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基于二维切削的SiCp/Al复合材料表面损伤形成机制研究

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表面技术 2024年第8期53卷 145-155页

作者：毋宇超郭淼现郭维诚周金强上海理工大学机械工程学院上海200093 上海航天设备制造总厂有限公司上海200245

目的研究SiCp/Al复合材料切削过程中的表面损伤形成机制。方法以SiCp/Al复合材料为研究对象,展开基于二维切削的仿真和实验研究,建立了包含铝合金2A14、SiC增强颗粒以及界面特性的SiCp/Al切削仿真模型,对作用于不同SiC颗粒部位的材料表... 详细信息

目的研究SiCp/Al复合材料切削过程中的表面损伤形成机制。方法以SiCp/Al复合材料为研究对象,展开基于二维切削的仿真和实验研究,建立了包含铝合金2A14、SiC增强颗粒以及界面特性的SiCp/Al切削仿真模型,对作用于不同SiC颗粒部位的材料表面缺陷进行分析;接着利用高速直线电机搭建能映射二维切削条件的实验平台,在不同材料去除条件下,利用扫描电子显微镜和白光干涉仪对切削表面形貌进行测试,分析和验证切削表面损伤形成条件。结果SiCp/Al复合材料切削表面损伤机理取决于SiC颗粒相对刀具切削路径的位置:当刀尖作用在SiC颗粒的顶部时,表面损伤主要为基体撕裂、颗粒破碎;当刀尖作用在SiC颗粒的中部时,表面损伤为颗粒破碎导致的裂纹和凹坑;当刀尖作用在SiC颗粒的底部时,表面损伤为颗粒拔出导致的凹坑。随着切削深度的增大,凹坑逐渐增多,表面粗糙度随之增大。结论利用二维切削模型仿真方法和高速直线电机实验,可以有效研究复合材料切削损伤形成机制。SiC颗粒相对刀具切削路径的位置不同会导致切削损伤不同;SiCp/Al复合材料表面质量会随着切削速度的提升而有所提高。

关键词： SiCp/Al复合材料高速直线电机切削仿真表面损伤去除机制表面质量

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橡胶沥青施工黏度的多尺度特性

高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 1-11页

作者：于晓晓王珊珊俞炜王仕峰上海交通大学化学化工学院上海200240 上海公路桥梁(集团)有限公司上海200433

橡胶沥青的微观悬浮结构使得施工黏度高,进而造成耗能、污染和性能变异等工程应用难题,胶粉的微纳分散有助于形成微观胶体结构,可以有效解决这一瓶颈,因而有必要探索施工黏度的多尺度依赖性。通过分析不同降解胶粉所制备橡胶沥青的组成... 详细信息

橡胶沥青的微观悬浮结构使得施工黏度高,进而造成耗能、污染和性能变异等工程应用难题,胶粉的微纳分散有助于形成微观胶体结构,可以有效解决这一瓶颈,因而有必要探索施工黏度的多尺度依赖性。通过分析不同降解胶粉所制备橡胶沥青的组成、聚集态和分子链等多尺度微观结构,研究了胶粉的降解程度、掺量和改性剂类型对降解胶粉改性沥青黏度的影响,以及黏度对剪切速率和温度的敏感特性。结果表明,胶粉的预先降解提高了其在沥青中的分散程度,增加了基体中溶胶含量,减小了凝胶颗粒的含量和尺寸,使黏度随胶粉降解程度的提高而下降。加工黏度随降解胶粉含量的增加而增加,当降解橡胶含量为35%时,凝胶颗粒接触成网,降解胶粉改性沥青的黏度急剧上升。降解胶粉改性沥青具有明显的流变学剪切敏感特性,温度敏感性相对减弱。深度降解胶粉/SBS复合改性沥青兼具较高的切敏性和温敏性。工程应用中可采用升温和提高剪切速率(振动频率)结合的方式来提高橡胶沥青的施工和易性。

关键词：橡胶沥青降解胶粉加工性能黏度流变

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运营地铁盾构隧道基底沉降的影响因素分析

水文地质工程地质 2024年第4期51卷 157-166页

作者：徐平杨益新朱志豪郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 上海建工集团股份有限公司上海200080 上海隧道工程有限公司上海200032

隧道基底沉降不仅影响地铁列车的正常运行和乘客的舒适性,严重时会造成隧道结构病害,目前的研究主要集中在长期沉降预测和单因素影响分析,非常有必要开展隧道基底沉降的多影响因素分析。以郑州地铁1号线某盾构隧道区间为工程实例,构建... 详细信息

隧道基底沉降不仅影响地铁列车的正常运行和乘客的舒适性,严重时会造成隧道结构病害,目前的研究主要集中在长期沉降预测和单因素影响分析,非常有必要开展隧道基底沉降的多影响因素分析。以郑州地铁1号线某盾构隧道区间为工程实例,构建三维有限元数值模型,采用人工激振力模拟地铁列车竖向荷载,提取数值模拟结果的动应力和静偏应力数据,引入循环荷载作用下累积塑性应变计算公式,采用分层总和法计算得到隧道基底沉降,研究了隧道周围土层性质、道床脱空深度和地铁列车运行速度等因素对隧道基底沉降的影响,研究结果表明:数值模拟的隧道基底沉降和发展规律与现场实测结果具有较高的吻合度,验证了有限元模拟的准确性;隧道基底沉降随着周围土层砂粒含量的提高而减小;道床脱空尺寸会加剧隧道和道床板中应力集中和振动放大现象,增大隧道下卧土层的动偏应力和基底沉降;提高车速会增大基底沉降的横向影响范围;采用正交试验法、极差分析法和方差分析法得到了隧道沉降对各因素的敏感性,从大到小依次为:土层性质、车速和道床脱空,其中,土层性质为高度显著水平、车速为显著水平。研究成果对运营地铁盾构隧道的变形监测、安全评估和加固处理具有一定的参考价值。

关键词：土层性质道床脱空地铁列车运行速度隧道基底沉降正交分析法敏感性分析

超大城市供排水管网系统韧性能力建设实践与思考

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给水排水 2024年第7期50卷 115-120页

作者：周骅宋朝阳上海城投水务(集团)有限公司上海200002

韧性建设是提升城市防灾减灾能力的重要内容。随着气候极端性和不确定性的加剧,提升超大城市管网系统的韧性能力愈发紧迫。围绕原水管渠、供水管网和排水干线三类管网系统,从五个方面介绍上海在管网韧性能力建设方面的主要实践,包括原... 详细信息

韧性建设是提升城市防灾减灾能力的重要内容。随着气候极端性和不确定性的加剧,提升超大城市管网系统的韧性能力愈发紧迫。围绕原水管渠、供水管网和排水干线三类管网系统,从五个方面介绍上海在管网韧性能力建设方面的主要实践,包括原水管渠强韧互备能力提升、老旧供水管网改造、供水管网态势感知平台建设、老旧排水干线改造、污水片区连通性建设。基于此,提出了供排水管网韧性建设的一般性技术路线,包括灾害防范、灾害响应、韧性评估和韧性提升四个维度。最后从数字化赋能、管网韧性与管理韧性结合、韧性与效率的平衡三方面对未来的发展趋势进行展望。

关键词：超大城市管网系统韧性极端气候数字化

上海中心城区污水处理厂提标改造工程调试总结及设计建议

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给水排水 2024年第1期50卷 52-56,65页

作者：蒋玲燕上海城投水务(集团)有限公司上海200002

通过“十三五”期间上海中心城区污水处理厂提标改造及新建工程的实施经验,就已有污水处理厂提标改造涉及改造切换方面要点、污水处理厂建成后的调试过程要点、污水处理厂整体设计优化方面要点等方面,提出需关注的重点内容。

关键词：提标改造大型污水处理厂切换调试设计优化

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基于谐响应的大型异步电机电磁振动分析

电机与控制学报 2024年第3期28卷 123-130页

作者：李巍刘阳陈伟同济大学电子与信息工程学院上海201804 上海新时达电气股份有限公司上海201801

大型异步电机的电磁振动是电机振动的主要构成部分,对电机振动等级的评估需要进行准确的电磁振动分析,本文以一台10 kV兆瓦级大型异步电机为对象进行电磁振动分析。首先对完整的电机模型进行模态分析,求解固有频率及对应振型,并实验测... 详细信息

大型异步电机的电磁振动是电机振动的主要构成部分,对电机振动等级的评估需要进行准确的电磁振动分析,本文以一台10 kV兆瓦级大型异步电机为对象进行电磁振动分析。首先对完整的电机模型进行模态分析,求解固有频率及对应振型,并实验测量了电机实际运行时的固有频率;然后将电磁场二维有限元计算得到的径向电磁力作为载荷,对该电机进行谐响应分析,最后与实验测得的振动速率对比。结果表明,基于电机整机模型的模态分析和谐响应分析可以较为准确地分析大型异步电机电磁振动,能够为电机的优化设计或电磁振动抑制提供理论依据。

关键词：异步电机电磁振动模态分析谐响应电磁力有限元

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多智能网联汽车轨迹规划:现状与展望

机械工程学报 2024年第10期60卷 129-146页

作者：戢杨杰张馨雨杨紫茹周上航黄岩军曹建永熊璐余卓平同济大学汽车学院上海201804 上海机动车检测认证技术研究中心有限公司上海201800

轨迹规划是自动驾驶汽车的基本功能。随着车用无线通信技术(Vehicle to everything,V2X)技术的发展,自动驾驶汽车具备智能网联功能,这些汽车被称为智能网联汽车。智能网联技术可以为自动驾驶汽车带来大量信息,增强不同自动驾驶汽车之间... 详细信息

轨迹规划是自动驾驶汽车的基本功能。随着车用无线通信技术(Vehicle to everything,V2X)技术的发展,自动驾驶汽车具备智能网联功能,这些汽车被称为智能网联汽车。智能网联技术可以为自动驾驶汽车带来大量信息,增强不同自动驾驶汽车之间的合作,并为轨迹规划提供额外的优化空间,以减少驾驶时间,提高驾驶舒适性和安全性。与传统的单车轨迹规划相比,多车轨迹规划可以充分利用智能网联汽车的技术优势,为多个自动驾驶汽车规划合适的轨迹。以结构化场景和非结构化场景的分类综述典型的多车轨迹规划应用场景,总结不同的多车轨迹规划合作规划策略和特点。总结用于多车轨迹规划的各种方法,包括传统的流水线规划方法和端到端方法,并对多车轨迹规划的试验进行归纳。基于当前研究现状,提出多车轨迹规划面临的挑战和未来的研究方向,为智能交通系统领域的研究人员提供启发和参考。

关键词：自动驾驶汽车轨迹规划智能网联汽车

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一种16位110 dB无杂散动态范围的低功耗SAR ADC

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电子科技大学学报 2024年第2期53卷 185-193页

作者：邢向龙王倩康成彭姜灵李清俞军复旦大学微电子学院上海200433 上海复旦微电子集团股份有限公司上海200438

该文设计了一款16位、转换速率为625 kS/s的逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC)。改进的采样保持电路结构,优化了采样线性度和噪声性能。采用分段结构设计电容型数模转换器并使用混合方式的电容切换方案,减小面积和能耗。利用扰动注... 详细信息

该文设计了一款16位、转换速率为625 kS/s的逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC)。改进的采样保持电路结构,优化了采样线性度和噪声性能。采用分段结构设计电容型数模转换器并使用混合方式的电容切换方案,减小面积和能耗。利用扰动注入技术提升ADC的线性度。比较器采用两级积分型预放大器减小噪声,利用输出失调存储技术及优化的电路设计减小了比较器失调电压和失调校准引入的噪声,优化并提升了比较器速度。芯片采用CMOS 0.18μm工艺设计和流片,ADC核心面积为1.15 mm^(2)。测试结果表明,在1 kHz正弦信号输入下,ADC差分输入峰峰值幅度达8.8 V,信纳比为85.9 dB,无杂散动态范围为110 dB,微分非线性为-0.27/+0.32 LSB,积分非线性为-0.58/+0.53 LSB,功耗为4.31 mW。

关键词：模数转换器数模转换器低噪声比较器失调校准采样保持逐次逼近寄存器

物理模拟与数据驱动混合的Z型立柱片剪切刚度认知预测方法

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机械工程学报 2024年第2期60卷 50-61页

作者：吕志军褚铭周亚勤肖雷李宏亮东华大学机械工程学院上海201620 上海精星仓储设备工程有限公司上海201611

高层工业货架的货载量通常远大于结构自重,立柱片剪切刚度对货架整体的侧向稳定性至关重要。由于结构尺寸及连接方式的多样性,目前建立较为通用的立柱片剪切刚度计算模型还比较困难。以常见的Z型立柱片为例,提出了物理模拟与数据驱动混... 详细信息

高层工业货架的货载量通常远大于结构自重,立柱片剪切刚度对货架整体的侧向稳定性至关重要。由于结构尺寸及连接方式的多样性,目前建立较为通用的立柱片剪切刚度计算模型还比较困难。以常见的Z型立柱片为例,提出了物理模拟与数据驱动混合的剪切刚度认知预测方法,以期提高工业货架抗侧倾设计的科学决策能力。首先,建立了基于力学性能试验的立柱片剪切刚度有限元仿真模型,并获取了不同立柱片结构的剪切刚度分析数据集;其次,采用XGBOOST算法建立了立柱片剪切刚度智能化预测模型;相比于卷积神经网络和长短期记忆网络,其预测效率较高且更接近于有限元数值计算,便于立柱片剪切性能的快速评估。以此为基础,选取SHAP(Shapley additive explanation,SHAP)值可视化分析方法对立柱片预测模型计算结果进行理解与认知。重要性分数显示,改善立柱片剪切性能的关键在于斜横撑结构的设计;而立柱片跨距对剪切性能影响相对有限,可以根据需要灵活配置。另外SHAP摘要图和依赖图显示,分离型斜横撑配置模式下增大结构件规格尺寸可以明显提高立柱片的剪切刚度值。

关键词：数据驱动剪切刚度 XGBOOST 认知预测立柱片