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激光浸液诱导冲击调控电火花线切割热变形行为

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机械工程学报 2024年第9期60卷 273-285页

作者：邱文哲张臻王鹏刘邓华魏世川张国军华中科技大学航空航天学院武汉430074 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

电火花线切割(WEDM)加工金属薄壁过程中产生的热变形现象几乎无法避免,制约了WEDM在薄壁类零件精密加工中的应用。本研究提出一种利用激光浸液诱导冲击调控WEDM加工金属薄壁热弯曲变形的新工艺,以获得低/无变形薄壁件。对不同线切割参... 详细信息

电火花线切割(WEDM)加工金属薄壁过程中产生的热变形现象几乎无法避免,制约了WEDM在薄壁类零件精密加工中的应用。本研究提出一种利用激光浸液诱导冲击调控WEDM加工金属薄壁热弯曲变形的新工艺,以获得低/无变形薄壁件。对不同线切割参数加工的In718与TC4金属薄壁热变形量进行标定,获得热弯曲量与工艺参数间的规律。薄壁热弯受脉冲时间影响最为明显,脉冲间隙的影响则并不显著。基于激光冲击仿真与实验结果选取合适的激光参数对薄壁区域进行冲击加工,能够有效恢复薄壁热变形。针对不同厚度的In718与TC4薄壁,均能使用激光浸液诱导冲击对热弯曲变形量进行调控,当激光能量为80 mJ,光斑间距(x-y)为0.5~0.5 mm,冲击次数为1时,调控效果最好。调控后的所有薄壁翘曲度最低仅1.4μm,热变形最高可减少98.35%。对加工后的薄壁表面完整性进行检测,结果表明新工艺在调控薄壁变形的同时,薄壁表面硬度提高了2.%以上,降低表面粗糙度与重铸层厚度,此外还能一定程度改善薄壁表面裂纹。

关键词：激光诱导冲击电火花线切割变形恢复金属薄壁

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大型红层缓倾岩层滑坡形成机制——以川北断渠滑坡为例

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成都理工大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 673-686页

作者：唐然任穗川范宣梅许强成都大学建筑与土木工程学院成都610106 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059

大型缓倾岩层滑坡在红层地区广泛分布,由于滑前迹象不明显,很难做到早期防范。为了探索此类滑坡的风险斜坡判识和早期识别,以四川北部南江县断渠滑坡为例,从孕灾地层沉积相和岩性组合特征、区域地质构造演化和层间剪切带发育特征等角度... 详细信息

大型缓倾岩层滑坡在红层地区广泛分布,由于滑前迹象不明显,很难做到早期防范。为了探索此类滑坡的风险斜坡判识和早期识别,以四川北部南江县断渠滑坡为例,从孕灾地层沉积相和岩性组合特征、区域地质构造演化和层间剪切带发育特征等角度,分析了该滑坡的形成机制。该滑坡体积约为1153×10^(4)m^(3),主滑方向总体向南(170°),为一特大型缓倾岩层古滑坡。滑坡发育于侏罗系中统沙溪庙组上段和沙溪庙组下段交界部位,是岩性和岩相的转换面。沉积相的组合特征决定了斜坡上硬下软的坡体结构。滑坡位于四川盆地北缘新华向斜北西翼,受到了多期地质构造作用,米仓山南缘前陆盆地盖层底部楔入冲断构造模式产生了上部地层原地掀斜效应,增加了层间机械破碎作用,并且软硬2.系列地层交界处应力更易集中,在孕灾地层上下厚度约80 m范围内共计发育了数10条层间剪切带。在地下水大量参与下,破碎程度高且原岩含大量黏土矿物的层间剪切带被逐渐泥化,为滑坡下滑提供了力学条件。

关键词：缓倾岩层滑坡断渠滑坡沉积相构造模式形成机制

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多脉冲固体火箭发动机长尾喷管多层热防护结构传热烧蚀特性

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推进技术 2024年

作者：何振川李映坤武炎陈雄薛海峰南京理工大学机械工程学院特种动力技术教育部重点实验室

针对多脉冲固体火箭发动机长尾喷管热防护结构的传热烧蚀问题，提出了由C/C抗烧蚀层、碳/酚醛相变吸热层和钢壳体结构组成的多层热防护结构，建立了基于热物性参数随时间和温度变化的传热烧蚀数学模型，采用有限差分隐式格式进行求解。... 详细信息

针对多脉冲固体火箭发动机长尾喷管热防护结构的传热烧蚀问题，提出了由C/C抗烧蚀层、碳/酚醛相变吸热层和钢壳体结构组成的多层热防护结构，建立了基于热物性参数随时间和温度变化的传热烧蚀数学模型，采用有限差分隐式格式进行求解。在验证了多层防热结构传热烧蚀计算框架准确性的基础上，开展了长尾喷管多层热防护结构传热烧蚀响应过程仿真研究，分析了脉冲间隔时间对多层热防护结构传热烧蚀响应的影响规律。研究结果表明：与传统固体火箭发动机相比，多脉冲发动机工作时碳/酚醛层内热物性参数与热解反应变化较大，导致多层结构内能量分布更加均匀，使得钢壳体外表面温度显著升高，同时C/C抗烧蚀层表面烧蚀量显著下降；随着脉冲间隔时长的增加，C/C抗烧蚀层烧蚀量逐渐下降，碳/酚醛层内热解程度逐渐降低，钢壳体外表面温度先升高后下降，脉冲间隔时长60 s时钢外壳表面温度达到最大值。

关键词：多脉冲固体火箭发动机喷管传热烧蚀热防护结构

基于VMD-WHHO-BLS的无人船位姿预测

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控制理论与应用 2024年

作者：葛泉波薛子建张明川吴庆涛南京信息工程大学自动化学院南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京信息工程大学江苏省智能气象探测机器人工程研究中心南京信息工程大学江苏大数据分析与智能系统省高校重点实验室河南科技大学信息工程学院

随着人工智能技术的发展,在无人控制系统领域中,智能传感器的普及使得各式的无人装备运行数据更加的丰富.水面无人船作为无人智能装备的重要组成部分,其关键环节就在于对其安全稳定的自主控制,因为其结构复杂,并且要长时间在未知的环境... 详细信息

随着人工智能技术的发展,在无人控制系统领域中,智能传感器的普及使得各式的无人装备运行数据更加的丰富.水面无人船作为无人智能装备的重要组成部分,其关键环节就在于对其安全稳定的自主控制,因为其结构复杂,并且要长时间在未知的环境运作,难免各种异常状态出现,会直接影响无人装备的工作能力,降低其安全性和经济性,所以对无人船的位姿状态进行精确的预测十分必要.本文先利用变分模态分解将时间序列数据分解成若干分量,再采用基于宽度学习系统的方法对无人船中的几类数据进行了预测,同时用基于鲸鱼算法与模拟退火算法改进的哈里斯鹰优化算法对宽度学习中的伪逆求解回归参数进行优化.经仿真实验证明,该方法在预测的准确性和训练速度方面都有一定优势.

关键词：无人船宽度学习系统位姿预测变分模态分解哈里斯鹰优化鲸鱼群算法

基于改进BP神经网络的风洞天平静态校准研究

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实验流体力学 2024年

作者：郜明川闵夫解真东杨彦广中国空气动力研究与发展中心昆明理工大学信息工程与自动化学院中国空气动力研究与发展中心跨流域空气动力学重点实验室

针对风洞天平静态校准传统校准模型非线性误差较大的问题，采用BP神经网络建立了天平校准模型。三分量天平的BP神经网络模型为典型三层神经网络（“3–7–3”结构）；BP神经网络模型校准精准度满足天平静态校准合格指标，轴向力和俯仰... 详细信息

针对风洞天平静态校准传统校准模型非线性误差较大的问题，采用BP神经网络建立了天平校准模型。三分量天平的BP神经网络模型为典型三层神经网络（“3–7–3”结构）；BP神经网络模型校准精准度满足天平静态校准合格指标，轴向力和俯仰力矩分量校准性能优于传统模型，法向力分量校准性能则略低于传统模型。针对BP神经网络存在的不足，采用经混合策略改进的蝴蝶算法优化BP神经网络的初始权值和阈值，优化后的BP神经网络收敛精度和收敛速度得到提高。使用三分量应变天平校准数据进行了仿真实验，以天平输出信号值和天平加载载荷值作为输入和输出构建BP神经网络。传统校准模型、BP神经网络校准模型、蝴蝶算法优化BP神经网络校准模型的仿真实验结果对比表明：使用优化BP神经网络模型拟合天平校准公式，其校准性能比传统校准模型提高70%～90%，可有效消除传统校准模型非线性误差，显著提高天平静态校准精准度。

关键词：风洞天平静态校准 BP神经网络蝴蝶算法非线性拟合

18CrNiMo7-6合金钢高温力学性能研究

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热加工工艺 2024年

作者：徐广涛李赞王维川裴慧郑州大学机械与动力工程学院鹤壁汽车工程职业学院基础教学部

采用KLA G2.0纳米压痕仪对18CrNiMo7-6合金钢进行不同温度下的高温压痕测试，获得材料在不同温度下的载荷-深度曲线。采用接触刚度-接触深度/Oliver-Pharr分析方法对载荷-深度曲线进行分析，得到18CrNiMo7-6合金钢在不同温度下的硬度和... 详细信息

采用KLA G2.0纳米压痕仪对18CrNiMo7-6合金钢进行不同温度下的高温压痕测试，获得材料在不同温度下的载荷-深度曲线。采用接触刚度-接触深度/Oliver-Pharr分析方法对载荷-深度曲线进行分析，得到18CrNiMo7-6合金钢在不同温度下的硬度和弹性模量，数值拟合给出了弹性模量和硬度随温度变化的表达式。结果表明：18CrNiMo7-6合金钢的硬度随着温度的升高而呈现下降的趋势，且随着温度的升高，硬度下降的趋势逐渐增大；随着温度的升高，18CrNiMo7-6合金钢弹性模量同样呈现下降趋势，在2.0～300℃该合金钢的杨氏模量有较大的下降，在300～350℃弹性模量随温度下降趋势较为平缓；超过350℃以后，该合金钢的弹性模量又快速下降。该合金钢弹性模量随温度的演化规律呈现明显的分段式特性。对18CrNiMo7-6合金钢在不同温度下硬度和弹性模量等的研究有助于对材料性能的进一步分析。

关键词： 18CrNiMo7-6合金钢高温压痕测试硬度弹性模量

Quilghini变换法在求解密度跃变的水合物热分解Stefan模型精确解中的应用

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化工学报 2024年

作者：李明川樊栓狮徐赋海卢惠东李晓军中国石油大学(华东)石油工程学院非常规油气开发教育部重点实验室(中国石油大学(华东)) 华南理工大学化学与化工学院中国石化胜利油田分公司东辛采油厂

利用质量守恒原理建立了考虑密度跃变的天然气水合物热分解Stefan模型，通过对有弱解的均匀散度方程分部积分，详细推导了一般形式的Rrankin-hugoniot跳跃关系，并获得了关于界面速度项三次方形式的Stefan耦合条件，但在工程需要误差范... 详细信息

利用质量守恒原理建立了考虑密度跃变的天然气水合物热分解Stefan模型，通过对有弱解的均匀散度方程分部积分，详细推导了一般形式的Rrankin-hugoniot跳跃关系，并获得了关于界面速度项三次方形式的Stefan耦合条件，但在工程需要误差范围内，三次方可以忽略。正是在Stefan模型中引入了速度项，使得模型的精确解难以得到。Quilghini变换将质量转化为空间变量，Stefan模型的速度项消失，成为经典的类Stefan模型，再经Quilghini逆变换得到了密度跃变Stefan模型的精确解析解。通过Matlab编程，结合实例研究了超越方程解、温度分布和分解界面的规律性，探索了注入温度和密度跃变对超越方程解、穿透深度、穿透时间和水合物位移的影响，密度跃变引起的误差在工程允许范围内。

关键词： Quilghini变换密度跃变 Stefan模型 Rankine-Hugoniot跳跃关系天然气水合物

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高钙高锂型卤水制碳酸锂钙镁离子脱除工艺

有色金属工程 2024年

作者：唐耀川戴羽佳吴林鸿安莲英周堃成都理工大学材料与化学化工学院成都泰利创富锂业科技有限公司

对高钙、高锂、低镁锂比(Mg/Li=0.02.国外阿根廷某盐湖卤水进行钙、镁、锂深度分离的工艺研究。采用两步法去除溶液中的Ca2.、Mg2.：首先加入硫酸钠生成硫酸钙沉淀除去大量的Ca2.，后加入氢氧化钠形成氢氧化镁和氢氧化钙除去少量的Ca2.... 详细信息

对高钙、高锂、低镁锂比(Mg/Li=0.02.国外阿根廷某盐湖卤水进行钙、镁、锂深度分离的工艺研究。采用两步法去除溶液中的Ca2.、Mg2.：首先加入硫酸钠生成硫酸钙沉淀除去大量的Ca2.，后加入氢氧化钠形成氢氧化镁和氢氧化钙除去少量的Ca2.、Mg2.；分别考察了物料比、反应温度、加料时间、加料速率、pH值对卤水除杂效果的影响因素。结果表明：在反应温度60℃、硫酸钠用量为1.3、加料速率6mL/min、反应时间70min条件下，溶液中Ca2.的脱除率为96.2.%，Li+的损失率为1.44%；在pH值为14、10 mol/L NaOH、反应时间50 min、反应温度50 ℃、加料速率为8 mL/min条件下，最终溶液中Ca2.脱除率为99.75%，Mg2.去除率为100%，Li+的损失率为0.04%；实现了钙镁离子的深度去除，为后续工序制备碳酸锂创造了有利的条件。

关键词：高钙高锂低镁锂比除杂

面向地下场景的超宽带导航完好性保护级算法改进

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地球信息科学学报 2024年

作者：徐雯文汤新华潘树国鲍亚川蔚保国东南大学仪器科学与工程学院微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室卫星导航系统与装备技术国家重点实验室

超宽带测距误差分布表明，在存在显著重尾的情况下，高斯混合模型比简单的高斯概率包络更接近经验分布。通过传统的超界分布（Overbounding Distribution）模型获得的保护水平过于保守，会降低系统可用性。为提高系统可用性，提出了基... 详细信息

超宽带测距误差分布表明，在存在显著重尾的情况下，高斯混合模型比简单的高斯概率包络更接近经验分布。通过传统的超界分布（Overbounding Distribution）模型获得的保护水平过于保守，会降低系统可用性。为提高系统可用性，提出了基于高斯混合模型（GMM）的超界框架来处理基于TOA(Time of Arrival)定位的超宽带测距误差样本。首先，结合EM算法获得测距误差的双组分GMM概率密度函数，并修正边界参数，使左右边界均满足双边超界条件，以构建双组分GMM形式的距离域双边超界模型。随后，基于GMM双边超界模型推导出计算位置域保护级（PL）的方法，对距离域的概率密度函数进行卷积以获得位置概率密度函数，求逆运算出PL。最后，开展实验验证应用GMM双边超界模型收紧PL的效果，采集3～93 m范围内的样本数据用于误差模型的构建，真实测试的性能评估表明，基于GMM双边超界模型比传统高斯双边超界模型计算所得的PL减小了2.%以上，能够以较小的计算成本收紧PL，增强系统可用性，体现出灵活的高斯混合模型在处理双峰分布时的优越性。

关键词：地下大空间超宽带完好性保护级高斯混合模型超界模型 TOA定位误差建模