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深部巷道围岩分区破裂带理论及试验对比研究

地下空间与工程学报 2024年第4期20卷 1180-1190页

作者：黎林梅涂一郎曾宪任谢洪阳南昌航空大学土木建筑学院南昌330063 湖南科技学院智能制造学院湖南永州425199 九江学院机械与智能制造学院江西九江332005

深部岩体巷道围岩分区破裂化现象形成机制一直存在较大争议。本文从应力波传播的角度对此问题进行了理论探索。以半圆型巷道围岩为对象,建立了巷道围岩应力波传播物理模型。对围岩区域波动方程进行了求解,得到巷道围岩区域应力波幅值分... 详细信息

深部岩体巷道围岩分区破裂化现象形成机制一直存在较大争议。本文从应力波传播的角度对此问题进行了理论探索。以半圆型巷道围岩为对象,建立了巷道围岩应力波传播物理模型。对围岩区域波动方程进行了求解,得到巷道围岩区域应力波幅值分布呈波动衰减变化特征,创新性地提出了巷道围岩分区破裂带宽度及理论深度。以丁集矿井为对象,对其围岩分区中心半径进行理论计算并与实测结果进行对比研究,大部分分区半径吻合度较好。本文的研究成果对巷道围岩分区破裂化理论有一定的推进作用。

关键词：应力波波动方程巷道围岩分区破裂实测对比

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虚拟负电感控制的高频段参数整定方法

电力系统及其自动化学报 2024年第1期36卷 71-79页

作者：曹敏黄锦敬湛江科技学院智能制造学院湛江524094

随着直流微电网电力电子化程度的提高,多变换器在硬件和算法上的深度耦合会直接影响电网电压的稳定。为了分析恒功率负载引起电压振荡的机理,建立直流微电网复频域模型并推导电压稳定的约束条件。在此基础上构建虚拟负电感补偿环节以抵... 详细信息

随着直流微电网电力电子化程度的提高,多变换器在硬件和算法上的深度耦合会直接影响电网电压的稳定。为了分析恒功率负载引起电压振荡的机理,建立直流微电网复频域模型并推导电压稳定的约束条件。在此基础上构建虚拟负电感补偿环节以抵消LC滤波器电感对电压稳定的影响,从而满足约束条件并抑制系统的电压振荡,并对虚拟负电感的高频段补偿方法和工程设计方法及参数选择依据进行研究。最后,采用奈奎斯特判据分析直流微电网的稳定性,并通过实验验证了所提算法的有效性。

关键词：虚拟负电感恒功率负载负阻抗特性电压振荡

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恒流与恒压双路输出WPT系统研究

电源学报 2024年

作者：周学斌董康帅杨林河南师范大学电子与电气工程学院湖南科技学院智能制造学院

为了解决大多数双路输出无线电能传输(wireless power transfer， WPT)系统中不必要的交叉耦合、空间利用率低、需要额外的补偿元件等问题，本文采用了电路解耦方法，建立了恒流和恒压双路输出WPT系统，该系统可以实现近零相位角(zero p... 详细信息

为了解决大多数双路输出无线电能传输(wireless power transfer， WPT)系统中不必要的交叉耦合、空间利用率低、需要额外的补偿元件等问题，本文采用了电路解耦方法，建立了恒流和恒压双路输出WPT系统，该系统可以实现近零相位角(zero phase angle， ZPA)特性下负载无关的恒流和恒压输出及零电压开关(zero voltage switching， ZVS)。在此基础上，建立了T型解耦电路和恒流与恒压双路输出WPT系统理论模型，同时进行了数学理论推导，验证所提出系统的正确性。此外，对系统进行了仿真验证，仿真结果与理论推导一致。最后，设计了系统磁耦合器，搭建了一台工作频率85kHz，恒流输出5A，恒压输出60V的实验样机。实验结果验证了理论分析的正确性，系统最大效率可达 93.4%。

关键词：无线电能传输双路输出恒流恒压零电压开关

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考虑节能减排的生产系统多级机会维修策略

昆明理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：李冀晖林志健梁丽莎黄锦敬湛江科技学院智能制造学院

设备性能退化往往会导致生产能耗、污染物排放的增加，而已有的预防性维修策略研究很少考虑环保因素，为减少生产活动对环境的影响，提出考虑节能减排的生产系统多级机会维修策略。构建设备累积役龄与生产能耗和污染物排放的关系，以生... 详细信息

设备性能退化往往会导致生产能耗、污染物排放的增加，而已有的预防性维修策略研究很少考虑环保因素，为减少生产活动对环境的影响，提出考虑节能减排的生产系统多级机会维修策略。构建设备累积役龄与生产能耗和污染物排放的关系，以生产停歇为外部维修机会，当设备计划维修点落入外部机会区间时采取机会维修，否则停机维修，以设备寿命周期内的综合费用率最低为目标，首先优化得到各设备的最佳预防性维修次数。在此基础上，考虑设备间的维修相关性，对落入组内机会区间的相关设备一同维修，对未能利用生产停歇进行维修的设备采取停机维修，同时考虑停机机会对其余设备的影响。以一定时期内系统的能耗成本、排放成本、设备维修成本综合最小为优化目标，以机会维修阀值为决策变量，最后设计算法并通过算例验证该模型的有效性。

关键词：节能减排机会维修预防性维修生产能耗维修相关性

多策略相结合粒子群算法求解作业车间调度问题

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计算机集成制造系统 2024年

作者：罗哲朱光宇杨志锋王志堂吴思杰湖南科技学院智能制造学院福州大学机械工程及自动化学院莆田学院工程实训中心

为提高多目标作业车间调度问题的求解质量，提出一种多策略相结合的多目标粒子群优化算法（multiple-strategy multi-objective particle swarm optimization， MS＿MOPSO），该算法采用粒子群算法与灰狼算法协同进化的种群搜索模式，... 详细信息

为提高多目标作业车间调度问题的求解质量，提出一种多策略相结合的多目标粒子群优化算法（multiple-strategy multi-objective particle swarm optimization， MS＿MOPSO），该算法采用粒子群算法与灰狼算法协同进化的种群搜索模式，实现搜索的有效性；并设计了一种基于平均Fréchet距离的曲线相似度匹配与Pareto支配相结合的领导个体选择机制，来引导群体的进化，实现搜索方向的合理性，另外，为了增强算法的局部搜索能力，采用具有3种邻域结构的变邻域搜索方法来平衡算法的搜索范围。通过与另外4种算法对18组基准实例进行仿真实验，验证了所提算法的有效性；最后，将所提算法与QUEST物流仿真软件相结合，以具体加工为例，分析得到最终合理排产方案。

关键词：作业车间调度粒子群算法多策略结合多目标优化

Mg-1Ge-1In镁空气电池阳极的放电性能研究

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功能材料 2024年第8期55卷 8162-8169页

作者：阴明庞雅琪山西电子科技学院智能制造学院山西临汾041000

提出了一种利用锗和铟在镁中的固溶度差异调控Mg-1Ge-1In合金显微组织的策略。经过均匀化退火处理,合金中的Mg_(2)Ge相呈现出连续的网络状结构。Mg-1Ge-1In合金展现出优异的阳极放电性能,包括低至2.48 mm/y的腐蚀速率、在1 mA/cm^(2)放... 详细信息

提出了一种利用锗和铟在镁中的固溶度差异调控Mg-1Ge-1In合金显微组织的策略。经过均匀化退火处理,合金中的Mg_(2)Ge相呈现出连续的网络状结构。Mg-1Ge-1In合金展现出优异的阳极放电性能,包括低至2.48 mm/y的腐蚀速率、在1 mA/cm^(2)放电电流下达-1.70 V的放电电压,以及在10 mA/cm^(2)放电1 h后高达59.49%的阳极利用率。此外,在5 mA/cm^(2)的放电条件下,Mg-1Ge-1In合金能维持稳定电压,表面呈现层状剥落现象;但当放电电流增至10 mA/cm^(2)时,其放电电压减小且放电稳定性降低。Mg-1Ge-1In合金的放电活化机理基于Mg_(2)Ge相的电偶效应与In原子的氧化-还原循环,放电活性位点正是源于Mg_(2)Ge相与镁基体间的连续网状界面,而In元素的加入则进一步增强了镁基体表面的活化,两者协同作用,确保了放电反应的稳定持续进行。

关键词：镁合金显微组织放电性能放电形貌活化机理

基于频率切换的S/LCL补偿恒流恒压型WPT系统研究

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河南师范大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 17-24页

作者：杨林邵帅余文彦周学斌河南师范大学电子与电气工程学院河南新乡453007 湖南科技学院智能制造学院湖南永州425199

由于传统的插入式系统结构繁杂且频繁插拔容易发生电火花等危险,因此无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统凭借其固有的优势得到了广泛的研究,逐渐融入各种工业应用中.为了确保电池的性能及使用寿命,有效地为电池提供所需的... 详细信息

由于传统的插入式系统结构繁杂且频繁插拔容易发生电火花等危险,因此无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统凭借其固有的优势得到了广泛的研究,逐渐融入各种工业应用中.为了确保电池的性能及使用寿命,有效地为电池提供所需的恒定充电电流和恒定充电电压是非常必要的.然而在充电过程中,电池的等效电阻会发生显著变化从而导致系统很难在近似零相位角(zero phase angle,ZPA)运行下同时实现与负载无关的恒流输出和恒压输出.鉴于此,提出1种基于S/LCL补偿的WPT系统,该系统可以在2个固定频率下实现具有ZPA运行的恒流和恒压输出.最后,搭建了1台恒流充电为3 A和恒压充电为80 V的验证性实验样机,验证了所设计的WPT系统的正确性和可行性.

关键词：无线电能传输 S/LCL 零相位角恒流输出恒压输出

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汽车油管螺栓挤孔冲头磨损分析与优化

锻压技术 2024年第4期49卷 41-47页

作者：张海燕湛江科技学院智能制造学院广东湛江524037

针对汽车油管螺栓孔成形时挤孔冲头受力大、表面磨损严重的问题,借助Deform-3D软件对油管螺栓的挤孔成形过程进行数值仿真,对冲头表面的磨损情况进行预测和优化。对油管螺栓原材料(40CrNiMoA钢)的常温力学特性进行了研究,并拟合得到了J-... 详细信息

针对汽车油管螺栓孔成形时挤孔冲头受力大、表面磨损严重的问题,借助Deform-3D软件对油管螺栓的挤孔成形过程进行数值仿真,对冲头表面的磨损情况进行预测和优化。对油管螺栓原材料(40CrNiMoA钢)的常温力学特性进行了研究,并拟合得到了J-C本构方程,从而为仿真试验结果的准确性提供了保障;研究了冲头材料(M2钢)和涂层材料(TiAlN)在不同温度下的硬度及磨损系数的变化规律,建立了可靠的磨损模型;比较了3种不同结构冲头的磨损、受力和温度变化等情况,确定了更利于金属流动的冲头结构;研究了表面涂层技术对各冲头表面磨损的影响,并对冲头寿命进行了预测。研究结果表明:锥面冲头的效果最好,使用寿命最长,并且经过涂层处理后,冲头寿命提高至原来的2.08倍。

关键词：油管螺栓挤孔 J-C本构方程冲头结构表面涂层技术

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钛合金K-TIG深熔焊热源开发与数值仿真

稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 692-700页

作者：李岩李艳彪刘琪杨冰冰张璐霞吴志生太原科技大学材料科学与工程学院山西太原030024 山西电子科技学院智能制造产业学院山西临汾041000

K-TIG是在传统TIG焊基础上,将焊接电流提高到300 A甚至更高并配合钨极冷却系统形成“匙孔”效应,最终实现大熔深的焊接工艺方法。K-TIG焊缝熔宽相对于等离子和激光焊接等焊接方法较宽,熔池体积较大。传统的热源模型不适合K-TIG焊热源分... 详细信息

K-TIG是在传统TIG焊基础上,将焊接电流提高到300 A甚至更高并配合钨极冷却系统形成“匙孔”效应,最终实现大熔深的焊接工艺方法。K-TIG焊缝熔宽相对于等离子和激光焊接等焊接方法较宽,熔池体积较大。传统的热源模型不适合K-TIG焊热源分布特点,基于SYSWELD仿真平台和钛合金K-TIG焊接实验结果,开发钛合金K-TIG深熔焊数值仿真组合热源模型。结果表明,双椭球热源分配系数取0.75,作用深度取4 mm时,仿真熔池与实际接头横截面相符,正面熔宽为12 mm,且背部熔宽为5 mm。温度热循环曲线和残余应力有限元仿真结果与实验结果基本一致,验证了所建立的K-TIG热源模型的准确性。

关键词：钛合金 K-TIG 数值模拟热源开发组合热源