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超高强钢Q960E焊接性研究及焊接残余应力数值模拟

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超高强钢Q960E焊接性研究及焊接残余应力数值模拟

作者：骆文泽重庆大学

学位级别：硕士

低合金调质超高强钢Q960E由于综合力学性能较好,目前已开始用于代替传统的低合金高强钢而进一步实现工程结构的轻量化。Q960E是采用淬火+高温回火工艺制造的结构钢,其具有碳当量较高和冷裂纹敏感倾向较大的特点,因此它的焊接性相对较差... 详细信息

低合金调质超高强钢Q960E由于综合力学性能较好,目前已开始用于代替传统的低合金高强钢而进一步实现工程结构的轻量化。Q960E是采用淬火+高温回火工艺制造的结构钢,其具有碳当量较高和冷裂纹敏感倾向较大的特点,因此它的焊接性相对较差,其接头的粗晶区会出现脆化以及部分相变区和紧邻热影响区的母材会出现软化等问题。理论上而言,焊接接头脆化会促进裂纹扩展和脆性断裂,而软化问题也会导致该结构钢不能达到预定的承载能力。因此,研究Q960E焊接性并探索出合适的焊接工艺非常重要。与此同时,由于该钢种屈服强度高,焊接时很容易产生峰值很高且分布复杂的残余应力。对于薄板和中厚板而言,也容易产生较显著的焊接变形。因此有必要研究Q960E对接接头残余应力的大小和分布以及焊接变形。本课题为得到使用性能良好的Q960E焊接接头,首先对Q960E母材进行力学性能测试,并采用碳当量法和冷裂纹敏感指数法初步评估了Q960E的焊接性。在对Q960E钢焊接性理论分析的基础上,以等强匹配和低强匹配为原则,分别选取了XY-J100SD焊条和ER120S-G焊丝进行了对接实验。重点研究了两种不同焊接方法以及不同预热温度对焊接接头组织和性能的影响。基于SYSWELD焊接有限元分析软件,建立了考虑固态相变的Q960E材料模型,采用“热-冶金-力学”多场耦合方法计算了焊接温度场、残余应力和变形。此外,本文还对Q960E进行了堆焊温度场模拟,讨论了板厚、热输入、预热温度和环境温度对粗晶区焊接热循环曲线及主要特征参量(高温停留时间t和t冷却时间)的影响规律。在Q960E对接实验完成后,采用X射线探伤,其结果显示焊接得到的接头无缺陷且气密性较好。拉伸实验和冲击实验显示,XY-J100SD接头和ER120S-G接头的拉伸强度和冲击性能虽然都能达到使用要求,但是XY-J100SD接头抗拉强度比ER120S-G抗拉强度更大。硬度和金相结果表明,预热温度相同的XY-J100SD接头和ER120S-G接头热影响区的组织和性能差异不大。此外,不同预热温度的ER120S-G接头力学性能和微观组织显示,预热温度从150℃下调至100℃,对Q960E焊接接头力学性能和组织影响不显著。Q960E焊接数值模拟结果表明,采用所建立的Q960E材料模型,能模拟出Q960E对接接头的焊接温度场、残余应力分布和焊接变形,与实验结果进行比较验证了材料模型和计算方法的准确性。残余应力的大小和分布显示,Q960E焊接将会产生较高残余应力,其中纵向残余应力峰值最高,超过了母材屈服强度。此外,不同热输入、预热温度、环境温度和板厚的Q960E钢粗晶区的热循环结果表明,Q960E高温停留时间t对热输入和板厚最为敏感,其次是预热温度,对其影响最小的是环境温度,t呈现出与高温停留时间一致的规律。

关键词：超高强钢焊接性数值模拟焊接残余应力固态相变

1500 MPa级超高强钢复杂薄壁结构焊接变形预测

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机械工程学报 2023年第24期59卷 95-107页

作者：梁归慧谢锋韩世伟骆文泽邓德安重庆大学材料科学与工程学院重庆400045 重庆铁马工业集团有限公司重庆400050

基于***通用有限元软件平台,开发了同时考虑材料非线性、几何非线性和边界非线性的热-弹-塑性有限元方法用于模拟1 500 MPa级超高强钢薄板接头的焊接变形;同时也开发了基于固有应变理论的弹性有限元方法来计算大型复杂结构的焊接变形。... 详细信息

基于***通用有限元软件平台,开发了同时考虑材料非线性、几何非线性和边界非线性的热-弹-塑性有限元方法用于模拟1 500 MPa级超高强钢薄板接头的焊接变形;同时也开发了基于固有应变理论的弹性有限元方法来计算大型复杂结构的焊接变形。首先,以1500MPa级超高强钢薄板对接接头为研究对象,分别采用热-弹-塑性有限元方法和固有应变法模拟了焊接变形,并与试验结果进行比较,计算误差均小于15%。随后,以1 500 MPa级超高强钢大型复杂薄壁结构为研究对象,采用热-弹-塑性有限元法计算薄壁结构中典型焊接接头在自由和强制拘束条件下的固有变形,考察拘束条件对焊接接头变形的影响。最后,基于固有应变理论计算了超高强钢复杂薄壁结构的整体焊接变形,并研究了强制拘束对薄壁结构焊接变形的影响。数值模拟结果表明,采用外部强制拘束可以在一定程度上减小薄壁结构的总体变形。

关键词：焊接变形固有应变数值模拟外部拘束超高强钢薄板结构

高强钢Q960E对接接头残余应力与焊接变形的数值模拟

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中国机械工程 2023年第17期34卷 2095-2105,2141页

作者：骆文泽成慧梅刘红艳王义峰叶延洪邓德安重庆大学材料科学与工程学院重庆400045 河钢集团邯钢公司邯郸056015

利用等强匹配焊丝和混合气体保护焊方法制备了Q960E低合金高强钢的多层多道对焊接头。采用实验法测量了焊接温度循环、焊接变形以及焊接残余应力,同时观察了焊接接头的微观组织,并测量了硬度分布。基于焊接接头的组织特征,以SYSWELD软... 详细信息

利用等强匹配焊丝和混合气体保护焊方法制备了Q960E低合金高强钢的多层多道对焊接头。采用实验法测量了焊接温度循环、焊接变形以及焊接残余应力,同时观察了焊接接头的微观组织,并测量了硬度分布。基于焊接接头的组织特征,以SYSWELD软件为平台,开发了考虑“热-组织-应力”多物理场耦合的热-弹-塑性有限元计算方法。重点考虑了热影响区的固态相变材料模型,采用JMAK方程描述加热阶段的奥氏体化过程,采用K-M关系模拟冷却阶段的马氏体相变过程,同时基于Leblond模型考虑了冷却过程中的相变诱导塑性。数值模拟结果与实验测量结果的对比表明,有限元模型得到的残余应力分布和焊接变形与实测数据吻合较好,同时数值模拟结果还证明了固态相变对Q960E钢对接接头热影响区的残余应力分布与大小均有显著的影响。

关键词： Q960E钢焊接变形残余应力固态相变数值模拟

采用集成计算方法预测开式锻焊齿轮的焊接变形

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机械传动 2023年第3期47卷 124-132页

作者：瞿铁信稳骆文泽王重阳胡龙黄智泉邓德安中信重工机械股份有限公司河南洛阳471039 矿山重型装备国家重点实验室河南洛阳471003 重庆大学材料科学与工程学院重庆400045 郑州机械研究所有限公司河南郑州450001

以直径为7160 mm的大型开式锻焊齿轮为研究对象,采用集成计算方法预测了齿轮在焊接制造过程中产生的变形。基于***通用有限元软件平台,从齿轮结构中抽取了3个典型焊接接头,采用热-弹-塑性有限元方法计算了各个接头在多层多道焊接条件下... 详细信息

以直径为7160 mm的大型开式锻焊齿轮为研究对象,采用集成计算方法预测了齿轮在焊接制造过程中产生的变形。基于***通用有限元软件平台,从齿轮结构中抽取了3个典型焊接接头,采用热-弹-塑性有限元方法计算了各个接头在多层多道焊接条件下的固有变形,即纵向收缩、横向收缩和角变形;将各个焊接接头的固有变形转化为固有应变,采用基于固有应变的弹性有限元方法计算了开式锻焊齿轮的整体焊接变形。数值模拟结果表明,大型锻焊齿轮在焊接制造后,直径方向收缩量约为11 mm,周向收缩量约为3 mm。

关键词：开式锻焊齿轮多层多道焊焊接变形固有应变数值模拟

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基于动态事件驱动的多智能体系统预测控制

控制与决策 2024年

作者：路平立骆文城杜长坤航天科工集团智能科技研究院有限公司北京理工大学自动化学院

针对一类具有时变时延和非周期性拒绝服务(denial-of-service,DoS)攻击的离散时间线性多智能体系统,本文提出一种基于动态事件驱动的预测控制方案.通过引入网络化预测控制方法,该方案可有效地降低时变时延和非周期性DoS攻击对系统性能... 详细信息

针对一类具有时变时延和非周期性拒绝服务(denial-of-service,DoS)攻击的离散时间线性多智能体系统,本文提出一种基于动态事件驱动的预测控制方案.通过引入网络化预测控制方法,该方案可有效地降低时变时延和非周期性DoS攻击对系统性能造成的负面影响.此外,各智能体的传感器侧均设计动态事件驱动控制机制,以减少各智能体反向通道的数据传输频率,从而节约系统的网络资源消耗.随后给出闭环多智能体系统渐近稳定且输出实现一致的充要条件.最后通过数值仿真结果验证所提方案的有效性和正确性.

关键词：多智能体系统事件驱动控制预测控制时延拒绝服务攻击渐近稳定

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基础设施与中国城市全要素生产率

经济评论 2024年第1期 18-36页

作者：骆文月随洪光南开大学经济学院 300071 山东大学经济学院 250100

本文基于2003—2017年间中国城市面板数据,从经济效率的角度分解全要素生产率并考察基础设施对技术进步、技术效率和规模经济的影响。研究结果表明:基础设施、传统基础设施和数字基础设施整体上促进技术进步、提高技术效率、抑制规模经... 详细信息

本文基于2003—2017年间中国城市面板数据,从经济效率的角度分解全要素生产率并考察基础设施对技术进步、技术效率和规模经济的影响。研究结果表明:基础设施、传统基础设施和数字基础设施整体上促进技术进步、提高技术效率、抑制规模经济。区分流量效应和存量效应发现:传统基础设施的存量效应和流量效应均提高技术进步、抑制规模经济;在技术效率方面,传统基础设施流量效应显著提高技术效率,存量效应不显著。数字基础设施的存量效应促进技术进步、提高技术效率、抑制规模经济,流量效应促进规模经济、抑制技术进步和技术效率。交互效应说明不同类型基础设施的存量和流量在影响全要素生产率时存在相互作用。本文的研究结论有助于为政府制定差异化的基础设施建设政策改善全要素生产率提供参考。

关键词：传统基础设施数字基础设施 TFP分解经济效率随机前沿分析

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增值评价中的天花板和地板效应分析

中国考试 2024年第3期 87-97页

作者：骆文淑陈方丁佛山科学技术学院广东佛山528225 广东省教育考试院广州510635

天花板和地板效应是增值评价中经常会涉及的问题。其不仅与测验本身的天花板和地板效应相联系,还与增值评价模型的选择有关。残差增分模型和学生成长百分等级模型是增值评价中常用的条件状态模型,其所估计的个体成长是与同等水平学术伙... 详细信息

天花板和地板效应是增值评价中经常会涉及的问题。其不仅与测验本身的天花板和地板效应相联系,还与增值评价模型的选择有关。残差增分模型和学生成长百分等级模型是增值评价中常用的条件状态模型,其所估计的个体成长是与同等水平学术伙伴比较的相对成长,在一定程度上可以破解天花板和地板效应问题。基于两组考生的中、高考数据进行分析比较,残差增分模型和学生成长百分等级模型在解决天花板和地板效应问题上的有效性得到了验证。研究结果为研究者和教育评价工作者选择增值模型提供了参考。

关键词：增值评价增值模型天花板效应地板效应

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移动支付、感知风险与中国家庭金融市场参与

南开经济研究 2024年第6期 148-166页

作者：骆文月高瑜寇海洁南开大学经济学院 300071 南开大学中国特色社会主义经济建设协同创新中心 300071 福建农林大学经济与管理学院 350002

提高家庭金融市场参与是金融高质量发展的必然要求。本文基于2019年中国家庭金融调查(CHFS2019),从感知风险的视角探讨了移动支付对家庭金融市场参与的影响。研究发现,移动支付显著促进了家庭金融市场参与;财务风险、时间风险、隐私风... 详细信息

提高家庭金融市场参与是金融高质量发展的必然要求。本文基于2019年中国家庭金融调查(CHFS2019),从感知风险的视角探讨了移动支付对家庭金融市场参与的影响。研究发现,移动支付显著促进了家庭金融市场参与;财务风险、时间风险、隐私风险等主观感知风险是移动支付影响家庭金融参与的重要渠道;金融市场类型、本地创业氛围、地区经济发展水平等家庭外部因素,以及家庭决策者的风险偏好、金融市场信息、教育水平等家庭内部特征,是导致移动支付对家庭金融参与异质性影响的重要原因,并且家庭内部特征的影响显著高于家庭外部因素。机制分析发现,在相同条件下,使用移动支付的家庭参与金融市场的可能性远高于不使用移动支付的家庭,提高家庭的风险偏好、金融信息、教育水平对使用移动支付的家庭参与金融市场的边际效应高于不使用移动支付的家庭。

关键词：移动支付感知风险家庭金融市场参与金融科技有限参与

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永宣红釉惊“红”一瞥

中华遗产 2024年第6期 112-123页

作者：骆文不详

最能代表中国的红色,却直到明代永乐、宣德年间才姗姗来迟地成为瓷器的主流色彩之一。永宣惊“红”一警的背后,是红釉技术的干年探索,也是政治风尚与艺术审美的一次革新。色如宝石宣德红釉光泽如初。图为明宣德御窑的红釉代表器物——... 详细信息

最能代表中国的红色,却直到明代永乐、宣德年间才姗姗来迟地成为瓷器的主流色彩之一。永宣惊“红”一警的背后,是红釉技术的干年探索,也是政治风尚与艺术审美的一次革新。色如宝石宣德红釉光泽如初。图为明宣德御窑的红釉代表器物——宝石红釉僧帽壶。

关键词：明代永乐明宣德僧帽壶宝石艺术审美