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基于高水压射流的盾构泥饼切割试验研究

隧道建设（中英文） 2024年第S1期44卷 230-236页

作者：刘朋飞温博为杨钊陈培帅姬付全宋相帅宋同兴中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430040 无锡市安曼工程机械有限公司江苏无锡214000

为解决高水压射流清理泥饼布置方式无依据等问题,研制泥饼压制设备和高水压射流装置,并以强风化泥质粉砂岩作为试验材料,开展高水压射流切割泥饼试验,研究射流压力、流量、传输介质等参数对泥饼切割宽度和深度的影响。主要结论有:1)随... 详细信息

为解决高水压射流清理泥饼布置方式无依据等问题,研制泥饼压制设备和高水压射流装置,并以强风化泥质粉砂岩作为试验材料,开展高水压射流切割泥饼试验,研究射流压力、流量、传输介质等参数对泥饼切割宽度和深度的影响。主要结论有:1)随着冲刷距离的增大,泥饼切割宽度先增大然后逐渐减小至0,而切割深度则逐渐减小;2)射流压力相同的情况下,当流量从49.1 L/min增大至110.0 L/min时,高水压射流对泥饼的切割宽度增大,当流量从110.0 L/min增加至202.8 L/min时,切割宽度反而减小,切割深度则随着流量的增加而增大;3)射流流量相同的情况下,水压力越大,则切割宽度和深度也越大;4)在水中进行泥饼切割时,高水压射流对泥饼的作用以冲刷为主,难以产生有效的切割。

关键词：黏性地层盾构施工泥饼处治高水压射流泥饼切割

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挖掘机多路阀加速寿命试验加载方式研究

湖南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：王同建兰思威陈晋市杨飞张淼淼张卫东吉林大学机械与航空航天工程学院林德液压(中国)有限公司天津工程机械研究院有限公司

为准确度量反铲液压挖掘机多路阀正常工作的可靠寿命，基于实测挖掘机挖掘作业时的载荷数据及Archard磨损方程提出两种多路阀正常工作的可靠性加速寿命预估试验方法。以20 t级反铲液压挖掘机为研究对象，首先采集液压挖掘机典型作业工... 详细信息

为准确度量反铲液压挖掘机多路阀正常工作的可靠寿命，基于实测挖掘机挖掘作业时的载荷数据及Archard磨损方程提出两种多路阀正常工作的可靠性加速寿命预估试验方法。以20 t级反铲液压挖掘机为研究对象，首先采集液压挖掘机典型作业工况下的载荷数据，并根据挖掘机作业时多路阀阀口的压力特点，从载荷数据内提取出100组典型挖掘作业循环数据。为在短时间内度量出多路阀正常工作的可靠寿命，提出了同步加载和拟实加载两种加速寿命试验方法。其中同步加载采用A/B口封堵，输入主溢流阀的额定流量，并保持恒定，在连续换向过程中，利用主溢流阀的额定压力对多路阀进行压力加载，阀芯回到中位的稳态时间通过AMESim仿真得出，并利用材料变形等因素确定各阀口的保压时间。拟实加载则是各阀口按照挖掘机进行90°回转作业时各阀口动作顺序进行加载。最后运用Archard磨损方程计算出两种加速试验的加速倍数并结合多路阀实际工作状况得出，同步加载的加速倍数更大，而拟实加载则与真实工作循环更为贴近。

关键词：多路阀可靠性寿命试验 Archard方程载荷谱

激光电沉积复合制备定域微纳结构及其超疏水性能研究

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表面技术 2024年第13期53卷 64-74,95页

作者：孙诗成张朝阳吴予澄杨帅张嘉蓓顾少警晏恒峰江苏大学机械工程学院江苏镇江212013 常州英诺激光科技有限公司江苏常州213161

目的实现金属超疏水表面特定微纳结构的定域制备。方法利用激光电沉积复合工艺(LECP)制备出由Cu微米锥和Ni纳米锥所组成的定域微纳结构。首先,依次使用800目和2000目砂纸机械抛光纯铜表面,皮秒激光刻蚀纯铜表面,获得周期性的微米锥结构... 详细信息

目的实现金属超疏水表面特定微纳结构的定域制备。方法利用激光电沉积复合工艺(LECP)制备出由Cu微米锥和Ni纳米锥所组成的定域微纳结构。首先,依次使用800目和2000目砂纸机械抛光纯铜表面,皮秒激光刻蚀纯铜表面,获得周期性的微米锥结构,并电解去除熔融产物。在电沉积加工过程中引入激光辐照,进而控制Ni纳米锥结构的定域生长。分别将机械抛光、激光刻蚀、激光刻蚀后电沉积(常温、60℃)、LECP所制备的微纳结构表面进行化学改性处理,对所得样品的表面形貌、化学成分、疏水性能、自清洁、延迟结冰和耐腐蚀性能进行对比分析。结果与激光刻蚀后电沉积相比,LECP能够定域制备Ni纳米锥结构。LECP定域制备的微纳结构表面经化学改性后实现了超疏水,其接触角为163°±2°,滚动角为1°±0.5°。与未加工微纳结构的表面相比,LECP制备样品表面水滴结冰时间延长近5倍,腐蚀电流密度减小了2个数量级。结论本研究通过LECP实现了表面微纳结构的定域制备,为超疏水表面的应用提供了一种新的技术手段。

关键词：微纳结构超疏水表面定域加工复合工艺激光电沉积

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排水机器人水泵变幅机构铰点位置多目标优化

机械设计与研究 2024年第1期40卷 79-83页

作者：李金川张勇丁鑫王国宝江苏徐工工程机械研究院有限公司江苏徐州221004

阐述一种排水机器人新型水泵变幅机构的工作原理。针对方案样机的水泵变幅机构运动过程中驱动油缸大小腔受力过大的问题,利用D-H齐次变换矩阵建立水泵变幅机构的运动学和静力学模型。根据油缸闭锁力和驱动力不同的特点,提出确定水泵变... 详细信息

阐述一种排水机器人新型水泵变幅机构的工作原理。针对方案样机的水泵变幅机构运动过程中驱动油缸大小腔受力过大的问题,利用D-H齐次变换矩阵建立水泵变幅机构的运动学和静力学模型。根据油缸闭锁力和驱动力不同的特点,提出确定水泵变幅机构关键铰点位置的多目标优化计算方法,对水泵变幅机构的关键铰点位置进行优化设计,利用动力学软件进一步验证优化计算模型。研究结果表明:优化后主油缸的最大拉力降幅达16.3%、最大推力降幅达16.6%,油缸受力分布趋于合理;所提出的水泵变幅机构计算模型正确;优化方法具有收敛速度快、稳定性好等特点;水泵变幅机构优化计算结果为方案样机改进提供了依据。

关键词：水泵变幅机构排水机器人铰点位置 D-H齐次变换多目标优化

盾构排浆管道内块石流速分析与沉积临界泥浆流速公式推导

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隧道建设（中英文） 2024年第S1期44卷 131-138页

作者：田公明田冶平向代刚甘虎刘炜三川德青工程机械有限公司湖北宜昌443005 绍兴市轨道交通集团有限公司浙江绍兴312000

为了明晰排浆管道内各种块石的流速情况,探讨块石沉积形成的管道堵塞和泥浆流速的关系,首先,根据流体力学基本方程推导出泥浆液动力计算式;然后,从运动力学角度对水平、斜向上、斜向下、垂直向上管道内的石块取最难排出的状态进行受力分... 详细信息

为了明晰排浆管道内各种块石的流速情况,探讨块石沉积形成的管道堵塞和泥浆流速的关系,首先,根据流体力学基本方程推导出泥浆液动力计算式;然后,从运动力学角度对水平、斜向上、斜向下、垂直向上管道内的石块取最难排出的状态进行受力分析;最后,对不同形状、不同粒径石块,在不同倾斜角度的泥浆通道内随泥浆流动,达到受力平衡时和泥浆流速差值计算公式进行推导,进而分析推导出各种块石沉积临界泥浆流速计算公式,并设定工程数据试算。得出以下结论:1)不同尺寸、不同形状、不同密度的块石在不同倾角排浆管道内差速流动、流动速度自动分级、沉积临界泥浆流速不同;2)密度小、体积小的块石运动速度快、沉积临界泥浆流速小;3)相同重量、密度的块石,球形的运动速度最快、沉积临界泥浆流速最小,正方体形的次之,长条形的运动速度最慢、沉积临界泥浆流速最大,长径比越大流速越慢、沉积临界泥浆流速越大;4)同一块石,在向下管道流速最快、沉积临界泥浆流速最小,水平管道次之,在垂直上升管道流速最小、沉积临界泥浆流速最大。重点控制始发井和地面垂直向上管道内的泥浆流速至关重要。通过计算以适用经济的泥浆流速来预防排泥管道堵塞。

关键词：泥水盾构排浆管道泥浆液动力恒定速率状态差速流动流速自动分级流速差块石沉积临界泥浆流速

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非开挖水平定向钻进技术在尾矿排渗中的应用

工程机械 2024年第1期55卷 183-188+13页

作者：徐彬彬靳超许智华无锡市钻通工程机械有限公司

尾矿坝堆积到一定高度后，会出现浸润线过高，抗滑稳定性或渗透稳定性不符合要求的问题，需要进行排渗处理。由于浸润线的高低不同且其纵截面呈弧形分布，布设的排渗管必须与浸润线保持一致或者近似一致。基于水平定向钻进技术所具有的... 详细信息

尾矿坝堆积到一定高度后，会出现浸润线过高，抗滑稳定性或渗透稳定性不符合要求的问题，需要进行排渗处理。由于浸润线的高低不同且其纵截面呈弧形分布，布设的排渗管必须与浸润线保持一致或者近似一致。基于水平定向钻进技术所具有的无需开挖，可按照预设轨迹钻进，效率高、精度高、成本低的特点，提出将非开挖水平定向钻进技术应用于尾矿坝排渗管的铺设中。分析非开挖水平定向钻进的技术特点及其工艺流程，以某尾矿坝排渗管铺设为例，介绍铺设方法。实际应用效果表明，非开挖水平定向钻进技术可以有效提高尾矿坝铺设排渗管的效率，提高排渗管的相对位置精度，缩短施工周期，降低施工成本，具有较高的应用前景及经济价值。

关键词：尾矿非开挖水平定向钻进导向仪导向钻头排渗管

基于双加权不平衡矩阵分类器的机械故障诊断方法

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机械工程学报 2024年第3期60卷 170-180页

作者：潘海洋徐海锋郑近德童靳于张飞斌安徽工业大学机械工程学院马鞍山243032 清华大学机械工程系北京100084 频率探索智能科技江苏有限公司常州213000

针对机械故障样本数量不平衡情景下的故障诊断模型存在精度与泛用性不高的问题,借鉴模糊属性理论获取强监督模型的思想,设计了一种双加权不平衡矩阵分类器(Twin weighted imbalanced matrix classifier,TWIMC)。TWIMC通过使用基于样本... 详细信息

针对机械故障样本数量不平衡情景下的故障诊断模型存在精度与泛用性不高的问题,借鉴模糊属性理论获取强监督模型的思想,设计了一种双加权不平衡矩阵分类器(Twin weighted imbalanced matrix classifier,TWIMC)。TWIMC通过使用基于样本不均衡度的模糊隶属函数调节每个样本的权重,以增强对少数类样本的关注,平衡模型对所有类别样本的倾向性。同时,TWIMC依靠先验知识对核范数的奇异值进行权值分配,利用较大阈值过滤较小奇异值,进而保留矩阵样本的强关联低秩信息。最后,利用滚动轴承和齿轮故障数据集对所提方法进行验证,实验结果显示,TWIMC在不同不平衡比条件下均表现突出,展示了优异的机械故障诊断与分类性能。

关键词：双加权不平衡矩阵分类器支持矩阵机模糊隶属函数不平衡样本故障诊断

21700锂离子电池在不同SOC下的热失控实验研究

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汽车安全与节能学报 2024年第2期15卷 218-225页

作者：朱亚宁张振东盛雷陈龙朱泽华付林祥毕青上海理工大学机械工程学院上海200093 常州兴炫德智能制造有限公司常州213000

为提升电池热安全、减少新能源汽车热灾害,揭示不同荷电状态(SOC)下对电池热失控危害的影响机制。在SOC为100%~0%几个荷电状态下研究了21700锂电池的热失控特性,包括电池在热失控当中的表面温度、工作电压、质量损失、能量、TNT当量和... 详细信息

为提升电池热安全、减少新能源汽车热灾害,揭示不同荷电状态(SOC)下对电池热失控危害的影响机制。在SOC为100%~0%几个荷电状态下研究了21700锂电池的热失控特性,包括电池在热失控当中的表面温度、工作电压、质量损失、能量、TNT当量和破坏半径等。结果表明:电池的温升幅度随SOC的增大而升高,高电量电池热失控触发所需的时间更短,100%SOC电池在603 s触发热失控,相比于25%SOC缩短了59.1%,其危险系数更大;SOC越大,电池热失控后的质量损失也越大;电池热失控过程释放的能量、TNT当量与破坏半径均随SOC的增加而增大,电池的热失控危害性与SOC之间呈现出正相关关系。

关键词：锂离子电池荷电状态(SOC) 热失控破坏半径

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电动汽车充电桩的气动噪声分析和优化

浙江大学学报（工学版） 2024年第4期58卷 799-807页

作者：潘琦江丙云陈云国创移动能源创新中心(江苏)有限公司江苏常州213166 浙江大学机械工程学院浙江杭州310027

分析180 kW大功率直流充电桩在不同工况下的气动噪声特性,进行整桩的降噪优化设计.采用计算流体力学(CFD)与计算气动声学(CAA)分步耦合仿真的方法,分析整桩的噪声频谱和声场分布规律;开展整桩试验测试,验证仿真的精确性;对比、分析不同... 详细信息

分析180 kW大功率直流充电桩在不同工况下的气动噪声特性,进行整桩的降噪优化设计.采用计算流体力学(CFD)与计算气动声学(CAA)分步耦合仿真的方法,分析整桩的噪声频谱和声场分布规律;开展整桩试验测试,验证仿真的精确性;对比、分析不同降噪方案的降噪性能,并进行方案的试验验证.结果显示,整桩噪声主频为830 Hz,整桩噪声次频为650 Hz,分别与电源模块风扇以及系统风扇的叶片通过频率重合;在电源模块进风口布置吸音棉能够有效消除整桩噪声第三、第四峰值频率幅值;在系统风扇出风口布置吸音棉能够使整桩A计权声压级总值降低约1.2 dB;相同布置位置,在保证散热的同时增加吸音棉厚度的降噪效果不显著,整桩A计权声压级总值降低不足1.0 dB.

关键词：气动噪声散热风扇充电桩降噪优化