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Al-Cr-Nb-Ti-Zr共晶难熔高熵合金高温摩擦磨损性能研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第5期44卷 609-621页

作者：胡明川杜银裴旭辉王瀚铭王海丰西北工业大学凝固技术国家重点实验室先进润滑与密封材料研究中心陕西西安710072

通过非自耗真空电弧熔炼制备了Al_(15+x)Cr_(20)Nb_(15)Ti_(40-x)Zr_(10)(x=0、13)共晶难熔高熵合金,并探究了Al和Ti元素含量变化对Al_(15+x)Cr_(20)Nb_(15)Ti_(40-x)Zr_(10)共晶难熔高熵合金相结构、微观组织、显微硬度与高温摩擦性能的影响规律.结果表明:2种合金相结构相同,均由富含Nb和Ti的B2相与富含Cr和Zr的C14 Laves相组成;但随着Al含量的增大,合金铸态组织发生了从亚共晶(初生B2相+B2/Laves相共晶相,x=0)到共晶(B2/Laves相共晶相,x=13)的转变,同时伴随着合金显微硬度的提高,并且在宽温域下的摩擦性能有所改善.随着摩擦试验温度的升高,2种合金的磨损机制均从磨粒磨损逐渐转变为以氧化磨损为主,且磨损率均呈现出逐渐降低的趋势.不同温度下摩擦试验发现完全共晶合金Al28Cr20Nb15Ti27Zr10表现出更好的耐磨性,这是由于完全共晶合金更高的硬度以及在高温下的氧化摩擦层含有更大比例的Al2O3,从而摩擦层更为致密.

关键词：共晶难熔高熵合金共晶组织显微硬度摩擦性能磨损机制

NbMoWTa-Al_(2)O_(3)固体润滑复合材料的宽温域摩擦磨损性能

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中国有色金属学报 2024年第1期34卷 111-124页

作者：裴旭辉杜银王瀚铭胡明川王海丰西北工业大学凝固技术国家重点实验室先进润滑与密封材料研究中心西安710072

通过高能球磨和放电等离子烧结方法制备了新型NbMoWTa难熔高熵合金基固体润滑复合材料。系统研究了纳米Al_(2)O_(3)作为固体润滑剂对NbMoWTa难熔高熵合金宽温域摩擦学性能的影响。结果表明:纳米Al_(2)O_(3)颗粒在具有BCC结构的NbMoWTa... 详细信息

通过高能球磨和放电等离子烧结方法制备了新型NbMoWTa难熔高熵合金基固体润滑复合材料。系统研究了纳米Al_(2)O_(3)作为固体润滑剂对NbMoWTa难熔高熵合金宽温域摩擦学性能的影响。结果表明:纳米Al_(2)O_(3)颗粒在具有BCC结构的NbMoWTa难熔高熵合金基体相晶界和晶内均匀分散,强烈的弥散强化显著提升了NbMoWTa的显微硬度。纳米Al_(2)O_(3)颗粒在室温至800℃范围内降低摩擦因数和磨损方面有显著作用。室温下,由于复合材料的显微硬度显著提升,添加足量的纳米Al_(2)O_(3)实现了复合材料耐磨性的提升。在中高温下,复合材料表面形成的连续致密氧化摩擦层对提升摩擦学性能起着关键作用。纳米Al_(2)O_(3)颗粒协助氧化摩擦层承载更大的载荷,提高其致密性及稳定性,从而更有效地保护基体。此外,在800℃下纳米Al_(2)O_(3)颗粒的存在能够抑制MoO_(3)的过度挥发。

关键词：难熔高熵合金固体润滑复合材料氧化摩擦层纳米Al_(2)O_(3)

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北赵灌区皇甫渡槽选型优化设计

水利水电工程设计 2024年第2期43卷 18-22页

作者：张娜王汉明中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222

皇甫渡槽位于山西省北赵灌区黄土台塬上,地形切割强烈,且为强湿陷性黄土,边坡极易垮塌,常规渡槽设计极易因边坡垮塌造成主体结构损坏,因此需要对渡槽结构进行优化设计。通过静动力仿真分析多次调算,确定为下承式钢管混凝土拱式渡槽。主... 详细信息

皇甫渡槽位于山西省北赵灌区黄土台塬上,地形切割强烈,且为强湿陷性黄土,边坡极易垮塌,常规渡槽设计极易因边坡垮塌造成主体结构损坏,因此需要对渡槽结构进行优化设计。通过静动力仿真分析多次调算,确定为下承式钢管混凝土拱式渡槽。主拱肋采用预制变截面矩形钢管,通过纵向连梁和风撑组成空间结构体系,主拱肋矩形钢管内灌注自密实微膨胀混凝土;主拱肋拱圈下部等截面钢箱连梁结构;钢箱连梁与拱圈之间采用预应力钢绞线联系;过水钢管桥面系采用工字钢+槽钢横联的连续组合结构;拱圈与纵向钢箱刚结,拱圈在拱座处刚结;两岸采用拱座基础+摩擦型灌注桩型式。该设计方法结合了常规渡槽和管桥方式,降低了结构自重,规避了滑坡损坏结构的风险。本设计成果为水利行业类似不良地质条件大跨径拱式渡槽的设计与施工提供参考,进一步推动大跨径拱槽(桥)的发展。

关键词：黄河高阶地湿陷性黄土下承式钢管混凝土拱桥自密实微膨胀混凝土

亭子口灌区一期工程红层地区浅埋输水隧洞支护措施

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水利水电工程设计 2024年第1期43卷 53-56页

作者：孙毅王汉明王嘉炜中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222

红层地区浅埋输水隧洞开挖受不良地质条件、施工难度大等因素影响,易发生塌方或冒顶。四川省亭子口灌区一期工程所在区域为川东红层地区,以软岩、较软岩为主,软岩浅埋隧洞施工是工程施工的难点之一。以亭子口灌区一期工程东干渠五通庙... 详细信息

红层地区浅埋输水隧洞开挖受不良地质条件、施工难度大等因素影响,易发生塌方或冒顶。四川省亭子口灌区一期工程所在区域为川东红层地区,以软岩、较软岩为主,软岩浅埋隧洞施工是工程施工的难点之一。以亭子口灌区一期工程东干渠五通庙隧洞为例,对大管棚和超前小导管方案进行了对比,并通过安全监测和数据分析予以验证。实践证明,超前小导管加固方案可解决因埋深浅而造成洞身坍塌和洞顶地面大变形的危害,为此类浅埋输水隧洞施工提供一定的参考。

关键词：浅埋隧洞超前支护红层软岩

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核电循环泵行星齿轮热弹流润滑研究

润滑与密封 2024年第2期49卷 1-10页

作者：董庆兵汪汉明冯成程魏静何东杨海师重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 重庆齿轮箱有限责任公司重庆402263

核电齿轮箱的良好润滑性能是核电循环泵可靠运行的重要保障,充分考虑齿面形貌和齿廓修形等因素对内/外啮合齿轮副的影响是准确评估其润滑特性的前提。建立典型工况下核电循环泵行星传动系统斜齿轮热弹流润滑模型,首先将斜齿轮副的啮合... 详细信息

核电齿轮箱的良好润滑性能是核电循环泵可靠运行的重要保障,充分考虑齿面形貌和齿廓修形等因素对内/外啮合齿轮副的影响是准确评估其润滑特性的前提。建立典型工况下核电循环泵行星传动系统斜齿轮热弹流润滑模型,首先将斜齿轮副的啮合状态几何等效为圆锥滚子的接触问题,然后考虑斜齿轮接触变形和齿廓偏差,计算得到内/外啮合齿轮副接触区域不同位置的油膜厚度、承载压力、摩擦应力和闪温等参数。考虑齿面磨合作用,采用移动平均滤波方法对未经磨合的初始形貌进行光滑处理,分析了齿面形貌对润滑行为的影响,最后采取齿廓修形改善润滑特性。结果表明:粗糙度和齿廓修形均会对润滑特性产生明显的影响,齿面粗糙形貌会造成油膜厚度减小,进而影响其润滑特性,弱化润滑油膜的承载能力;通过齿廓修形可以改善齿轮啮合边界处的几何过渡,降低该区域的应力集中和表面温度,从而明显改善啮合线终端的润滑状态。

关键词：行星齿轮核电循环泵热弹流润滑移动平均滤波法表面形貌齿廓修形

计及边端效应的直线式移相变压器等效电路分析

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1792-1805页

作者：赵镜红周长朵王涵铭严思念严冬傲海军工程大学电气工程学院武汉430033

直线式移相变压器是一种新型移相变压器,具有绕组结构简单、易于模块化和可任意角度移相的优点。其直线型结构导致变压器存在边端效应,进而导致气隙磁场产生畸变。为了计算出边端效应产生的影响,该文从直线式移相变压器的磁场进行深入分... 详细信息

直线式移相变压器是一种新型移相变压器,具有绕组结构简单、易于模块化和可任意角度移相的优点。其直线型结构导致变压器存在边端效应,进而导致气隙磁场产生畸变。为了计算出边端效应产生的影响,该文从直线式移相变压器的磁场进行深入分析,并建立计及边端效应的等效电路模型。首先,基于一维场理论对直线式移相变压器进行数学分析,根据场路复功率相等的原则,推导出等效电路二次侧参数,并计算出边端效应修正系数;然后,根据边端效应的分析结果和直线感应电机的等效电路拓扑建立计及边端效应的等效电路模型;最后,通过直线式移相变压器的二维有限元仿真模型和小功率样机的实验,验证了建模方法的合理性和等效电路模型的准确性。

关键词：直线式移相变压器边端效应等效电路有限元

Fe/Zn共掺杂聚苯胺空气阴极催化剂的制备及表征

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河北大学学报（自然科学版） 2024年第3期44卷 261-268页

作者：柴元吉王涵明刘智民肖龙龙沈哲曦于泊蕖河北大学生态环境系河北保定071002 保定蒙牛饮料有限公司河北保定072450

为解决微生物燃料电池(MFC)阴极催化剂耐久性差、氧还原反应(ORR)动力学缓慢和成本高的问题,制备一种Fe、Zn和N共掺杂的多孔碳作为空气阴极催化剂.电化学研究表明:合成的催化剂Fe/Zn-NC-0.9对氧还原反应具有较好的电催化活性,电荷转移... 详细信息

为解决微生物燃料电池(MFC)阴极催化剂耐久性差、氧还原反应(ORR)动力学缓慢和成本高的问题,制备一种Fe、Zn和N共掺杂的多孔碳作为空气阴极催化剂.电化学研究表明:合成的催化剂Fe/Zn-NC-0.9对氧还原反应具有较好的电催化活性,电荷转移电阻为5.6Ω、交换电流密度为53.3 mV/dec、最大功率密度达到(1253±20)mW/m^(2).此外,还评价了Fe对氧还原反应性能和最大功率密度的影响:中等掺杂含量的Fe对提高催化活性起着至关重要的作用,而Fe和N共掺杂的协同效应促进了阴极性能.

关键词： Fe/Zn-NC ORR 空气阴极微生物燃料电池催化剂

小断面膨胀性软岩隧洞一次支护及二次衬砌承载能力分析

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水利水电工程设计 2024年第1期43卷 39-42,72页

作者：王汉明田新星蔡元成中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222

我国在引调水及灌区工程建设过程中,各类软弱围岩隧洞已屡见不鲜。因膨胀性软弱围岩工程性质的特殊性,隧洞施工中经常面对支护结构破坏甚至失稳、大变形等难题。软弱性围岩隧洞以整体变形破坏为主,建立了一次支护数值模型,拟定了不同围... 详细信息

我国在引调水及灌区工程建设过程中,各类软弱围岩隧洞已屡见不鲜。因膨胀性软弱围岩工程性质的特殊性,隧洞施工中经常面对支护结构破坏甚至失稳、大变形等难题。软弱性围岩隧洞以整体变形破坏为主,建立了一次支护数值模型,拟定了不同围岩支护时机及支护措施,通过模拟计算,隧洞围岩收敛变形在规范允许范围内,一次支护措施承载能力满足施工期安全要求,为施工期各类围岩支护时机及支护措施提供了理论依据。建立二次衬砌数值模型,考虑隧洞运行期内水外渗引起的围岩吸水膨胀,剖析不同工况下二次衬砌的力学响应特征,结果表明二次衬砌底板是受力最不利位置,可通过提高底板的厚度或配筋量,提高衬砌整体承载力。本研究可为膨胀性软岩隧洞支护衬砌结构设计提供理论指导,为同类工程设计及施工提供参考。

关键词：软岩隧洞膨胀性 LDP曲线承载能力有限元分析

外骨骼康复机器人联合虚拟现实跑台训练对脑损伤患者肢体运动功能障碍康复效果的影响

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中国医药 2024年第4期19卷 530-534页

作者：谭建郄淑燕王寒明吴小燕杨傲然首都医科大学附属北京康复医院康复诊疗中心北京100144

目的探讨外骨骼康复机器人联合虚拟现实跑台训练对脑损伤患者肢体运动功能障碍康复效果的影响。方法采用便利抽样法选取2021年3月至2023年3月首都医科大学附属北京康复医院收治的96例脑损伤患者为研究对象。按照随机数字表法分为对照... 详细信息

目的探讨外骨骼康复机器人联合虚拟现实跑台训练对脑损伤患者肢体运动功能障碍康复效果的影响。方法采用便利抽样法选取2021年3月至2023年3月首都医科大学附属北京康复医院收治的96例脑损伤患者为研究对象。按照随机数字表法分为对照组和观察组,各48例。对照组给予常规康复干预,观察组在对照组基础上给予外骨骼康复机器人联合虚拟现实跑台训练,2组均干预1个月。比较2组干预前后的关节活动度、功能性步态评价表(FGA)评分、行走状态、6 min步行试验(6MWT)距离、Fugl-Meyer运动功能评定量表(FMA)评分、Berg平衡量表(BBS)评分和改良Barthel指数(MBI)评分。结果干预1个月,2组肩关节外展、髋关节外展、膝关节屈曲活动度均大于干预前,且观察组均大于对照组(均P<0.05);观察组步速、步频均高于对照组,步行周期、摆动相时长、支撑相时长均短于对照组(均P<0.05);2组6MWT距离、FMA评分、BBS评分长于/高于干预前,且观察组长于/高于对照组[(161±13)m比(148±11)m、(72±4)分比(66±5)分、(41±5)分比(35±5)分](t=5.187、6.709、6.281,均P<0.001)。干预2周、1个月,2组MBI评分均高于干预前,且观察组均高于对照组[(69±3)分比(64±4)分、(81±3)分比(76±4)分](t=5.827、7.811,均P<0.001)。结论在脑损伤患者肢体运动功能障碍康复中,采取外骨骼康复机器人联合虚拟现实跑台训练,能提高患者肢体活动度及独立生活能力,改善运动姿态,促进运动能力及步行能力的恢复。

关键词：脑损伤外骨骼康复机器人虚拟现实跑台训练肢体运动功能