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热处理工艺对TC4合金腐蚀性能的影响

兵器材料科学与工程 2025年第1期48卷 13-19页

作者：张俊庭孟亚阁王治文姚盛强鲍帅甲蒋晓军石家庄铁道大学材料科学与工程学院河北石家庄050000 河北省交通工程与环境协同发展新材料重点实验室河北石家庄050000

为了研究不同热处理工艺对TC4合金在5 M盐酸溶液中的腐蚀行为。在TC4合金的基础上,分别用淬火法和空冷法制备了WQ-TC4和AC-TC4合金。通过观察3种试样的显微组织演变,探讨显微组织对耐蚀性的影响。结果表明:TC4和AC-TC4合金在α和β相界... 详细信息

为了研究不同热处理工艺对TC4合金在5 M盐酸溶液中的腐蚀行为。在TC4合金的基础上,分别用淬火法和空冷法制备了WQ-TC4和AC-TC4合金。通过观察3种试样的显微组织演变,探讨显微组织对耐蚀性的影响。结果表明:TC4和AC-TC4合金在α和β相界处均出现元素偏析,导致两相间形成微观原电池,使合金的耐蚀性下降,而WQ-TC4合金无明显的元素偏析。较小的元素偏析使WQ-TC4合金拥有最佳的耐蚀性,TC4次之,AC-TC4最差。

关键词：钛合金热处理腐蚀性能显微组织

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城市轨道交通土建工程造价非线性预测与反演

西南交通大学学报 2025年第1期60卷 137-146页

作者：孟春成亐道远段晓晨石家庄铁道大学管理学院河北石家庄050043 石家庄铁道大学经济与法律学院河北石家庄050043

为解决城市轨道交通土建工程传统造价预测模型缺乏决策信服力的问题,首先,运用特征选择与知识判断方法提取城市轨道交通土建工程造价关键影响因素并建立工程案例数据库;然后,通过粒子群优化(PSO)聚类算法筛选相似案例,采用基于灰狼优化... 详细信息

为解决城市轨道交通土建工程传统造价预测模型缺乏决策信服力的问题,首先,运用特征选择与知识判断方法提取城市轨道交通土建工程造价关键影响因素并建立工程案例数据库;然后,通过粒子群优化(PSO)聚类算法筛选相似案例,采用基于灰狼优化算法(GWO)的极限学习机(ELM)建立土建工程造价非线性预测模型并设计双环境对比实验;最后,将Sobol’全局敏感性分析和CurveFitting分析用于模型解释性反演,并以成都市轨道交通10号线1期工程为例验证模型优越性.研究结果表明:模型平均绝对误差与均方根误差分别为0.1139和0.1274,平均绝对百分比误差为4.14%,非线性造价预测模型预测效果优于线性模型,同时采用因素优化与案例聚类方法所得预测效果更好;全局敏感性分析发现,地下线长度和地下车站数的总敏感度明显高于其他因素,可作为方案优化重点调节因素;采用Curve Fitting分析提高了机器学习智能预测模型作用机理“黑箱”效应33.70%~64.52%的解释性.

关键词：城市轨道交通土建工程造价预测 GWO-ELM模型反分析

超音频脉冲能量对镁合金微弧氧化膜层结构及性能的影响

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表面技术 2025年第2期54卷 96-105,160页

作者：薛林吴朝峰祝海涛杨琳梁永梅彭珍珍刘英汪殿龙河北科技大学材料科学与工程学院石家庄050018 河北省材料近净成形技术重点实验室石家庄050018 燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004

目的研究超音频脉冲能量对AZ31B镁合金微弧氧化膜层成膜过程、微观结构与形貌和耐腐蚀性能的影响,并分析其成膜机理。方法通过改变超音频脉冲频率(50、100、150 kHz)调节脉冲能量,在硅酸盐体系中对AZ31B镁合金基体表面进行微弧氧化,采... 详细信息

目的研究超音频脉冲能量对AZ31B镁合金微弧氧化膜层成膜过程、微观结构与形貌和耐腐蚀性能的影响,并分析其成膜机理。方法通过改变超音频脉冲频率(50、100、150 kHz)调节脉冲能量,在硅酸盐体系中对AZ31B镁合金基体表面进行微弧氧化,采用激光共聚焦、SEM/EDS、XRD等对膜层表面形貌、元素组成及物相进行分析,通过电化学测试表征膜层耐腐蚀性能。结果在硅酸盐体系中制备的微弧氧化膜层物相组成主要是MgO和Mg_(2)SiO_(4)。随着超音频脉冲频率提高,脉冲能量降低,微弧氧化起弧时间延长,膜层微孔尺寸减小,膜层表面均匀性提高。与基体相比,在超音频脉冲条件下制备的微弧氧化膜层,自腐蚀电位提高了1.5 V,膜层自腐蚀电流密度降低了3~4个数量级。结论超音频电压脉冲会显著影响镁合金微弧氧化膜层微观结构,提高膜层均匀性。脉冲频率增加即脉冲能量降低,将降低微弧氧化过程中电弧的尺寸,增加电弧数量,进而降低膜层表面微孔尺寸,同时,降低表面疏松层厚度,提高致密层厚度,有利于提高膜层的耐腐蚀性能。

关键词：超音频脉冲能量微弧氧化镁合金微观结构耐腐蚀性

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混凝土全寿命周期固碳技术研究进展

材料导报 2025年第2期39卷 75-82页

作者：杨海涛练鑫晟柳苗孙国文王伟石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043

混凝土制备产生的碳排放占建筑业碳排放的28%,固碳技术成为实现“双碳”目标的关键。混凝土固碳技术是指利用CO_(2)与混凝土孔溶液中碱金属离子(如Ca^(2+)和Mg^(2+))或水化产物的碳化反应生成稳定的碳酸盐来实现CO_(2)的封存。碳化反应... 详细信息

混凝土制备产生的碳排放占建筑业碳排放的28%,固碳技术成为实现“双碳”目标的关键。混凝土固碳技术是指利用CO_(2)与混凝土孔溶液中碱金属离子(如Ca^(2+)和Mg^(2+))或水化产物的碳化反应生成稳定的碳酸盐来实现CO_(2)的封存。碳化反应会影响孔溶液、孔结构和水化产物的特性,进而影响混凝土的力学和耐久性能。本文围绕混凝土全寿命周期(拌合、养护、服役、二次利用),对混凝土固碳技术进行总结,对不同固碳技术的碳化机理、技术特点和固碳潜力进行了论述。拌合阶段注入CO_(2)可促使混凝土主动碳化,但会消耗能量并产生新的碳排放。碳化养护可提高混凝土早期强度,但致密的碳化产物限制了碳化的进一步发展。服役阶段的碳化无需人为干预,固碳潜力大,但其碳化速率较低。二次利用阶段的碳化不仅可实现CO_(2)封存,还可改善再生骨料的品质。对现有技术进行优化、引入新材料和新结构形式有助于提升全寿命周期混凝土的CO_(2)封存效率。

关键词：混凝土全寿命周期固碳碳化机理碳化养护 “双碳”

竖向荷载作用下加筋埋地管道力学与变形行为细观分析

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西南交通大学学报 2025年第1期60卷 119-127页

作者：王志杰成彪杨广庆高古顺王贺石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043

为深入研究竖向荷载作用下土工格栅加筋埋地管道的防护效果,基于室内模型试验,建立离散元仿真分析模型,从细观层面探究竖向荷载作用下土工格栅加筋埋地管道与周围土体系统的力学响应与变形行为,揭示不同管道埋深与不同筋材埋深条件下,... 详细信息

为深入研究竖向荷载作用下土工格栅加筋埋地管道的防护效果,基于室内模型试验,建立离散元仿真分析模型,从细观层面探究竖向荷载作用下土工格栅加筋埋地管道与周围土体系统的力学响应与变形行为,揭示不同管道埋深与不同筋材埋深条件下,加载板荷载-沉降关系曲线、模型内部颗粒间接触力、颗粒位移与管道垂直径向变形等发展演化规律.研究结果表明:当管道埋深H较浅时(H=1.5D,D为管道模型外径),其极限承载力小于管道埋深较大的工况,虽然相同荷载作用下加载板沉降较小,但管道垂直径向变形较大;对管道上方进行土工格栅加筋后,模型系统承载力显著提高,管道垂直径向变形减小;土工格栅埋深越浅,加筋效果越显著,当土工格栅埋深从0.75B减小至0.25B时,极限承载力提高约57.2%,管道径向变形减小约27.9%.本研究从细观层面揭示了管道、土体与土工格栅之间的相互作用机理,实现土工格栅加筋防护埋地管道力学与变形行为的可视化.

关键词：埋地管道土工格栅力学行为变形特征离散元细观研究

预时效处理对冷轧含Al奥氏体耐热钢组织和性能的影响

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金属学报 2025年第1期61卷 177-190页

作者：张胜煜马庆爽余黎明张竟文李会军高秋志东北大学材料科学与工程学院沈阳110819 东北大学秦皇岛分校资源与材料学院秦皇岛066004 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司天津300457 天津大学材料科学与工程学院天津300354 Faculty of Engineering and Information Sciences University of WollongongWollongongNSW 2522Australia

含Al奥氏体耐热(AFA)钢有望应用于超超临界火电机组高温部件,但其高温强度和稳定性目前还有待于进一步提高。本工作研究了预时效处理对冷轧含Al奥氏体耐热钢的析出行为、组织演变和力学性能的影响。结果表明,预时效显著影响了冷轧AFA钢... 详细信息

含Al奥氏体耐热(AFA)钢有望应用于超超临界火电机组高温部件,但其高温强度和稳定性目前还有待于进一步提高。本工作研究了预时效处理对冷轧含Al奥氏体耐热钢的析出行为、组织演变和力学性能的影响。结果表明,预时效显著影响了冷轧AFA钢在高温时效过程中的位错强化与析出强化的协同强化机制。预时效试样中的纳米析出相对晶界和位错具有较强的钉扎作用,可增加形核位置及相变驱动力,从而增强了析出强化作用。与冷轧10%试样相比,预时效24 h+冷轧试样中的Laves相和B2-NiAl相对晶界和位错具有更强的钉扎作用,有效阻碍了位错滑移,导致局部应力集中,为析出相的形成提供更多的形核位置及相变驱动力,加速了相转变过程,析出相的体积分数显著提升。冷轧和预时效+冷轧均使得材料的强度和硬度呈现先升高后降低的趋势。

关键词：预时效冷轧含Al 奥氏体耐热钢微观组织演变力学性能

多相高熵合金的组织结构调控及高温性能研究进展

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中国有色金属学报 2025年

作者：姚惠文马庆爽余黎明李会军于驰高秋志东北大学秦皇岛分校资源与材料学院东北大学材料科学与工程学院天津大学材料科学与工程学院伍伦贡大学工程与信息科学学部

多相高熵合金具有灵活且多样的多相组织结构，在高温下表现出良好的组织热稳定性，并能有效平衡高温强度和塑性，使其在高温结构材料方面具有显著的研究价值和广阔的应用前景。尽管目前的研究主要集中在室温性能领域，其高温性能，尤其... 详细信息

多相高熵合金具有灵活且多样的多相组织结构，在高温下表现出良好的组织热稳定性，并能有效平衡高温强度和塑性，使其在高温结构材料方面具有显著的研究价值和广阔的应用前景。尽管目前的研究主要集中在室温性能领域，其高温性能，尤其是多相组织结构与高温性能之间的关系尚需进一步系统分析和阐明。本文整理了近期国内外多相高熵合金的组织结构调控和高温性能方面的研究成果，系统总结了合金的相组成、微观结构、高温性能等方面的研究现状及调控手段，深入探讨了其热变形行为和强化机制，并对多相高熵合金在高温环境应用的发展进行了展望。

关键词：多相高熵合金双相高熵合金高温性能相组成相稳定性

含分数阶的分段非线性悬架变载荷振动响应特性研究

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振动与冲击 2025年第3期44卷 26-34页

作者：王翠艳石少轩陈恩利石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043

针对货运车辆载荷工况复杂多变的情况,提出了含分数阶的分段非线性悬架。利用变节距弹簧为该悬架提供非线性恢复力,并与线性弹簧构成线性-非线性弹簧耦合结构。使用Caputo分数阶模型描述阻尼器的黏弹特性。使用平均法建立了分数阶分段... 详细信息

针对货运车辆载荷工况复杂多变的情况,提出了含分数阶的分段非线性悬架。利用变节距弹簧为该悬架提供非线性恢复力,并与线性弹簧构成线性-非线性弹簧耦合结构。使用Caputo分数阶模型描述阻尼器的黏弹特性。使用平均法建立了分数阶分段非线性悬架的振动传递函数。研究了系统平衡点稳定性与定常解的稳定条件,分析了初始间隙与非线性刚度对悬架系统在不同载荷工况下隔振性能的影响。构建了悬架实物模型,通过振动试验验证了悬架模型理论研究的正确性。结果表明:含分数阶的分段非线性悬架存在多个振动传递率衰减区域;改变线性-非线性耦合弹簧结构的初始间隙和非线性刚度可以增加衰减区域的数目。振动试验表明,合理调整初始间隙与非线性刚度可以令该悬架的响应特性处于衰减区域内,有效降低振动传递率,提高悬架的隔振性能。该研究对改进重载货运车辆的被动悬架结构,提高货运车辆运行稳定性与道路友好性具有指导作用。

关键词：汽车悬架分段刚度非线性弹簧分数阶低频振动

基于多尺度CNN与双阶段注意力机制的轴承工况域泛化故障诊断

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振动与冲击 2025年第2期44卷 267-278页

作者：乔卉卉赵二贤郝如江刘婕刘帅王勇超石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043 河北省特种设备监督检验研究院石家庄050021

变工况条件下,基于深度学习的列车轮对轴承故障诊断模型的训练集与测试集通常来自不同的工况,不同工况振动信号数据分布差异引起的领域漂移问题导致模型准确率降低。基于域适应的变工况轴承故障诊断方法需要获取目标工况域的样本数据参... 详细信息

变工况条件下,基于深度学习的列车轮对轴承故障诊断模型的训练集与测试集通常来自不同的工况,不同工况振动信号数据分布差异引起的领域漂移问题导致模型准确率降低。基于域适应的变工况轴承故障诊断方法需要获取目标工况域的样本数据参与训练,这在工程实际中难以实现,因此无法实现未知工况的轴承故障诊断。针对以上问题,提出了一种基于多尺度卷积神经网络与双阶段注意力机制网络(two-stage attention multiscale convolutional network model, TSAMCNN)模型的轴承工况域泛化故障诊断方法,其中多尺度特征提取模块从多个尺度上提取时域振动信号中更丰富的故障信息;然后,双阶段注意力模块从通道和空间两个维度自适应地增强故障敏感特征并抑制工况敏感特征和无用特征;最终,提取工况域不变故障特征,从而实现工况域泛化轴承故障诊断。通过变转速和变负载列车轮对轴承故障诊断试验,证明了TSAMCNN模型可提高变工况条件下轴承故障诊断的准确率、抗噪性能和工况域泛化能力。此外,对双阶段注意力机制的权重向量和模型各模块提取的特征进行可视化分析,提高了模型可解释性。

关键词：列车轮对轴承工况域泛化故障诊断卷积神经网络(CNN) 多尺度特征提取注意力机制