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粮食群仓的环境振动测试和角仓边仓振动响应分析

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农业工程学报 2021年第7期37卷 268-277页

作者：张大英张帅枫孙庆珍梁醒培郑州航空工业管理学院土木建筑学院郑州450046 河南工业大学土木建筑学院郑州450001

为了获取群仓准确的动力特性参数从而更合理地进行群仓的抗震设计,从粮食储藏工程考虑,对实际工程中一组三排五列的粮食群仓的振动特性进行了分析。基于结构振动理论和有限元数值分析,考虑结构对称性、荷载对称性和工程实际情况,制定了... 详细信息

为了获取群仓准确的动力特性参数从而更合理地进行群仓的抗震设计,从粮食储藏工程考虑,对实际工程中一组三排五列的粮食群仓的振动特性进行了分析。基于结构振动理论和有限元数值分析,考虑结构对称性、荷载对称性和工程实际情况,制定了环境振动测试粮食群仓的优化方案;利用最小二乘法、五点三次平滑法和数字滤波的方法对测试信号进行了处理,得到了有效的测点加速度响应数据。基于控制理论和振动系统的运动方程,引入变换矩阵,推导了环境振动下利用测点加速度响应数据进行粮食群仓振型计算的公式,从而得到前四阶振型及对应的频率,各阶振型形态和模拟结果相同;前四阶频率计算值分别为2.28、3.45、6.37、8.26 Hz,对应模拟值分别为2.35、3.56、6.31、8.16 Hz,模拟值与计算值误差分别为3.07%、3.19%、0.94%、1.21%。进一步对角仓和边仓的振动反应进行分析,结果发现:两个仓体的第一阶振型均沿着粮食群仓整体的短轴方向,以剪切型为主,振型幅值基本一致,相邻仓体间的约束作用对一阶振动反应几乎没有影响;两个仓体的第二阶振型均沿着粮食群仓整体的长轴方向,仍以剪切型为主,但振型幅值不同,边仓小于角仓;两个仓体的第三阶振型形态为绕粮食群仓整体中心的扭转,短轴方向测点转动幅值大于长轴方向测点;随着相邻仓体间约束作用增强,两个仓体的第四阶振型形态和振型幅值均不同,角仓和边仓呈现不同的振动特性,角仓上靠近边仓测点振型以弯曲型为主,振型幅值相对较小,其他测点以剪切型或弯剪型为主,振型幅值相对较大;边仓受相邻3个仓体的约束作用,测点振型幅值都较小,而且靠近相邻仓体测点振型以弯剪型为主,中间列测点以剪切型为主。研究结果表明:相邻仓体间的相互约束作用对二阶及以上振型影响较大,根据振型形态和振型幅值分组进行粮食群仓中仓体的抗震设计更加切合实际,节约材料,降低成本。

关键词：粮食粮仓振动有限元模拟环境振动测试

TA31钛合金电弧增材制造过程液桥过渡数值分析

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稀有金属材料与工程 2023年第5期52卷 1643-1649页

作者：郭鑫鑫张永恒张帅锋魏正英西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049 中国船舶集团有限公司第七二五研究所河南洛阳471039

建立了电弧熔丝增材制备TA31钛合金过程传热传质的三维瞬态计算流体力学模型,采用流体体积法对自由表面进行追踪,计算了熔滴生长、液桥过渡和脱离焊丝进入熔池的动态演化,以及在表面张力、电弧压力、电弧剪切力、电磁力、重力和热浮力... 详细信息

建立了电弧熔丝增材制备TA31钛合金过程传热传质的三维瞬态计算流体力学模型,采用流体体积法对自由表面进行追踪,计算了熔滴生长、液桥过渡和脱离焊丝进入熔池的动态演化,以及在表面张力、电弧压力、电弧剪切力、电磁力、重力和热浮力的作用下熔池流体流动的速度分布,并通过与高速成像以及沉积层横截面的比较,验证了该数值模型的有效性。结果表明:液桥过渡模式对熔池冲击较小,有利于减少成形表面的不规则性。随着熔池几何形状的扩大,沉积层高度先增大后减小,最后趋于稳定。在电弧压力和表面张力的作用下,熔池表面形成凹陷,熔池内部产生对流。惯性力和表面张力是影响液桥流动的最重要驱动力,粘性力和重力的影响可以忽略不计。

关键词：电弧增材制造钛合金计算流体力学熔池液桥过渡

基于CMT的电弧增材制造Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo钛合金螺旋桨成形机理及组织性能

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稀有金属材料与工程 2022年第10期51卷 3876-3883页

作者：张帅锋魏正英廖志谦吕逸帆蒋鹏张文豪西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049 中国船舶重工集团公司第七二五研究所河南洛阳471023

通过对基于冷金属过渡(CMT)的电弧增材制造成形过程中电弧形态、电流电压同步信号和熔池形貌的同步检测分析,研究了电弧不同阶段的熔滴过渡形式和熔池金属的受力状态,探明了悬垂结构成形过程中的熔池金属的受力机制,实现了钛合金螺旋桨... 详细信息

通过对基于冷金属过渡(CMT)的电弧增材制造成形过程中电弧形态、电流电压同步信号和熔池形貌的同步检测分析,研究了电弧不同阶段的熔滴过渡形式和熔池金属的受力状态,探明了悬垂结构成形过程中的熔池金属的受力机制,实现了钛合金螺旋桨的成形,并分析了成形后的组织性能。研究结果表明,通过对CMT电弧热输入和电弧力的精细控制,能够在无支撑条件下实现钛合金螺旋桨叶片的快速成形,同时获得良好的力学性能。在本研究条件下,钛合金CMT电弧增材制造过程中熔滴过渡主要以短路过渡的形式进行,降低基值和短路阶段的焊接电流能够增加悬垂结构倾角,且当I_(base)为50 A时,钛合金螺旋桨最大倾角达到53.26°。基于优化后的工艺制造的船用Ti6321钛合金内部组织致密且无贯穿式的粗大柱状晶,力学性能达到同级别锻件标准,水平方向和竖直方向的各向异性不明显。

关键词： CMT 电弧形态熔池电弧力钛合金螺旋桨

应用于天然气管网安全监测的无线传感器网络节点设计与实现

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传感技术学报 2009年第10期22卷 1492-1497页

作者：冯仁剑张帅锋于宁万江文北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

利用无线传感器网络技术可对城市天然气管网安全进行在线、实时监测。结合具体应用需求和特点,设计了一种支持IEEE802.15.4和ZigBee协议的新型无线传感器网络节点。利用该节点,可以识别施工或其它外力对天然气管道的撞击破坏,检测管道... 详细信息

利用无线传感器网络技术可对城市天然气管网安全进行在线、实时监测。结合具体应用需求和特点,设计了一种支持IEEE802.15.4和ZigBee协议的新型无线传感器网络节点。利用该节点,可以识别施工或其它外力对天然气管道的撞击破坏,检测管道附近泄漏的天然气浓度及异常温度等不安全因素。在集成微处理器和射频收发模块的"片上系统"芯片的基础上,实现了射频通信、数据采集和电源等模块的硬件电路设计,给出了节点间组网及数据传输的软件机制。实验结果表明,该节点具有功耗低、通信可靠等特点,可满足天然气管道安全监测的实际需要。

关键词：天然气管网安全监测无线传感器网络节点 ZigBee

电子束熔丝成形Ti-6Al-3Nb-2Zr-Mo合金的组织与力学性能

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焊接学报 2019年第10期40卷 121-126,155,I0006,I0007页

作者：张帅锋蒋鹏于冰冰巩水利杨光中国船舶重工集团公司第七二五研究所洛阳471039 北京航空制造工程研究所北京100024

试验采用电子束熔丝快速成形方法(EBRM)制备了Ti-6Al-3Nb-2Zr-Mo合金试样,研究了EBRM Ti6321合金化学成分、显微组织、力学性能及冲击韧性.结果表明,该合金在熔丝成形中Al元素烧损1.0%左右,且合金内部没有元素偏析.EBRM Ti6321合金显微... 详细信息

试验采用电子束熔丝快速成形方法(EBRM)制备了Ti-6Al-3Nb-2Zr-Mo合金试样,研究了EBRM Ti6321合金化学成分、显微组织、力学性能及冲击韧性.结果表明,该合金在熔丝成形中Al元素烧损1.0%左右,且合金内部没有元素偏析.EBRM Ti6321合金显微组织为沿沉积高度方向生长、晶贯穿多个沉积层的粗大柱状晶,柱状晶内部以α片层为主.EBRM Ti6321合金x向和z向的室温抗拉强度各项异性系数为2.6%,断裂方式均为韧性断裂.x向和z向冲击韧性均不低于80 J,各向异性系数为3.1%;冲击断口有大量的韧窝,为典型的韧性断裂.

关键词：电子束熔丝快速成形显微组织化学成分力学性能各项异性

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高真空半物理仿真验证系统的实现

信息与电脑 2018年第2期30卷 89-90页

作者：张帅锋山东航天电子技术研究所山东烟台264000

半物理仿真是仿真领域研究的热点和难点,在研究系统性能和控制策略时作用极大。结合高真空测试平台的特点,提出了上位机+实物部件的形式,组成联合循环半物理仿真验证系统,基于PLC(Programmable Logic Controller)+***开发了此系统的程序... 详细信息

半物理仿真是仿真领域研究的热点和难点,在研究系统性能和控制策略时作用极大。结合高真空测试平台的特点,提出了上位机+实物部件的形式,组成联合循环半物理仿真验证系统,基于PLC(Programmable Logic Controller)+***开发了此系统的程序,实现了数据采集、与上位机通信、系统参数控制等功能,并且介绍了程序实现的部分代码。

关键词：高真空上位机 *** 半物理仿真

一种新型的油液净化装置——离心式油液净化机

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现代制造技术与装备 2018年第1期54卷 107-108页

作者：张帅锋山东航天电子技术研究所烟台264000

介绍一种新型的油液净化装置,利用离心真空复合技术滤除油液中的三害(机械杂质、水分和气体),实现油液的全方位净化,为工业设备提供优良的运行环境,提高工业设备的使用寿命。

关键词：净化装置离心真空

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电弧增材制造传热传质数值模拟技术综述

材料导报 2024年第9期38卷 190-196页

作者：郭鑫鑫魏正英张永恒张帅锋西安交通大学精密微纳制造技术全国重点实验室中国船舶集团有限公司第七二五研究所

电弧增材制造过程涉及丝材的送入和熔化，熔融金属向熔池的过渡，熔池中液态金属的对流、凝固和成形。缺陷的形成与电弧增材制造过程中发生的复杂多物理场现象密切相关。因此，需要借助高保真数值模拟技术来深入理解这些物理现象，并将... 详细信息

电弧增材制造过程涉及丝材的送入和熔化，熔融金属向熔池的过渡，熔池中液态金属的对流、凝固和成形。缺陷的形成与电弧增材制造过程中发生的复杂多物理场现象密切相关。因此，需要借助高保真数值模拟技术来深入理解这些物理现象，并将其作为优化工艺条件、制造高质量产品的理论依据。本文综述了电弧增材制造传热传质数值模拟涉及的关键技术，并对未来研究方向进行了展望：首先，介绍了几种典型的热源模型，鉴于电弧增材制造过程中熔池的形成与演变是多种驱动力共同作用的结果，分析了浮力、电磁力、表面张力、电弧压力、电弧剪应力模型对流体流动和熔池表面变形的影响；然后，总结了三种金属过渡模型，包括速度入口填充液态金属、指定位置添加球状质量源项以及直接建立固态金属焊丝；最后，介绍了常用的气液界面跟踪方法。

关键词：电弧增材制造传热传质数值模拟熔池行为

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整孔预制箱梁超高渐变段优化解决方案

北方交通 2022年第2期 23-25页

作者：张帅锋辽宁省交通规划设计院有限责任公司沈阳市110166

为减少整孔预制箱梁在超高变化段落模板数量,通过对箱梁截面进行拆分,对比研究了预制场预制U型槽+预制场现浇桥面板方案、预制场预制U型槽+预制场预制顶板方案、预制场预制U型槽+桥上现浇顶板方案,可为类似桥梁设计提供参考。

关键词：整孔预制箱梁超高渐变段预制方案