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变质剂和不同细化剂对免热处理压铸铝合金变质及细化的影响研究

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机电工程技术 2024年

作者：赵少坤魏作山谭乐平丁海民河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室魏桥国科高等技术研究院华北电力大学能源动力与机械工程学院电力机械装备先进制造与智能运维河北省工程研究中心

研究了变质剂Sr和细化剂Al-5Ti-1B、Al-3Ti-1B和TCB对免热处理压铸铝硅合金变质及细化的影响。采用金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）等测试手段，研究了变质剂Sr对免热处理压铸铝硅合金中共晶硅的变质效果和不同... 详细信息

研究了变质剂Sr和细化剂Al-5Ti-1B、Al-3Ti-1B和TCB对免热处理压铸铝硅合金变质及细化的影响。采用金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）等测试手段，研究了变质剂Sr对免热处理压铸铝硅合金中共晶硅的变质效果和不同细化剂Al-5Ti-1B、Al-3Ti-1B和TCB对免热处理压铸铝硅合金的细化作用。研究发现，Sr可以有效地对免热处理压铸铝硅合金中共晶硅进行变质处理，将片状、针状的共晶硅转变为纤维状等使其有利于其力学性能的增强，并且在添加0.035wt.%的Sr后免热处理压铸铝硅合金中共晶硅的变质效果最好。相比于Al-5Ti-1B和Al-3Ti-1B，细化剂TCB对免热处理压铸铝硅合金的细化效果最好。利用TCB晶种合金中的陶瓷颗粒可细化免热处理压铸铝硅合金中的α-Al晶粒，并改善免热处理压铸铝硅合金中富铁相的分布，并且最优添加量为1.5wt.%。

关键词：免热处理铝硅合金晶粒细化 Sr变质

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新工科背景下专业实验室智能运行方法研究

中国教育技术装备 2024年第8期 26-28,32页

作者：王进峰丁海民李林花广如李振纲华北电力大学机械工程系河北保定071003

为了适应新工科背景下实验室建设要求,提高实验室运行效率,利用遗传算法进行实验课程分组。首先,建立基于学生选择意愿和教师指导意愿的实验分组问题模型;其次,建立基于学生码位和分组码的染色体表达方案,设计双点交叉和变异算法,建立... 详细信息

为了适应新工科背景下实验室建设要求,提高实验室运行效率,利用遗传算法进行实验课程分组。首先,建立基于学生选择意愿和教师指导意愿的实验分组问题模型;其次,建立基于学生码位和分组码的染色体表达方案,设计双点交叉和变异算法,建立适应度与优化目标之间的关联关系;最后,对指定实验课程分组问题进行分组优化,优化结果验证该方法的有效性。

关键词：新工科实验室实验课程智能分组遗传算法

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基于“一平三端”的工程材料智慧课堂教学方法

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中国现代教育装备 2024年第5期 11-12,15页

作者：王进峰丁海民李振纲华北电力大学机械工程系河北保定071003

为了提高学生的自主学习能力,使用超星平台、教室端、移动端、管理端开展工程材料智慧课堂教学,在课前预习、课堂学习、课后作业三个阶段实施智慧教学的课程改革模式。基于项目引导式的课程内容改革,建立题库,在课堂上充分利用课堂签到... 详细信息

为了提高学生的自主学习能力,使用超星平台、教室端、移动端、管理端开展工程材料智慧课堂教学,在课前预习、课堂学习、课后作业三个阶段实施智慧教学的课程改革模式。基于项目引导式的课程内容改革,建立题库,在课堂上充分利用课堂签到、线上测验、互动等智慧应用。实践证明,该方法能够激发学生的自主学习性,具有较好的教学效果。

关键词：超星工程材料智慧课堂

Ti对复杂锰黄铜TL-084组织及性能的影响

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机电工程技术 2024年

作者：周冠斌金勃含魏作山张潇祁复功丁海民魏桥国科高等技术研究院河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室电力机械装备先进制造与智能运维河北省工程研究中心华北电力大学能源动力与机械工程学院

以TL-084锰黄铜为研究对象，在原有黄铜生产工艺的基础上引入不同含量的Ti，结合金相分析、XRD分析和SEM分析等手段对其微观组织进行分析，主要探究不同含量Ti的引入对合金基体及基体中硬质相的形貌、尺寸、分布的影响。同时根据对不同T... 详细信息

以TL-084锰黄铜为研究对象，在原有黄铜生产工艺的基础上引入不同含量的Ti，结合金相分析、XRD分析和SEM分析等手段对其微观组织进行分析，主要探究不同含量Ti的引入对合金基体及基体中硬质相的形貌、尺寸、分布的影响。同时根据对不同Ti含量TL-084锰黄铜的硬度、抗拉强度、耐磨性的测试，探究Ti的引入对合金力学性能的影响。研究发现TL-084黄铜组织的基体为β相，粗大的初生相[Mn(Fe)]5Si3、细小的共晶相Mn5Si3以及在基体中均匀分布的小颗粒状富铅相。在引入Ti元素后，在基体中生成了富Ti相以及以富Ti相为核心的3层核壳结构，对基体中的初生相起到了细化作用，但是基体晶粒反而粗化，随着Ti含量增加到0.3%，基体中产生富Ti相团聚。同时在力学性能上硬度随着Ti元素含量的上升呈先升高后降低的趋势，在添加量为0.2%时其维氏硬度为287.2 HV，提升了8.5%；抗拉强度随着随Ti含量的增加也呈现先上升后下降的趋势，其中添加wTi=0.1%的黄铜棒材的抗拉强度最高，约744.5 MPa，上升了6.75%。

关键词： TL-084黄铜 Ti 硬质相力学性能

Al-5Ti-1B中间合金在铝熔体中的沉淀行为

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材料热处理学报 2022年第5期43卷 31-39页

作者：丁海民王同贺张子寒柳青华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003 河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室河北保定071003

通过计算流体仿真,结合保温沉淀试验研究了Al-5Ti-1B中间合金中的TiB;颗粒在1070铝熔体内的沉淀过程及分布状态。结果表明:TiB;颗粒在铝熔体内沉淀时,位于熔体中心区域的颗粒的沉淀速度更快,且大于Stokes计算的理论值;中心区域颗粒的快... 详细信息

通过计算流体仿真,结合保温沉淀试验研究了Al-5Ti-1B中间合金中的TiB;颗粒在1070铝熔体内的沉淀过程及分布状态。结果表明:TiB;颗粒在铝熔体内沉淀时,位于熔体中心区域的颗粒的沉淀速度更快,且大于Stokes计算的理论值;中心区域颗粒的快速沉降,导致四周区域的铝熔体产生扰动进而阻碍了四周区域内颗粒的沉淀,并且部分区域出现颗粒的上升运动;由于TiB;颗粒不同的沉淀速度分布,造成其在底层中心区及壁面边界区的聚集情况更为严重,且在底部中心区域出现环状高密度分布区,并通过沉淀试验证实了这一分布状态的准确性。

关键词： Al-5Ti-1B中间合金 TiB 颗粒沉淀流体仿真

一种γ'/γ''相强化镍基高温合金的蠕变行为

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金属学报 2023年

作者：周生玉胡明昊李冲丁海民郭乾应刘永长华北电力大学河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室天津大学材料科学与工程学院水利工程仿真与安全国家重点实验室

研究了750℃、120 MPa条件下，不同形貌特征的γ’和γ’’相强化镍基高温合金的蠕变行为。结果表明，合金中γ’和γ’’相尺寸变化会导致蠕变变形行为和蠕变性能的改变。合金析出细小γ’/γ’’相时，仅少量位错切入γ’/γ’’相，... 详细信息

研究了750℃、120 MPa条件下，不同形貌特征的γ’和γ’’相强化镍基高温合金的蠕变行为。结果表明，合金中γ’和γ’’相尺寸变化会导致蠕变变形行为和蠕变性能的改变。合金析出细小γ’/γ’’相时，仅少量位错切入γ’/γ’’相，并形成贯穿γ基体和γ’/γ’’相的连续层错，合金蠕变性能较差；随着γ’/γ’’相尺寸增加，位错易切入γ’相，并在γ’相中形成层错，蠕变性能显著提升；γ’相尺寸继续增大，位错在γ/γ’界面堆积，呈环状包裹γ’相，导致合金蠕变性能降低。晶界附近析出的有害Laves相会弱化晶界，在晶界处析出适量的η/δ相能够提高晶界强度，抑制裂纹扩展，显著提高合金的蠕变寿命。而晶内析出的粗大η/δ相则为裂纹形核提供有利位置，加速合金失效。

关键词：镍基高温合金 γ’/γ’’相蠕变行为位错组织演变

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水泵水轮机复杂振动信号特征提取与智能识别

水力发电学报 2023年第12期42卷 70-78页

作者：张苏祺李浩张宇宁郑祥豪丁海民李金伟华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206 福州大学电气工程与自动化学院福州350108 华北电力大学河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室河北保定071003 中国水利水电科学研究院北京100048

开展水泵水轮机振动信号特征提取与智能识别研究对确保抽水蓄能电站的可靠安全运行具有重要意义。由于水泵水轮机运行工况复杂,激发机组振动的物理来源较多,振动信号所包含的频率成分较为复杂,传统方法难以准确提取复杂振动信号特征。... 详细信息

开展水泵水轮机振动信号特征提取与智能识别研究对确保抽水蓄能电站的可靠安全运行具有重要意义。由于水泵水轮机运行工况复杂,激发机组振动的物理来源较多,振动信号所包含的频率成分较为复杂,传统方法难以准确提取复杂振动信号特征。针对此问题,本文提出了一种基于变分模态分解、气泡熵和长短时记忆神经网络的振动信号特征提取和智能识别模型。首先,利用变分模态分解对振动信号进行分析,得到若干模态;然后,计算各模态的气泡熵值,构建气泡熵特征向量;最后,采用长短时记忆神经网络对振动信号特征向量进行训练和识别。通过使用蒲石河抽水蓄能电站中水泵水轮机的顶盖复杂振动信号对本文所提模型进行验证,振动信号识别准确率可达到97.87%,表明其具有重要的工程应用价值。

关键词：水泵水轮机振动信号变分模态分解气泡熵长短时记忆神经网络

基于Unity3D的数控机床数字孪生系统设计与实现

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中国工程机械学报 2023年第5期21卷 443-448页

作者：王进峰问丛川花广如丁海民华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003 保定市先进设计与智能制造重点实验室河北保定071003

数控机床作为机械制造业中先进加工设备,由于设备复杂造价昂贵,其状态监测尤为重要。本文结合数字孪生技术,以LG Mazak数控机床为研究对象,建立了机床的三维模型,基于Uniyt3D软件构建了数控机床数字孪生系统。首先明确了数字孪生系统的... 详细信息

数控机床作为机械制造业中先进加工设备,由于设备复杂造价昂贵,其状态监测尤为重要。本文结合数字孪生技术,以LG Mazak数控机床为研究对象,建立了机床的三维模型,基于Uniyt3D软件构建了数控机床数字孪生系统。首先明确了数字孪生系统的五维架构;其次分析了搭建数字孪生系统的关键技术和功能设定,搭建了包括车间漫游、数据可视化、切削过程仿真、刀具碰撞预警、数据查询系统等功能在内的服务平台;最后完成了系统各功能模块进行集成。本系统为数控机床虚实交互操作和数据可视化提供新思路,同时对数控机床操作培训提供便利。

关键词：数字孪生数控机床切削仿真 Unity3D

Si对TiC在铝熔体中稳定性的影响(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2011年第7期21卷 1465-1472页

作者：丁海民刘相法华北电力大学机械工程系保定071003 山东大学材料液固结构转变与加工教育部重点实验室济南250061

研究Si对TiC在铝熔体中稳定性的影响。结果表明:当一定量的Si加入到铝熔体中后,TiC变得不稳定。当熔体温度低于890℃时,TiC会与Al及Si反应生成TiAlxSiy和Al4C3相;而当熔体温度高于890℃时,TiC与Al和Si反应生成Al4C3及Ti3SiC2相。分析认... 详细信息

研究Si对TiC在铝熔体中稳定性的影响。结果表明:当一定量的Si加入到铝熔体中后,TiC变得不稳定。当熔体温度低于890℃时,TiC会与Al及Si反应生成TiAlxSiy和Al4C3相;而当熔体温度高于890℃时,TiC与Al和Si反应生成Al4C3及Ti3SiC2相。分析认为,Si之所以使TiC在铝熔体中变得不稳定,是由于铝熔体中的Si能够进入到TiC晶格中,并进一步扩散,形成夹杂有一定量Si的TiC。在此过程中,Si会在TiC中引起较大的晶格畸变作用,促进TiC中碳原子的迁移。

关键词：碳化钛硅铝-硅合金稳定性