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00Cr13Ni5Mo不锈钢四钨极电弧增材制造原位热处理组织与力学性能分析

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焊接学报 2025年

作者：周鑫黄瑞生梁晓梅滕彬中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司

为解决电弧增材制造存在的力学性能各向异性问题，提出一种四钨极热源增材制造技术，利用四钨极超高热输入特点对基于00Cr13Ni5Mo不锈钢的沉积件进行原位热处理，以期实现柱状晶向等轴晶转变过程.研究了沉积件不同位置的微观组织特征，... 详细信息

为解决电弧增材制造存在的力学性能各向异性问题，提出一种四钨极热源增材制造技术，利用四钨极超高热输入特点对基于00Cr13Ni5Mo不锈钢的沉积件进行原位热处理，以期实现柱状晶向等轴晶转变过程.研究了沉积件不同位置的微观组织特征，并通过拉伸试验与冲击试验重点考察了沉积件不同方向、不同位置的力学性能.结果表明，通过原位热处理可以使沉积件微观组织由柱状晶向等轴晶转变，晶粒平均长度由44.28μm降低至4.86μm，从而显著改善沉积件力学性能的各向异性；沉积件微观组织由回火索氏体、回火马氏体、逆变奥氏体及碳化物组成；沉积件的平均硬度为(279.4±10) HV10、室温屈服强度为(903.7±11) MPa、在0℃冲击吸收功为(207.6±10) J.综上所述，沉积件微观组织与力学性能各向异性程度较小，该技术为改善电弧增材制造微观组织与力学性能各向异性提供了一种可行性方案.

关键词：四钨极电弧增材制造 00Cr13Ni5Mo不锈钢原位热处理微观组织力学性能

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螺杆钻具十字万向轴瓣齿裂纹扩展规律

特种油气藏 2025年

作者：刘书杰马传华叶道辉肖平关勤勤张锐尧中海油海南能源有限公司中国石化江钻石油机械有限公司

为了解决螺杆钻具十字万向轴在井下复杂载荷条件下瓣齿易断裂、使用寿命短的问题，提出了梯形、矩形或扇形的瓣齿截面结构优化方案，基于断裂理论和裂纹扩展数值模拟方法，建立了虚拟裂纹扩展仿真物理模型，研究了裂纹分别位于瓣齿根部... 详细信息

为了解决螺杆钻具十字万向轴在井下复杂载荷条件下瓣齿易断裂、使用寿命短的问题，提出了梯形、矩形或扇形的瓣齿截面结构优化方案，基于断裂理论和裂纹扩展数值模拟方法，建立了虚拟裂纹扩展仿真物理模型，研究了裂纹分别位于瓣齿根部左侧（I区）、中间（II区）、右侧（III区）时，原结构与优化结构在裂纹区域的等效应力与裂纹应力强度因子分布规律，进一步地开展现场测试对优化结构的使用效果进行了验证。研究表明：当裂纹分布在I、II或III区时，优化结构均可以减小裂纹尖端等效应力与应力强度因子，裂纹扩展能力平均降低18.6%、16.2%、12.1%，其中，矩形截面强化结构为最优方案。裂纹位于瓣齿根部中间区域时，裂纹尖端应力最大，扩展能力也最强；当裂纹位于瓣齿根部左侧区域时，裂纹尖端应力最小，裂纹扩展能力最弱，当裂纹位于瓣齿根部右侧区域时，扩展能力居于两者之间。现场测试结果验证了优化结构的可靠性，平均使用寿命可提升18.77%。该研究可为十字万向轴瓣齿的寿命预测与结构优化提供借鉴。

关键词：螺杆钻具十字万向轴瓣齿优化断裂裂纹扩展应力强度因子

超声表面滚压加工与离子渗氮复合强化对4Cr13不锈钢摩擦学性能的影响

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中国表面工程 2025年

作者：骆小双潘邻段海涛凃杰松刘炼詹胜鹏贾丹中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司

为了解决4Cr13不锈钢硬度较低，耐磨性差的问题，利用超声表面滚压加工（USRP）作为离子渗氮（PN）的前处理工艺，对4Cr13不锈钢进行了超声表面滚压加工与离子渗氮复合强化（USRP+PN）处理。采用SEM、EDS、EPMA、金相显微镜、维氏硬度... 详细信息

为了解决4Cr13不锈钢硬度较低，耐磨性差的问题，利用超声表面滚压加工（USRP）作为离子渗氮（PN）的前处理工艺，对4Cr13不锈钢进行了超声表面滚压加工与离子渗氮复合强化（USRP+PN）处理。采用SEM、EDS、EPMA、金相显微镜、维氏硬度计和摩擦磨损试验机等分别研究了USRP+PN工艺对4Cr13不锈钢微观组织、显微硬度、氮元素分布和摩擦学性能的影响。结果表明：4Cr13不锈钢分别经过USRP处理4次和6次（USRP4，USRP6）后，表面粗糙度降低，表层产生严重塑性变形，晶粒细化，形成纳米梯度组织结构。其中，USRP6试样的塑性变形层更深，晶粒更加细小。与未处理（UN）试样相比，USRP4、USRP6、UN+PN、USRP4+PN和USRP6+PN试样的表面硬度分别提高了34.56%、37.01%、328.63%、352.53%和358.21%。试样的渗氮层厚度排序为：UN+PN＜USRP4+PN＜USRP6+PN，磨损率大小顺序为：USRP6+PN＜USRP4+PN＜UN+PN＜USRP4＜USRP6＜UN，其中USRP6+PN试样的磨损率最低，为UN试样的3.5%。USRP作为前处理工艺可有效提高PN效率，USRP+PN复合强化处理为提高4Cr13不锈钢的耐磨性提供了一种新的途径。

关键词：超声表面滚压加工离子渗氮 4Cr13不锈钢微观组织结构摩擦学性能

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硝基锂钠钾二元及三元盐的相图分析

储能科学与技术 2025年

作者：张金柱孟令然吴玉庭石天庆商永强智瑞平魏雯珍华电郑州机械设计研究院有限公司

熔融盐的共晶性能是评估其在储热领域应用潜力的关键指标之一。在高效储热技术中具有广泛的应用前景。为了快速、准确地预测混合硝酸盐不同组分之间是否能够形成共晶，并进一步确定其共晶组成和最低熔点，本文采用Factsage热力学模拟软... 详细信息

熔融盐的共晶性能是评估其在储热领域应用潜力的关键指标之一。在高效储热技术中具有广泛的应用前景。为了快速、准确地预测混合硝酸盐不同组分之间是否能够形成共晶，并进一步确定其共晶组成和最低熔点，本文采用Factsage热力学模拟软件对五种常见的硝基盐—硝酸锂(LiNO3)、硝酸钾(KNO3)、硝酸钠(NaNO3)、亚硝酸钾(KNO2)和亚硝酸钠(NaNO2)进行了热力学模拟，预测了其二元系和三元系的相图。通过相图预测结果，进一步分析了硝基二元盐和三元体系中阴阳离子对共晶性能的影响。研究发现，不同阴阳离子的组合会显著影响共晶的形成温度和共晶组成。为了验证相图预测的准确性，本文还对具有良好共晶效果的二元盐硝酸Li-K和三元盐硝酸Li-Na-K进行了实验验证，测定了它们的熔点和共晶组成。实验结果表明，二元盐硝酸Li-K和三元盐硝酸Li-Na-K的熔点和共晶组成与相图预测结果一致，进一步证明了Factsage软件在熔盐体系相图预测中的有效性和准确性。与此同时，本文对几种常见的硝基盐进行了二元和三元系的相图预测，以分析阳离子和阴离子对混合熔盐储能介质的影响机理。通过这一系列研究，本文不仅为混合硝酸盐的共晶性能评估提供了新的思路和方法，还为未来储热技术中熔盐的优化与应用提供了重要的理论支持。

关键词：熔融盐相图计算共晶熔点

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稻壳基硅氧碳复合负极材料的制备及储锂性能

化工新型材料 2025年

作者：郭建良韩松杨宏训马娇娇国能南京电力试验研究有限公司江苏科技大学常州和全药业有限公司

硅因其高容量而被认为是非常有应用前景的新一代高容量锂离子电池负极材料。但硅的低电导率及差的循环性能而限制了其作为负极材料在锂离子电池中的应用。以富含硅的稻壳为原材料，沥青为导电剂，通过简单的铝热还原反应，制得多孔硅... 详细信息

硅因其高容量而被认为是非常有应用前景的新一代高容量锂离子电池负极材料。但硅的低电导率及差的循环性能而限制了其作为负极材料在锂离子电池中的应用。以富含硅的稻壳为原材料，沥青为导电剂，通过简单的铝热还原反应，制得多孔硅氧碳复合负极材料。结果表明：该复合负极材料展现出良好的电化学性能，在0.2A/g的电流密度下，具有高的首次充放电比容量1016.2mAh/g/1349.5mAh/g和75.3%的首次库仑效率，在200个循环后仍能保持812.8mAh/g/819.3mAh/g的比容量。优异的性能，主要得益于，氢/氩混合气氛对二氧化硅的还原提供了更多的反应活性位点。此外，沥青的加入一方面可以增强电极材料的导电性，另一方面熔融态的沥青可以填补材料中的孔隙，缓冲硅在充放电过程中的体积膨胀，从而提高材料的循环稳定性。

关键词：锂离子电池稻壳沥青负极材料硅氧碳复合材料

圆柱滚子轴承内圈挡边与滚子球基面的优化设计

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轴承 2025年第1期 55-60页

作者：王志坚宋佳伟李兴林李健常振常州大学江苏常州213164 杭州轴承试验研究中心有限公司杭州310022 浙江大学杭州310058 机械工业轴承产品质量检测中心(杭州) 杭州310022

考虑离心力、陀螺力矩、滚子偏斜以及套圈挡边与滚子球基面之间的润滑,建立联合载荷作用下圆柱滚子轴承力学分析模型,基于该模型分析了滚子球基面半径对轴承接触特性及发热量的影响,结果表明:随滚子球基面半径增大,接触点距离滚道表面越... 详细信息

考虑离心力、陀螺力矩、滚子偏斜以及套圈挡边与滚子球基面之间的润滑,建立联合载荷作用下圆柱滚子轴承力学分析模型,基于该模型分析了滚子球基面半径对轴承接触特性及发热量的影响,结果表明:随滚子球基面半径增大,接触点距离滚道表面越近,最大接触应力越小,发热量越少。基于轴承寿命理论对不同偏差的内、外圈挡边倾角和滚子球基面半径进行匹配优化,轴承寿命可提升约34%。

关键词：滚动轴承圆柱滚子轴承接触力发热量寿命加工误差

基于载荷等效合成与Wigner-Ville变换的汽车耐久性多轴载荷谱加速编辑

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中国公路学报 2025年

作者：杨永乐张金保张志飞张佑源林伟雄重庆大学机械与运载工程学院东风柳州汽车有限公司

汽车耐久性载荷谱加速编辑目的在于提高零部件的疲劳分析效率。针对多轴载荷谱编辑中效率偏低、参照信号损伤特性表征不足等问题，提出一种结合载荷等效合成与Wigner-Ville变换的多参数指标约束编辑方法。基于多轴雨流投影技术对多轴载... 详细信息

汽车耐久性载荷谱加速编辑目的在于提高零部件的疲劳分析效率。针对多轴载荷谱编辑中效率偏低、参照信号损伤特性表征不足等问题，提出一种结合载荷等效合成与Wigner-Ville变换的多参数指标约束编辑方法。基于多轴雨流投影技术对多轴载荷开展以损伤参量最大为基础的等效合成，并作为参照信号进行Wigner-Ville变换获取瞬时能量谱，再结合遗传算法优化双阈值模型确定加速阈值，从而定位无/小损伤时间片段，编辑得到多轴加速谱。以实测轮心六分力载荷谱为示例开展编辑，并就预处理过程提出一种修正向下重采样法以消除传统重采样中因峰/谷值漏采造成的损伤加载差异。将所提多轴载荷谱编辑法与基于应变参照信号编辑法进行损伤表征和编辑效果对比；同时，亦将其与时域编辑法、短时傅里叶变换编辑法的编辑效果从多方面进行对比分析。结果表明：相比应变信号，所提方法合成的等效载荷更能有效表征多轴载荷的损伤特性，用作参照信号的编辑效果更优。此外，基于Wigner-Ville变换方法所得瞬时能量谱可用于准确识别原始载荷中无/小损伤数据。压缩效果显示，基于相同伪损伤保留比，所提方法将原始载荷谱压缩至76.50%，且对应均方根和峰度系数等统计参数的相对误差在15%以内。功率谱密度和穿级计数分布显示，所提方法仅在小幅值循环频次上实现有效缩减，未明显改变载荷的幅/频域能量特性，即各项特征指标均优于时域编辑和短时傅里叶变换编辑法。疲劳仿真结果显示，所提方法在保证较高分析精度的同时，计算效率较原始加载提升约26%，加速效果更显著。该方法可有效提高汽车零部件的疲劳耐久性分析效率。

关键词：汽车工程多轴载荷谱编辑等效合成理论 Wigner-Ville变换瞬时能量谱双阈值模型

基于FACR深度迁移网络的叶轮表面缺陷检测方法

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中国表面工程 2025年

作者：宿磊谢琛张思雨顾杰斐吴卫天李可江南大学机械工程学院无锡易泽明精密机械有限公司研发部

随着工业智能化的发展，叶轮表面缺陷检测在保障设备安全与提升生产效率中扮演着关键角色。然而，实际工业环境下面临的缺陷样本信息不完备、样本标记耗时以及检测模型适应性差等问题制约着检测精度的提升。为解决这些问题，提出基于傅... 详细信息

随着工业智能化的发展，叶轮表面缺陷检测在保障设备安全与提升生产效率中扮演着关键角色。然而，实际工业环境下面临的缺陷样本信息不完备、样本标记耗时以及检测模型适应性差等问题制约着检测精度的提升。为解决这些问题，提出基于傅里叶约束的自适应一致性正则化（FACR）网络的叶轮表面缺陷检测方法。研究基于傅里叶变换的隐式信息约束策略，针对不同域的缺陷图片进行傅里叶变换得到相位和振幅，对振幅进行线性插值以增强样本信息，同时保证相位不变交换振幅的对应区域，使得模型关注相位信息（即结构信息），降低背景环境对检测模型的影响；引入课程学习思想动态调整阈值，解决固定阈值无法考虑不同类别的不同学习状态和学习难度导致复杂缺陷检测精度低的问题；结合迁移学习和半监督学习，引入自适应一致性正则化，综合预训练模型的知识以及半监督中带标签／不带标签数据的缺陷信息，提高模型检测性能；将原始样本与增强样本的分类结果作为衡量其对网络贡献性能的指标，并将贡献性能作为权重应用在分类损失上，使模型充分学习小样本下叶轮表面缺陷知识，提高实际工业环境下模型对叶轮表面缺陷检测的泛化能力。试验结果表明，与其他半监督域自适应方法比较，所提方法有效提升了叶轮表面缺陷检测精度，不仅为实际工业应用提供了有力的技术支持，也丰富了缺陷检测领域的技术手段，对于推动工业智能化和保障设备安全具有重要的理论价值和实践意义。

关键词：叶轮表面缺陷半监督域自适应傅里叶约束一致性正则化

电力电子变换器并联系统的稳定控制策略及参数设计

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电力自动化设备 2025年

作者：汤建邹志翔薛明军杨黎明陈琦袁帅姚屹洋东南大学电气工程学院国网江苏省电力有限公司常州供电分公司国电南京自动化股份有限公司南京国电南自电网自动化有限公司

在构网型变换器和跟网型变换器组成的并联系统中，变换器之间的相互作用会导致该系统存在中低频振荡问题。以一台构网型变换器和一台跟网型变换器组成的并联系统为研究目标，建立两变换器的多输入多输出阻抗模型并分析并联系统的稳定性... 详细信息

在构网型变换器和跟网型变换器组成的并联系统中，变换器之间的相互作用会导致该系统存在中低频振荡问题。以一台构网型变换器和一台跟网型变换器组成的并联系统为研究目标，建立两变换器的多输入多输出阻抗模型并分析并联系统的稳定性，结果表明锁相环带宽或线路阻抗过大会导致系统失稳。为提升稳定性，提出一种基于双二阶滤波器的稳定控制策略，并从构网型变换器输出阻抗零极点的角度研究双二阶滤波器参数和系统特性根的关系，提出通用的参数设计准则，保证稳定控制策略在多工况运行的设计通用性和有效性。仿真和实验结果验证了所提稳定控制策略和参数设计准则的有效性。

关键词：构网型变换器跟网型变换器并联系统稳定性分析双二阶滤波器稳定控制策略