治理;基于该煤矿顶板大直径高位定向钻孔成孔技术难点分析,选型了关键钻进装备,包括ZDY20000LD型定向钻机、BLY460型泥浆泵车和多动力扩孔钻具;开发了复合强排渣定向钻进技术与多动力一次扩孔技术,实现了复杂地层条件下φ120 mm高位孔定向钻进与φ200 mm一次钻扩成孔,综合成孔效率较常规多次分级扩孔方式提高50%以上。瓦斯抽采效果表明:距煤层顶板30~40 m、距回风巷道40 m区域范围是采动裂隙密集发育区,钻孔平均瓦斯抽采体积分数保持在40%以上、最大瓦斯抽采纯量10.94 m^(3)/min,效果显著。

“NEW-DRILL”提速新工具在元坝气田的应用

元坝气田陆相深部的自流井组和须家河组地层岩性致密,非均质性强,砾岩含量高（最高可达50%）,地层研磨性强（可钻性为8 级以上）,且钻井液密度高（最高可达2.4 g/cm^3）,压持效应大,导致牙轮钻头磨损速度快,单只钻头进尺少,是制约元坝钻井提速的关键层段.为了解决这一关键层段钻井提速问题,针对元坝陆相深部高压致密研磨性地层的钻井难点,从破岩工具入手,通过对破岩机理的进一步研究分析,提出了要应用为钻头提供持续的扭矩、恒定转速和钻压的动力工具,以增加钻头的破岩能力,减少钻柱的震荡,减少切削时滑脱和钻压波动,同时配合高效的PDC 钻头或孕镶金刚石钻头,从而提高钻井效率的思路.为此,元坝气田开展了“NEW-DRILL”提速新工具的现场应用,获得了成功,取得了明显的效果.使元坝气田三开平均机械钻速由0.76 m/h 提高到2.06 m/h;周期由150-170 d 缩短到90-110 d.缩短率为35%,有效地解决了元坝气田钻井提速的技术瓶颈问题.现场应用表明,“NEW-DRILL”提速新工具能够有效提高陆相地层的机械钻速,具有进一步推广应用前景.

综采工作面卸压瓦斯运储区演化推进速度效应研究

为研究综采工作面不同推进速度下瓦斯运储区演化规律,基于煤矿工程概况,利用FLAC^(3D)模拟软件进行模拟,分析了覆岩采动推进速度效应;采用多种方法对卸压瓦斯运储区进行联合判别,得到不同推进速度条件下卸压瓦斯运储区分布及演化规律;以此为依据,优化现场高位抽采钻孔。结果表明:综采工作面煤层开采后,垂直应力分布大致呈对称梯形,推速加快,垂直应力分布转变为左高右低抛线形;采空区覆岩下沉量及塑性破坏高度随推速增加而减小;卸压瓦斯运储区高度随推进速度增加而降低,卸压瓦斯运储区位置向采空区中部集中;试验工作面卸压瓦斯抽采钻孔优化后,试验工作面高低推进速度区域抽采钻孔瓦斯体积分数最大均为30%以上,工作面、回风巷、上隅角瓦斯体积分数为0.18%~0.46%、0.2%~0.46%、0.25%~0.84%,均小于1%,布置方法更具合理性。

铁山坡高含硫气藏安全快速钻井技术优化与应用

针对铁山坡气藏硫化氢含量高(最高达222.30 g/m^(3))、嘉五以上地层倾角大(最大倾角25°)、须家河组研磨性强、嘉陵江组高压盐水侵、飞仙关组地层压力系数低等难题,开展了套管柱、井口装置、钻具抗硫材质优选,优化了铁山坡区块的井身结构,优选了高陡构造防斜提速工具,形成了铁山坡高含硫气藏安全快速钻井技术。现场应用效果表明,优选的抗硫钻具、套管柱、井口装置满足了高含硫气藏安全高效开发的要求;四开井身结构有效解决了上部地层井漏、垮塌、盐水侵的问题,降低了飞仙关高含硫层段的井控风险;优选了垂钻工具、钻头和旋导工具,铁山坡气田平均机械钻速由1.85 m/h提速到3.61 m/h,铁山坡6口井平均钻井周期缩短了16.11%。该研究成果为后续川东北高含硫气藏的安全快速钻井提供了技术支撑。

高速机械粉磨对油基钻屑灰渣活性的影响

对油基钻屑灰渣进行了高速机械粉磨处理,研究了粉磨时间(0~7 min)对灰渣粒径分布和比表面积的影响,分析了掺灰渣胶砂试件的力学性能,并进行了XRD、SEM、FTIR微观分析。结果表明:与未粉磨处理的灰渣相比,粉磨3 min灰渣的粒径分布范围缩小至1.220~40.100μm,D50降低了60.9%,比表面积增大了27.6%;与其他粉磨时间的灰渣相比,用粉磨3 min的灰渣等质量取代30%水泥所制备的胶砂试件的28 d抗压强度最高,28 d抗折强度也较高;适宜的粉磨时间能够促进灰渣中的活性Si O2、Al2O3等与水泥水化产物Ca(OH)2发生二次水化反应,生成C-S-H凝胶和AFt,提高胶砂结构的密实度。

CFG桩在高铁软土路基建设中的应用

CFG桩是一种针对软土路基施工建设的有效施工工艺,对软土路基处置具有良好效果。该文以某高铁工程为例,对CFG桩加固软土层的基本原理进行叙述,从长螺旋钻孔施工工艺、桩帽施工等关键环节对CFG桩施工工艺流程进行探讨,并针对性地提出CFG桩施工的关键要点和注意事项。该文旨在为类似工程施工的优化设计提供参考。

第三代移动通信中的Turbo码标准及其应用研究

文章介绍了第三代移动通信系统地面无线接口技术标准中的Turbo码规范,并详细描述了标准中turbo码的关键参量,如交织器的类型、栅格终止方案、删除复用模式等等。此外,该文还采用3GPP和3GPP2所建议的标准,对turbo码在AWGN信道上传送高速数据业务时的纠错性能分别进行了仿真,并对仿真结果进行了比较。

基于Turbo乘积码的超短波高速数传系统性能研究

为满足超短波高速数传系统性能要求,将QPSK调制方式与Turbo乘积码相结合,借助自适应均衡技术消除多径干扰的影响,并将接收机分为DFE均衡器和TPC译码器两部分。基于MATLAB仿真平台,构建超短波高速数传系统仿真模型,对典型场景下的系统传输性能进行了仿真及分析。仿真结果表明,Turbo乘积码在中高码率下仍能获得较大的编码增益,基于Turbo乘积码的超短波高速数传系统可获得良好的传输性能。

高速涡轮钻微创法、传统劈冠法治疗下颌低位水平埋伏阻生牙的临床应用对比研究

目的:对比分析高速涡轮钻微创法、传统劈冠法治疗下颌低位水平埋伏阻生牙的临床应用效果。方法:回顾性收集2020年7月至2022年7月期间,且进行1 y随访于本院收治的下颌低位水平埋伏阻生牙113例患者的临床资料。根据治疗方案的差异将患者分为对照组(采用传统劈冠法治疗,58例)和观察组(采用高速涡轮钻微创法,55例)。分析术中、术后两组的手术相关指标(手术时间、术后伤口感染率、采用视觉模拟量表(Visual analogue scale,VAS)评分评估疼痛情况)、治疗后,评价两组恐惧适应度及手术安全性,通过随访复查,经数字量化法和手指量化法观察并比较两组术后3 m、9 m、12 m完全性张口受限情况。结果:观察组的手术时间短于对照组,VAS评分显著低于对照组(P<0.05);两组术后伤口感染率比较差异无统计学意义(P>0.05)。观察组0°恐惧例数显著高于对照组,I°及Ⅱ°恐惧例数显著低于对照组(P<0.05)。观察组手术并发症总发生率显著低于对照组(P<0.05)。观察组术后3 m、6 m完全性张口受限率低于对照组(P<0.05),两组12 m完全性张口受限率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:高速涡轮钻微创法能改善患者恐惧心理,缓解疼痛,缩短手术时间,减少术后并发症发生,改善术后张口受限情况。

一种新Turbo码交织器的VHDL设计

介绍了Turbo码和交织技术,分析了几种常用交织算法的特点。根据组合交织器的设计思路,提出了隔行写入螺旋式交织方案。利用硬件描述语言(VHDL)编程设计了这种交织器的电路,并给出了仿真结果。

基于FPGA的Turbo码交织器的设计与实现

根据组合交织器的设计思想,提出一种新的组合交织方案,即隔行写入分组螺旋式对称交织方案,给出了利用现场可编程门阵列(FPGA)设计实现这种组合交织器的方法．在MAX+PLUSII软件开发环境下仿真的结果表明,设计的组合交织器具有误码率低、处理速度快、易于修改等优点,具有较高的实用性．

硬质合金微型钻头固有频率研究及应用

分别利用实验、模拟和计算三种方法对微型钻头的固有频率进行分析,制备了不同直径及长度的未加工螺旋槽棒料和已加工螺旋槽产品,进行固有频率测试并分析不同规格棒料、产品之间频率的差异。根据实验结果总结了微型钻头一阶固有频率的经验公式,与棒料的模拟频率进行对比。结果表明:实验、模拟、计算三种方法表现出较好的一致性,微型钻头的固有频率与直径和长度有较明显的对应关系。针对钻径≤0.4mm、长径比>20的微型钻头,在微型钻头入钻前用经验公式可以较快地计算出微型钻头的固有频率;模拟方法可以较准确地求得微型钻头的多阶固有频率,方便进行共振分析;微型钻头钻孔过程中固有频率随着钻削深度的增加逐渐增大。

涡轮发动机高速旋转状态失衡振动故障诊断系统

涡轮发动机是一种通过燃烧燃料并利用高速流动气体产生动力的发动机,在高速旋转状态下,其失衡振动会导致涡轮发动机各部件的磨损加剧,减少使用寿命;为了有效解决这一问题,设计一种涡轮发动机高速旋转状态失衡振动故障诊断系统;该设计将系统框架划分为3层结构,包括下位机层、上位机层以及客户端层;该系统采用振动传感器和声音传感器采集高速旋转状态下的涡轮发动机工作过程中的状态信号,并通过变送器将信号转变为可被下位机识别的信号;下位机运行处理程序,对信号实施滤波,提取故障特征,然后通过Zigbee远程通信模块将信号转发给上位机;上位机层运行知识图谱诊断程序,构建发动机失衡振动故障的知识图谱,并结合贝叶斯网络推断故障类型,计算故障发生概率,实现高精度的失衡振动故障诊断;实验结果表明:与3种传统诊断方法相比,所设计系统的ROC曲线在最上方,曲线下方的面积更大,AUC值=0.847,说明所设计系统的故障诊断能力强,能保证诊断结果的准确性。

高速涡轮牙钻法在阻生智齿拔除术中的应用研究

目的探究高速涡轮牙钻法在阻生智齿拔除术中的应用效果。方法前瞻性选择2022年1月至2023年12月淄博市中西医结合医院收治的行阻生智齿拔除术患者102例,按随机数表法将其分为两组,每组各51例。对照组给予传统拔牙法,研究组给予高速涡轮牙钻法。观察两组的手术指标(手术时间、术中出血量、术后肿胀程度、术后张口受限度及拔牙完整性),比较两组手术前后的炎症指标[肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)、细胞间黏附分子1(ICAM-1)]、应激指标[丙二醛、超氧化物歧化酶(SOD)]、疼痛指标[降钙素基因相关肽(CGRP)、前列腺素E2(PGE2)]水平,并比较两组术后并发症发生情况。结果研究组患者的手术时间为(17.13±3.09)min,短于对照组[(24.07±4.81)min],术中出血量为(4.06±0.75)mL,少于对照组[(5.39±0.98)mL],术后肿胀程度评分、术后张口受限度及拔牙完整性评分分别为(1.81±0.39)分、(4.85±1.17)mm、(1.69±0.38)分,均低于对照组[(3.19±1.01)分、(7.62±2.05)mm、(3.28±1.03)分],差异均有统计学意义(P<0.05)。术后,两组TNF-α、IL-6、ICAM-1水平均较术前升高,但研究组TNF-α、IL-6、ICAM-1水平分别为(31.34±5.25)pg/mL、(26.35±3.71)pg/mL、(148.15±15.26)ng/mL,均低于对照组[(40.19±6.71)pg/mL、(37.02±4.58)pg/mL、(181.04±18.66)ng/mL],差异均有统计学意义(P<0.05)。术后,两组丙二醛水平均较术前升高,SOD水平均较术前降低,但研究组丙二醛水平为(11.47±2.82)mmol/L,低于对照组[(15.61±3.14)mmol/L],SOD水平为(59.13±3.98)U/mL,高于对照组[(43.85±3.06)U/mL],差异均有统计学意义(P<0.05)。术后,两组CGRP、PGE2水平均较术前升高,但研究组CGRP、PGE2水平分别为(2.29±0.47)ng/mL、(140.71±11.82)pg/mL,均低于对照组[(3.31±0.69)ng/mL、(205.29±18.15)pg/mL],差异均有统计学意义(P<0.05)。研究组术后并发症总发生率7.84%,比对照组的23.53%低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论高速涡轮牙钻法在阻生智齿拔除术中的应用效果确切,可明显改善患者术后炎症应激反应,减轻疼痛,减少术后并发症发生。

复杂软弱煤层条件下高转速大扭矩钻探装备设计及试验研究

复杂软弱煤层的钻孔成孔效果对矿井瓦斯抽采具有重要意义。针对王坡煤矿复杂软弱煤层钻孔施工排渣难、事故率高、成孔难等问题;设计了一种具有高转速、大功率、大扭矩性能的ZDY6000LR型高转速履带式钻机,其最大扭矩6 000 N·m,最大转速400 r/min;通过对钻机的布局、动力头、调角机构、给进机身及液压系统的优化设计,确保在施工过程中能够有效地解决在钻进过程中出现的卡钻、塌孔等问题;开发具有强度高、不易崩齿等优点的Ø95/Ø60.3 mm宽翼片插接密封螺旋钻杆,以及具有强度高、断齿风险低等优点的Ø113 mm、Ø120 mm、Ø133mm三角梯齿PDC钻头。在王坡煤矿3 206工作面现场工业性试验表明:该套钻探装备及钻具组合有效解决了施工过程中存在的排渣难、喷孔顶钻等问题,提高了钻孔成孔率,百米以上钻孔成孔率超过70%,为矿井本煤层瓦斯抽采提供了重要支撑。