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激光增材修复Ti60钛合金显微组织及力学性能

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稀有金属材料与工程 2024年第4期53卷 1058-1064页

作者：黄琪高旭刘栋何蓓北京航空航天大学大型金属构件增材制造国家工程实验室北京100191 北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院北京100191

对整体叶盘材料Ti60钛合金进行激光增材修复,研究其显微组织及力学性能。结果表明,热影响区组织呈现由基体区双态组织向修复区网篮组织的过渡特征,平均宽度约为900μm。修复区主要由贯穿多个沉积层的外延生长的柱状晶组成,柱状晶内为分... 详细信息

对整体叶盘材料Ti60钛合金进行激光增材修复,研究其显微组织及力学性能。结果表明,热影响区组织呈现由基体区双态组织向修复区网篮组织的过渡特征,平均宽度约为900μm。修复区主要由贯穿多个沉积层的外延生长的柱状晶组成,柱状晶内为分布均匀的α相网篮组织。3个区域内均弥散分布着Ti_(3)(Sn,Al)小平面相,尺寸相近,其形貌和含量却因制备工艺凝固速度的不同而差异明显。3个区域硬度相当。拉伸试样断口特征表明激光增材修复Ti60钛合金的断裂机制为混合型断裂,平均抗拉强度和屈服强度分别为992.4和916.6 MPa,优于Ti60钛合金锻件强度标准,断后伸长率和断面收缩率的平均值为8.5%和14.6%,与Ti60钛合金锻件标准相差不大,达到实际工程应用要求。

关键词：激光增材修复 Ti60钛合金显微组织力学性能

考虑填充墙力学贡献的规范RC框架办公楼抗震韧性评价

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工程力学 2024年第9期41卷 69-78页

作者：卢啸纪欣如北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044

提升建筑结构的抗震韧性是当前工程界抗震减灾的核心任务,根据现代规范设计的钢筋混凝土框架尽管具有较高的抗倒塌安全储备,但其韧性能力并不明确。既有研究在量化结构抗震韧性时,均仅采用结构构件的地震响应作为输入,忽略了非结构构件... 详细信息

提升建筑结构的抗震韧性是当前工程界抗震减灾的核心任务,根据现代规范设计的钢筋混凝土框架尽管具有较高的抗倒塌安全储备,但其韧性能力并不明确。既有研究在量化结构抗震韧性时,均仅采用结构构件的地震响应作为输入,忽略了非结构构件对整体结构地震响应的影响。针对上述问题,该文根据规范最低要求,设计一栋六层钢筋混凝土框架办公楼,并对其抗震韧性进行评价,明确了该办公楼的抗震韧性与《建筑抗震韧性评价标准》中建议的韧性目标的差距,揭示各类构件对结构韧性的影响。对比研究了填充墙力学贡献对办公楼抗震韧性的影响。研究结果表明:该六层框架办公楼的修复费用主要来源于填充墙和暖通类设备的修复工作,而修复时间主要由结构构件和填充墙的修复时间组成。填充墙的力学贡献会提高该办公楼的抗震韧性,减少结构构件和位移型非结构构件的修复费用和时间约50%,但对加速度型非结构构件的影响较小。

关键词：框架结构办公楼抗震韧性填充墙修复时间修复费用

2A14铝合金构件淬火过程的数值模拟及试验验证

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金属热处理 2024年第4期49卷 223-228页

作者：邓肖峰杨宇辰石伟北京卫星制造厂有限公司北京100080 清华大学机械工程系北京100084

为了预测2A14铝合金大型构件淬火后的残余应力与变形,采用热膨胀试验、高温拉伸试验和材料计算方法,建立了2A14铝合金淬火过程材料模型。基于在线测量2A14铝合金淬火过程的温度变化数据和XRD测量淬火后的残余应力数值,通过反传热法计算... 详细信息

为了预测2A14铝合金大型构件淬火后的残余应力与变形,采用热膨胀试验、高温拉伸试验和材料计算方法,建立了2A14铝合金淬火过程材料模型。基于在线测量2A14铝合金淬火过程的温度变化数据和XRD测量淬火后的残余应力数值,通过反传热法计算了C形环试样淬火过程的表面换热系数,并通过模拟计算了C形环试样淬火过程的温度、应力和开口距离变化。结果表明,淬火后C形环开口距离增加量的仿真计算结果为0.1158 mm,实际测量结果为0.1657 mm。仿真计算结果与实测结果吻合。

关键词：淬火反传热计算残余应力 2A14铝合金

激光加工碳纤维增强复合材料及其在航空航天领域应用(特邀)

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中国激光 2024年第4期51卷 1-22页

作者：李欣宋绮梦张学强王少乾张开虎北京理工大学机械与车辆学院激光微纳制造实验室北京100081 中国空间技术研究院北京卫星制造厂有限公司北京100094

碳纤维增强复合材料(CFRP)以其轻质高强、可设计性强等优势已成为航空航天领域不可或缺的关键材料之一。为满足制造装备的要求,需对一体成型的CFRP构件进行二次加工,然而CFRP非均质、各向异性、层合结构等特征使其在加工过程中易出现分... 详细信息

碳纤维增强复合材料(CFRP)以其轻质高强、可设计性强等优势已成为航空航天领域不可或缺的关键材料之一。为满足制造装备的要求,需对一体成型的CFRP构件进行二次加工,然而CFRP非均质、各向异性、层合结构等特征使其在加工过程中易出现分层、毛刺、热影响区较大等缺陷。概述了CFRP各种加工方法的研究进展,对比分析了CFRP不同加工方法的优缺点,从方法、工艺及机理层面介绍了激光加工CFRP的研究现状,总结了CFRP在航空航天领域中的应用,分析讨论了CFRP激光加工当前面临的挑战和今后的研究重点。

关键词：激光技术碳纤维增强复合材料加工工艺超快激光航空航天

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质子交换膜燃料电池气体扩散层研究进展

电源技术 2024年第3期48卷 433-438页

作者：郭泽胤万成安郑莎李静波唐程雄郭帅李元锋陈永刚北京理工大学材料科学与工程学院先进功能材料与绿色应用北京市重点实验室北京100081 中国空间技术研究院北京卫星制造厂有限公司北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094

质子交换膜燃料电池(PEMFC)可以提供较高的功率/能量密度,是未来空间探索最有前途的动力设备之一,其性能主要取决于内部反应物的传输和水管理。气体扩散层(GDL)作为燃料电池中的重要组成部件,与燃料电池的质量、水、热和电的多相传输紧... 详细信息

质子交换膜燃料电池(PEMFC)可以提供较高的功率/能量密度,是未来空间探索最有前途的动力设备之一,其性能主要取决于内部反应物的传输和水管理。气体扩散层(GDL)作为燃料电池中的重要组成部件,与燃料电池的质量、水、热和电的多相传输紧密相关,是反应物和液态水的主要传输场所。因此,要提高燃料电池性能,合理的气体扩散层的设计至关重要。从提升空间燃料电池的使用寿命、稳定性及电化学性能的角度出发,综述了气体扩散层的物理化学特性,并介绍了多种改性方法,包括疏水性、结构和新型一体式GDL以及其对燃料电池性能的影响,为未来空间燃料电池高性能GDL设计提供了参考。

关键词：空间应用质子交换膜燃料电池水管理

A^(2)O+MBR工艺处理低碳氮比污水的效果研究

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中国资源综合利用 2024年第7期42卷 270-273页

作者：赵杨杨李辰星李京旭严婉铒张桐北京亦庄环境科技集团有限公司北京102600 北京市市政工程设计研究总院有限公司北京100082

污水处理厂通常面临进水碳氮比偏低的问题,为确保出水水质达标,一般采取超量投加碳源的策略,但是这会导致运行成本上升。北京市某污水处理厂将厌氧-缺氧-好氧(Anaerobic-Anoxic-Oxic,A^(2)O)+膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)工... 详细信息

污水处理厂通常面临进水碳氮比偏低的问题,为确保出水水质达标,一般采取超量投加碳源的策略,但是这会导致运行成本上升。北京市某污水处理厂将厌氧-缺氧-好氧(Anaerobic-Anoxic-Oxic,A^(2)O)+膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)工艺作为主体工艺,进水由生活污水(占30%)和工业废水(占70%)组成。该污水处理厂向缺氧池投加葡萄糖溶液作为碳源,辅助脱氮。试验分别测定进出水化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)、总氮(Total Nitrogen,TN)和反应池混合液悬浮固体(Mixed Liquid Suspended Solids,MLSS)的浓度,分析外加碳源对脱氮效果和污泥产生量的影响,并进行碳源投加前后的成本对比。研究表明,进水COD/TN小于7时,适量投加碳源有助于提升脱氮效率,而COD/TN大于7时,要优化其他环节来加强脱氮效果,以保证出水水质稳定符合相关标准。通过精细化过程控制和改变运行管理方式,污水处理厂可以有效降低运行成本,避免进行工程化改造。

关键词：厌氧-缺氧-好氧(A^(2)O) 膜生物反应器(MBR) 污水处理低碳氮比脱氮外加碳源

铝合金VPPAW穿孔焊接匙孔闭合处的微观组织与力学性能

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焊接学报 2024年第3期45卷 1-6,I0003页

作者：王小伟张斌曾如川闫朝阳陈树君北京工业大学汽车结构部件先进制造技术教育部工程研究中心北京100124 北京卫星制造厂有限公司北京100124

铝合金因其密度低,比强度高等特性,被广泛应用到航空航天、军事工业等领域.与其他焊接工艺相比,变极性等离子弧焊接在大型铝合金结构件加工方面具有突出优势.针对轻金属合金等离子弧焊接过程中匙孔难以自由闭合的问题,提出了气电分离时... 详细信息

铝合金因其密度低,比强度高等特性,被广泛应用到航空航天、军事工业等领域.与其他焊接工艺相比,变极性等离子弧焊接在大型铝合金结构件加工方面具有突出优势.针对轻金属合金等离子弧焊接过程中匙孔难以自由闭合的问题,提出了气电分离时序脉冲等离子弧环焊缝收弧方法,对比研究了环焊缝收弧方法与手工钨极惰性气体保护焊(tungsten inert gas welding, TIG焊)填补法焊缝匙孔闭合处的微观组织与力学性能.结果表明,通过调节焊接起弧、收弧策略,实现了等离子弧匙孔自由闭合,焊缝收弧区成形良好,组织为均匀的等轴晶;抗拉强度为329.9 MPa,断后伸长率为16.3%,比TIG填补法的抗拉强度提高了22.91%,断后伸长率提高了55.24%.平均硬度值为78.9 HV0.2,热影响区硬度呈下降趋势,熔合线处硬度呈升高趋势,焊缝区硬度波动范围为75~81 HV0.2.

关键词：铝合金变极性等离子弧穿孔焊接微观组织力学性能

快速动态响应同步调相机转子引线断裂故障分析

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电网技术 2024年第9期48卷 3957-3964页

作者：王庆郭贤珊黄金军刘超李明韩晋思李斯特曹志伟国家电网有限公司北京市西城区100031 国家电网有限公司直流技术中心北京市西城区100052 国网内蒙古东部电力有限公司内蒙古自治区呼和浩特市010010 国网山东省电力公司电力科学研究院山东省济南市250003

大型调相机的安全稳定运行关乎着电网电压的稳定、动态无功支撑水平和新能源消纳能力。该文研究了一起实际的调相机转子引线断裂故障,综合现场检查、返厂解体检查、试验分析、故障复现实验及其他换流站同型号调相机的检查结果,发现转子... 详细信息

大型调相机的安全稳定运行关乎着电网电压的稳定、动态无功支撑水平和新能源消纳能力。该文研究了一起实际的调相机转子引线断裂故障,综合现场检查、返厂解体检查、试验分析、故障复现实验及其他换流站同型号调相机的检查结果,发现转子引线的设计及工艺方面存在缺陷,径向存在约4mm的悬空区域,加之长期运行磨损,最终导致调相机引线断裂烧熔触发跳机。从引线设计方案优化和实际运行工况着手,充分研判该型号调相机转子引线各段结构的可靠性及适用性,深入研究各种工况下的离心力及振动,保证引线及配套绝缘紧固连接,论证得出治理方案,为在运工程及后续新建机组安全可靠性奠定基础。

关键词：同步调相机转子引线断裂一点接地

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双目面结构光三重扫描测量系统温漂补偿方法

红外与激光工程 2024年第1期53卷 213-224页

作者：杨濠铭孙子杰孙岩标邾继贵天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072 北京卫星制造厂有限公司北京100094

双目面结构光三重扫描是在条纹投影双目视觉重建的基础上,追加左、右相机与投影仪构成的单目视觉系统重建点云,在反光和凹凸起伏等表面测量应用上具有更好的点云完整性优势。但由于环境温度变化影响,投影仪产生较大温度漂移,导致双目重... 详细信息

双目面结构光三重扫描是在条纹投影双目视觉重建的基础上,追加左、右相机与投影仪构成的单目视觉系统重建点云,在反光和凹凸起伏等表面测量应用上具有更好的点云完整性优势。但由于环境温度变化影响,投影仪产生较大温度漂移,导致双目重建点云与单目重建点云发生“分层”现象。为此,文中提出了一种基于正交条纹投影的三重扫描系统温漂在线补偿方法,通过投影仪投射正交条纹来构建双目重建点在投影仪图像中准确的映射关系,并基于双目重建点在投影仪图像中的重投影误差最小化目标函数来求解温漂补偿后的投影仪最优外参数。最后,以金属球和汽车零件作为被测对象进行实验验证,在不依靠标定板等先验信息及繁琐标定流程基础上,所提在线快速补偿方法可以使得双目点云与单目点云温漂量分别减小78.2%和94.3%,极大减轻了温度变化对于三重扫描点云数据拼接影响。

关键词：三重扫描投影仪正交条纹温漂补偿