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基于固有变形的环肋耐压圆柱壳结构焊接变形预控

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船舶工程 2022年第7期44卷 137-145页

作者：申超男张庆亚易斌周宏王江超华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江430063

耐压结构的焊接建造精度严重影响其生产周期与成本,为解决这一问题,以环肋耐压圆柱壳结构为研究对象,进行典型接头焊接试验,采用三坐标测量仪测量其面外变形。进行接头的热-弹-塑性有限元分析,预测其焊接变形,结果显示数值计算结果与试... 详细信息

耐压结构的焊接建造精度严重影响其生产周期与成本,为解决这一问题,以环肋耐压圆柱壳结构为研究对象,进行典型接头焊接试验,采用三坐标测量仪测量其面外变形。进行接头的热-弹-塑性有限元分析,预测其焊接变形,结果显示数值计算结果与试验结果吻合较好;通过变形反演法获得了更加准确的固有变形数据;利用接头固有变形进行耐压结构的弹性有限元分析,预测其焊接变形,并运用预置反变形、优化装焊顺序等手段对焊接变形进行控制。结果表明:弹性有限元分析可作为预测大型结构焊接变形的有效手段,平均径向变形可更加准确地评估耐压结构的整体变形情况;采用肋骨分组的装焊顺序最终引起的平均径向变形最小,变形值相比普通顺序焊下降了50.3%;施加反变形可使耐压结构的平均径向变形下降57.5%。

关键词：环肋耐压圆柱壳结构固有变形弹性有限元分析平均径向变形反变形装焊顺序

DCM同步整流芯片的零电流开关控制电路设计

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DCM同步整流芯片的零电流开关控制电路设计

作者：张庆亚东南大学

学位级别：硕士

反激式开关电源变换器具有体积小、电路简单、可靠性好等优点,被广泛应用于小功率电子产品中。同步整流技术具有极低的导通损耗,成为了当前反激式开关电源研究的热点。然而同步整流工作时,在开启和关断的死区时间内,寄生二极管的导通大... 详细信息

反激式开关电源变换器具有体积小、电路简单、可靠性好等优点,被广泛应用于小功率电子产品中。同步整流技术具有极低的导通损耗,成为了当前反激式开关电源研究的热点。然而同步整流工作时,在开启和关断的死区时间内,寄生二极管的导通大大增加了系统损耗,如何克服这个问题是当前研究的热点,也是本文研究的主要内容。本文首先基于反激式同步整流开关电源的工作原理,分析了传统反激式同步整流开关电源在工作时所存在的较大开关损耗。结合现有控制技术,提出了一种零电流开关控制电路设计方案,通过设计零阈值比较器和改进驱动电路实现了同步整流的零电流开启。此外,加入了伏秒乘积电路和斜率检测电路的设计,以保证零电流开启控制电路的正常工作。本文采用自适应控制的方式实现了零电流关断,设计的最小开启电路解决了轻载和空载状态下关断阈值调整的问题。然后,论文给出了具体控制电路的设计和仿真分析。最后完成了版图设计和测试工作。仿真和测试结果表明:本文所设计的零电流开关控制电路,使得同步整流开启死区时间缩短200ns,关断死区时间和关断电流几乎降为零。该电路应用于输入电压范围为90～265Vac的断续工作模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)反激电源样机中,实现了 5V/2A的稳定输出。本文所设计的零电流开关控制电路应用于DCM反激式同步整流系统中可以将系统效率提升约1%,达到了设计指标要求。

关键词：断续工作模式反激同步整流零电流开关

船板钢焊接接头的断裂失效行为及GTN模型的数值分析

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工程力学 2020年第11期37卷 238-247页

作者：卓子超张庆亚王江超华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

船舶钢结构皆采用焊接方法建造而成,在实际工况及环境载荷作用下,焊接接头的力学性能及其断裂强度,直接影响船舶整体结构的强度和寿命。该文针对常用的船板钢材料(Q345和Q690),首先对母材进行单向拉伸试验,获得其各自的应力-应变曲线,... 详细信息

船舶钢结构皆采用焊接方法建造而成,在实际工况及环境载荷作用下,焊接接头的力学性能及其断裂强度,直接影响船舶整体结构的强度和寿命。该文针对常用的船板钢材料(Q345和Q690),首先对母材进行单向拉伸试验,获得其各自的应力-应变曲线,进而评估其断裂性能;基于Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)损伤模型,通过程序代码的调试和一系列的数值模拟分析,提出了母材本构关系的表达函数及最优GTN模型参数,且与实测的应力-应变曲线高度吻合。同时,针对满足焊接规范要求的船板钢对接焊接头,进行了单向拉伸试验获得其应力-应变曲线;考虑焊缝微观缺陷以及焊接残余应力的影响,提出修正GTN损伤模型中的初始空穴体积分数f0和材料的幂函数塑性强化参数,预测焊接接头的断裂强度,且与试验测量数据吻合一致。

关键词： GTN模型单向拉伸断裂应力-应变曲线焊接接头断裂性能幂函数塑性强化参数搜索算法

页岩油藏注CO_(2) 增能开发数值模拟研究

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计算力学学报 2024年第4期41卷 755-761页

作者：张庆福中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院东营257015 山东省非常规油气勘探开发重点实验室东营257015

页岩油开发对胜利油田产能接替具有重要意义。页岩油藏渗透率低,难以注水补充能量,CO_(2)易注入地层且能够改善原油流动条件,是页岩油增能开发的有效方法。但是页岩油藏包含微纳米级孔隙-微米级微裂缝-米级大裂缝多个尺度孔隙空间,且开... 详细信息

页岩油开发对胜利油田产能接替具有重要意义。页岩油藏渗透率低,难以注水补充能量,CO_(2)易注入地层且能够改善原油流动条件,是页岩油增能开发的有效方法。但是页岩油藏包含微纳米级孔隙-微米级微裂缝-米级大裂缝多个尺度孔隙空间,且开发过程涉及组分相态变化,是一个多尺度多相多组分渗流的复杂过程。本文构建嵌入式离散裂缝模型表征裂缝系统,建立不同尺度孔隙间传导率将基岩系统与裂缝系统联系在一起,实现页岩油藏注CO_(2)开发高效模拟。采用本模型研究了开发参数及裂缝参数等对开发效果的影响,结果表明,CO_(2)吞吐能够有效补充地层能量,提高页岩油开发效果。页岩油注CO_(2)吞吐时机不宜过早或者过晚,应充分利用地层能量,同时考虑及时注气补充能量。而且人工裂缝对开发效果影响明显,需要结合经济因素优化压裂参数。

关键词：页岩油注CO_(2) 多尺度孔隙裂缝

厚板多层多道对接焊残余应力轮廓法测量及热-弹-塑性有限元分析

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船舶力学 2021年第5期25卷 627-636页

作者：张庆亚卓子超周宏刘建成王江超华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212100 招商局重工(江苏)有限公司江苏南通226100

船体外板结构多采用多层多道焊工艺建造,焊接产生的残余应力复杂,易导致焊接结构断裂和疲劳失效。本文采用轮廓法与基于并行计算技术的热-弹-塑性有限元研究Q235厚板多层多道对接接头内部残余应力分布及其变化过程,预测结果与测量结果... 详细信息

船体外板结构多采用多层多道焊工艺建造,焊接产生的残余应力复杂,易导致焊接结构断裂和疲劳失效。本文采用轮廓法与基于并行计算技术的热-弹-塑性有限元研究Q235厚板多层多道对接接头内部残余应力分布及其变化过程,预测结果与测量结果吻合较好。预测结果表明,纵向残余应力在焊缝区为拉应力,沿接头宽度方向逐渐减小最终转变为压应力,正面焊缝中部区域拉应力值明显降低;横向残余应力在焊缝区上表面及背面填充处为拉应力,沿接头宽度方向逐渐降低,在正面焊缝中部区域为压应力;Z向残余应力主要存在于焊缝区,正面焊缝以压应力为主,背面焊缝以拉应力为主。厚板多层多道焊接过程中,残余应力变化是由于后一道焊缝对已焊的焊缝起到热处理作用导致的,焊缝接头残余应力分布由最后一道焊缝决定。

关键词：多层多道对接焊焊接残余应力轮廓法热-弹-塑性有限元

中厚板高强钢双面双弧对接焊的焊接残余应力分析

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武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2021年第6期45卷 1102-1107,1112页

作者：申超男张庆亚王江超华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074

针对中厚板多层多道焊残余应力复杂且难以预测的问题,采用热-弹-塑性有限元分析方法,结合试验测试,研究了双面双弧对接焊接头的残余应力的幅值与分布,阐述了双面双弧多道焊对接接头残余应力的生成及演变过程.结果表明:模拟得到的对接接... 详细信息

针对中厚板多层多道焊残余应力复杂且难以预测的问题,采用热-弹-塑性有限元分析方法,结合试验测试,研究了双面双弧对接焊接头的残余应力的幅值与分布,阐述了双面双弧多道焊对接接头残余应力的生成及演变过程.结果表明:模拟得到的对接接头残余应力与试验结果具有良好的一致性,验证了热-弹-塑性有限元分析的准确性.双面双弧焊对接接头焊缝区的残余应力沿板厚中心线与焊缝中心线呈对称分布.纵向残余应力最大值出现在盖面焊处,最大值为518 MPa,接近焊接材料的屈服极限(525 MPa),横向残余应力沿厚度方向呈现明显的拉-压-拉应力分布特征.多层多道焊接过程中存在明显的应力反复迭加现象,后层焊道会对前层焊道产生二次热处理,影响、改变前层焊道的应力数值与分布.

关键词：对接接头双面双弧焊工艺中厚板多层多道焊残余应力热-弹-塑性有限元分析

大直径盾构隧道下穿既有高速公路桥涵影响分析

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现代隧道技术 2024年第1期61卷 137-145页

作者：张庆甄文战封坤中铁二院工程集团有限责任公司成都610031 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031

为进一步研究大直径盾构隧道掘进时对周边建(构)筑物的影响,依托成都某铁路工程大直径盾构隧道小间距、浅覆土下穿高速公路桥涵工程,采用数值模拟分析方法,考虑桩-土-隧道相互作用,建立三维有限元计算模型,分析盾构隧道施工引起地表、... 详细信息

为进一步研究大直径盾构隧道掘进时对周边建(构)筑物的影响,依托成都某铁路工程大直径盾构隧道小间距、浅覆土下穿高速公路桥涵工程,采用数值模拟分析方法,考虑桩-土-隧道相互作用,建立三维有限元计算模型,分析盾构隧道施工引起地表、桥桩、人行地道及隔离桩位移变化趋势。结果表明:盾构隧道开挖卸荷在地表形成了明显的沉降槽,但隔离桩能有效阻断土体变形,减小地表沉降;地表横向沉降曲线在隔离桩位置出现突变,隔离桩前及背后的地表沉降量降幅分别达27%及40%~50%;地表纵向沉降曲线在隔离桩范围数值减小且呈W形分布。桥桩受盾构隧道开挖卸荷影响,产生向隧道侧的附加变形及弯矩,洞身范围其变形值从下至上先增大后减小,且较小直径盾构隧道对桥桩竖向影响范围大;同时盾构隧道下穿人行地道引起结构底板附加变形较大,沉降最大值达7.5 mm;上述相关数值计算结果与现场实测结果较为吻合,验证了数值模拟结果的准确性。

关键词：盾构隧道高速桥涵数值分析隔离桩沉降槽

当代西方社会科学方法论的十种范式及其关系探讨

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复旦学报（社会科学版） 2024年第4期66卷 29-40页

作者：张庆熊复旦大学哲学学院上海200433

我们要在新时代继承和发展马克思主义的社会科学方法论,就需要全面了解和批判地分析当代西方社会科学方法论的新形态。当代西方社会科学方法论呈现多种多样的形态。其中实证主义、实用主义、分析哲学、理性选择方法、冲突理论、诠释学... 详细信息

我们要在新时代继承和发展马克思主义的社会科学方法论,就需要全面了解和批判地分析当代西方社会科学方法论的新形态。当代西方社会科学方法论呈现多种多样的形态。其中实证主义、实用主义、分析哲学、理性选择方法、冲突理论、诠释学、现象学、结构主义、后现代主义、社会批判理论的影响较大,并呈现各自典型特征,因而堪称十种主要的形态或范式。它们互相间的争辩涉及说明与诠释、事实与价值、规律与规范、必然与自由、决定论与非决定论、一元与多元、整体论与个体论、定量与定性等众多问题域。在这十种范式中可大致分为两大系列,前五种形成一大系列,后五种形成另一大系列。前五种主要在英美世界流行,强调社会科学的“说明”和“预测”的科学性质;后五种主要在德法等欧洲大陆国家流行,主要强调意义理解和社会批判在人类生活和社会发展中的独特地位和关键作用。本文力求对纷繁多样的西方社会科学方法论的新形态做一个精简的概述,以便集中呈现它们的要点和相互之间的关系,为在马克思主义社会科学方法论的指导下对这些西方社会科学方法论的中国式创造性转化研究铺路。

关键词：社会科学方法论新形态范式

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中国城市地质工作发展历程及展望

地质论评 2024年第S1期70卷 348-350页

作者：李云峰葛伟亚张庆陆远志侯莉莉华健中国地质调查局南京地质调查中心南京210016 自然资源部城市地下空间资源探测评价工程技术创新中心南京210016

随着城市化进程的发展,我国城市扩张呈现出普遍性、显著性、持续性、周期性和波动性(Liu Fang et al.,2021)。“十五”期间东部、超大城市的扩张,到“十一五”“十二五”期间全国大中小城市的普遍扩张,再到“十三五”期间各类城市的城... 详细信息

随着城市化进程的发展,我国城市扩张呈现出普遍性、显著性、持续性、周期性和波动性(Liu Fang et al.,2021)。“十五”期间东部、超大城市的扩张,到“十一五”“十二五”期间全国大中小城市的普遍扩张,再到“十三五”期间各类城市的城市扩张呈现减速趋势,如图1所示各城市逐渐从外延式扩张转化为内涵式增长(尹上岗等,2022)。我国以城市为服务对象的地质工作也随着城市化进程的不同阶段呈现出不同的特点。

关键词：城市地质地质资源城市化地质安全风险地下空间