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激光锻造对薄壁件微观结构及力学性能的影响

激光与光电子学进展 2025年

作者：陈胡黎嘉杰曾镜灵张永康广东工业大学广东省海洋能源装备先进制造技术重点实验室

5083铝合金具有出色的抗腐蚀性和焊接性能，是用于制造海洋工程装备的理想材料。在恶劣的海洋环境中，5083铝合金制造的海洋工程装备仍需要频繁检修和维护。为了制备高质量的铝合金薄壁件，延长海洋工程装备的使用寿命，探讨了激光锻造... 详细信息

5083铝合金具有出色的抗腐蚀性和焊接性能，是用于制造海洋工程装备的理想材料。在恶劣的海洋环境中，5083铝合金制造的海洋工程装备仍需要频繁检修和维护。为了制备高质量的铝合金薄壁件，延长海洋工程装备的使用寿命，探讨了激光锻造复合电弧增材制造技术对薄壁件微观组织、孔隙率和力学性能的影响。结果显示，激光锻造能够有效促进晶粒细化，减少气孔的数量和尺寸，显著提高沉积层的致密度和整体制造质量。通过显微硬度和拉伸性能测试，发现引入激光锻造工艺的薄壁件显微硬度提升了21.07%，横向抗拉强度和纵向拉伸强度分别提升了4.52%和14.91%，断后延伸率也有显著提升。因此，激光锻造能够显著改善5083铝合金薄壁件的微观结构和力学性能，为海洋工程装备的高效修复与性能优化提供了一种有效的技术途径。

关键词：激光锻造微观组织孔隙率力学性能

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不同来流条件下急弯段环流结构演化过程研究

纯氢长输管道环焊缝典型缺欠应力集中及适用性评价准则

工程力学 2025年第1期42卷 259-272页

作者：胡呈维余明辉渠庚长江科学院河流研究所武汉430010 长江科学院水利部长江中下游河湖治理与防洪重点实验室武汉430010 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

弯道环流是弯道水流运动的典型特征之一，一直以来都是众多学者关注的重点。弯道环流主要分为两类：第一类由水流经过弯道时受到的径向压差力差而引起，流速较大;第二类主要由紊流各向异性引起，尽管流速很小，但其与弯道岸坡冲刷过程... 详细信息

弯道环流是弯道水流运动的典型特征之一，一直以来都是众多学者关注的重点。弯道环流主要分为两类：第一类由水流经过弯道时受到的径向压差力差而引起，流速较大;第二类主要由紊流各向异性引起，尽管流速很小，但其与弯道岸坡冲刷过程密切相关。然而当前成果较少关注第二类弯道环流发展演化过程。因此，该文采用弯道水槽试验与数值模拟方法得到的高精度三维流速数据，研究弯道环流结构的变化规律及其动力特性，特别是第二类弯道环流的发展变化。研究结果表明：对于高雷诺数的急弯水流，由于紊动各向异性特征明显，弯道水流常会出现多个环流;对于纵向流速，当水流流经弯顶断面后，纵向流速沿垂向的分布已经明显偏离对数流速分布;当水流经过弯顶断面后，纵向流速沿着垂线存在着显著的均匀化趋势;当弗劳德数较大时，大尺寸涡体在不断分解中，使得原来的各向异性影响越来越小，凹岸附近的小尺寸环流趋近于各向同性状态，造成凹岸小环流逐渐微弱并最后消失;急弯段中环流与纵向水流互馈作用十分显著，弯道环流将对断面内的动量进行重分配，携带某些高速流体到断面内的其他区域，因此，在出现弯道环流的区域其纵向流速也一般比较小。

关键词：弯曲型河流急弯河段弯道环流水槽试验数值模拟

来源：博看期刊评论

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油气储运 2025年

作者：宋卫臣胡松岩程光旭黄孝波汪兵涂圣文中石化石油工程设计有限公司西安交通大学化工学院钢铁研究总院有限公司

【目的】输氢管道是实现氢能长距高效利用的重要途经，长输管道通常由大量的环焊缝连接而成，焊缝缺欠是造成管道失效的高风险点。但目前尚无对长输纯氢管道施工中可能存在的环焊缝缺欠的风险评级及验收标准。【方法】通过总结比较国内... 详细信息

【目的】输氢管道是实现氢能长距高效利用的重要途经，长输管道通常由大量的环焊缝连接而成，焊缝缺欠是造成管道失效的高风险点。但目前尚无对长输纯氢管道施工中可能存在的环焊缝缺欠的风险评级及验收标准。【方法】通过总结比较国内外关于长输管道环焊缝缺欠的分类评级标准，以适合国内标准的典型缺欠提取到的特征尺寸为基础，通过建立L245管线钢含缺欠输氢管道有限元模型，分析研究缺欠尺寸和位置等因素对缺欠应力集中系数大小的影响。【结果】国内标准对于焊缝缺欠容限尺寸的限制普遍更为严格。在研究范围内，根部内凹缺欠的应力集中系数相对最高。圆形缺欠的最大应力集中系数为3 mm时的2.74；条形缺欠的最大应力集中系数为25 mm长时的1.98；根部内凹缺欠的最大应力集中系数是宽0.5 mm深1mm时的3.58；错边量为3 mm的错边缺欠的应力集中系数为2.62；附加弯矩会使4 mm圆形缺欠处的应力集中系数达到3.97。【结论】埋藏的圆形和条形缺欠在更靠近壁面尤其是内壁表面时，应力集中越显著。圆形缺欠的尺寸越大应力集中越明显，而条形缺欠的长度对应力集中影响不显著。错边量增大时，应力集中系数近似线性增大。根部内凹缺欠的宽度越窄，深度越深时，应力集中越显著。额外的弯矩作用会使缺欠处的应力集中显著增大。应力集中显著的焊接缺欠的存在，增加了在高压气态氢环境中服役管道的风险性，基于纯氢管道缺欠的应力集中定量分析，结合材料的氢脆敏感性随缺口应力集中系数变化的实验数据和工程运行经验，探讨了缺欠适用性评价准则。

关键词：输氢管道焊接缺欠应力集中特征尺寸有限元分析

聚氯乙烯与空心果穗共水热炭化过程中的形态演变

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华东理工大学学报(自然科学版) 2025年

作者：周志诚寇俊秋郭松灵丁路王辅臣华东理工大学洁净煤技术研究所

水热炭化是一种高效且环保的聚氯乙烯（PVC）处理方法，可以实现PVC的清洁利用。基于PVC与空心果穗（EFB）的共水热炭化，研究了球形水热炭的形貌和成型演变规律，揭示了反应温度和搅拌功率对水热炭形貌以及成型的影响。结果表明：水热... 详细信息

水热炭化是一种高效且环保的聚氯乙烯（PVC）处理方法，可以实现PVC的清洁利用。基于PVC与空心果穗（EFB）的共水热炭化，研究了球形水热炭的形貌和成型演变规律，揭示了反应温度和搅拌功率对水热炭形貌以及成型的影响。结果表明：水热炭呈现双层球体结构，外层由孔隙疏松的EFB水热炭构成，内层由孔隙致密的PVC水热炭构成。提高反应温度有助于PVC熔融和EFB的水解反应，促进了水热炭球形度和粒度的提升。提高搅拌功率有助于熔融PVC液滴分散，促进了球形水热炭粒度的下降，但超过临界值时，出现破乳现象导致粒度上升并且球形度急剧下降。本文为工业上有效控制水热炭粒度及其开发应用提供了理论支撑。

关键词：聚氯乙烯生物质共水热炭化成型演变资源利用

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煤矿软岩泥化巷道梯级强化控制原理与技术

煤炭学报 2025年

作者：李桂臣郝浩然孙元田李菁华杨森邵泽宇沃小芳中国矿业大学矿业工程学院中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室

煤系沉积岩层普遍泥性显著、富水性强、岩性软弱，软岩泥化巷道围岩稳定控制难题日益突显。以淮北矿区典型软岩泥化巷道为工程背景，根据工程地质条件调研与实测，分析了黏土矿物成分与宏细观破坏特征，明确了富水环境和应力环境是诱发... 详细信息

煤系沉积岩层普遍泥性显著、富水性强、岩性软弱，软岩泥化巷道围岩稳定控制难题日益突显。以淮北矿区典型软岩泥化巷道为工程背景，根据工程地质条件调研与实测，分析了黏土矿物成分与宏细观破坏特征，明确了富水环境和应力环境是诱发泥质巷道变形破坏的重要因素，围岩泥化失稳体现为泥质岩体水化作用、锚固结构承载失效、围岩泥态垮冒渐进破坏模式，实现应力-渗水耦合作用下巷道围岩承载结构稳定控制起到决定性作用；在此基础上提出了软岩泥化巷道梯级强化控制原理，即在保障“支护-围岩”相互作用关系中高预紧力、高刚度、高强度锚杆（索）支护承载闭环结构的前提下，根据泥岩水化程度判断工程失稳控制方法，形成了锚注一体泥质围岩性质改良、旋喷注浆浅表桩群结构强化、逐层锚喷泥化岩体强力置换三项重要技术路径；于芦岭煤矿西轨大巷应用了自主研发的矿用新型多钢绞线组合中空注浆锚索束进行底鼓治理，首次在涡北煤矿8204机巷开展了井下高压旋喷注浆工程实践，采用了人工构筑岩体强力置换泥态围岩的方式解决了朱仙庄矿Ⅱ水平第二皮带大巷泥化围岩失稳难题，巷道围岩变形量、支护围岩成型情况与钻孔窥视结果表明，研究成果较好地解决了软岩泥化巷道控制问题，多层次强化了泥质巷道围岩承载能力，保障了围岩长期安全稳定，为软岩泥化巷道围岩控制提供了有效的科学控制理念与技术支撑。

关键词：软岩泥化梯级强化围岩控制煤矿巷道

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玉米籽粒淀粉生物合成及调控因素研究进展

生物技术通报 2025年

作者：王涛胡社伟张宇邓文文尚春缘王婉艺亳州学院生物与食品工程系安徽省功能型配制酒开发与应用工程研究中心药用植物有效成分生物合成亳州市重点实验室

玉米作为一种在全球范围内广泛栽培的作物，不仅是人类饮食结构中不可或缺的粮食来源，而且在饲料产业及清洁能源领域同样发挥着重要作用。其籽粒中富含的淀粉，构成了玉米生物量的主体，直接决定了玉米的产量水平，是农业生产和食品加... 详细信息

玉米作为一种在全球范围内广泛栽培的作物，不仅是人类饮食结构中不可或缺的粮食来源，而且在饲料产业及清洁能源领域同样发挥着重要作用。其籽粒中富含的淀粉，构成了玉米生物量的主体，直接决定了玉米的产量水平，是农业生产和食品加工中不可或缺的原料。然而，随着全球人口的不断增长、城市化进程的加速推进，以及气候变化带来的农业用地减少和自然灾害频发，全球粮食供应体系正面临着前所未有的挑战。玉米作为世界重要农作物之一，通过解析其淀粉生物合成途径培育高产优良品种变得十分重要。本文总结了参与玉米淀粉生物合成途径的关键酶及转运蛋白并探讨这些因子在淀粉合成过程中的具体作用。同时，对合成途径中关键酶的突变体籽粒表型进行综述，分析基因突变对淀粉产量与品质的影响。此外，本文还总结了调控淀粉生物合成的各种因素，探讨如何通过优化这些因素来提高玉米的产量与品质。最后，本文展望了未来的研究方向，旨在为优质高产玉米的分子设计育种提供坚实的理论基础与实践指导。

关键词：玉米胚乳淀粉淀粉合成酶调控因素

结合最短路径法的有限差分走时计算源点奇异性校正研究

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地球物理学进展 2025年

作者：齐浩黄光南陈辉陶学佳李瑞华东华理工大学地球物理与测控技术学院应用地球物理系江西省防震减灾与工程地质灾害探测工程研究中心江西省地质局地理信息工程大队江西省地质局水文地质大队

本文采用最短路径算法解决有限差分快速扫描法的源点奇异性问题。快速扫描法计算效率高、稳定性好，但是迎风差分格式存在源点奇异性，计算误差随着迭代次数增加而变大；最短路径算法计算精度高，但是计算效率较低，复杂模型需要采用大... 详细信息

本文采用最短路径算法解决有限差分快速扫描法的源点奇异性问题。快速扫描法计算效率高、稳定性好，但是迎风差分格式存在源点奇异性，计算误差随着迭代次数增加而变大；最短路径算法计算精度高，但是计算效率较低，复杂模型需要采用大量的网格节点，并在网格单元边界增加次一级的节点，这会使得计算量增加几个数量级。本文将快速扫描法与最短路径算法相结合，将最短路径算法在网格单元边界增加三个次一级节点并计算出震源附近网格点的走时，以解决源点奇异性问题，然后采用快速扫描法计算剩余模型区域的节点走时，该方案既提高了源点附近节点的走时精度，又保证了走时计算的整体效率。在实例计算时，将常规快速扫描法、加最短路径的快速扫描法和局部网格加密的快速扫描法运用于均匀介质、等梯度速度模型和Sigsbee2a速度模型的走时计算中，走时结果表明与其它两种计算方法相比，最短路径与快速扫描组合方法具有较高的走时精度。

关键词：快速扫描法最短路径法源点奇异性

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固态胶原基材料在医疗器械中的应用

中国组织工程研究 2025年第16期29卷 3503-3512页

作者：胡张捷张宝贯张智武浙江崇山生物制品有限公司浙江省杭州市311100 上海市光明中学上海市200021

背景:胶原蛋白是细胞外基质的主要构成成分,具有稳定的三螺旋结构特性、良好的生物学特性和可加工性,是一种理想的生物医用材料,已被广泛应用于医疗器械领域。目的:分析固态胶原基材料的主要产品形态、技术特点、制备工艺和临床应用。方... 详细信息

背景:胶原蛋白是细胞外基质的主要构成成分,具有稳定的三螺旋结构特性、良好的生物学特性和可加工性,是一种理想的生物医用材料,已被广泛应用于医疗器械领域。目的:分析固态胶原基材料的主要产品形态、技术特点、制备工艺和临床应用。方法:应用计算机检索PubMed和中国知网数据库收录的有关固态胶原基材料在医疗器械领域应用的研究,英文检索词为“collagen,collagen sponge,collagen membrane,collagen powder,collagen gel,decellularized extracellular martix,medical device,clinical application”,中文检索词为“胶原,胶原海绵,胶原膜,胶原粉,胶原凝胶,脱细胞基质,医疗器械,临床应用”。根据纳入与排除标准对所有文章进行初筛后,保留质量和相关性较高的92篇文献进行综述。结果与结论:以动物源来源固态胶原基材料作为医疗器械制备材料,已在原料提取、制备工艺及临床应用等方面取得显著进展,海洋生物胶原和重组胶原增加了胶原来源的可选择性。固态胶原基医疗器械产品类型丰富,制备方法多样,其中交联改性是提升材料性能的重要途径,值得被深入研究。在产品开发思路上,固态胶原基医疗器械产品研究正朝着立体化和仿生化方向发展,与其他生物材料、药物复合的研究也展现出巨大潜力。尽管国内已有不少胶原基医疗器械应用于临床,但在人工皮肤、软骨修复和神经损伤修复等领域的产品开发仍显不足,需在技术和产业化上进一步突破与创新。

关键词：胶原蛋白固态胶原生物学特性医疗器械制备工艺临床应用

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油品内锯齿状静电消除电极的电荷注入效果实验及数值模拟

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油气储运 2025年

作者：王议搏胡又平梅雪飞田勇危卫武汉理工大学交通与物流工程学院武汉理工大学物理与力学学院武汉理工大学油气储运安全研究中心

【目的】低电导率油品在管道输送过程中容易因摩擦产生静电积聚，存在火灾或爆炸的风险。为了有效消除静电，研制一种锯齿状电极电荷注入装置，旨在通过向油品中注入与静电电荷极性相反的电荷，与油品中的静电荷相中和，降低静电积聚风... 详细信息

【目的】低电导率油品在管道输送过程中容易因摩擦产生静电积聚，存在火灾或爆炸的风险。为了有效消除静电，研制一种锯齿状电极电荷注入装置，旨在通过向油品中注入与静电电荷极性相反的电荷，与油品中的静电荷相中和，降低静电积聚风险。【方法】搭建低电导率油品的电荷注入实验平台，制作小尺寸结构的锯齿状电极，通过电荷注入实验分析多种扭转角度的电极在不同物性油品中的电荷注入效果。为进一步探究电荷注入效果的影响因素，通过数值模拟方法分析了不同扭转角度下油品内电荷注入情况，并明晰了电压、油品流速等因素对电荷注入量的影响规律。此外，通过敏感性分析，量化了各种影响因素对电荷注入效果的敏感性。【结果】锯齿状电极能够有效提高油品的电荷密度，扭转角度对电荷注入效果有显著影响，当扭转角度为720°时，电荷注入效果最佳，电荷注入装置出口油品的平均电荷密度达到0.001 19 C/m3；油品的物性变化会影响电荷注入效果，但具体影响机制尚未完全明确；油品流速的增大也会导致电荷注入效果降低，油品流速宜低于0.5 m/s；电压的增大能够显著提升电荷注入效果，但过高电压将会导致油液被击穿的风险增大，电压应维持在15 kV左右。敏感性分析结果表明，电压对电荷注入效果的影响最大，敏感性值为0.641 82；扭转角度的影响次之，敏感性值为0.255 39；油品流速的影响最小，敏感性值仅为0.107 09。【结论】锯齿状电极能够降低低电导率油品在管道输送过程中的静电积聚风险，通过控制电压及优化电极结构，可为油品输送过程中的静电安全提供技术支持。未来的研究可以进一步探讨高流速条件下电荷注入机制、油品物性对电荷注入效果的影响，以及电极在不同管径、流动条件下的适用性。

关键词：输油管道静电安全电荷注入锯齿状电极扭转角度油品流速电荷密度