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薄壁结构件毛坯去应力分析与铣削加工变形有限元模拟研究

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机械科学与技术 2024年第1期43卷 96-102页

作者：徐飞飞刘其广吕杰金鑫北京航空材料研究院股份有限公司北京100095

薄壁件在航空航天领域应用广泛,其制造精度直接决定了装备的服役性能。然而,由于热处理的影响,导致薄壁件在加工之前存在残余应力。如果控制不当极易导致零件超差。因此,本文以7075铝合金板材为研究对象,分析了残余应力在板料淬火与预... 详细信息

薄壁件在航空航天领域应用广泛,其制造精度直接决定了装备的服役性能。然而,由于热处理的影响,导致薄壁件在加工之前存在残余应力。如果控制不当极易导致零件超差。因此,本文以7075铝合金板材为研究对象,分析了残余应力在板料淬火与预拉伸时产生的原理。进一步,采用有限元方法作为工具,对7075毛坯在淬火和预拉伸法过程中残余应力的产生进行了模拟。通过模拟发现,当毛坯件被拉伸约3%,塑性应变量约为2.4%时,淬火残余应力消除可达91.2%。在降低残余应力的基础上,本文建立了薄壁结构件铣削加工仿真模型,模拟了多因素耦合作用下的铣削加工变形,并通过铣削实验验证了仿真结果的正确性。

关键词：去应力薄壁结构件有限元模拟残余应力加工变形

兰炭与生物质混合燃烧对NO_(x)、SO_(2)排放及燃烧特性的影响

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洁净煤技术 2024年第3期30卷 137-144页

作者：王学文陈隆张朝张鑫刘鹏中杨石北京天地融创科技股份有限公司北京100013

生物质与兰炭掺混燃烧被认为是解决大量碳排放、NO_(x)和SO_(2)等空气污染相关问题的潜在途径。分别通过热重试验和滴管炉试验研究纯兰炭、兰炭与生物质混合物空气分级燃烧特性,分析掺混比对混合燃料着火温度、燃尽温度、结渣特性、沾... 详细信息

生物质与兰炭掺混燃烧被认为是解决大量碳排放、NO_(x)和SO_(2)等空气污染相关问题的潜在途径。分别通过热重试验和滴管炉试验研究纯兰炭、兰炭与生物质混合物空气分级燃烧特性,分析掺混比对混合燃料着火温度、燃尽温度、结渣特性、沾污特性及燃烧特性指数的影响,确定适宜空气分级燃烧比例、最佳燃烧温度和最佳掺混比。结果表明,掺烧生物质可有效降低混合燃料着火点,其着火点由474℃降至300℃,掺烧生物质后燃尽温度略降低,兰炭掺混生物质燃烧未明显提高燃烧特性指数;兰炭粉掺混生物质燃烧有高灰分沉积倾向,结渣倾向小。相比掺烧前,不同温度掺烧生物质后出口NO_(x)和SO_(2)质量浓度均较低,1 200℃出口NO_(x)和SO_(2)质量浓度降幅均较高,分别达87.27%和80.2%。未空气分级时,综合出口NO_(x)等参数得出,适宜生物质质量分数为30%~40%,最佳燃烧温度1 200~1 300℃。分级燃烧时,生物质质量分数30%的NO_(x)初始排放随温度变化平缓,稳定性好,出口NO_(x)质量浓度最低,均低于125 mg/m^(3)。研究结论可为有机固废焚烧处置设备的运行及相关燃烧工况组织调控提供一定技术支持。

关键词：掺混燃烧兰炭生物质燃烧特性空气分级

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碳中和背景下我国电力碳排放水平分析

水力发电学报 2024年第4期43卷 23-33页

作者：杜效鹄周兴波周建平水电水利规划设计总院北京100120 中国电力建设股份有限公司北京100048

电力低碳化转型对我国实现碳中和目标具有全局性战略意义。在总结我国近10年电力低碳化发展历程的基础上,以人口、城市化、经济总量与经济结构为边界条件和驱动力,分析预测未来40年电力增长过程和阶段性发展目标;以系统安全、供需平衡... 详细信息

电力低碳化转型对我国实现碳中和目标具有全局性战略意义。在总结我国近10年电力低碳化发展历程的基础上,以人口、城市化、经济总量与经济结构为边界条件和驱动力,分析预测未来40年电力增长过程和阶段性发展目标;以系统安全、供需平衡为约束,分析了化石电力占比、终端电力消费比重、核电发展规模以及碳捕集、利用及封存(CCUS)等因素对碳排放水平的影响;预计电力碳排放峰值将出现在2035年前后,达到60~65亿吨,随后逐年降低,到2060年降至10亿吨以内,辅以CCUS技术,可实现电力零排放。最后,针对需求持续增长与低碳转型长期并存的矛盾,提出未来电力发展须以安全供给为前提,优先开发可再生能源电力、多能发展、更大范围多能互补协调开发和互补运行的建议。

关键词：能源电力碳中和电力结构碳排放水平

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激光粉末床熔融技术中铺粉致密度的影响因素研究

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激光与光电子学进展 2024年第5期61卷 349-367页

作者：张鹏张少明毕中南谈震王瑞王睿钢铁研究总院有限公司北京100081 北京钢研高纳科技股份有限公司北京100081 北京工业大学材料与制造学部北京100124

激光粉末床熔融(LPBF)技术具有成形精度高、表面粗糙度低、成形件性能优异等特点,是目前金属增材制造领域中应用最广泛的一种成形技术。其中,铺粉过程作为LPBF技术的关键环节,粉末床铺粉质量对铺粉致密度及成形件性能具有重要影响,基于... 详细信息

激光粉末床熔融(LPBF)技术具有成形精度高、表面粗糙度低、成形件性能优异等特点,是目前金属增材制造领域中应用最广泛的一种成形技术。其中,铺粉过程作为LPBF技术的关键环节,粉末床铺粉质量对铺粉致密度及成形件性能具有重要影响,基于此,本文综述了LPBF技术中铺粉致密度的影响因素。首先,总结了粉末床铺粉质量的表征评价方法,如图像分析法、X射线原位监测法和取样器法等。在此基础上,从粉末特征和铺粉工艺出发,分别阐述了粉末粒度、粉末形貌、粉末制备方法、粉末再循环及铺粉工艺参数对粉末床铺粉致密度的影响规律。其中,粉末的粒度分布和形貌是影响铺粉致密度关键因素,较宽的单峰分布和粗细颗粒混合的双峰分布有利于提高粉末堆积密度。粉末的形貌越接近球形,粉末流动性越好,越有利于提升粉末铺展性和铺粉均匀性。粉末堆积密度和铺粉均匀性共同作用将提升粉末床铺粉致密度和成形样品的致密度。铺粉工艺条件的变化可以影响粉末床的铺粉质量及密度,其中控制合理的铺粉速度、选用滚筒类型的刮刀和增大基体的粗糙度将进一步提升粉末床的铺粉致密度。最后,本文对进一步提升粉床的铺粉致密度的方法和技术进行了展望。

关键词：激光技术激光粉末床熔融铺粉致密度粉末粒度粉末形貌离散元模拟成形缺陷

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旋锻变形量对钨合金组织及力学性能的影响

粉末冶金技术 2024年第3期42卷 290-296页

作者：单东栋王玲秦颖楠管科安泰天龙钨钼科技有限公司北京100094 安泰科技股份有限公司北京100081

为了获得高性能钨合金,对93WNiFe钨合金进行旋锻变形加工,研究旋锻变形量对93WNiFe钨合金力学性能及组织的影响。结果表明,随着变形量的增加,93WNiFe钨合金组织中W晶粒由圆球状逐渐被拉长成长条状,室温抗拉强度随变形量的增加而增加,由9... 详细信息

为了获得高性能钨合金,对93WNiFe钨合金进行旋锻变形加工,研究旋锻变形量对93WNiFe钨合金力学性能及组织的影响。结果表明,随着变形量的增加,93WNiFe钨合金组织中W晶粒由圆球状逐渐被拉长成长条状,室温抗拉强度随变形量的增加而增加,由982 MPa增加到1622 MPa,断后延伸率随变形量的增加快速降低,由35.5%下降到5.5%。当旋锻变形量小于15%时,随着变形量的增加,93WNiFe合金洛氏硬度快速增加,室温冲击韧性快速降低;当变形量大于15%后,合金洛氏硬度增加变缓,室温冲击韧性值降低变缓;当变形量为30%时,洛氏硬度最大为HRC 47.2,室温冲击韧性值最小为30.80 J·cm-2。未变形的烧结态93WNiFe合金断口形貌中存在少量W晶粒解理断裂、大量W–粘结相界面断裂、W–W界面断裂和粘结相韧窝断裂;随着锻造变形量的增加,断口形貌中W晶粒解理断裂数量逐渐增加,W–粘结相界面断裂、W–W界面断裂和粘结相韧窝断裂数量逐渐减少。

关键词：钨合金旋锻变形量力学性能断口形貌

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露天潜孔钻机随钻测量系统研发与应用研究

岩土工程学报 2024年第7期46卷 1509-1515页

作者：侯仕军丁伟捷田帅康梁书锋刘殿书郭大超中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 成远矿业开发股份有限公司辽宁辽阳111299

露天采矿随钻测量技术研究目前尚处于初期阶段,研发随钻参数测量系统是实现随钻测量技术服务于采矿工程行业的首要任务。基于TAIYE-390-Ⅱ潜孔钻机工作原理,确定了随钻参数,提出了一套通用的测量方法,并研发了测量装置。装置主要由数据... 详细信息

露天采矿随钻测量技术研究目前尚处于初期阶段,研发随钻参数测量系统是实现随钻测量技术服务于采矿工程行业的首要任务。基于TAIYE-390-Ⅱ潜孔钻机工作原理,确定了随钻参数,提出了一套通用的测量方法,并研发了测量装置。装置主要由数据采集系统、数据转换系统和数据处理系统组成,可实现对钻进时间、钻进深度、钻进速度、钻杆轴压、回转力矩、回转速度、冲击风压和冲击风量等参数的实时准确测量、采集、计算、存储、显示和远程传输。结合某石灰岩矿钻孔数据,提出了一种反映岩性变化的数据整合方法,并借助钻孔成像试验分析了随钻测量技术在岩体结构面识别中的可行性。结果表明钻进速度和回转力矩对岩体结构响应最为灵敏,冲击风量和冲击风压在钻凿含孔洞的破碎岩体时表现突出,而钻杆轴压和回转速度在岩体结构识别中作用较小。研究成果在潜孔钻机随钻测量系统研发和随钻岩性识别等方面具有重要的理论意义和应用价值。

关键词：随钻测量潜孔钻机系统研发岩体结构炮孔成像

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CoCrNi中熵合金在不同浓度NH_(4)Cl溶液中的腐蚀行为研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年第3期44卷 725-734页

作者：张成龙张斌朱敏袁永锋郭绍义尹思敏浙江理工大学机械工程学院杭州310018 北京中科科仪股份有限公司北京100190

通过电化学测试、统计学分析和浸泡腐蚀实验系统地研究了等原子CoCrNi中熵合金(MEA)在不同浓度NH_(4)Cl溶液中的腐蚀行为及机理。结果表明,随着NH_(4)Cl浓度的增加,MEA的腐蚀电位(Ecorr)负移,维钝电流密度(Ip)增大,腐蚀速率增加,合金的... 详细信息

通过电化学测试、统计学分析和浸泡腐蚀实验系统地研究了等原子CoCrNi中熵合金(MEA)在不同浓度NH_(4)Cl溶液中的腐蚀行为及机理。结果表明,随着NH_(4)Cl浓度的增加,MEA的腐蚀电位(Ecorr)负移,维钝电流密度(Ip)增大,腐蚀速率增加,合金的耐腐蚀性能降低。当NH_(4)Cl浓度为3%和8%时,阳极曲线出现了明显的活化-钝化过渡区,意味着合金钝性降低。此外,随着NH_(4)Cl浓度的增加,MEA表面钝化膜的缺陷密度明显增加,钝化膜的厚度减薄,稳定性降低,这削弱了膜对合金的保护能力。NH_(4)^(+)和Cl^(-)的共同作用促进了亚稳态点蚀的形核和发展,且在高浓度的NH_(4)Cl溶液中,亚稳态点蚀难以再钝化,容易发展为稳态点蚀。MEA腐蚀形态主要为点蚀。

关键词：中熵合金腐蚀行为亚稳态点蚀钝化膜

650℃时效SP2215奥氏体耐热钢管的微观组织和力学性能

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稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 501-508页

作者：靳晓坤张世超杜晋峰梁军宋建新张峥国家能源集团新能源技术研究院有限公司北京102209 北京航空航天大学北京100191 江苏武进不锈钢股份有限公司江苏常州213111

通过OM、SEM、TEM和显微硬度、室温冲击以及高温拉伸试验,研究了650℃时效不同时间后SP2215奥氏体耐热钢管的微观组织、力学性能及断裂机理。结果表明,固溶态SP2215钢微观组织由奥氏体,少量孪晶及未溶Nb N和Z相组成;650℃时效时Cr23C6... 详细信息

通过OM、SEM、TEM和显微硬度、室温冲击以及高温拉伸试验,研究了650℃时效不同时间后SP2215奥氏体耐热钢管的微观组织、力学性能及断裂机理。结果表明,固溶态SP2215钢微观组织由奥氏体,少量孪晶及未溶Nb N和Z相组成;650℃时效时Cr23C6优先在奥氏体晶界析出,且随时效时间延长逐渐增多、粗化并形成连续网状;球形富Cu相在奥氏体晶内析出且尺寸稳定,时效2012 h约为15 nm;SP2215钢晶内室温显微硬度在时效50 h时基本达到最大值,之后趋于稳定,这与稳定富Cu相的析出强化作用有关;SP2215钢具有明显的高温时效脆化倾向,时效2012 h室温冲击吸收功较固溶态降低约78.5%,室温冲击断裂随时效时间延长由韧性断裂向沿晶脆性断裂转变,这是由Cr23C6在奥氏体晶界析出并逐渐聚集、粗化导致的。SP2215钢在650℃,2.5×10^(-4)s^(-1)应变速率下拉伸时出现锯齿流变(Portevin-Le Chatelier, PLC)现象,锯齿类型为Type (A+B),随时效时间延长PLC逐渐“减弱”,但锯齿类型不变;随时效时间延长SP2215钢高温拉伸屈服强度基本保持稳定,抗拉强度和断面收缩率逐渐降低,高温拉伸断裂由韧性断裂向准解理脆性断裂转变。

关键词： SP2215奥氏体耐热钢时效微观组织力学性能

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重型破冰船适用结构规范对比分析

船海工程 2024年第3期53卷 43-49页

作者：林一陈励志中国核能电力股份有限公司北京100045

围绕现行的FSICR、RMRS和IACS三大冰区航行船舶规范,对船级符号、船体分区、总纵强度、低温材料等要求展开讨论。以重型破冰船为对象,对结构设计中的冰载荷计算,以及冰级、排水量、骨架形式、肋骨间距等设计参数的影响进行比较分析,为... 详细信息

围绕现行的FSICR、RMRS和IACS三大冰区航行船舶规范,对船级符号、船体分区、总纵强度、低温材料等要求展开讨论。以重型破冰船为对象,对结构设计中的冰载荷计算,以及冰级、排水量、骨架形式、肋骨间距等设计参数的影响进行比较分析,为此类船型的结构设计提供技术参考。

关键词：破冰船规范研究冰级冰载荷