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不锈钢低温气体渗碳的C浓度与扩散应力测量与计算

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金属学报 2014年第4期50卷 409-414页

作者：王艳飞巩建鸣荣冬松高峰南京工业大学机械与动力工程学院南京211816

开展316L奥氏体不锈钢块状试样低温气体渗碳实验,测量渗碳层内沿深度方向的C浓度和应力的大小及分布;基于应力-扩散耦合作用理论,建立渗碳后渗碳层内的C浓度和应力分布的计算模型,利用该模型计算上述渗碳实验后试样沿深度方向的C浓度和... 详细信息

开展316L奥氏体不锈钢块状试样低温气体渗碳实验,测量渗碳层内沿深度方向的C浓度和应力的大小及分布;基于应力-扩散耦合作用理论,建立渗碳后渗碳层内的C浓度和应力分布的计算模型,利用该模型计算上述渗碳实验后试样沿深度方向的C浓度和应力分布,并将模型计算结果和实验结果进行比较.结果表明,低温气体渗碳后钢在表层产生一层含高C浓度的渗碳层,渗碳层内重现高的压应力,C浓度和压应力均在表面处最大,随着深度的增加而逐渐降低,压力和浓度的大小之间呈直线关系;考虑应力-扩散的耦合作用的扩散计算模型计算得到的C浓度分布和实验测量结果符合的较好,表明扩散引起的应力在低温气体渗碳的C扩散中扮演重要角色;扩散压应力的产生显著增加了C的表观扩散速度,在低温气体渗碳等类似的渗碳或氮的扩散机制研究中,需考虑扩散引起的扩散压应力与扩散之间的相互作用关系.

关键词：低温气体渗碳 316L奥氏体不锈钢 C浓度扩散应力

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动态输出反馈的少保守性NCS鲁棒容错控制

华中科技大学学报（自然科学版） 2011年第11期39卷 80-86页

作者：李炜王艳飞兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050 甘肃省工业过程先进控制重点实验室甘肃兰州730050

针对一类具有时变时延和丢包的参数不确定网络化控制系统,采用动态输出反馈策略,在未对系统模型进行增广重建的情形下,通过构造适当的Lyapunov-Krasovskii泛函,推出了确保闭环系统在执行器失效情况下具有鲁棒完整性的时滞相关充分条件,... 详细信息

针对一类具有时变时延和丢包的参数不确定网络化控制系统,采用动态输出反馈策略,在未对系统模型进行增广重建的情形下,通过构造适当的Lyapunov-Krasovskii泛函,推出了确保闭环系统在执行器失效情况下具有鲁棒完整性的时滞相关充分条件,进而借助于矩阵分离引理,求解线性矩阵不等式的方式,并给出了控制器的设计方法.由于模型中考虑了时延下界,且证明过程未进行模型转换、交叉项放大,加之适当自由权矩阵变量的引入及时延的分段处理,因此其结果具有较少保守性.仿真示例验证了所述方法的有效性.

关键词：网络化控制系统时变时延丢包动态输出反馈鲁棒容错控制

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少保守性网络化控制系统鲁棒保性能容错控制

兵工学报 2012年第2期33卷 170-178页

作者：李炜王艳飞兰州理工大学电信工程与信息工程学院甘肃兰州730050 甘肃省工业过程先进控制重点实验室甘肃兰州730050

研究了一类具有参数不确定性网络化控制系统的鲁棒保性能容错控制问题。同时考虑时变时延和丢包的影响,基于状态多时延模型,推证出了确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒保性能容错的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩... 详细信息

研究了一类具有参数不确定性网络化控制系统的鲁棒保性能容错控制问题。同时考虑时变时延和丢包的影响,基于状态多时延模型,推证出了确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒保性能容错的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式(LMIs)的方式给出了最优控制器的设计方法。由于新模型中引入了时延下界,且在证明过程中未进行模型转换和交叉项放大处理,加上适当自由权矩阵的引入,都减少了结果的保守性,提升了容错满意度。最后以一仿真示例验证了文中所述方法的有效性。

关键词：控制理论网络化控制系统时变时延丢包保性能控制鲁棒容错控制

基于状态多时延模型的NCS鲁棒H_∞容错控制

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系统仿真学报 2011年第12期23卷 2647-2653页

作者：李炜王艳飞兰州理工大学电信工程与信息工程学院甘肃省工业过程先进控制重点实验室兰州730050

针对一类具有时变时延和丢包的网络化控制系统,同时考虑模型参数不确定性和外界扰动的影响,基于一种状态多时延模型,以时滞依赖的方法,推证出了确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒H∞完整性的判据,并以求解线性或非线... 详细信息

针对一类具有时变时延和丢包的网络化控制系统,同时考虑模型参数不确定性和外界扰动的影响,基于一种状态多时延模型,以时滞依赖的方法,推证出了确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒H∞完整性的判据,并以求解线性或非线性矩阵不等式的方式,给出了鲁棒H∞容错控制器的设计方法。由于模型中考虑了时延下界,且证明过程未进行模型转换和交叉项放大处理,其结果具有较少保守性。最后以一仿真示例验证了所述方法的有效性。

关键词：网络化控制系统时变时延丢包时滞依赖容错控制

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高强钢氢致滞后断裂滞后时间的有限元预测

上海交通大学学报 2012年第7期46卷 1079-1083页

作者：白小敏巩建鸣王艳飞南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京211816

基于氢相关的内聚力模型,开发了顺次耦合的氢致滞后断裂有限元计算程序,预测了预含氢AISI4135高强钢圆棒缺口试样在常载荷拉伸条件下的滞后断裂时间,并考察了试样初始平均含氢水平对滞后断裂的影响.结果表明,氢相关的内聚力模型可有效... 详细信息

基于氢相关的内聚力模型,开发了顺次耦合的氢致滞后断裂有限元计算程序,预测了预含氢AISI4135高强钢圆棒缺口试样在常载荷拉伸条件下的滞后断裂时间,并考察了试样初始平均含氢水平对滞后断裂的影响.结果表明,氢相关的内聚力模型可有效预测氢致滞后断裂的断裂时间,有限元预测结果和相关报道较为一致.氢致滞后断裂存在氢临界值,当缺口尖端应力集中区聚集的氢浓度达到临界时裂纹开始形核,此临界值和结构的初始含氢量无关.

关键词：氢致滞后断裂内聚力模型氢脆高强钢

焊缝层数对特厚度管板焊接残余应力与变形影响的有限元分析

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上海交通大学学报 2013年第11期47卷 1675-1679页

作者：王艳飞巩建鸣蒋文春南京工业大学机械与动力工程学院南京211816 中国石油大学(华东)化学工程学院青岛266555

基于ABAQUS软件,建立了顺序耦合的焊接残余应力与变形有限元计算程序,对大型环氧乙烷(EO)反应器国产化中采用的390mm厚20MnMoNb特厚板拼焊反应器管板的焊接过程进行了残余应力与变形计算,并讨论采用不同焊缝层数对管板焊后残余应力与变... 详细信息

基于ABAQUS软件,建立了顺序耦合的焊接残余应力与变形有限元计算程序,对大型环氧乙烷(EO)反应器国产化中采用的390mm厚20MnMoNb特厚板拼焊反应器管板的焊接过程进行了残余应力与变形计算,并讨论采用不同焊缝层数对管板焊后残余应力与变形的影响.焊接采用双U形坡口,通过翻转管板进行两面坡口的交替焊接,为防止管板发生过度变形,焊接时始终在管板两端压有重量为4.5MN配重.计算结果表明:焊后管板发生了一端翘起的角变形,在靠近表层的焊缝及热影响区存在较大残余拉应力,在焊缝内部为较大的残余压应力;由于配重对变形的限制导致先焊面的应力大于后焊面;增加焊缝层数,使变形增加,残余应力降低,但并不显著.对如此大型特厚板约束焊,增加焊缝层数不是降低其焊接残余应力的有效手段.

关键词：焊接残余应力特厚板焊缝层数变形

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高压氢气对金属材料断裂韧性的影响

上海交通大学学报 2014年第5期48卷 610-613页

作者：王艳飞巩建鸣南京工业大学机械与动力工程学院南京211816

基于应力诱导氢扩散理论、氢致键合力降低理论和线弹性断裂力学理论,提出了一个描述氢气对金属断裂韧性影响的数学模型,用于定量预测金属在氢气中的断裂韧性.结果表明,当已知金属在低压氢气中的断裂韧性时,利用所提出的模型可以外推出... 详细信息

基于应力诱导氢扩散理论、氢致键合力降低理论和线弹性断裂力学理论,提出了一个描述氢气对金属断裂韧性影响的数学模型,用于定量预测金属在氢气中的断裂韧性.结果表明,当已知金属在低压氢气中的断裂韧性时,利用所提出的模型可以外推出金属在高压氢气中的断裂韧性,从而避免了在高压氢气中测量金属断裂韧性所带来的危险性.同时,利用文献报道的几种金属材料在不同氢气压力下的断裂韧性试验值对模型进行验证发现,所建立的模型对预测金属在氢气中的断裂韧性具有较好的有效性.

关键词：金属断裂韧性氢脆氢气高压

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表面毛化铝箔集流体的力学性能

中国有色金属学报 2019年第6期29卷 1250-1256页

作者：王之桐王艳飞中国科学院力学研究所先进制造工艺力学重点实验室北京100190 山东聚信新能源科技有限公司滨州256200

针对铝箔集流体表面改性的要求,基于激光毛化技术轧制13μm厚的1070铝箔,研究表面毛化参数对铝箔的力学性能和作为锂离子电池正极集流体的加工性能的影响。表面毛化铝箔的表面粗糙度Ra达到0.71.0μm,为常规铝箔的7.49.7倍,表面毛化坑诱... 详细信息

针对铝箔集流体表面改性的要求,基于激光毛化技术轧制13μm厚的1070铝箔,研究表面毛化参数对铝箔的力学性能和作为锂离子电池正极集流体的加工性能的影响。表面毛化铝箔的表面粗糙度Ra达到0.71.0μm,为常规铝箔的7.49.7倍,表面毛化坑诱导的应力集中效应使铝箔的屈服强度和拉伸强度降低4%10%,而表面毛化坑造成的铝箔局部减薄和板型变化对伸长率的影响更加显著。采用相互分离的低密度毛化坑(分布参数140μm×140μm)时,表面毛化铝箔的伸长率仅降低约10%。而采用相切的高密度毛化坑(分布参数70μm×70μm)时,表面毛化铝箔的伸长率降低约50%。两种表面毛化铝箔制成的正极极片的LiCoO2涂层剥离强度均达到常规铝箔极片的1.6倍,分散性仅为常规铝箔极片的16%32%。毛化铝箔的表面粗糙度Ra值在0.7μm附近存在临界点,继续增大不能有效地提高涂层对铝箔集流体的剥离强度,反而损失其力学性能。模拟锂离子电池正极极片的辊压和烘干工艺后,表面毛化铝箔(分布参数140μm×140μm)的力学性能与常规铝箔的相当,但铝箔表面毛化坑诱导的应力集中现象能够促进铝箔均匀变形,抵抗局部损伤能力强,提高电池卷芯对整形压力的宽容度,有助于避免最内层极片的局部断裂现象。

关键词：激光表面毛化铝箔集流体力学性能剥离强度

翻转次数对20MnMoNb特厚管板焊接残余应力与变形影响的数值分析

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焊接学报 2012年第10期33卷 13-16,24页

作者：王艳飞耿鲁阳巩建鸣蒋文春南京工业大学机械与动力工程学院南京210009 中国石油大学(华东)化学工程学院青岛266555

基于有限元ABAQUS软件,对390 mm厚20MnMoNb特厚板双U形坡口拼焊制造EO反应器管板过程进行焊接残余应力与变形有限元模拟,考察两面交替焊接时的翻转次数对特厚管板焊后残余应力与变形的影响.结果表明,特厚管板焊后发生一端翘起的角变形,... 详细信息

基于有限元ABAQUS软件,对390 mm厚20MnMoNb特厚板双U形坡口拼焊制造EO反应器管板过程进行焊接残余应力与变形有限元模拟,考察两面交替焊接时的翻转次数对特厚管板焊后残余应力与变形的影响.结果表明,特厚管板焊后发生一端翘起的角变形,在靠近表层的焊缝及热影响区存在较大的残余拉应力,在焊缝内部为残余压应力;随着翻转次数的增加,焊接残余应力和变形均降低,但当往返翻转次数超过7次后,进一步增加翻转次数对残余应力和变形的降低作用不明显.

关键词：特厚管板焊接残余应力变形翻转次数