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油性涂层对霜层生长影响的实验研究

低温与超导 2024年第3期52卷 55-63页

作者：孙金绢马志恒田建辉于璐洋左富林西安工业大学机电工程学院西安710021

为了研究油性涂层对霜层生长的影响规律,本文运用可视化结霜实验平台,对比研究了导轨油、防锈油及工业半固体黄油三种涂层壁面与无油壁面的霜层生长特性,获得了不同时刻霜层高度和结霜质量的变化规律,并分析了黄油涂层壁面温度和迎面风... 详细信息

为了研究油性涂层对霜层生长的影响规律,本文运用可视化结霜实验平台,对比研究了导轨油、防锈油及工业半固体黄油三种涂层壁面与无油壁面的霜层生长特性,获得了不同时刻霜层高度和结霜质量的变化规律,并分析了黄油涂层壁面温度和迎面风速对霜层生长的影响。结果表明:三种不同的油性涂层都会延迟霜晶体形成的时间。在壁面温度为-25℃和无风速的条件下,油性涂层壁面上由于热阻较大,没有霜枝形成期,而是进入霜柱形成期。防锈油和无油涂层壁面上皆为凝华结霜,而导轨油涂层壁面上为凝结结霜。随着冷壁面温度的降低,黄油涂层壁面上形成的霜层高度和结霜质量逐渐升高。在相同时间内,无油壁面的结霜高度和结霜质量依次大于防锈油、导轨油和黄油涂层壁面。在40分钟内,黄油涂层壁面上的迎面风速小于3.9 m/s时,结霜高度始终随着迎面风速的增大而增大;当风速大于3.9 m/s时,风速的增大会缩短结霜高度持续增长的时间。

关键词：工业用油霜层生长冷壁面温度迎面风速抑霜

Sn-Cu-Ni-Sb-Bi系多组元高温软钎料的组织形成规律及性能研究

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特种铸造及有色合金 2024年

作者：樊江磊王娇娇王宁格吴深周向葵李莹王艳郑州轻工业大学机电工程学院

以Sn元素为基础合金，通过与不同金属元素合金化，熔炼制备了多元Sn基钎料合金，研究了Sn-Cu-Ni-Sb-Bi系钎料合金的组织和性能随合金混合熵值变化的规律。结果表明，钎料合金的微观组织是由固溶体和析出相Cu3Sn相、Ni3Sn4相和Sn-Sb相组... 详细信息

以Sn元素为基础合金，通过与不同金属元素合金化，熔炼制备了多元Sn基钎料合金，研究了Sn-Cu-Ni-Sb-Bi系钎料合金的组织和性能随合金混合熵值变化的规律。结果表明，钎料合金的微观组织是由固溶体和析出相Cu3Sn相、Ni3Sn4相和Sn-Sb相组成，随着混合熵值的增大，钎料合金组织中的固溶体含量逐渐提高，Sn基体含量逐渐降低，且硬度逐渐增大，硬度(HV0.5)最大为287，布氏硬度(HB)最大为81.8。抗拉强度先增大后减小，且在中熵成分时最大，为65.6 MPa。耐腐蚀性能呈现出逐渐增强的趋势。钎料合金的熔点为141～251 ℃。钎料合金的电阻率范围为0.101～0.87 μΩ·m。综合分析得出，高熵成分的Sn20Cu20Ni20Sb20Bi20钎料合金适合作为高温无铅软钎料使用。

关键词：无铅钎料高熵合金微观组织力学性能

面向航空风洞地面效应模拟的高速移动带地板装置的设计

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工程设计学报 2024年第4期31卷 521-528页

作者：李朋春刘军民周德开李隆球哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

研究飞行器在运行过程中的地面效应对其研制具有重要意义。目前国内广泛采用固定地板模拟技术,而黏性附面层的存在导致风洞模拟试验与真实情况严重不符。为此,研制了一种4.0 m×3.4 m的大幅面高速移动带地板模拟装置。采用单电机驱动的... 详细信息

研究飞行器在运行过程中的地面效应对其研制具有重要意义。目前国内广泛采用固定地板模拟技术,而黏性附面层的存在导致风洞模拟试验与真实情况严重不符。为此,研制了一种4.0 m×3.4 m的大幅面高速移动带地板模拟装置。采用单电机驱动的主从动辊带动移动带,使其上表面的线速度与风洞来流速度一致,从而消除附面层,准确模拟地面效应。提出了大长径比主从动辊分段加工方法,并采用过盈装配连接方式实现外筒与芯轴的连接,避免了常规焊接手段引起的热变形,显著减小了移动带在高速运行下的不平衡量;设计了快速伺服纠偏系统,使移动带偏移量保持在5 mm以内,并结合分布式控制系统,实现了移动带地板装置各系统的稳定运行;在地面测试中,移动带线速度可稳定在54 m/s左右,速度误差为0.25%左右,且移动带整体振动量抑制在0.1 mm左右。所研制的移动带地板装置成为国内最大的地面效应模拟装备之一,在风洞地面效应模拟与测试中具有广阔的应用前景。

关键词：航空飞行器风洞地面效应移动带地板装置

Y含量对TiAlY合金微观组织及力学性能的影响

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特种铸造及有色合金 2024年

作者：樊江磊周棹魏泽新吴深周向葵李莹王艳郑州轻工业大学机电工程学院

采用真空感应方法制备了不同Y含量的Ti52-xAl48Yx(x=0～1.0，摩尔分数)合金，分析了Y含量对Ti52-xAl48Yx合金的组织与力学性能影响。结果表明，添加Y可显著细化合金晶粒，且产生Al3Y相和Y2O3相，随着Y含量增加，合金晶粒逐渐减小，硬度... 详细信息

采用真空感应方法制备了不同Y含量的Ti52-xAl48Yx(x=0～1.0，摩尔分数)合金，分析了Y含量对Ti52-xAl48Yx合金的组织与力学性能影响。结果表明，添加Y可显著细化合金晶粒，且产生Al3Y相和Y2O3相，随着Y含量增加，合金晶粒逐渐减小，硬度不断增加，当Y含量为1.0%时，合金的硬度(HV)最高，达到372。随着Y含量增加，Ti52-xAl48Yx合金的抗压强度先上升后降低，当Y含量为0.3%时抗压强度最大，为2 230 MPa，相较原始合金增长32%。

关键词： TiAl合金 Y合金化微观组织力学性能

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基于气固耦合散粮旋流输送弯管流场特性研究

包装工程 2024年第5期45卷 180-187页

作者：尚坤李永祥宋海豪徐雪萌贾长学河南工业大学机电工程学院郑州450001

目的降低粮食颗粒输送中对弯管的磨损程度。方法引入旋流输送,设计一种侧向补气起旋装置。侧向起旋装置中心轴线与主管道中心轴线的夹角分别为45°、55°、65°,主管道多相流速度固定为20 m/s,侧向起旋装置气流速度分别为20、30、40 m/... 详细信息

目的降低粮食颗粒输送中对弯管的磨损程度。方法引入旋流输送,设计一种侧向补气起旋装置。侧向起旋装置中心轴线与主管道中心轴线的夹角分别为45°、55°、65°,主管道多相流速度固定为20 m/s,侧向起旋装置气流速度分别为20、30、40 m/s。基于散粮气力输送试验平台结合Fluent软件进行分析,采用CFD-DEM对粮食颗粒在弯管内输送情况进行仿真,并对比压降、颗粒分布、螺旋迹线等指标。结果发现侧起旋装置与主管道夹角为55°,侧起旋装置气流速度为30 m/s时,颗粒螺旋前进,明显减小与管壁的磨损,输送效果最优,经试验验证,与仿真结果一致。结论文中设计的装置明显降低了粮食颗粒输送中对弯管的磨损,运输效果良好。

关键词：粮食颗粒弯管磨损起旋装置 CFD-DEM

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基于金属电化学腐蚀的单晶SiC表面腐蚀和磨损性能研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 123-131页

作者：胡达路家斌阎秋生骆应荣雒梓源广东工业大学机电工程学院广东广州510006 高性能工具全国重点实验室广东广州510006

针对化学机械抛光中抛光液的环境污染,提出一种基于金属电化学腐蚀的单晶SiC化学机械抛光方法.通过腐蚀实验和摩擦磨损实验,研究了电化学腐蚀单晶SiC的Si面腐蚀性能和磨损性能.通过对比Al、Cu、Fe金属在Na_(2)SO_(4)电解质溶液中对Si面... 详细信息

针对化学机械抛光中抛光液的环境污染,提出一种基于金属电化学腐蚀的单晶SiC化学机械抛光方法.通过腐蚀实验和摩擦磨损实验,研究了电化学腐蚀单晶SiC的Si面腐蚀性能和磨损性能.通过对比Al、Cu、Fe金属在Na_(2)SO_(4)电解质溶液中对Si面的腐蚀性能,发现Al在Si面产生明显的腐蚀层,EDS和XPS检测证实该腐蚀产物为SiO_(2).采用摩擦磨损实验研究溶液组分对SiC的Si面磨损影响规律.结果表明,提高Na_(2)SO_(4)电解质溶液浓度能获得更大的磨损量,当Na_(2)SO_(4)电解质溶液浓度为1.00 mol/L时,得到最大为7.19µm^(2)的磨损量;在酸性的金属电化学腐蚀溶液中,Si面具有更好的材料去除性能,在pH=3时磨损量达到11.97µm^(2).单晶SiC的金属电化学腐蚀材料去除机制为阴极的Al金属发生电偶腐蚀反应产生腐蚀电流,促使阳极SiC表面氧化生成SiO_(2)氧化层,进而去除材料.

关键词：化学机械抛光单晶SiC 金属电化学腐蚀腐蚀性能磨损性能

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变截面耦合通道PCHE内超临界CO_(2)热工水力性能研究

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工程热物理学报 2024年第6期45卷 1749-1756页

作者：朱兵国何吉祥兰州理工大学机电工程学院兰州730050

本文采用数值模拟方法,以超临界CO_(2)(S-CO_(2))作为印刷电路板式换热器(Printed Circuit Heat Exchanger,PCHE)冷、热两侧耦合换热的流体,对圆形等截面耦合通道、圆形渐扩截面耦合通道以及圆形渐缩截面耦合通道的热工水力性能进行了... 详细信息

本文采用数值模拟方法,以超临界CO_(2)(S-CO_(2))作为印刷电路板式换热器(Printed Circuit Heat Exchanger,PCHE)冷、热两侧耦合换热的流体,对圆形等截面耦合通道、圆形渐扩截面耦合通道以及圆形渐缩截面耦合通道的热工水力性能进行了对比研究。研究结果表明,在相同换热面积下,相较于传统等截面通道PCHE,S-CO_(2)在冷热两侧均为渐缩通道的PEC均大于1,最大达到了2.16,最小则为1.38,其综合性能最优。然而,S-CO_(2)在两侧均为渐扩通道的PEC均小于,综合性能较差。降低冷侧运行压力有利于提高渐缩通道的综合性能。研究结果为PCHE的设计提供了新的思路和理论指导。

关键词：超临界二氧化碳 PCHE 变截面通道热工水力性能

基于改进DeepLabv3+的光伏电站道路识别方法

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上海交通大学学报 2024年第5期58卷 776-782,I0010页

作者：李翠明王华徐龙儿王龙兰州理工大学机电工程学院兰州730050

针对移动清洁机器人在光伏电站作业时需要精确快速识别道路的问题,提出一种改进的DeepLabv3+目标识别模型对光伏电站道路进行识别.首先,将原DeepLabv3+模型的主干网络替换为优化的MobileNetv2网络以降低模型复杂度;其次,采用异感受野融... 详细信息

针对移动清洁机器人在光伏电站作业时需要精确快速识别道路的问题,提出一种改进的DeepLabv3+目标识别模型对光伏电站道路进行识别.首先,将原DeepLabv3+模型的主干网络替换为优化的MobileNetv2网络以降低模型复杂度;其次,采用异感受野融合和空洞深度可分离卷积结合的策略改进空洞空间金字塔池化(ASPP)结构,提高ASPP的信息利用率和模型训练效率;最后,引入注意力机制,提升模型识别精度.结果表明,改进后模型的平均像素准确率为98.06%,平均交并比为95.92%,相比于DeepLabv3+基础模型分别提高了1.79个百分点、2.44个百分点,且高于SegNet、UNet模型.同时,改进后的模型参数量小,实时性好,能够更好地实现光伏电站移动清洁机器人的道路识别.

关键词：光伏电站道路识别 DeepLabv3+模型注意力机制 MobileNetv2

基于电磁超声SH导波的钢管外水泥固化状态监测方法研究

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机械工程学报 2024年第2期60卷 36-49页

作者：殷晓康朱鹏飞赵雨生邵鑫宇石昆三张宏远李伟中国石油大学(华东)机电工程学院青岛266580

钢管水泥胶结结构被广泛应用于工业界,其中钢管与水泥的胶结质量可直接影响结构的服役安全。超声检测技术是评价钢管与水泥胶结质量最主要的手段,然而目前的多数研究均致力于检测水泥固化后出现的胶结缺陷,对可直接影响水泥最终质量的... 详细信息

钢管水泥胶结结构被广泛应用于工业界,其中钢管与水泥的胶结质量可直接影响结构的服役安全。超声检测技术是评价钢管与水泥胶结质量最主要的手段,然而目前的多数研究均致力于检测水泥固化后出现的胶结缺陷,对可直接影响水泥最终质量的固化过程关注较少。在此基础上,提出一种基于电磁超声SH导波的钢管外水泥固化状态的监测方法,该方法利用SH导波对钢管外水泥剪切特性的敏感性,通过测量并计算不同位置处接收信号幅值的衰减来判断钢管外水泥的剪切特性,从而监测其固化状态。首先,建立钢管周向SH导波的频散方程并绘制频散曲线,选取激励频率并设计电磁声换能器;其次,在COMSOL软件中建立单一钢管和带管外水泥环钢管的有限元模型,通过对比研究了SH导波在钢管外水泥层中传播及衰减情况;最终,搭建电磁超声监测系统并配制水泥进行模拟监测试验。仿真和试验结果表明,SH导波在单一钢管中衰减较小,且传播距离长,但在带管外水泥环钢管中衰减明显,且随着水泥固化过程衰减越来越大,验证了SH导波对钢管外胶结介质剪切特性的敏感性,进而验证了在不耦合条件下利用SH导波监测钢管外水泥固化状态的可行性。

关键词：电磁声换能器 SH导波钢管水泥胶结结构水泥固化监测