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选区激光熔化AlSi10Mg蜂窝夹层管制备及其力学性能研究

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精密成形工程 2024年第6期16卷 181-190页

作者：安治国张志强叶了重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074

目的研究SLM工艺参数对蜂窝夹层管残余应力、变形以及力学性能的影响。方法采用正交试验法研究了不同工艺参数对选区激光熔化成形零件残余应力和变形的影响。通过有限元模拟的方法,仿真AlSi10Mg蜂窝夹层管的3D打印过程,得到成形管件的... 详细信息

目的研究SLM工艺参数对蜂窝夹层管残余应力、变形以及力学性能的影响。方法采用正交试验法研究了不同工艺参数对选区激光熔化成形零件残余应力和变形的影响。通过有限元模拟的方法,仿真AlSi10Mg蜂窝夹层管的3D打印过程,得到成形管件的残余应力分布及变形程度。制备蜂窝夹层管3D打印试样,将实心管作为对照组,对比测试管件在轴向压缩、径向压缩及三点弯曲条件下的力学性能。结果激光功率对残余应力和变形的影响最大。采用最优参数组合打印的管件微观形貌中不同熔池之间呈现出相互交错的结构,致密度达99.78%。轴向压缩中实心管的承载极限为497 MPa,蜂窝夹层管的最大承载极限为390 MPa。在径向压缩条件下,蜂窝夹层管承载能力是实心管的86.62%。在三点弯曲试验中蜂窝夹层管出现2次波峰,承载极限为52 MPa,与实心管的承载极限非常接近。结论确定最优参数组合为:激光功率200 W、扫描速度1200 mm/s、扫描间距100μm,蜂窝隔板厚度0.6 mm、蜂窝孔对边距离5 mm。相同尺寸的蜂窝夹层管相较于实心管质量可以降低22.68%,其力学性能降低并不明显。

关键词：选区激光熔化 AlSi10Mg 正交试验方法工艺参数力学性能

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现场试验工况对岩土热物性参数确定的影响

可再生能源 2022年第4期40卷 463-467页

作者：张长兴孙鹏堃王新杰徐航山东科技大学土木工程与建筑学院山东省土木工程防灾减灾重点试验室山东青岛266590

土壤源热泵地埋管换热器系统设计的合理性取决于地埋管换热器热阻和岩土体热物性参数的准确性。为提高土壤导热系数及换热器热阻估算的准确性,文章基于现场热物性试验,利用正交试验方法确定了各因素对测试结果的影响情况,并进行了定量... 详细信息

土壤源热泵地埋管换热器系统设计的合理性取决于地埋管换热器热阻和岩土体热物性参数的准确性。为提高土壤导热系数及换热器热阻估算的准确性,文章基于现场热物性试验,利用正交试验方法确定了各因素对测试结果的影响情况,并进行了定量分析。结果表明:测试时间对热物性估算结果的影响最大。当测试时间由50 h增至100 h时,土壤导热系数估算结果与设定值的相对误差均值由12.11%降到0.75%,地埋管换热器热阻值由0.1245(m·℃)/W变为0.1077(m·℃)/W,而加热功率、流量、埋管深度等因素对结果影响程度远小于测试时间。

关键词：土壤源热泵热物性参数导热系数换热器热阻正交试验方法

高速列车A286螺栓螺纹滚压工艺多目标优化

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机电工程 2023年第4期40卷 502-508,515页

作者：赵煜李家春张萍钟昊天贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025 中国航空工业标准件制造有限责任公司贵州贵阳550000

采用正交试验方法对螺栓螺纹滚压工艺参数进行优化,会存在精度差、效率低等问题。同时,通过试验来探究螺纹滚压表面质量与螺栓疲劳寿命之间关系的相关研究较少。针对某型A286高温合金螺纹紧固件难以满足高速列车所需疲劳寿命要求的问题... 详细信息

采用正交试验方法对螺栓螺纹滚压工艺参数进行优化,会存在精度差、效率低等问题。同时,通过试验来探究螺纹滚压表面质量与螺栓疲劳寿命之间关系的相关研究较少。针对某型A286高温合金螺纹紧固件难以满足高速列车所需疲劳寿命要求的问题,以高速列车用螺纹紧固件为研究对象,对螺纹滚压工艺参数进行了多目标优化。首先,选取了对螺纹滚压质量具有显著影响的工艺参数(滚丝轮旋转速度、进给速度和滚压精整时间)作为优化目标,选用最大等效应力和最大损伤作为评价指标,设计了正交试验;然后,采用基于Vague模糊集的螺纹滚压工艺参数多目标优化方法,对螺纹滚压工艺参数进行了寻优;最后,通过模糊集优化确定了螺纹滚压最佳工艺参数,并采用仿真试验与疲劳寿命试验的方式,对上述优化结果的准确性进行了验证。实验结果表明:滚丝轮转速16 r/min、滚丝轮进给速度3 mm/s和精整时间1 s为最佳工艺参数;参数优化后,螺栓的疲劳寿命同比提高了9%。研究结果表明:采用Vague模糊集优化螺纹滚压工艺参数的方法是有效的,并且具有一定的优越性,可以为厂家的生产优化提供理论依据。

关键词：高温合金螺纹紧固件 A286高温合金 Vague模糊集正交试验方法疲劳寿命最佳工艺参数

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全珊瑚海水混凝土配合比设计及评价方法

材料导报 2019年第22期33卷 3732-3737页

作者：巩位余红发麻海燕达波南京航空航天大学土木工程系

针对南海岛礁大规模海防工程建设过程中资源短缺的问题,设计地域适用性较强的全珊瑚海水混凝土。通过正交试验方法和基于信噪比的田口方法,研究总胶凝材料用量、预吸水率、砂率和净水胶比对全珊瑚海水混凝土抗压强度的影响;验证田口方... 详细信息

针对南海岛礁大规模海防工程建设过程中资源短缺的问题,设计地域适用性较强的全珊瑚海水混凝土。通过正交试验方法和基于信噪比的田口方法,研究总胶凝材料用量、预吸水率、砂率和净水胶比对全珊瑚海水混凝土抗压强度的影响;验证田口方法的优越性,确定各因素对全珊瑚海水混凝土抗压强度的影响程度,并加以量化;提出多因素共同作用下全珊瑚海水混凝土抗压强度的多元非线性回归模型。结果表明:基于信噪比的田口方法优于传统正交试验方法。最优全珊瑚海水混凝土设计组合为:总胶凝材料用量550 kg·m,预吸水率5%,砂率50%,净水胶比0. 25;各因素影响程度从大到小依次为:预吸水率、净水胶比、砂率和总胶凝材料用量。预吸水率的贡献率最大,为67. 6%;净水胶比次之,为17. 8%;砂率的贡献率较小,仅为0. 7%。回归模型的建立对指导制备高强全珊瑚海水混凝土具有十分重要的意义。

关键词：全珊瑚海水混凝土正交试验方法田口方法抗压强度信噪比极差分析方差分析回归模型

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低真空管道磁浮系统结构参数优化理论研究

真空科学与技术学报 2020年第1期40卷 27-32页

作者：王志飞那日苏李樊冯海全李红梅中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所北京100081 内蒙古工业大学机械工程学院内蒙古呼和浩特010051

针对低真空管道磁浮系统结构参数设计存在的问题和不足,提出了一种基于正交理论和流体力学仿真相结合的参数设计方法,采用多因素正交试验方法,以列车气动阻力为评价指标,研究阻塞比、管道压力和运行速度对列车气动阻力的影响趋势,并采... 详细信息

针对低真空管道磁浮系统结构参数设计存在的问题和不足,提出了一种基于正交理论和流体力学仿真相结合的参数设计方法,采用多因素正交试验方法,以列车气动阻力为评价指标,研究阻塞比、管道压力和运行速度对列车气动阻力的影响趋势,并采用极差分析和方差分析,确定各因素影响的主次顺序以及不同因素对列车气动阻力影响的显著性,获得最佳参数方案。试验结果表明:阻塞比对列车气动阻力的影响程度最大,管道压力的影响程度最小,且阻塞比和运行速度对列车气动阻力的影响最显著,管道压力不显著,获得较优的方案为阻塞比取0.1、运行速度取600 km/h、管道压力取700 Pa,优化结果将为低真空管道磁浮系统设计提供理论依据。

关键词：磁浮系统阻塞比气动阻力正交试验方法

双埋管太阳能土壤源热泵系统设计运行优化研究

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双埋管太阳能土壤源热泵系统设计运行优化研究

作者：王芸大连理工大学

学位级别：硕士

随着我国经济技术的高速发展,建筑能耗逐年增长,2019年公共建筑运行能耗占建筑运行阶段能耗的39%。国家大力推广可再生能源应用,开展绿色行动,实施节能工程。土壤源热泵系统利用浅层地热能作为冷热源,有很大的潜力,但是在严寒寒冷地区,... 详细信息

随着我国经济技术的高速发展,建筑能耗逐年增长,2019年公共建筑运行能耗占建筑运行阶段能耗的39%。国家大力推广可再生能源应用,开展绿色行动,实施节能工程。土壤源热泵系统利用浅层地热能作为冷热源,有很大的潜力,但是在严寒寒冷地区,冬夏季温度相差大,冬季累计吸热量多于夏季累计放热量,长期运行土壤出现冷堆积现象,系统无法继续运行,可将太阳能作为热源,将太阳能集热器吸收的热量储存在土壤中,补偿土壤失去的热量,太阳能系统设计与系统运行非常重要。本文介绍了独立双埋管太阳能辅助土壤源热泵系统,提出了独立双埋管土壤蓄热器模拟计算方法,建立了TRNSYS仿真模型,同时建立了该建筑全年动态负荷TRNSYS计算模型,利用实际工程测试数据验证了模型的准确性。根据办公建筑建立了动态负荷计算模型,以太阳能资源分区与地埋管累计吸释热量比为指标选取了20个典型城市,将系统应用在典型城市办公建筑,提出土壤源热泵系统地埋管设计方法,模拟分析了太阳能系统对土壤温度恢复的重要性。基于系统仿真模型通过正交试验方法对太阳能系统太阳能设计运行时间、太阳能集热器面积、水箱体积、水箱盘管面积和蓄热地埋管介质设计流速5个设计参数进行影响因素分析,表明5个设计参数及其部分交互作用对土壤温度变化率均有显著影响;使用模式搜索法对20个典型城市的太阳能系统均进行了优化设计,建立了太阳能集热器设计计算模型,可为实际工程提供参考。本文通过正交试验方法对11个典型城市系统的11个运行参数进行影响因素分析,表明热泵冬季供水温度、热泵土壤侧流量、用户供回水温差、热泵夏季供水温度、蓄热启动温度、蓄集热运行时间段对系统运行能耗有非常显著影响;热泵冬季供水温度、蓄热启动温度、太阳能集热器流量、蓄集热运行时间段对系统土壤温度变化率有非常显著影响。以东乌珠穆沁旗为例,通过多元回归方法建立了系统运行能耗与土壤温度变化率回归模型,对系统显著影响运行参数进行了优化分析,利用模式搜索法优化其余运行参数,将分析优化方法应用于实际工程,分析了不同建筑室内工况下系统显著影响运行参数的影响规律,优化系统运行参数,根据建筑特点给出推荐的运行策略。按照推荐运行策略运行十年土壤温度变化率为–12.73%,土壤温度下降1.83℃,系统运行能耗为3439369k Wh。

关键词：土壤源热泵太阳能双埋管正交试验方法优化设计与运行

Numerical simulation study of the failure evolution process and failure mode of surrounding rock in deep soft rock roadways

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International Journal of Mining Science and Technology 2016年第2期26卷 209-221页

作者： Meng Qingbin Han Lijun Xiao Yu Li Hao Wen Shengyong Zhang Jian State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground Engineering China University of Mining and TechnologyXuzhou 221116China Shandong Provincial Key Laboratory of Depositional Mineralization&Sedimentary Minerals Shangdong University of Science and TechnologyQingdao 266590China

Based on the safety coefficient method,which assigns rock failure criteria to calculate the rock mass unit,the safety coefficient contour of surrounding rock is plotted to judge the distribution form of the fractured zone in the roadway.This will provide the basis numerical simulation to calculate the surrounding rock fractured zone in a roadway.Using the single factor and multi-factor orthogonal test method,the evolution law of roadway surrounding rock displacements,plastic zone and stress distribution under different conditions is studied.It reveals the roadway surrounding rock burst evolution process,and obtains five kinds of failure modes in deep soft rock roadway.Using the fuzzy mathematics clustering analysis method,the deep soft surrounding rock failure model in Zhujixi mine can be classified and patterns recognized.Compared to the identification results and the results detected by geological radar of surrounding rock loose circle,the reliability of the results of the pattern recognition is verified and lays the foundations for the support design of deep soft rock roadways.

关键词：深部软岩巷道破坏模式围岩破坏数值模拟演化过程正交试验方法聚类分析方法安全系数

TiB_(2)/AlSi10Mg激光选区熔化成形工艺研究

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精密成形工程 2021年第3期13卷 154-161页

作者：陈帅刘建光王卫东路劲超路新张嘉振牛康民北京科技大学北京100083 中国商飞北京民用飞机技术研究中心北京102211 民用飞机结构与复合材料北京市重点实验室北京102211

目的针对TiB_(2)/AlSi10Mg开展激光选区熔化成形研究,获得工艺参数影响规律并优化工艺参数。方法采用正交试验法设计三因素四水平正交试验,进行TiB_(2)/AlSi10Mg激光选区熔化成形,分别研究激光功率、扫描速度、扫描间距等3种工艺参数对T... 详细信息

目的针对TiB_(2)/AlSi10Mg开展激光选区熔化成形研究,获得工艺参数影响规律并优化工艺参数。方法采用正交试验法设计三因素四水平正交试验,进行TiB_(2)/AlSi10Mg激光选区熔化成形,分别研究激光功率、扫描速度、扫描间距等3种工艺参数对TiB_(2)/AlSi10Mg致密度和硬度的影响规律,分析激光能量密度对铝合金内部缺陷的影响,并且研究时效时间对材料硬度的影响。结果TiB_(2)/AlSi10Mg激光选区熔化成形的最佳工艺参数:激光功率为280 W,扫描速度为1400 mm/s,扫描间距为90μm,层厚为30μm时,得到的材料致密度为99.7%,时效处理后的硬度为151HV。结论工艺参数对于SLM成形TiB_(2)/AlSi10Mg致密度的影响顺序为扫描间距>激光功率>扫描速度,对于硬度的影响顺序为扫描间距>扫描速度>激光功率;扫描间距对于致密度和硬度的影响程度均最大。

关键词：激光选区熔化 TiB_(2)/AlSi10Mg 工艺参数优化正交试验方法

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乳化沥青冷再生混合料配合比及养生条件优化

公路 2021年第8期66卷 34-41页

作者：肖刘路黄晚清曹明明李龙邹逸文西南交通大学土木工程学院道路工程四川省重点实验室成都市610031 四川省交通勘察设计研究院有限公司成都市610041

为优化乳化沥青冷再生混合料配合比及养生条件,依托川九路改建工程,对初定的配合比和养生方法,通过车辙、低温弯曲、飞散与冻融劈裂试验,分析高温稳定性、低温抗裂性及抗水损性能随乳化沥青用量变化的规律,从而验证最佳乳化沥青用量为3... 详细信息

为优化乳化沥青冷再生混合料配合比及养生条件,依托川九路改建工程,对初定的配合比和养生方法,通过车辙、低温弯曲、飞散与冻融劈裂试验,分析高温稳定性、低温抗裂性及抗水损性能随乳化沥青用量变化的规律,从而验证最佳乳化沥青用量为3.5%。针对RAP掺量、水泥掺量、养生时间及养生温度,通过正交试验极差分析法,得到乳化沥青冷再生混合料路用性能的影响因素主次顺序和最佳组合;通过正交试验方差分析法,得到各因素的影响显著性;综合各项路用性能的最佳组合,比选出最佳水泥掺量为3.0%,最佳养生温度为60℃,最佳RAP掺量为88%,最佳养生时间为48h。

关键词：乳化沥青冷再生混合料配合比及养生条件优化路用性能试验正交试验方法