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3D打印迷宫式调节阀盘片优化设计与制造

特种铸造及有色合金 2024年第6期44卷 791-796页

作者：王永超张小辉孙长青邓家利沈阳工程学院能源与动力学院沈阳110136 沈阳工程学院机械学院沈阳110136

针对高压降工况下调节阀易发生气蚀和冲蚀的问题,在传统迷宫式调节阀的基础上,结合金属3D打印技术和阀门设计,设计了一种新型迷宫盘片,并利用计算流体力学(CFD)软件进行了流场仿真分析。通过选择性激光熔化(SLM)制作了316L不锈钢新型迷... 详细信息

针对高压降工况下调节阀易发生气蚀和冲蚀的问题,在传统迷宫式调节阀的基础上,结合金属3D打印技术和阀门设计,设计了一种新型迷宫盘片,并利用计算流体力学(CFD)软件进行了流场仿真分析。通过选择性激光熔化(SLM)制作了316L不锈钢新型迷宫盘片和试样,并与轧制试样进行了力学性能对比。结果表明,新型迷宫盘片具有良好的流通性能,在满足实际工况需求的同时,能有效降低流道内介质的压力波动和出口速度,减少气蚀和冲蚀的风险;3D打印试样的力学性能优于轧制试样,符合阀门零件的使用要求。

关键词：选择性激光熔化 3D打印 316L不锈钢力学性能

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大气压垂直流动液体地电极制备等离子体活化溶液的理化特性

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高电压技术 2024年第1期50卷 441-449页

作者：齐志华谭一航孟广伊吉晓瑞史书慧沈阳工程学院基础教学部沈阳110136 沈阳工程学院国际交流学院沈阳110136

大气压气液放电制备的等离子体活化溶液(plasma activated liquid,PAL)是一种富含多活性物种的溶液。该研究以流动水柱替换传统线筒式电极结构内的中心金属电极,设计出利用垂直流动水柱产生放电的电极结构,以实现高效制备PAL的目的。通... 详细信息

大气压气液放电制备的等离子体活化溶液(plasma activated liquid,PAL)是一种富含多活性物种的溶液。该研究以流动水柱替换传统线筒式电极结构内的中心金属电极,设计出利用垂直流动水柱产生放电的电极结构,以实现高效制备PAL的目的。通过改变溶液(水柱)的初始电导率和施加电压,研究了利用该电极所制备PAL的理化特性及灭菌效果,计算了在不同放电参数下产生活性物种的能量效率,并讨论了该电极与液面下鼓泡法电极放电产生活性物种能量效率的差异。结果表明,随着施加电压和溶液初始电导率的增加,PAL的p H值逐渐下降,而平均电导率呈逐渐升高趋势,NO_(3)^(-)、H2O_(2)、O_(3)的浓度逐渐增大。当溶液初始电导率在2~200 mS/cm的范围内,NO_(2)^(-)的浓度随施加电压的升高呈现出先增加后降低的趋势。但当溶液初始电导率<2 m S/cm时,NO_(2)^(-)的浓度随施加电压的增加单调升高。PAL的灭菌效率随着施加电压的升高而增大。该研究将为气液放电技术在不同环境中应用选取适宜电极提供新的思路。

关键词：等离子体活化溶液电导率活性物种能量效率灭菌

扫描速度对风电机组用316L不锈钢熔凝层组织及性能的影响

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应用激光 2024年第4期44卷 21-27页

作者：赵群赵晋芳朱爽王琳沈阳工程学院机械学院辽宁沈阳110136 沈阳航空航天大学民航学院辽宁沈阳110136

为提高风电机组用316L不锈钢的表面硬度及耐磨性,采用激光熔凝技术对其表面进行强化处理。分别选用1 100 mm/min、1 300 mm/min、1 500 mm/min的扫描速度制备316L激光熔凝层,系统研究不同激光扫描速度对熔凝层组织、相组成、硬度及耐磨... 详细信息

为提高风电机组用316L不锈钢的表面硬度及耐磨性,采用激光熔凝技术对其表面进行强化处理。分别选用1 100 mm/min、1 300 mm/min、1 500 mm/min的扫描速度制备316L激光熔凝层,系统研究不同激光扫描速度对熔凝层组织、相组成、硬度及耐磨性能的影响。结果表明,316L激光熔凝层均匀致密,熔凝层无气孔、裂纹等缺陷。随着扫描速度的加快,熔凝层晶粒尺寸逐渐减小。1 500 mm/min制备的熔凝层显微硬度最高,约为(253±9.8) HV,显微硬度的提高可归因于固溶强化和细晶强化的协同作用;1 500 mm/min制备的激光熔凝层的耐磨性最好,摩擦系数和磨损率最低,分别为0.56和2.46×10^(6)μm^(3)/(N·m)。磨损机理为黏着磨损和磨粒磨损。激光熔凝可有效提升316L不锈钢的硬度和耐磨性。

关键词：激光熔凝 316L不锈钢显微硬度耐磨性

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高速永磁电机新型磁性复合材料弹性模量预测

电工技术学报 2024年

作者：王天煜杨璐铭白斌宇秋红张岳山东大学电气工程学院沈阳玉衡科技有限公司上海电子信息职业技术学院机械与能源工程学院沈阳工程学院机械学院

一种新型粉块层级转子结构可有效提高高速永磁电机转子强度。为了准确分析新型复合转子结构强度，需要准确预测转子复合磁性材料的力学性能。本文将新型磁粉胶膜复合材料看作由磁粉颗粒、界面和基体组成的三相复合材料，首先基于蒙特卡... 详细信息

一种新型粉块层级转子结构可有效提高高速永磁电机转子强度。为了准确分析新型复合转子结构强度，需要准确预测转子复合磁性材料的力学性能。本文将新型磁粉胶膜复合材料看作由磁粉颗粒、界面和基体组成的三相复合材料，首先基于蒙特卡罗法构建了Abaqus-Python耦合的代表性体积单元参数化模型，再依据细观力学等效三相球模型推导出界面层的弹性模量，最后基于虚功原理创建磁粉胶膜弹性模量有限元预测模型，并与拉伸试验结果进行比较分析，验证了模型的准确性。在此基础上，研究了细观结构和界面参数对磁粉胶膜弹性模量的影响规律，得到了磁性材料细观结构与力学性能的映射关系。

关键词：高速电机复合转子磁性复合材料弹性模量数值仿真

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成像参数对大深度物体聚焦形貌恢复的影响

光学学报 2024年第8期44卷 150-159页

作者：夏晓华曹雨松向浩鸣袁述皓葛兆凯长安大学工程机械学院陕西西安710064

为探究成像参数对大深度物体聚焦形貌恢复精度的影响规律,明确实际应用中聚焦形貌恢复重建精度不满足要求时成像系统的改进措施,在构建聚焦形貌恢复三维重建精度评价指标的基础上,利用正交实验确定成像参数对聚焦形貌恢复精度影响的主... 详细信息

为探究成像参数对大深度物体聚焦形貌恢复精度的影响规律,明确实际应用中聚焦形貌恢复重建精度不满足要求时成像系统的改进措施,在构建聚焦形貌恢复三维重建精度评价指标的基础上,利用正交实验确定成像参数对聚焦形貌恢复精度影响的主次顺序,重点分析主要和次主要参数对重建精度的影响规律,并揭示最佳成像参数随多聚焦图像采样间距的变化关系。考虑到成像参数的变化实际通过改变系统景深影响聚焦形貌恢复精度,建立了多聚焦图像采样间距与最佳景深之间的经验公式,为系统成像参数的设定提供了理论依据。实验结果表明:焦距和F数是聚焦形貌恢复的主要和次主要影响参数,在给定多聚焦图像采样间距下存在使重建精度最高的最佳焦距和最佳F数,且随着采样间距减小,最佳焦距增大,最佳F数减小;多聚焦图像采样间距与最佳景深之间的经验公式拟合准确率为97.28%,验证准确率为94.76%,可用于最佳景深的计算;采用最佳景深能够显著提升聚焦形貌恢复精度,为大深度物体聚焦形貌恢复精度的提升提供了新途径。

关键词：机器视觉聚焦形貌恢复成像参数大深度物体重建精度

考虑城市多能源系统不确定性的移动能量枢纽规划方法

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高电压技术 2024年第6期50卷 2452-2466,I0002,I0003页

作者：姚宗君张铁岩赵琰沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 沈阳工程学院沈阳110136

针对低碳新能源供能与电热气负荷间能量平衡困难及其时空不确定性,提出一种基于交通流和多源能量流协同的城市多能源系统移动能量枢纽(mobile energy hub, MEH)模型及规划方法。首先,研究低碳型高比例可再生能源供能的城市多能源系统源... 详细信息

针对低碳新能源供能与电热气负荷间能量平衡困难及其时空不确定性,提出一种基于交通流和多源能量流协同的城市多能源系统移动能量枢纽(mobile energy hub, MEH)模型及规划方法。首先,研究低碳型高比例可再生能源供能的城市多能源系统源网荷能量和功率平衡及其调节需求特性,建立具有灵活的“电-气-氢”能源转换和存储特性的移动能量枢纽模型;其次,基于移动能量枢纽模型,综合考虑交通运输网络流量动态及其输运成本,建立基于交通网与城市多能源系统网络协同和移动能量枢纽能量特性的多能流时空协调模型;然后,考虑可再生能源出力以及负荷不确定性,提出城市多能源系统不确定性模型,并在此基础上建立了综合投资和运行成本最小的移动能量枢纽规划模型;最后,以我国北方某地区多能源系统运行数据为基础,建立移动能量枢纽仿真模型。算例仿真结果表明,该文提出的移动能量枢纽规划模型能够有效提升城市多能源系统维持较高能量平衡水平下的经济性,并可为较大供能规模的多能源网络提供较好的多时空尺度能量调节特性。

关键词：能量平衡不确定性多能源系统移动能量枢纽优化规划交通网多时空尺度

考虑滚动体滑移的全陶瓷角接触球轴承非线性动态特性分析

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振动与冲击 2024年第5期43卷 131-138,172页

作者：张珂张立奇王展高刘旺沈阳建筑大学机械工程学院沈阳110168 沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870

为了探究陶瓷滚动体发生滑移运动时全陶瓷角接触球轴承的动态特性,建立了滚动体与轴承外圈的接触模型,计算了滑移情况下的接触参数。在此基础上建立了考虑滚动体滑移行为的全陶瓷角接触球轴承动力学模型,通过模型的计算结果分析了轴承... 详细信息

为了探究陶瓷滚动体发生滑移运动时全陶瓷角接触球轴承的动态特性,建立了滚动体与轴承外圈的接触模型,计算了滑移情况下的接触参数。在此基础上建立了考虑滚动体滑移行为的全陶瓷角接触球轴承动力学模型,通过模型的计算结果分析了轴承系统的振动特性和周期规律。由模型计算结果可知,滚动体发生滑移运动时接触变形和接触面积随载荷的增大而增大,然而接触变形远小于正常接触时的情况,接触面积大于正常接触时的情况。搭建了轴承转子试验台进行振动试验,在试验工况条件下得到的全陶瓷轴承振动幅值与模型计算的结果平均误差仅为0.68%,证明了模型的准确性。该研究为全陶瓷角接触球轴承的接触机理研究和动态特性分析提供了一定的理论依据。

关键词：陶瓷轴承滚动体滑移轴承接触动力学

激光冲击强化对FV520B钢疲劳寿命的影响

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中国表面工程 2024年第1期37卷 280-286页

作者：金丹刘壮郭超越李卓群孙梦莹沈阳化工大学机械与动力工程学院沈阳110142

为提高叶轮的使用寿命,对叶片的抗疲劳性能提出了更高的要求,激光冲击强化(LSP)处理是提高材料抗疲劳性能的重要途径。针对FV520B钢棒状试样进行LSP试验和不同应变幅值下的单轴低周疲劳试验,并进行疲劳寿命预测。结果表明,LSP后试样的... 详细信息

为提高叶轮的使用寿命,对叶片的抗疲劳性能提出了更高的要求,激光冲击强化(LSP)处理是提高材料抗疲劳性能的重要途径。针对FV520B钢棒状试样进行LSP试验和不同应变幅值下的单轴低周疲劳试验,并进行疲劳寿命预测。结果表明,LSP后试样的表面硬度由330 HV提升至490 HV,且LSP后试样表面产生约−90 MPa的残余压应力。相比于未冲击试样,LSP试样的疲劳寿命均有所提高,±0.5%应变幅值下试样的疲劳寿命提高132.2%。SEM结果表明,LSP后试样表面产生的残余压应力抑制了疲劳裂纹的萌生和扩展,裂纹萌生位置由试样表面向次表面转移,且疲劳条纹的间距和韧窝尺寸减小,从而延长了试样的疲劳寿命。采用Manson-Coffin方程针对光滑试样和LSP试样进行疲劳寿命预测,总的来说,对于光滑试样预测结果与试验结果吻合较好;对于LSP试样,预测的疲劳寿命偏保守。考虑残余压应力的影响针对Manson-Coffin方程进行修正,得到了较好的预测结果。研究结果可为FV520B材料LSP处理工艺和疲劳失效研究提供理论依据。

关键词：激光冲击强化低周疲劳残余应力疲劳断口疲劳寿命预测

基于多层级时空图神经网络的风电机组在线异常检测

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电力系统自动化 2024年第5期48卷 107-119页

作者：郑毅王承民刘保良杨镜非黄淳驿上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市200240 沈阳工程学院电力学院辽宁省沈阳市110136

在风电场运营中,准确及时的故障检测是降低风电机组运行维护成本的关键。然而,现有检测方法未充分挖掘功能单元间的潜在时空关联,限制了检测准确性的提升。文中提出了一种基于多层级时空图神经网络的风电机组在线异常检测方法,以提高故... 详细信息

在风电场运营中,准确及时的故障检测是降低风电机组运行维护成本的关键。然而,现有检测方法未充分挖掘功能单元间的潜在时空关联,限制了检测准确性的提升。文中提出了一种基于多层级时空图神经网络的风电机组在线异常检测方法,以提高故障检测的准确性。该方法依据风电机组物理结构,将其功能单元划分为多个子图,从而构筑了一个多层级的时空图神经网络,通过图注意力机制和多头注意力机制全方位地分析风电机组各传感器节点与功能单元之间的关联强度。同时,针对数据采集与监控(SCADA)系统数据的时间关联,设计了动态图神经网络和时间注意力机制,使正常行为预测模型捕捉了SCADA系统数据的时间关联特性,实现了空间和时间特性的有效融合。最后,基于中国上海某风电场的实际数据验证了所提方法的显著有效性。

关键词：风电机组在线故障检测数据采集与监控(SCADA)系统图神经网络