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圆孔工字型蜂窝梁扭转模态自由振动研究

振动与冲击 2024年第6期43卷 329-335,344页

作者：黄斌张文福南京工程学院建筑工程学院南京211167

从能量等效角度,提出了一种圆孔工字型截面蜂窝梁连续型模型,应用新的薄壁构件扭转理论:板-梁理论,建立了构件扭转模态自由振动能量泛函模型,明确了圆孔工字型截面蜂窝梁名义约束扭转惯性矩(翘曲常数)、自由扭转常数、转动惯量。通过变... 详细信息

从能量等效角度,提出了一种圆孔工字型截面蜂窝梁连续型模型,应用新的薄壁构件扭转理论:板-梁理论,建立了构件扭转模态自由振动能量泛函模型,明确了圆孔工字型截面蜂窝梁名义约束扭转惯性矩(翘曲常数)、自由扭转常数、转动惯量。通过变分运算,获得了平衡微分方程模型。基于扭转模态试函数,推导了圆孔工字型截面蜂窝梁自由振动扭转模态振动圆频率,并与有限元结果对比校验理论模型预测精度。开展了悬臂圆孔工字型蜂窝梁受集中扭矩作用的端部截面转角理论分析与有限元计算,进一步检验了基于板-梁理论建立的蜂窝梁连续模型的适用性。应用板-梁理论对圆孔工字型截面蜂窝梁自由振动扭转的分析过程及推导步骤,为其他开孔类型工字型蜂窝梁扭转模态自由振动研究提供了直接参考。

关键词：圆孔工字型截面蜂窝梁扭转自由振动板-梁理论蜂窝梁连续型模型能量泛函模型

激光熔覆CoCrFeNiTi高熵合金工艺优化及预测模型研究

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表面技术 2024年第11期53卷 205-216页

作者：吴文宁孙文磊刘志远于江通杨玉林黄勇新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830017 新疆工程学院机电工程学院乌鲁木齐830091

目的探究激光熔覆工艺参数对CoCrFeNiTi高熵合金涂层质量及形貌的影响,实现激光熔覆CoCrFeNiTi高熵合金涂层形貌的精确控制。方法基于田口正交法,设计不同激光工艺参数下30CrMnSiA表面激光熔覆CoCrFeNiTi高熵合金实验,以激光功率、扫描... 详细信息

目的探究激光熔覆工艺参数对CoCrFeNiTi高熵合金涂层质量及形貌的影响,实现激光熔覆CoCrFeNiTi高熵合金涂层形貌的精确控制。方法基于田口正交法,设计不同激光工艺参数下30CrMnSiA表面激光熔覆CoCrFeNiTi高熵合金实验,以激光功率、扫描速度、送粉速率为影响因素,以涂层稀释率、高度、宽度、裂纹密度、宽高比为响应目标,通过方差和信噪比分析影响因素与响应目标的关系,并确定最优工艺参数,建立工艺参数与CoCrFeNiTi高熵合金涂层性能和形貌的支持向量回归预测模型。结果激光功率对熔覆层稀释率、宽度和裂纹密度的影响较大,且与熔覆层稀释率、高度、宽度、裂纹密度、宽高比呈正相关。扫描速度对涂层高度、裂纹密度和宽高比的影响较大,与涂层高度呈负相关,与涂层裂纹密度和宽高比呈正相关。送粉速率对熔覆层稀释率、高度和宽高比的影响较大,与熔覆层稀释率和高度呈负相关,与熔覆层宽高比呈正相关。得到了最优工艺参数,激光功率为600 W,扫描速度为18 mm/s,送粉速率为1.6 r/min。通过预测模型测试可知,熔覆层稀释率、高度、宽度、裂纹密度和宽高比预测模型的决定系数均大于0.93。结论基于支持向量回归的CoCrFeNiTi高熵合金涂层形貌预测模型的精度较高,能够实现CoCrFeNiTi高熵合金熔覆层形貌的精确预测,为熔覆层形貌的控制提供了新的思路。

关键词：激光熔覆 CoCrFeNiTi 工艺参数方差分析信噪比支持向量回归预测模型

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碳点改性聚乙烯醇性能的研究进展

复合材料学报 2024年第1期41卷 92-107页

作者：宫贵贞徐州工程学院材料与化学工程学院徐州221018

碳点(CDs)具有低毒性、水溶性、良好的生物相容性、易修饰性、优良的电化学活性和光学性能等优点,可用于高分子材料的改性,赋予其良好的光学性能及其他多种特殊性能。将其加入到聚乙烯醇(PVA)中,不仅可以使PVA力学性能和热稳定性得到有... 详细信息

碳点(CDs)具有低毒性、水溶性、良好的生物相容性、易修饰性、优良的电化学活性和光学性能等优点,可用于高分子材料的改性,赋予其良好的光学性能及其他多种特殊性能。将其加入到聚乙烯醇(PVA)中,不仅可以使PVA力学性能和热稳定性得到有效改善,还赋予PVA一些新的性能,诸如电导率、介电性、热电性等多种电参数得到提高,呈现出荧光、磷光和耐紫外线等光学特性,同时具有抗菌性、抗氧化性和耐水性等一些优异的性能。使其在电磁屏蔽、存储器件、电容器、传感器、光学器件及功能性包装袋等领域崭露头角。本文就CDs改性PVA复合材料(CDs/PVA)性能的最新研究进展进行重点介绍,并对CDs/PVA复合材料未来应用方面进行了展望,对拓展其应用领域具有重要意义。

关键词：聚乙烯醇碳点复合材料性能研究进展

海水与腐蚀电流耦合作用下铝合金与混凝土界面黏结性能

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建筑结构学报 2024年第4期45卷 237-246页

作者：温小栋王俊豪殷光吉邵璟璟冯蕾宁波工程学院建筑与交通工程学院浙江宁波315211

为提高海洋混凝土结构的耐久性和使用性,基于牺牲阳极的阴极保护技术,对腐蚀防护与结构一体化的铝合金板-钢筋混凝土组合构件的界面黏结性能进行试验研究,建立海水环境与腐蚀电流耦合作用下界面黏结强度的计算方法。通过设计15组45个铝... 详细信息

为提高海洋混凝土结构的耐久性和使用性,基于牺牲阳极的阴极保护技术,对腐蚀防护与结构一体化的铝合金板-钢筋混凝土组合构件的界面黏结性能进行试验研究,建立海水环境与腐蚀电流耦合作用下界面黏结强度的计算方法。通过设计15组45个铝合金板与混凝土界面剪切试件,分别进行室内养护和耦合环境(海水环境与腐蚀电流)加速锈蚀,并进行单剪试验,研究黏结长度(60、80 mm和100 mm)、黏结宽度(60、80 mm和100 mm)、铝合金板表面刻槽深度(1.5 mm和2.5 mm)以及锈蚀时间(30、60 d和90 d)等参数对界面破坏形式、极限荷载及应变分布的影响。结果表明:室内环境养护下,试件的破坏形式为黏结层-混凝土之间的界面剥离,而耦合环境下试件的破坏形式转变为铝合金板与黏结层之间的界面剥离,且当锈蚀龄期达到90 d时,剥离的混凝土面积明显减少,故海水和腐蚀电流的耦合作用会降低铝合金板与黏结层界面的黏结性能;增大黏结长度、宽度以及表面刻槽深度,可提高室内环境下试件界面的极限破坏荷载,也能缓解耦合环境对试件界面黏结性能的不利影响;但黏结长度或宽度超过80 mm后,其缓解作用减弱。利用试验测试获得的极限荷载,拟合获得环境影响系数、槽深系数以及与试件黏结尺寸相关的系数,修正了Niedermeier黏结强度模型,可用于预测海水与腐蚀电流的耦合作用下铝合金板与混凝土界面的黏结强度。

关键词：铝合金板与混凝土界面海水和腐蚀电流耦合作用单剪试验界面破坏黏结强度

宽转子极无轴承开关磁阻电机径向力模型全周期拓展

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电机与控制学报 2024年第2期28卷 182-190页

作者：周云红王东黄飞孙玉坤谭正一南京工程学院电力工程学院江苏南京210000

针对单绕组宽转子极无轴承开关磁阻电机在定转子极非完全交叠区间的径向悬浮力模型空白、已有定转子极完全交叠区间径向悬浮力模型推导过程复杂且计算量大的不足,首先通过磁场有限元分析,分别确定了该电机在定转子非完全交叠区间和完全... 详细信息

针对单绕组宽转子极无轴承开关磁阻电机在定转子极非完全交叠区间的径向悬浮力模型空白、已有定转子极完全交叠区间径向悬浮力模型推导过程复杂且计算量大的不足,首先通过磁场有限元分析,分别确定了该电机在定转子非完全交叠区间和完全交叠区间的电磁场几何分布,计算了气隙磁密,再根据麦克斯韦应力法分别推导了这2个区间的径向力表达式,从而建立该电机在一个完整周期范围内的径向力数学模型,并通过与三维有限元计算结果的对比验证该模型的准确性。相比于利用等效磁路图推导径向力模型而言,该建模过程更简便,计算量也更小。全周期径向力模型的建立,不仅能为电机本体和控制器设计提供理论参考,还有助于提高该电机控制策略设计的灵活性,也可以提高与传统单绕组无轴承电机控制器的通用性。

关键词：无轴承开关磁阻电机单绕组宽转子径向力全周期麦克斯韦应力

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考虑不同制氢方法的高速公路加氢站布局规划

电力自动化设备 2024年第4期44卷 9-17页

作者：王书征单婷婷赵洋李沛林蒋宇南京工程学院电力工程学院江苏南京211167

针对高速公路加氢设施不完善的问题,提出一种基于改进自适应遗传算法的高速公路加氢站布局方法。根据高速公路特性及电子收费记录,建立高速公路网络和加氢判断模型。基于多层次-模糊综合评价方法,从经济性、环保性以及安全性角度,提供... 详细信息

针对高速公路加氢设施不完善的问题,提出一种基于改进自适应遗传算法的高速公路加氢站布局方法。根据高速公路特性及电子收费记录,建立高速公路网络和加氢判断模型。基于多层次-模糊综合评价方法,从经济性、环保性以及安全性角度,提供适合高速公路加氢站的制氢方法和制氢地点的组合。再结合分布式光伏的投入,以经济效益最优为目标,构建高速公路站外和站内制氢2组目标函数,利用改进自适应遗传算法分别进行优化布局和容量配置。以沈海高速(浙江段)作为研究对象进行分析,提供了不同制氢方法下加氢站布局方案及相关设施的容量配置,算例结果与模糊综合评价结果相互验证了模型的有效性。

关键词：氢燃料电池汽车加氢站规划高速公路模糊综合评价自适应遗传算法

新能源消纳与用户侧响应主从博弈的配电网智能软开关选址策略

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电力自动化设备 2024年第2期44卷 57-63页

作者：陈骁龙孙嘉张俊林倪良华吕干云南京工程学院电力工程学院江苏南京211167

分布式电源接入配电网后,配电网调控能力不足导致新能源消纳水平低、用户支出经济性指标差,提出一种新能源就地消纳和用户支出主从博弈的配电网智能软开关选址策略的嵌套模型和方法。外层建立以新能源渗透率最大、电能质量指标最佳且计... 详细信息

分布式电源接入配电网后,配电网调控能力不足导致新能源消纳水平低、用户支出经济性指标差,提出一种新能源就地消纳和用户支出主从博弈的配电网智能软开关选址策略的嵌套模型和方法。外层建立以新能源渗透率最大、电能质量指标最佳且计及传统调控手段的模型结构;内层考虑新能源用户消纳的分时电价、储能装置充放电成本和日运行费用因素,构建能满足用户支出成本最低的需求响应模型。调用CPLEX求解器求解混合整数非线性规划模型,用户侧与配电网侧模型通过反复博弈优化决策变量,主从博弈内层优化采用改进粒子群优化算法加快收敛速度。以改进的IEEE 33节点系统为算例进行分析,验证了所提智能软开关选址策略的有效性。

关键词：主从博弈智能软开关选址策略新能源渗透率需求响应新能源消纳

考虑多参数空间变异性的非饱和土石坝坝坡可靠度分析

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应用基础与工程科学学报 2024年第4期32卷 1108-1123页

作者：邓志平邹艺潘敏郑克红牛景太蒋水华南昌工程学院水利工程学院南昌大学工程建设学院

准确地进行非饱和土石坝坝坡可靠度分析需综合考虑土体抗剪强度参数和水力参数的空间变异性.这种多参数问题常因随机场离散的变量过多而造成维度灾难，传统分析方法难以适用.为此，提出了一种基于分片逆回归(SIR)的多元自适应回归样条(M... 详细信息

准确地进行非饱和土石坝坝坡可靠度分析需综合考虑土体抗剪强度参数和水力参数的空间变异性.这种多参数问题常因随机场离散的变量过多而造成维度灾难，传统分析方法难以适用.为此，提出了一种基于分片逆回归(SIR)的多元自适应回归样条(MARS)土石坝坝坡可靠度分析方法.该方法采用SIR降维，经降维后的变量矩阵通过MARS构建代理模型，进而采用蒙特卡洛模拟(MCS)评估土石坝坝坡失效概率.以某一土石坝为例，验证了所提方法的有效性，并探讨了计算结果随各参数空间变异性的变化规律，分析了滑坡规模与频率间的关系.研究结果表明：抗剪强度参数变异性对坝坡失效概率的影响大于水力参数变异性的影响；所提方法在各参数变异系数变化的情况下都能得出准确的计算结果，并有效地降低计算成本；该方法可为高维及小失效概率非饱和土石坝坝坡可靠度问题提供一条有效的途径.

关键词：土石坝空间变异性可靠度分析非饱和渗流分片逆回归多元自适应回归样条规模-频率分布

液压圆柱滑阀K-K型节流槽流量面积参数模型

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西安交通大学学报 2024年第6期58卷 215-226页

作者：张宇航闫桂山杨明昆余聪陈革新姜文光燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004 中山大学智能工程学院广州510275 新疆工程学院机电工程学院乌鲁木齐830023

针对K-K型节流槽流量系数复杂时变及结构参数强耦合的特征,采用流量面积参数模型(FAPM),开展了液压圆柱滑阀K-K型节流槽阀口流量压降特性研究。首先,推导出K-K型节流槽阀口面积的数学模型,并将其等效为3个单阶K型节流槽阀口面积的组合形... 详细信息

针对K-K型节流槽流量系数复杂时变及结构参数强耦合的特征,采用流量面积参数模型(FAPM),开展了液压圆柱滑阀K-K型节流槽阀口流量压降特性研究。首先,推导出K-K型节流槽阀口面积的数学模型,并将其等效为3个单阶K型节流槽阀口面积的组合形式;其次,基于计算流体动力学(CFD)和响应面模型(RSM),建立了极限饱和流量下K-K型节流槽的FAPM模型;最后,通过对FAPM模型的分析,得到组合型节流槽阀芯结构与流量压降的映射关系。研究结果表明:当入口体积流量大于7.31 L/min时,满足极限流量饱和条件,此时流量系数与入口体积流量无关;当入口体积流量分别为20、30、50 L/min时,FAPM模型预测的K-K型节流槽阀口压降与CFD仿真值的平均误差均控制在7%以内。该模型完成了对K-K型节流槽阀芯结构的近似表达,并可应用于其他类型的组合型节流槽。

关键词：液压圆柱滑阀 K-K型节流槽流量面积参数模型流量压降计算流体动力学响应面模型