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超大跨鱼腹式轮辐索桁架结构施工成型方法与结构敏感性研究

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施工技术（中英文） 2024年第8期53卷 1-7页

作者：侯敬峰成博文王泽强胡洋尤德清赵一峰北京建筑大学工程结构与新材料北京市高等学校工程研究中心北京100044 北京市建筑工程研究院有限责任公司北京100039

超大跨鱼腹式轮辐索桁架结构形式新颖,施工成型难度大,受加工误差和施工偏差影响大。为此,需通过大量仿真计算分析,找到合理可行的施工成型方法;对各种误差和偏差进行研究,找到敏感性较强的拉索、耳板等构件,为施工过程控制提供依据。... 详细信息

超大跨鱼腹式轮辐索桁架结构形式新颖,施工成型难度大,受加工误差和施工偏差影响大。为此,需通过大量仿真计算分析,找到合理可行的施工成型方法;对各种误差和偏差进行研究,找到敏感性较强的拉索、耳板等构件,为施工过程控制提供依据。以卢赛尔体育场超大跨鱼腹式轮辐索桁架结构为研究对象,通过施工过程数值仿真,对3种施工成型方法进行结构内力、变形等力学响应分析与比选;通过施工监测结果验证选择的最优成型方法的合理性和可行性;通过在计算模型中引入一定缺陷的方法,研究了拉索长度误差和节点板施工偏差对结构内力的影响。研究结果表明,采用优选方案后,在模拟提升过程中各榀索桁架索力接近且变化一致,环索径向位移控制在800mm以内;径向索索力监测值和模拟值偏差在10%以内;加工误差和施工偏差对本榀索桁架索力影响较大,对间隔1榀的索桁架索力几乎无影响。

关键词：钢结构索桁架成型敏感性数值模拟监测误差

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泄压坑道式工房内爆效应工程计算方法研究

北京理工大学学报 2024年第6期44卷 588-596页

作者：陈泰年陶西贵李红卫曾丹张珊珊尹帅张雨帅军事科学院国防工程研究院北京100850 中国兵器工业火炸药工程与安全技术研究院北京100053 西安航天化学动力有限公司陕西西安710025

为探索泄压坑道式工房内爆炸效应规律,完善超压工程计算方法,基于量纲分析方法建立泄压坑道式工房内爆炸时物流通道内部及工程口部外空气冲击波超压的量纲一的函数,阐明了泄压坑道式工房缩尺模型试验中物理量的相似关系。通过对1∶6和1... 详细信息

为探索泄压坑道式工房内爆炸效应规律,完善超压工程计算方法,基于量纲分析方法建立泄压坑道式工房内爆炸时物流通道内部及工程口部外空气冲击波超压的量纲一的函数,阐明了泄压坑道式工房缩尺模型试验中物理量的相似关系。通过对1∶6和1∶4缩尺模型内爆炸试验的超压数据和工程口部外等压线分布规律的归纳对比,验证了冲击波超压等关键参数的几何相似性。通过拟合不同药量1∶4模型内爆试验和数值仿真结果数据,建立了基于冲击波传播经验公式的物流通道内冲击波超压分布、工程口部外冲击波超压分布的工程计算方法。研究发现,物流通道内及工程口部外工程计算方法与试验数据吻合较好,最大相对误差分别为9.5%和10.6%。工程计算方法可为坑道式工房的设计和安全设防距离确定提供技术支撑。

关键词：泄压坑道式工房量纲分析压力分布规律工程计算方法

铸造中熵金属间化合物FeCoNi_(2)Al组织、力学性能及工艺性

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材料工程 2024年第1期52卷 175-182页

作者：高威宗骁孔凡涛张凤祥丁贤飞南海中国航发北京航空材料研究院北京100095 北京航空材料研究院股份有限公司北京100094 北京市先进钛合金精密成型工程技术研究中心北京100095 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

为进一步推动中/高熵金属间化合物的工程化应用,以FeCoNi_(2)Al中熵金属间化合物为研究对象,制备了16 kg级大尺寸合金铸锭,细致研究和分析了铸态合金显微组织和力学性能,并采用熔模精密铸造技术浇注了特征结构元件,评价了合金的铸造工... 详细信息

为进一步推动中/高熵金属间化合物的工程化应用,以FeCoNi_(2)Al中熵金属间化合物为研究对象,制备了16 kg级大尺寸合金铸锭,细致研究和分析了铸态合金显微组织和力学性能,并采用熔模精密铸造技术浇注了特征结构元件,评价了合金的铸造工艺性能。结果表明,大尺寸FeCoNi_(2)Al中熵金属间化合物铸锭具有良好的成分均匀性,铸态合金由具有树枝状形貌的B2初生相和枝晶间具有片层结构的L1_(2)+B2相共晶组织构成,室温下铸态合金抗拉强度达1115 MPa,伸长率为4.6%,650℃下合金抗拉强度为434 MPa,伸长率可达14.6%,FeCoNi_(2)Al中熵金属间化合物熔体的流动性低于TC4合金,优于TiAl-4822合金。当特征结构元件壁厚为2 mm时,板状试样出现欠铸且内部存在大量缩松型铸造缺陷,熔体以端部固相质点聚集堵塞为主的方式停止流动。相关研究结果为中/高熵金属间化合物熔模精铸成形工艺优化和工程化应用奠定一定技术基础。

关键词：中/高熵合金金属间化合物熔模精密铸造共晶组织力学性能

中间层材料Fe和Nb对高强钛-钢复合管界面及剪切强度的影响

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金属学报 2024年第1期60卷 117-128页

作者：程磊张旭航韩盈程志诚余伟北京科技大学工程技术研究院北京100083

开发高强钛-钢复合管对于装备轻量化的研究具有重要意义。本工作采用高温挤压工艺制备以高强CrMo钢和TC11钛合金为基材的钛-钢复合管,研究了中间层材料Fe和Nb对高强钛-钢复合界面反应产物和结合强度的影响,并从界面扩散和组织演变的角... 详细信息

开发高强钛-钢复合管对于装备轻量化的研究具有重要意义。本工作采用高温挤压工艺制备以高强CrMo钢和TC11钛合金为基材的钛-钢复合管,研究了中间层材料Fe和Nb对高强钛-钢复合界面反应产物和结合强度的影响,并从界面扩散和组织演变的角度分析其断裂机制。结果表明:Fe中间层挤压态样品能够保持较高的剪切强度(185 MPa),在热处理过程中,Fe中间层析出的M_(23)C_(6)及钛基材的再结晶过程,导致界面剪切强度显著下降(70 MPa);Nb中间层920和970℃挤压态样品分别沿钢-Nb界面和Nb-钛界面断裂,这分别与钢-Nb界面处膜状NbC层的破裂和Nb-钛界面处β-Ti层的不连续特征相关,热处理后扩散修复的NbC层可使920℃挤压样品剪切强度从挤压态的131 MPa提升至170 MPa,而970℃挤压样品界面处不连续的β-Ti层以及Ti_(0.86)Al_(0.11)Nb_(0.03)析出颗粒的回溶,使其界面强度反而下降。综合界面反应和组织转变特征,明确了含2种中间层高强钛-钢复合管的微观断裂机制。

关键词：钛-钢复合管高温挤压中间层剪切强度析出

考虑电力市场化交易的电碳表计量及实现方法研究

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电网技术 2024年第6期48卷 2297-2306页

作者：王春妍卢达李贺龙陈昊张新卉中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

电力间接碳排放是电力用户碳排放的主要来源之一,碳排放流是计算电力间接碳排放的重要方法。目前,基于碳排放流的计量理论尚未考虑电力市场化交易的影响,缺乏相应工程应用的实现方法,参与电力市场化交易的用户难以准确获得其用电量所对... 详细信息

电力间接碳排放是电力用户碳排放的主要来源之一,碳排放流是计算电力间接碳排放的重要方法。目前,基于碳排放流的计量理论尚未考虑电力市场化交易的影响,缺乏相应工程应用的实现方法,参与电力市场化交易的用户难以准确获得其用电量所对应的间接碳排放量。为解决这一难题,该文研究碳排放流理论的分布式电能实现方法,考虑电力市场化交易对交易双方及相关用户碳排放因子的影响,提出含电力市场化交易的电力系统源、网、荷全过程电碳排放量计量方法;并研究存在绿电交易、储能等情况下的电碳排放因子特点及计算方法。基于上述理论,研制了电碳表及其相关系统,并利用电碳表系统对某地电网部分实际拓扑进行分析,验证了所提方法的有效性及电碳表的实用性。

关键词：碳计量电碳表电碳排放因子电力市场化交易绿电交易储能

储能电池系统对地电压电流特征及影响因素分析

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中国电机工程学报 2024年第5期44卷 1802-1812,I0011页

作者：苏家明渠展展陈浩惠东中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

电池系统外壳或机架采用直接接地设计并且存在寄生电容,导致电池系统正负极对地存在共模电压和共模电流效应,共模电压与电流问题成为影响电池系统绝缘的关键因素。该文在现有储能系统集成架构基础上,开展电池系统共模电压和共模电流问... 详细信息

电池系统外壳或机架采用直接接地设计并且存在寄生电容,导致电池系统正负极对地存在共模电压和共模电流效应,共模电压与电流问题成为影响电池系统绝缘的关键因素。该文在现有储能系统集成架构基础上,开展电池系统共模电压和共模电流问题研究,建立适用于储能系统的二阶共模等效电路模型,量化分析电池系统共模电压和共模电流特征以及在寄生电容、开关频率等因素影响下的变化规律,仿真与实验结果表明,共模电压和共模电流问题是影响电池系统对地电气特征的主要因素,为系统优化设计提供了技术支撑。

关键词：储能电池系统共模电压共模等效模型寄生电容极地电压

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数据驱动的电力系统暂态稳定评估方法综述

中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3408-3428,I0006页

作者：范士雄赵泽宁郭剑波马士聪王铁柱李东琦中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

快速、准确地识别电力系统暂态稳定态势,是保证大电网安全稳定运行的重要前提。相较于传统物理解析方法,基于数据驱动的电力系统暂态稳定评估技术在解决复杂非线性映射和快速评估方面具有较大的优势,已成为目前电力系统暂态稳定评估技... 详细信息

快速、准确地识别电力系统暂态稳定态势,是保证大电网安全稳定运行的重要前提。相较于传统物理解析方法,基于数据驱动的电力系统暂态稳定评估技术在解决复杂非线性映射和快速评估方面具有较大的优势,已成为目前电力系统暂态稳定评估技术研究的重要方向。该文首先结合电力系统暂态稳定评估场景需求和通用智能应用框架建立基于数据驱动的暂态稳定评估技术的基本架构,从离线训练、在线应用和反馈更新的维度分析数据驱动下各个流程环节的功能;其次,围绕着数据增强、机器学习算法和学习机制3个方面针对数据驱动技术在电网暂态稳定评估中的应用研究工作进展以及关键技术进行综述,分析不同模型和方法在解决电力系统暂态稳定评估的数据拟合和泛化能力的优势和不足。最后,结合高比例新能源电力系统暂态稳定评估新特点和当前人工智能技术的发展,从数据、模型和应用3个方面对电力系统暂态稳定评估技术的研究方向进行展望,为电网暂态稳定评估数字化和智能化提供技术参考。

关键词：电力系统暂态稳定评估人工智能数据驱动主动学习迁移学习

脱冰工况下特高压输电铁塔地线横担受力特征及破坏模式

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中国电机工程学报 2024年第10期44卷 4157-4166,I0035页

作者：杨风利李清华邵帅李茂华朱彬荣中国电力科学研究院有限公司北京市西城区100055

受超设计覆冰及脱冰跳跃动力冲击影响,特高压耐张塔地线横担发生弯折破坏。该文采用ANSYS建立了地线-耐张塔-金具串有限元模型,通过脱冰跳跃工况下的几何非线性动力时程分析,确定了不同覆冰厚度时地线挂点处的纵向不平衡张力、垂直荷载... 详细信息

受超设计覆冰及脱冰跳跃动力冲击影响,特高压耐张塔地线横担发生弯折破坏。该文采用ANSYS建立了地线-耐张塔-金具串有限元模型,通过脱冰跳跃工况下的几何非线性动力时程分析,确定了不同覆冰厚度时地线挂点处的纵向不平衡张力、垂直荷载及动力冲击系数。采用梁杆混合单元建立了地线横担精细化有限元模型,将脱冰跳跃荷载峰值施加在挂点位置,分析得到了地线横担杆件应力分布云图,确定了首先发生失稳破坏的杆件位置,端部下平面第二节间主材弯曲应力与轴压应力之比为37.9%,杆端弯矩影响不可忽略。完成了地线30mm覆冰、大号侧整档100%脱冰工况下的地线横担真型试验,揭示了典型杆件在加载过程中的应变发展规律,反演了地线横担的起始破坏位置及失效模式,与有限元仿真结果及现场破坏形态基本吻合。

关键词：脱冰有限元仿真真型试验应变不平衡张力杆端弯矩

高比例新能源接入下快速真空断路器容性开合能力提升研究

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电网技术 2024年第6期48卷 2670-2679页

作者：田阳李志兵田宇张然中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

随着新能源高比例接入电力系统,尤其用户侧随机性和波动性较大的分布式光伏大容量接入10kV中压配电网并网运行,导致系统电压波动较频繁,易造成常规变电站10kV侧并联电容器组无功补偿更加频繁投切,常规无功补偿投切断路器容性开合能力已... 详细信息

随着新能源高比例接入电力系统,尤其用户侧随机性和波动性较大的分布式光伏大容量接入10kV中压配电网并网运行,导致系统电压波动较频繁,易造成常规变电站10kV侧并联电容器组无功补偿更加频繁投切,常规无功补偿投切断路器容性开合能力已不满足要求,因此有必要开展高容性开合能力真空断路器关键技术研究及工程化样机研制。文中分析了实际三相背靠背电容器组投切工况,提出了容性开合能力提升影响因素,据此提出无功补偿快速真空断路器关键技术参数,设计了快速真空断路器同轴垂直分相操作结构并阐述工作原理。优化设计了断路器分合闸特性以适配容性开合性能,开展了高压大电流老练试验技术研究,提升了触头表面组织形貌,提高了抗熔焊能力和介质恢复速度。为进一步提高容性开合能力,结合选相技术,提出了选相关合策略,研究影响关合算法精度的影响因素,确保充分抑制关合涌流产生。依据上述研究成果,研制了12kV无功补偿用高容性电寿命快速真空断路器,并开展了型式试验验证,试验结果表明该快速真空断路器不选相和选相分别完成2轮C2级共计416次三相背靠背电容器组开合试验,试验过程中未发生重击穿现象,性能指标满足技术要求,具备工程应用条件。

关键词：新能源无功补偿快速真空断路器分布式光伏