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铝合金电弧增材残余应力分布与调控研究

中国机械 2024年第14期 36-42页

作者：赵硕涵刘申朱柯侯慧云舒林青耿汝伟中国矿业大学机电工程学院

本文通过构建AlSi10Mg铝合金电弧增材过程的热–弹–塑性有限元模型，计算增材过程中温度场随时间的变化情况，分析不同热源功率对熔池的影响。并在温度场计算结果的基础上，进行残余应力的计算，探究在增材过程中残余应力的形成与分布... 详细信息

本文通过构建AlSi10Mg铝合金电弧增材过程的热–弹–塑性有限元模型，计算增材过程中温度场随时间的变化情况，分析不同热源功率对熔池的影响。并在温度场计算结果的基础上，进行残余应力的计算，探究在增材过程中残余应力的形成与分布规律，研究热源功率、沉积速度对残余应力的影响。研究表明，最大残余应力出现在沉积层中间；从基板向沉积层靠近，纵向应力数值逐步增大，表现为压应力，到达沉积层转变为拉应力，在中心区域达到最大；横向应力相比纵向应力较小。并且随着热源功率的增加，残余应力增加；随着沉积速度的增加，残余应力减小。

关键词：电弧增材铝合金有限元模型温度场残余应力

基于多目标粒子群算法的SLM成形工艺参数优化

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中国机械 2024年第15期 50-53页

作者：龚炎伟季湘润张谦隆于世昌蒋先宇耿汝伟中国矿业大学机电工程学院

根据有限元模拟与性能指标试验，基于多目标粒子群优化算法实现316L不锈钢激光选区熔化（SLM）成形工艺参数优化。构建SLM有限元模型并分析温度场与应力场变化。通过多组成形试验建立工艺参数与试样粗糙度、致密度、抗拉强度等指标的关... 详细信息

根据有限元模拟与性能指标试验，基于多目标粒子群优化算法实现316L不锈钢激光选区熔化（SLM）成形工艺参数优化。构建SLM有限元模型并分析温度场与应力场变化。通过多组成形试验建立工艺参数与试样粗糙度、致密度、抗拉强度等指标的关联关系的目标函数。通过粒子群算法对目标函数在等权重时从Pareto解集中得到最优参数组合。

关键词：激光选区熔化工艺参数有限元多目标粒子群优化

2319铝合金电弧增材制造温度场与应力演变研究

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材料导报 2023年第23期37卷 165-172页

作者：耿汝伟程延海杜军魏正英中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

构建2319铝合金电弧增材制造热-弹-塑性有限元模型(FEM),计算成形过程瞬态温度场和熔合线附近温度梯度,分析工艺参数对熔池温度场的影响。研究不同工艺参数下熔池温度场分布规律,结果表明,温度梯度随电流的增加和基板移动速度的减小而... 详细信息

构建2319铝合金电弧增材制造热-弹-塑性有限元模型(FEM),计算成形过程瞬态温度场和熔合线附近温度梯度,分析工艺参数对熔池温度场的影响。研究不同工艺参数下熔池温度场分布规律,结果表明,温度梯度随电流的增加和基板移动速度的减小而增加。在温度场计算的基础上,利用热-弹-塑性有限元模型研究电弧增材过程残余应力的演化和分布规律。单道沉积情况下基板上纵向应力为压应力,沉积层内为拉应力,且纵向应力在数值上与等效应力接近,最大应力出现在沉积层中间部分。研究工艺参数对沉积层应力的影响规律,结果表明,提高基板移动速度可以降低沉积层内部的等效应力和纵向应力,而增大电流则会使沉积层内的等效应力和纵向应力增大。结合温度场结果可知,熔池内温度梯度与残余应力的大小呈正相关关系。

关键词：电弧增材制造热-弹-塑性模型残余应力铝合金

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金属增材制造中微观组织相场法模拟研究进展

材料导报 2018年第7期32卷 1145-1150,1180页

作者：耿汝伟杜军魏正英魏培西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 高端制造装备协同创新中心西安710054

金属增材制造技术是近30年发展起来的一项具有战略意义的先进制造技术。目前对增材制造的研究主要集中在制造装备与控制系统研发、产品性能测试等方面,对构件内微观组织的形成以及宏微观结构性能的关系研究较少。本文简要介绍了金属增... 详细信息

金属增材制造技术是近30年发展起来的一项具有战略意义的先进制造技术。目前对增材制造的研究主要集中在制造装备与控制系统研发、产品性能测试等方面,对构件内微观组织的形成以及宏微观结构性能的关系研究较少。本文简要介绍了金属增材制造发展现状以及在微观组织演化方面研究的不足,揭示了微观组织演化研究的重要性和迫切性。针对相场法的基本原理和优势,着重分析相场法应用于金属增材制造中的模型选取、非材料物性参数的确定等问题及解决方法,从相场数值模拟的角度来探讨工艺参数对微观组织的影响。文章最后指出利用相场法模拟金属增材制造过程中微观组织演化符合未来的发展趋势。

关键词：金属增材制造微观组织演化相场法数值模拟

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电弧辅助铝合金熔融涂覆成形过程数值分析

西安交通大学学报 2018年第12期52卷 137-144页

作者：赵光喜魏正英杜军耿汝伟徐思远西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

针对金属熔融涂覆成形过程中铝合金铺展不充分的难点以及铝合金对激光吸收率低的问题,设计了惰性气体钨极保护焊电弧辅助预热的成形装置。基于有限差分法,采用Fortran语言自编程与Flow3D软件相结合的方式,分别建立了电弧热源对熔池产生... 详细信息

针对金属熔融涂覆成形过程中铝合金铺展不充分的难点以及铝合金对激光吸收率低的问题,设计了惰性气体钨极保护焊电弧辅助预热的成形装置。基于有限差分法,采用Fortran语言自编程与Flow3D软件相结合的方式,分别建立了电弧热源对熔池产生的驱动力的单独作用模型以及耦合分析模型,并阐述了熔池内温度场和流场的演化过程。研究发现,当电流为200A时,熔池内驱动力影响由大到小的排序为表面张力、电弧压力、洛伦兹力、拖曳力、浮力,该结果可为驱动力耦合作用时熔池内部流场方向的演化提供分析基础。对焊接熔池与喷头流出的高温液体之间的传热传质过程进行了计算,发现高温液体在表面张力与分子亲和力的作用下,接触熔池的瞬间快速流进熔池。将数值计算结果与实验结果进行对比得到,熔池的最大宽度及高度误差分别为1.1%、0.6%,热影响区的最大宽度及高度误差分别为9.3%和5.4%,单层单道件的最大宽度和高度误差分别为3.5%及2.1%,表明数值计算模型对成形过程的分析有较高的可信度。

关键词：熔融涂覆电弧预热熔池驱动力流场

电弧增材制造成形规律、组织演变及残余应力的研究现状

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机械工程材料 2020年第12期44卷 11-17页

作者：耿汝伟杜军魏正英西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

电弧增材制造技术以其在大型构件成形方面的独特优势得到越来越多的关注,成为应用最广泛的金属增材制造技术之一。介绍了电弧增材制造技术的发展史,从"控形控性"的角度出发,分析了工艺参数对沉积层形貌的影响规律,讨论了成形件的显微组... 详细信息

电弧增材制造技术以其在大型构件成形方面的独特优势得到越来越多的关注,成为应用最广泛的金属增材制造技术之一。介绍了电弧增材制造技术的发展史,从"控形控性"的角度出发,分析了工艺参数对沉积层形貌的影响规律,讨论了成形件的显微组织演变机制,介绍了残余应力数值模拟方法及其优缺点,指出计算流体动力学和有限元方法相结合是未来研究趋势之一,总结了控制应力和变形常用的方法以及电弧增材制造面临的问题和挑战。

关键词：电弧增材制造沉积层形貌显微组织残余应力

“互联网+”背景下创新创业教育融入专业课程的重构——以《国土空间规划》课程为例

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创新创业理论研究与实践 2022年第21期5卷 49-52页

作者：李桂娥张建吴子豪耿汝伟闫庆武中国矿业大学公共管理学院江苏徐州221116 中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116

在“互联网+”时代背景下,创新创业教育融入专业课程是高等学校综合改革的热点问题。该文从需求侧与供给侧两个视角开展研究:首先,通过开展问卷调查,从学生需求角度分析了创新创业教育与专业课程融合的必要性;然后以《国土空间规划》课... 详细信息

在“互联网+”时代背景下,创新创业教育融入专业课程是高等学校综合改革的热点问题。该文从需求侧与供给侧两个视角开展研究:首先,通过开展问卷调查,从学生需求角度分析了创新创业教育与专业课程融合的必要性;然后以《国土空间规划》课程为例,从重构课程内容、强化教学实践、创新教学方法、改革考核方式四个角度研究了“专创融合”的教学模式,以期在专业教育中提升学生创新创业能力。

关键词：创新创业 “专创融合” “互联网+” 高等教育教学模式专业教育

考虑空间关联的超短期、短期多区域电力负荷单步和多步预测

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计算机工程 2024年

作者：耿贞伟李申章于凤荣云南电网有限责任公司信息中心昆明理工大学冶金与能源工程学院

准确的超短期、短期多区域电力负荷预测是实现电力系统快速响应和实时调度的关键。为此，本文基于电网不同区域负荷的时空相关性，提出了考虑空间关联的多区域电力负荷超短期、短期的单步和多步预测模型。该模型集成了门控多头时间卷积... 详细信息

准确的超短期、短期多区域电力负荷预测是实现电力系统快速响应和实时调度的关键。为此，本文基于电网不同区域负荷的时空相关性，提出了考虑空间关联的多区域电力负荷超短期、短期的单步和多步预测模型。该模型集成了门控多头时间卷积网络(Gate-controlled Multi-head Temporal Convolution Network，GMTCN)、双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-term Memory，BiLSTM)和注意力机制(Attention)，记为GMTCN-BiLSTM-Attention。首先，采用Spearman相关系数分析不同区域电力负荷空间关联，将15个区域的负荷序列组成多元时间序列作为输入。然后，采用GMTCN和BiLSTM获取不同负荷序列的时序特征和时空依赖，并采用Attention机制赋予重要特征更高的权重，忽略不重要的信息，以提高模型的鲁棒性。在2个数据集上的实验表明，不同区域变压器的负荷之间存在时空相关性，本文提出的模型能够有效获取负荷序列以及负荷序列之间的时空依赖，能够同时实现对多区域的超短期和短期负荷进行单步和多步预测；与其他深度学习模型相比，具有更优的预测性能，更强的鲁棒性和泛化性。

关键词：多区域电力负荷预测深度学习门控多头时间卷积网络双向长短期记忆网络注意力机制

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劳动教育在小学道德与法治教学中的渗透策略

天津教育 2024年第19期 126-128页

作者：魏汝伟山东省淄博市博山区考院小学

小学道德与法治是推动学生建立正确的世界观、人生观和价值观的相关课程，以学生的生活为基础，具有一定的综合性与实践性。而劳动教育是小学道德与法治教育的重要组成部分，将两者融合在一起开展教学，既能够促使学生建立正确的德育观... 详细信息

小学道德与法治是推动学生建立正确的世界观、人生观和价值观的相关课程，以学生的生活为基础，具有一定的综合性与实践性。而劳动教育是小学道德与法治教育的重要组成部分，将两者融合在一起开展教学，既能够促使学生建立正确的德育观念和劳动观念，也能够促使学生参与小学道德与法治教学。基于此，教师需要挖掘小学道德与法治教学之间的联系，选择不同学习内容和符合学生认知的教学内容，从教学设计、导入教学、新知教学、合作实践、行动延伸、综合评价六个方面出发，对渗透策略进行深入探究。

关键词：渗透策略劳动观念德育观念小学道德与法治人生观和价值观开展教学相关课程两者融合