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基于多尺度模拟的SLM金属件疲劳性能预测

中国机械工程 2025年

作者：周金宇陈逸飞金陵科技学院机电工程学院江苏理工学院机械工程学院江苏沙钢集团有限公司

疲劳性能难以定量调控的技术瓶颈，严重制约金属增材构件的批量生产和推广应用。为研究金属选区激光熔化(SLM)工艺参数、成形件微结构及疲劳性能之间的关系，建立“工艺—微结构—性能”三元多尺度数值模型。为了分析不同工艺参数下温... 详细信息

疲劳性能难以定量调控的技术瓶颈，严重制约金属增材构件的批量生产和推广应用。为研究金属选区激光熔化(SLM)工艺参数、成形件微结构及疲劳性能之间的关系，建立“工艺—微结构—性能”三元多尺度数值模型。为了分析不同工艺参数下温度场、速度场和气孔缺陷的演化过程，首先研究了考虑反冲力等多物理场耦合现象的介观熔池动力学过程。其次，利用熔池温度场数据，基于元胞自动机模型得到代表性体积元(RVE)的微观结构分布，并由此阐述了工艺参数对晶粒尺寸和缺陷特征的影响。最后，利用应力强度因子评价了不同工艺参数下缺陷的危险程度，并预测了相应RVE的宏观疲劳强度。研究结果表明，所建立的多尺度模型有效预测了不同工艺参数下SLM金属构件的疲劳性能，可为SLM工艺参数优化提供技术参考。

关键词：选区激光熔化气孔缺陷熔池动力学元胞自动机疲劳性能

基于同态加密和K-means聚类算法的用户充电模式聚类和需求响应潜力评估

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电力自动化设备 2025年

作者：杨景旭郑楷洪周尚礼曾璐琨南方电网数字电网集团有限公司

为解决利用单充电站数据进行用户充电模式提取不准确、不全面的问题，提出在保证用户隐私安全的前提下充分利用区域内多个充电站充电数据来提取用户的充电模式，基于同态加密和K-means聚类算法提出用户充电模式聚类模型和需求响应潜力... 详细信息

为解决利用单充电站数据进行用户充电模式提取不准确、不全面的问题，提出在保证用户隐私安全的前提下充分利用区域内多个充电站充电数据来提取用户的充电模式，基于同态加密和K-means聚类算法提出用户充电模式聚类模型和需求响应潜力评估方法。综合考虑不同充电模式在起始充电时间、充电时长和充电功率方面的差异，提出充电模式综合误差作为新的充电模式聚类标准，基于此提出基于手肘法的最优聚类数确定方法。提出了基于同态加密算法的用户充电模式提取方案，阐述了方案的参与主体、密钥和随机数管理、数据链式加密操作、算法步骤。提出了综合考虑用户日充电频率、充电模式的需求响应时段重合度、充电功率以及充电概率的用户需求响应潜力评估和排序方法，基于此提出充电站充电负荷需求响应潜力计算方法。通过算例验证了所提方法的有效性。

关键词：电动汽车同态加密充电模式需求响应充电站聚类 K-means聚类算法

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食叶草蛋白的提取工艺及其性质研究

食品与发酵工业 2025年第1期51卷 189-198页

作者：高思聪黄文选黄志超缪铭江南大学食品学院江苏无锡214122 秦皇岛森源投资集团有限公司河北秦皇岛066199

食叶草是一种潜在的优质植物蛋白质来源,该研究旨在优化食叶草蛋白的提取工艺,实现食叶草的高值化利用。本研究采用乙醇预处理结合碱溶酸沉法提取食叶草蛋白,并采用响应面试验对提取工艺进行优化。优化后的最佳工艺条件为:碱溶温度81.12... 详细信息

食叶草是一种潜在的优质植物蛋白质来源,该研究旨在优化食叶草蛋白的提取工艺,实现食叶草的高值化利用。本研究采用乙醇预处理结合碱溶酸沉法提取食叶草蛋白,并采用响应面试验对提取工艺进行优化。优化后的最佳工艺条件为:碱溶温度81.12℃,加碱量10.57 g/L,料液比1∶34.04(g∶mL),pH 3.5。在此条件下,食叶草蛋白得率为(63.26±1.01)%,纯度为(81.63±2.35)%。对食叶草蛋白结构特征进行分析,圆二色谱结果显示食叶草蛋白的α-螺旋和无规卷曲含量较高,分别为36.1%和52.5%,这可能表明其表面疏水性较高;荧光光谱显示食叶草蛋白在345 nm出现最大荧光吸收峰,表明其色氨酸残基微环境非极性较强;扫描电镜结果显示食叶草蛋白较为聚集,呈堆积状。通过考察食叶草蛋白的功能性质,发现其在碱性条件下具有良好的溶解性和乳化性,但起泡性较差。该研究将为食叶草蛋白在后续食品工业生产中的应用提供数据支撑。

关键词：食叶草叶蛋白提取工艺结构特征功能性质

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中国钢铁工业演化和铁矿石供需展望

中国矿业 2025年

作者：张松波张磊蔡启端孙鹏郭晓霜王舒然万磊胡毓茜中国矿产资源集团有限公司

在世界百年未有之大变局下，各国对铁矿石等战略性矿产资源愈加重视。中国钢铁工业在建设和改革过程中逐步形成了以长流程为主、冶炼装备大型化的技术特征，以及沿海沿江的市场指向型工业布局，铁矿石成为中国钢铁工业的最重要原料之一... 详细信息

在世界百年未有之大变局下，各国对铁矿石等战略性矿产资源愈加重视。中国钢铁工业在建设和改革过程中逐步形成了以长流程为主、冶炼装备大型化的技术特征，以及沿海沿江的市场指向型工业布局，铁矿石成为中国钢铁工业的最重要原料之一。在新的历史背景下，综合考虑经济增长动能和结构、城镇化和工业化、人口及产业政策等因素，总体判断，中国钢铁的生产与需求已进入峰值平台期，呈缓慢下降趋势，将进入“减量发展、存量竞争”的高质量发展时代。结合人均粗钢消费“S”形规律和基于下游行业需求等方法，预测2030年和2035年粗钢产量分别为8.98亿t和8.25亿t，铁矿石需求量（折合TFe：62%）将下降至9.96亿t和8.14亿t。根据国内铁矿规划预计2030年和2035年国产精矿产能将分别提升至3.44亿t/年和3.79亿t/年。中国铁矿石需求将随钢铁消费下降和废钢供应上升而下降，而由于国产矿产能提升，进口铁矿石总量和比例将有所下降。在行业发展趋势下，建议一是在减量发展背景下，中国钢铁工业引导钢铁企业优化产品结构和产能“走出去”；二是钢铁企业需推动技术革新，顺应供需变化，促进供需平衡，调整原料结构；三是完善铁矿石的探产供储销统筹和衔接体系，确保钢铁及铁矿石产业链供应链安全。

关键词：钢铁工业铁矿石需求预测战略性矿产资源钢铁消费

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敞开式锂电池模块风冷散热研究

电源学报 2025年

作者：田刚领罗军陈晨李铜赵晓亮平高集团储能科技有限公司平高集团有限公司

温度是影响锂电池储能系统安全和运行效率的主要因素之一，良好的热管理设计有助于改善储能系统电芯运行温度环境，是高安全、高效储能系统的基本保障。为改善电芯运行温度环境，本文设计了一种锂电池储能系统用敞开式风冷散热电池模块... 详细信息

温度是影响锂电池储能系统安全和运行效率的主要因素之一，良好的热管理设计有助于改善储能系统电芯运行温度环境，是高安全、高效储能系统的基本保障。为改善电芯运行温度环境，本文设计了一种锂电池储能系统用敞开式风冷散热电池模块，采用数值模拟方法探究了风扇的风量、散热口琴管截面布局以及电芯与口琴管接触导热系数等对风冷电池模块散热性能的影响。结果表明，风扇风量由0.2 m3/min增大到2.4 m3/min时，电池模块最高温度和最低温度均先明显下降后趋于平衡，电池模块最大温差由9.3 ℃降低到6.6 ℃，降低了2.7 ℃；电池模块散热口琴管截面由均布优化为分区布局后，口琴管风量分配合理性提高，风扇风量为2.0 m3/min条件下，电池模块最大温差由6.8 ℃降低到了4.5 ℃，温差缩小了33.8%；一定范围内通过增大电芯与口琴管间的接触导热系数，可以有效降低电池模块的整体温升。

关键词：锂电池敞开式电池模块热管理仿真优化

基于GEP的螺旋肋FRP筋与混凝土间黏结强度预测

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复合材料科学与工程 2025年

作者：胡聪杨浪绍兴轨道交通集团有限公司

黏结强度是评价纤维增强树脂复合材料（FRP）与混凝土黏结性能的重要指标。由于影响因素过多，相关规范及研究人员建立的数学模型黏结强度预测精度较低。为解决上述问题，搜集相关参考文献建立包含81组螺旋肋FRP筋与混凝土间黏结强度的... 详细信息

黏结强度是评价纤维增强树脂复合材料（FRP）与混凝土黏结性能的重要指标。由于影响因素过多，相关规范及研究人员建立的数学模型黏结强度预测精度较低。为解决上述问题，搜集相关参考文献建立包含81组螺旋肋FRP筋与混凝土间黏结强度的数据库，并基于基因表达式编程（GEP）算法建立数学预测模型。将GEP模型与基于试验数据拟合得到的数学公式进行了横向对比，评估指标包括决定系数(R2)、平均绝对误差（MAE）与均方误差（RMSE）。研究结果表明：基于GEP的黏结强度预测模型的R2、MAE与RMSE分别为0.867、1.510与1.853。相比于现有的精度最高的预测模型，基于GEP的预测模型R2提高了39.39%，MAE减少了31.79%，RMSE减少了27.48%。

关键词：螺旋肋FRP筋基因表达式编程黏结强度预测模型混凝土

构型熵对稀土锆酸盐陶瓷抗CaO-MgO-Al2O3-SiO2侵蚀性能的影响

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硅酸盐学报 2025年

作者：王晓波贺智勇杨潇王峰李江涛张启富钢铁研究总院有限公司中国钢研科技集团有限公司中国科学院理化技术研究所

随着航空涡轮发动性能的提高，涡轮进气温度不断攀升（＞1300 ℃），传统的YSZ热障涂层将不能满足使用要求，稀土锆酸盐陶瓷材料以其优异的特性，被认为是最有希望成为下一代热障涂层的候选材料。通过无压固相烧结工艺在1650 ℃保温10 ... 详细信息

随着航空涡轮发动性能的提高，涡轮进气温度不断攀升（＞1300 ℃），传统的YSZ热障涂层将不能满足使用要求，稀土锆酸盐陶瓷材料以其优异的特性，被认为是最有希望成为下一代热障涂层的候选材料。通过无压固相烧结工艺在1650 ℃保温10 h条件下制备了Y2Zr2O7、(Y0.5Gd0.5)2Zr2O7、(Y0.33Gd0.33Er0.33)2Zr2O7、(Y0.25Gd0.25Er0.25Yb0.25)2Zr2O7、(Y0.2Gd0.2Er0.2Yb0.2Lu0.2)2Zr2O75种稀土锆酸盐陶瓷，旨在研究构型熵对稀土锆酸盐陶瓷抗CaO-MgO-Al2O3-SiO2（CMAS）侵蚀性能的影响。研究结果表明：(Y0.2Gd0.2Er0.2Yb0.2Lu0.2)2Zr2O7抗CMAS侵蚀性能最好，1300 ℃保温5 h侵蚀条件下，侵蚀深度仅为22 μm。利用5种稀土锆酸盐陶瓷的组分离子半径和光学碱度对其抗CMAS侵蚀性能进行了综合分析，结果显示：离子半径和光学碱度对稀土锆酸盐陶瓷抗CMAS侵蚀性能均有一定影响。将5种稀土锆酸盐陶瓷粉体与CMAS混合烧结，利用XRD、SEM、EDS对反应产物进行了表征，稀土锆酸盐陶瓷与CMAS主要反应产物为近球形的RE-ZrO2和针柱状晶体RE-apatite （RE: Y， Gd， Er， Yb， Lu），其中RE-apatite有利于减缓CMAS的侵蚀程度，提高稀土锆酸盐陶瓷抗CMAS侵蚀性能。此外，对稀土锆酸盐陶瓷抗CMAS侵蚀机理进行了分析，当稀土锆酸盐陶瓷与CMAS反应时，通过“溶解–再沉淀”机制结晶生成RE-ZrO2和RE-apatite形成致密层，阻止CMAS进一步侵蚀的作用。

关键词：稀土锆酸盐陶瓷构型熵高熵陶瓷热障涂层

川西南浅表地层天然气富集规律与隧道工程适应性研究

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隧道建设(中英文) 2025年

作者：石疏桐苏培东幸小兵李有贵陈明浩邱鹏王安春西南石油大学地球科学与技术学院蜀道投资集团有限公司中铁二院工程集团有限公司

针对川西南地区浅表地层天然气对隧道工程产生较大影响的问题，本文依托成眉线工程，运用地质分析、工程地质勘探方法，通过封孔聚气试验、分层检测试验，分析了成眉线工区浅表层天然气分布特征及其控制因素，揭示了研究区浅表层天然气... 详细信息

针对川西南地区浅表地层天然气对隧道工程产生较大影响的问题，本文依托成眉线工程，运用地质分析、工程地质勘探方法，通过封孔聚气试验、分层检测试验，分析了成眉线工区浅表层天然气分布特征及其控制因素，揭示了研究区浅表层天然气富集规律，并结合成眉线隧道工程分析了浅层天然气富集对隧道建设的工程效应及对策。研究结论：（1）深部天然气更倾向于通过断层、节理裂隙运移至浅地表，在以黏土为盖层，卵石层为储层的第四系特殊储盖组合中形成天然气浓度较高的富集体。（2）成眉线隧道工程高浓度区均位于卵石层中，低浓度区主要分布在强风化泥岩及部分卵石层中，微浓度区主要分布在完整泥岩及上覆黏土层较薄的卵石层中。（3）浅层天然气的存在不仅对隧道工程的施工安全、成本和施工工期产生了影响，对工程勘察也成为一大挑战，遇到浅层天然气问题需要对隧道设计及方案进行调整、提出防治措施建议、制定运营维护方案。

关键词：浅层天然气隧道工程富集规律工程效应

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高铁低铜萃余液铜回收研究

有色金属（冶炼部分） 2025年第1期 1-6,33页

作者：刘琦孙贯永郭持皓梁东东李拓夫袁朝新矿冶科技集团有限公司北京100160

浸出—萃取—反萃—电积工艺中,残留在萃余液中的铜具有很高的回收价值。针对现有研究在机理和产物形貌方面分析的不足,开展了置换法从高铁低铜萃余液中回收铜的研究。系统考察时间、温度、加料方式、铁粉用量等条件对置换效果的影响,... 详细信息

浸出—萃取—反萃—电积工艺中,残留在萃余液中的铜具有很高的回收价值。针对现有研究在机理和产物形貌方面分析的不足,开展了置换法从高铁低铜萃余液中回收铜的研究。系统考察时间、温度、加料方式、铁粉用量等条件对置换效果的影响,实现了铜的高效置换回收。研究表明:在20℃机械搅拌30 min条件下,一次加入用量为Cu^(2+)完全反应所需理论用量7倍的铁粉,Cu^(2+)和Fe^(3+)的转化率分别为99.96%和95.86%,而H+转化率仅为2.37%。对试验结果进行热力学分析,发现反应的优先顺序和限度与热力学计算结果具有一致性。产物铜形貌表征分析表明,产物海绵铜主要由海绵状和类球状两种结构组成。

关键词：铜回收萃余液置换海绵铜

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