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超高速激光熔覆制备耐腐蚀涂层研究进展

中国腐蚀与防护学报 2024年第4期44卷 847-862页

作者：杨海云刘春泉熊芬陈敏纳谢岳林彭龙生孙胜刘海洲湖南工学院材料科学与工程学院衡阳421002 湖南力方轧辊有限公司(湖南省高耐磨合金材料先进制造工程技术研究中心) 衡阳421681 新余华峰特钢有限公司新余338099

首先总结了涂层材料元素组成对耐腐蚀性能的影响;其次,从钝化膜、显微组织、位错、低角度晶界、热腐蚀动力学等几个方面总结了其与耐腐蚀性的联系;第三,综述了EHLA与场外辅助技术结合对所制备涂层耐腐蚀性的影响;最后,总结和展望了超高... 详细信息

首先总结了涂层材料元素组成对耐腐蚀性能的影响;其次,从钝化膜、显微组织、位错、低角度晶界、热腐蚀动力学等几个方面总结了其与耐腐蚀性的联系;第三,综述了EHLA与场外辅助技术结合对所制备涂层耐腐蚀性的影响;最后,总结和展望了超高速激光熔覆所制备涂层耐腐蚀性能的强化方法。

关键词：超高速激光熔覆腐蚀行为涂层

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材料导报 2024年第17期38卷 172-190页

作者：刘春泉熊芬彭龙生黄伟林英华湖南工学院材料科学与工程学院湖南衡阳421002 湖南力方轧辊有限公司(湖南省高耐磨合金材料先进制造工程技术研究中心) 湖南衡阳421681 南华大学机械工程学院湖南衡阳421001

超高速激光熔覆技术是近年新开发的表面涂层技术,本质是通过改变粉末的熔化位置,使粉末在工件上方与激光交汇发生熔化,随之均匀涂覆在工件表面,从而具有优质高效、绿色低成本、高质量和高适应性、低热输入和低激光功率、低稀释率和高性... 详细信息

超高速激光熔覆技术是近年新开发的表面涂层技术,本质是通过改变粉末的熔化位置,使粉末在工件上方与激光交汇发生熔化,随之均匀涂覆在工件表面,从而具有优质高效、绿色低成本、高质量和高适应性、低热输入和低激光功率、低稀释率和高性能等特点。首先,简要介绍了超高速激光熔覆关键技术特点及技术优势、国内外超高速激光熔覆装备发展现状;其次,结合最新研究成果重点阐述了影响超高速激光熔覆制备的涂层最终组织结构与性能的关键技术参数(所采用的熔覆材料、激光功率、搭接率、光斑直径、熔覆速度、送粉量和送粉压力等);最后,详细介绍了超高速激光熔覆制备的涂层质量检测参数,包括熔覆层厚度、结合强度、孔隙率、稀释率、表面粗糙度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性等熔覆效果。通过综述超高速激光熔覆技术的特点、优势以及关键技术参数,以期为超高速激光熔覆技术的进一步改进与提升、设备研制等方面取得更多进展提供借鉴和指导。

关键词：超高速激光熔覆涂层特点与优势关键技术参数

基体预热对激光熔覆制备M2钢熔覆层表面硬度均匀性的影响

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中国激光 2024年

作者：刘立培陈皓杨仁人林英华彭龙生彭宇霄王新林南华大学机械工程学院超快微纳技术与激光先进制造湖南省重点实验室湖南省高耐磨合金材料先进制造工程技术研究中心湖南力方轧辊有限公司

Cr12MoV冷轧工作辊轧制高精度板材对其表面硬度均匀性要求高，而在Cr12MoV冷轧工作辊表面采用激光熔覆M2钢粉末制备熔覆层会出现表面硬度不均匀。为此，本文研究了基体预热对M2钢熔覆层表面硬度均匀性的影响，基于数学标准差方法表征熔... 详细信息

Cr12MoV冷轧工作辊轧制高精度板材对其表面硬度均匀性要求高，而在Cr12MoV冷轧工作辊表面采用激光熔覆M2钢粉末制备熔覆层会出现表面硬度不均匀。为此，本文研究了基体预热对M2钢熔覆层表面硬度均匀性的影响，基于数学标准差方法表征熔覆层表面硬度均匀性。结果表明：基体预热前，熔覆层表面凸起明显，组织结构为柱状晶和等轴晶混合组织，表面显微硬度极差为448.2HV0.2，硬度波动系数达83；基体预热后，熔覆层表面平整度变好，组织结构转变为单一形态树枝晶，表面显微硬度极差为176.1HV0.2，硬度波动系数降低到46.3。通过温度场数值模拟，发现基体预热使激光熔池峰值温度提高，但激光熔池凝固过程中自里及表温度梯度下降；残余应力数值模拟，发现基体预热不仅降低熔覆层内残余应力，还降低熔覆层内残余应力波动幅度。最后，结合温度场、应力场模拟结果及组织结构探讨了基体预热前后熔覆层表面硬度均匀性的形成机理。

关键词： Cr12MoV 激光熔覆 M2钢预热硬度均匀性数值模拟

Mo和Ni对Cr12MoV轧辊表面Fe90熔覆层冲击韧性和耐磨性的影响

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中国激光 2024年

作者：杨仁人刘立培林英华彭龙生王新林南华大学机械工程学院超快微纳米技术与激光先进制造湖南省重点实验室湖南力方轧辊有限公司湖南省高耐磨合金材料先进制造工程技术研究中心

损伤Cr12MoV冷轧工作辊激光修复过程需要实现熔覆层性能恢复与原母材性能相当，然而激光熔覆Fe90合金粉末制备的熔覆层冲击韧性、耐磨性与Cr12MoV冷轧工作辊性能存在差异，本文在Fe90合金粉末基础上，通过设计一定含量的Mo和Ni添加量来... 详细信息

损伤Cr12MoV冷轧工作辊激光修复过程需要实现熔覆层性能恢复与原母材性能相当，然而激光熔覆Fe90合金粉末制备的熔覆层冲击韧性、耐磨性与Cr12MoV冷轧工作辊性能存在差异，本文在Fe90合金粉末基础上，通过设计一定含量的Mo和Ni添加量来解决熔覆层冲击韧性和耐磨性不足问题。结果表明：Mo和Ni添加前，Fe90熔覆层显微组织主要为包覆等轴晶和柱状晶的类网状组织，晶粒度为5.47?m，物相为α-（Fe,Cr）和M7C3，显微硬度、冲击韧性（带基底）、磨损量和摩擦系数分别为795.71HV、2.37J/cm2、0.8mg和0.75；而添加2%Mo+1%Ni后，熔覆层显微组织主要为包覆等轴晶的类网状组织，晶粒度降低至5.28?m,α-（Fe,Cr）物相含量降低，Mo2C硬质相含量提高，显微硬度、冲击韧性（带基底）、磨损量和摩擦系数分别为689.92HV、2.74 J/cm2、0.4mg和0.65。通过Mo和Ni共同添加，使熔覆层冲击韧性和耐磨性都能得以提高，这主要得益于Mo2C耐磨相含量提高、晶粒细化以及Cr偏析比降低的协同作用。

关键词：激光熔覆 Cr12MoV轧辊微观组织硬度耐磨性冲击韧性

基于深度学习的镍基高温合金叶片磨削烧伤识别研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 99-104页

作者：刘超刘成王虎陈亮梁晓艳金滩中国航发南方工业有限公司湖南株洲412001 湖南南方通用航空发动机有限公司湖南株洲412001 湖南大学机械与运载工程学院湖南长沙410082

针对目视检查镍基高温合金叶片磨削烧伤时易出现误检、漏检等问题,提出一种基于深度学习的镍基高温合金叶片磨削烧伤识别分类模型(Tenon Grinding Burn Net,TenonG-BNet).以K4125镍基高温合金叶片为研究对象,通过磨削烧伤试验和试件组... 详细信息

针对目视检查镍基高温合金叶片磨削烧伤时易出现误检、漏检等问题,提出一种基于深度学习的镍基高温合金叶片磨削烧伤识别分类模型(Tenon Grinding Burn Net,TenonG-BNet).以K4125镍基高温合金叶片为研究对象,通过磨削烧伤试验和试件组织检测获得不同烧伤程度的叶片榫齿磨削烧伤分级标准和对应的图片集;将ODConv动态卷积融合Inception V2模块和Coordinate Attention注意力机制,保证模型轻量化的同时提高模型的特征提取能力;使用全连接层进行识别分类.结果表明,与其他4个经典分类模型相比,TenonGBNet在具有较小的模型复杂度和参数量的同时保持了96.50%的平均分类准确率,且各烧伤等级的分类准确率均超过95%.

关键词：深度学习镍基合金磨削烧伤图像识别

地铁列车关键气密部件对车内压力舒适性的影响

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交通运输工程学报 2024年第3期24卷 227-237页

作者：李杨刘友梅中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001

为全面分析地铁列车运营时车外压力对车内乘客耳压舒适性的影响,采用实车线路试验方法,实测了地铁列车匀速通过隧道时,关键气密部件(空调压力波保护阀、车门气动辅助锁与贯通道排污孔筛)在不同密封条件下的车内、外压力,分析了车外压力... 详细信息

为全面分析地铁列车运营时车外压力对车内乘客耳压舒适性的影响,采用实车线路试验方法,实测了地铁列车匀速通过隧道时,关键气密部件(空调压力波保护阀、车门气动辅助锁与贯通道排污孔筛)在不同密封条件下的车内、外压力,分析了车外压力波动特性、沿列车长度方向的压力分布规律以及车内关键气密部件对车内压力变化幅值的影响。研究结果表明:头车和中间车的车外压力受车头进入隧道产生的压缩波影响较大,列车车身表面压力峰值从头车向尾车逐渐降低;在空调开启时,相较于启用压力波保护阀,未启用时车内3 s内压力变化幅值增加了48%~61%,1 s内增加了75%~90%,说明空调压力波保护阀对车内压力舒适性影响显著;在空调关闭时,与启用车门气动辅助锁相比,未启用时3 s内车内压力变化幅值增加了39%~46%,1 s内增加了69%~78%,表明车门气动辅助锁对车内压力舒适性的影响仅次于空调压力波保护阀;在空调关闭的情况下,与启用贯通道排污孔筛相比,未启用时3 s内车内压力变化幅值增加了3%~11%,1 s内增加了1%~13%,说明贯通道排污孔筛对车内压力的影响较小。

关键词：车辆工程地铁列车实车试验压力波气密性舒适性

可变压缩比米勒循环汽油机热功转换效率预测及优化

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内燃机学报 2024年第5期42卷 421-428页

作者：阳辉勇张磊谯俊豪刘敬平沈大兹付建勤湖南大学先进动力总成技术研究中心湖南长沙410082 湖南大兹动力有限公司湖南长沙410221

从理想热力循环出发推导,实现了有效压缩比与膨胀比之间的解耦,提出了相应的缸内热功转换效率预测方程.结果表明:所提出的方程能准确预测有效压缩比或膨胀比的变化对热功转换效率的影响规律.从导出的方程中还可得到膨胀比对热效率的影... 详细信息

从理想热力循环出发推导,实现了有效压缩比与膨胀比之间的解耦,提出了相应的缸内热功转换效率预测方程.结果表明:所提出的方程能准确预测有效压缩比或膨胀比的变化对热功转换效率的影响规律.从导出的方程中还可得到膨胀比对热效率的影响大于压缩比的结论.通过分析不同压缩比条件下发动机的膨胀比以及热效率的试验结果,得到了中、高负荷下压缩比εECR(εECR≥8)太高对膨胀比乃至热效率反而不利的结论.有效压缩比与有效膨胀比解耦后的方程为二者的独立优化或协同优化提供了一条清晰、快捷有效的技术路线,发动机的台架试验验证了“低压缩比”、“高膨胀比”的优化理念.

关键词：汽油机有效压缩比有效膨胀比米勒循环热功转换效率

基于移相控制统一模型的双有源桥DC-DC变换器基波环流优化控制策略

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电力自动化设备 2024年第4期44卷 74-81页

作者：曾进辉张长威曹斌余雪萍兰征邹彬王婷曹洋湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲412007 国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司湖南长沙410118 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司湖南株洲412007

为充分利用双有源桥DC-DC变换器的容量,减小无功功率,提升工作效率,提出一种基于变换器移相控制统一模型的基波环流优化控制策略。通过引入基波移相比对变换器的所有移相控制方式进行统一描述,并采用傅里叶分解法建立全桥交流电压及电... 详细信息

为充分利用双有源桥DC-DC变换器的容量,减小无功功率,提升工作效率,提出一种基于变换器移相控制统一模型的基波环流优化控制策略。通过引入基波移相比对变换器的所有移相控制方式进行统一描述,并采用傅里叶分解法建立全桥交流电压及电感电流的统一模型。该统一模型降低了多控制变量下变换器多模态分析的复杂性,适用于不同移相控制的所有工作模式,具有普适性。基于频域分析法和功率因数角,构建变换器传输功率及无功功率的统一数学模型。在此基础上,提出考虑无功基波分量的环流优化控制策略,并对传导损耗进行建模与分析。该策略简单有效,能够很好地减小变换器无功功率和改善系统效率,更有利于工程实际的应用。搭建了实验平台,对比了所提基波环流优化控制策略与传统移相控制方式下变换器的功率因数及变换效率,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和所提控制策略的可行性。

关键词：双有源桥 DC-DC变换器统一模型基波优化功率因数传输效率

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基于BIM的公路边坡可视化管理方法研究

铁道科学与工程学报 2024年第6期21卷 2342-2358页

作者：肖建勇严伟乔世范谢济仁陈韶平杨舒焜冯超博湖南中大设计院有限公司湖南长沙410075 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 湖南铁院土木工程检测有限公司湖南长沙410118

山地、丘陵地区的公路建设和运营中常伴有大量边坡,边坡的灾害问题已成为制约我国公路、铁路建设与运营发展的主要因素。目前,主流边坡信息化管理系统在信息集成领域存在缺陷,难以满足对各类复杂边坡科学监测与精细化管理的需求。为此,... 详细信息

山地、丘陵地区的公路建设和运营中常伴有大量边坡,边坡的灾害问题已成为制约我国公路、铁路建设与运营发展的主要因素。目前,主流边坡信息化管理系统在信息集成领域存在缺陷,难以满足对各类复杂边坡科学监测与精细化管理的需求。为此,将BIM可视化技术引入到边坡监测与管理中,利用可视化模型“所见即所得”的优势与强大的数据集成能力改善沟通环境、提高管理效率。首先,通过地质钻孔数据解译结合地层层序优化逻辑确定地层层序、地层边界与分布范围,利用Dynamo节点开发基于钻孔数据的自动化建模程序,提出基于Revit+Dynamo的边坡地质BIM精细化建模方法。然后,提出联合OBJ-JSON格式储存模型关键属性信息的边坡模型轻量化导出方案,实现模型与地质信息的集成以及大体量边坡地质模型与Web的端互通,基于***框架扩展WebGL原生代码优化BIM模型并开发了边坡BIM模型的Web端交互应用。最后,全方位分析涵盖项目全生命周期管理的内需并借助MySQL数据库技术将上述成果进行整合,开发了基于BIM的高速公路边坡的可视化监测管理平台并运用于实际工程。实例结果表明,基于平台建立的边坡可视化管理方案能够大幅提升案例公路边坡项目在运用阶段的管理水平与管理效率。研究为边坡信息化、可视化管理流程的制定和实施提供了参考。

关键词： BIM 边坡三维地质建模可视化管理