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新型多稳态机械超材料的胞元结构设计与稳态性能研究

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昆明理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：王震豹郄彦辉李乃文宋金华国家市场监管重点实验室-钢制管子及管件安全评价河北工业大学机械工程学院河北省特种设备监督检验研究院

多稳态机械超材料由于其优异的能量吸收和可重复利用特性，在结构防护和吸能储能领域具有广泛的应用前景。提出了一种新型双材料拼装式双稳态胞元，利用非线性有限元仿真研究了几何参数对胞元双稳态性能的影响规律，并研究了准静态位移... 详细信息

多稳态机械超材料由于其优异的能量吸收和可重复利用特性，在结构防护和吸能储能领域具有广泛的应用前景。提出了一种新型双材料拼装式双稳态胞元，利用非线性有限元仿真研究了几何参数对胞元双稳态性能的影响规律，并研究了准静态位移加-卸载时胞元阵列超材料多稳态力-位移曲线的变化规律。同时用3D打印的胞元和阵列超材料试样的准静态位移加载试验对仿真结果进行了验证。研究结果表明：新型胞元出现负刚度特性的斜梁倾角在15°和20°之间，胞元出现双稳态特性的临界倾斜角在20°和25°之间；阵列结构材料的列数相等时，胞元的层数越多超材料的初始刚度越小，加载与卸载的力-位移响应曲线的分离程度越大，材料存储的能量越多。研究结果丰富了多稳态机械超材料在稳态性能设计方面的研究，为其工程应用提供了理论依据和设计参考。

关键词：多稳态机械超材料胞元结构稳态性能

Cu含量对Q420钢在货油舱内底板环境下腐蚀行为的影响

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中国腐蚀与防护学报 2024年第4期44卷 927-938页

作者：刘超代文贺王克俊陈增耀安雁军刘智勇河北省特种设备监督检验研究院、国家市场监管重点实验室(钢制管子及管件安全评) 石家庄050061 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

对Q420钢进行适当的Cu合金化功能性改进,制备出不同Cu含量(质量分数分别为0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)的新型低合金实验钢。利用浸泡实验、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等方法对含Cu低合金钢在货油舱内底... 详细信息

对Q420钢进行适当的Cu合金化功能性改进,制备出不同Cu含量(质量分数分别为0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)的新型低合金实验钢。利用浸泡实验、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等方法对含Cu低合金钢在货油舱内底板点蚀坑内环境(pH 0.85的10%(质量分数)NaCl溶液)中的腐蚀规律与机理进行了研究。结果表明,以铁素体+珠光体为组织特征的1.0Cu低合金钢能够保证在Q420钢强度的水平下具有优异的耐腐蚀性能。随着浸泡时间的延长,5种不同Cu含量钢的腐蚀速率整体呈下降趋势。Cu含量为1%时,腐蚀速率降到0.29 mm/a,与Q420基准钢相比降低了43%。实验证明Cu的添加对Q420钢在货油舱内底板环境下的均匀腐蚀性具有积极的作用。

关键词： Cu 货油轮腐蚀低合金钢

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焊接热影响区多相组织X80试验钢断裂韧度仿真分析

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装备维修技术 2023年第5期 109-112页

作者：代文贺刘智勇王同军河北省特种设备监督检验研究院国家市场监管重点实验室(钢制管子及管件安全评价) 北京科技大学新材料技术研究院

现代社会建设过程中，大口径、耐高压管线钢的应用越来越广泛，因此确保管线钢具有较高的质量，可以推动现代社会向着更加良好的方向发展。管线钢焊接及使用过程中，需要对管线钢各方面性能予以检测。基于此，以断裂韧度为例，通过对相... 详细信息

现代社会建设过程中，大口径、耐高压管线钢的应用越来越广泛，因此确保管线钢具有较高的质量，可以推动现代社会向着更加良好的方向发展。管线钢焊接及使用过程中，需要对管线钢各方面性能予以检测。基于此，以断裂韧度为例，通过对相关理论基础进行介绍，进而详细对焊接热影响区多相组织X80试验钢断裂韧度仿真分析，以此明确X80管线钢焊接热影响区断裂韧度与贝氏体含量及贝氏体晶粒长度比之间的关联性。

关键词：焊接热影响区多相组织断裂韧度仿真分析

非稳态极化对X80管线钢在近中性土壤溶液中腐蚀行为的影响分析

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第10期 68-72页

作者：刘超倪晓刘琪李宁宁河北省特种设备监督检验研究院国家市场监管重点实验室(钢制管子及管件安全评价)河北石家庄050000 北京科技大学新材料技术研究院教育部腐蚀与防护重点实验室北京100083

本文采用方波极化法研究了非稳态极化对X80钢在模拟石家庄地区近中性土壤模拟溶液中电化学和腐蚀行为的影响,通过对比稳态与非稳态极化下的电化学特征和腐蚀行为,结果表明非稳态极化引起的动态瞬时电场对电极表面的双电层结构具有扰动效... 详细信息

本文采用方波极化法研究了非稳态极化对X80钢在模拟石家庄地区近中性土壤模拟溶液中电化学和腐蚀行为的影响,通过对比稳态与非稳态极化下的电化学特征和腐蚀行为,结果表明非稳态极化引起的动态瞬时电场对电极表面的双电层结构具有扰动效应,对电极表面具有明显的活化效应,大大促进了X80钢的腐蚀;方波极化的电位波动范围和波动周期对腐蚀行为也会产生重要影响,方波极化增加了X80钢在NS4溶液中的腐蚀速率,且腐蚀速率随着电位波动周期的加快先增大后减小。

关键词： X80钢土壤腐蚀非稳态极化 NS4溶液

基于支持向量机算法的含双局部减薄缺陷弯管爆破压力预测

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绿色科技 2023年第20期25卷 242-246页

作者：王昱周凌志李乃文郭涛河北省特种设备监督检验研究院河北石家庄050061 国家市场监管重点实验室-钢制管子及管件安全评价河北石家庄050061 河北工业大学机械工程学院天津300401

为实现对含双局部减薄缺陷弯管爆破压力的精确预测,以415组不同尺寸轴向双局部减薄缺陷和环向双局部减薄缺陷20钢弯管爆破压力的显式非线性有限元模拟数据作为学习样本,建立了含双局部减薄缺陷20钢弯管爆破压力预测的支持向量机(SVM)模... 详细信息

为实现对含双局部减薄缺陷弯管爆破压力的精确预测,以415组不同尺寸轴向双局部减薄缺陷和环向双局部减薄缺陷20钢弯管爆破压力的显式非线性有限元模拟数据作为学习样本,建立了含双局部减薄缺陷20钢弯管爆破压力预测的支持向量机(SVM)模型;利用交叉验证方法对SVM模型参数进行优选,确定了最优的惩罚因子和核函数参数;最后通过与显式非线性有限元模拟结果的对比,分析了SVM模型用于两局部减薄缺陷任意方位分布时弯管爆破压力的预测精度。结果表明:SVM模型用于双局部减薄缺陷弯管的爆破压力预测时,其预测相对误差在-4.9%~3.7%;SVM模型具有预测精度高、适用范围广,操作简单、便于工程技术人员实使用等特点。

关键词：双局部减薄弯管爆破压力支持向量机

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基于控制轧制工艺技术的X80管线钢低温韧性优化研究

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新疆钢铁 2023年第3期 25-27页

作者：代文贺刘智勇王同军河北省特种设备监督检验研究院河北石家庄050000 北京科技大学新材料技术研究院北京100083 国家市场监管重点实验室(钢制管子及管件安全评价) 河北石家庄050000

X80管线是一种高强度钢管,广泛应用于输气、输油等工业领域。从目前的应用现状来看,随着各项技术的发展以及管材强度级别的提高,对于管材的韧性要求也进一步提高。在实际应用中,尤其是在低温环境下,管线钢易受到冷脆性的影响,从而导致... 详细信息

X80管线是一种高强度钢管,广泛应用于输气、输油等工业领域。从目前的应用现状来看,随着各项技术的发展以及管材强度级别的提高,对于管材的韧性要求也进一步提高。在实际应用中,尤其是在低温环境下,管线钢易受到冷脆性的影响,从而导致断裂。控制轧制工艺技术可以通过优化晶粒度和相组织,提高管线钢的低温韧性,从而增强其抗断裂能力,减少管道事故的发生。基于此,在本文的研究中,首先对X80管线钢的特点及发展历程进行分析,接着对X80管线钢低温韧性的影响因素展开探讨,最后结合目前的技术现状对基于控制轧制工艺技术的X80管线钢低温韧性优化措施深入分析。

关键词： X80管线钢控制轧制工艺技术低温韧性优化

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含缺陷油气管道爆破压力预测的神经网络法研究

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绿色科技 2023年第18期25卷 111-115页

作者：王昱贾思奇李乃文郭涛河北省特种设备监督检验研究院河北石家庄050061 国家市场监管重点实验室-钢制管子及管件安全评价河北石家庄050061 河北工业大学机械工程学院天津300401

为实现含局部减薄缺陷油气管道爆破压力的精确预测,将神经网络算法应用于油气管道爆破压力的预测研究,建立了含局部减薄缺陷油气管道爆破压力预测的径向基函数(RBF)、广义回归(GR)、极限学习机(ELM)和误差反向传播(BP)4种神经网络模型... 详细信息

为实现含局部减薄缺陷油气管道爆破压力的精确预测,将神经网络算法应用于油气管道爆破压力的预测研究,建立了含局部减薄缺陷油气管道爆破压力预测的径向基函数(RBF)、广义回归(GR)、极限学习机(ELM)和误差反向传播(BP)4种神经网络模型。分析对比了4种模型用于X46、X52、X60、X65、X80材质含局部减薄缺陷油气管道爆破压力的预测误差,结果表明:4种神经网络模型的预测误差均小于ASME B31G,修正ASME B31G,DNVRP-F101三种通用规范的预测误差;BP神经网络模型的预测误差最小,预测误差为-1.10%~4.70%;神经网络预测模型用于油气管道爆破压力预测时具有操作简单,适用范围广,便于工程实用等特点。

关键词：局部减薄管道爆破压力神经网络

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