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热变形对2A97铝锂合金板材组织均匀性和力学性能的影响

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塑性工程学报 2024年第4期31卷 169-177页

作者：邵斌高晨曦王琪伟杨钰蝶宗影影单德彬郭斌哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001

针对2A97铝锂合金组织不均匀导致的性能差异,通过热塑性变形来改善2A97铝锂合金的组织均匀性,并进一步提升其力学性能。采用单向压缩的方法,变形量选择30%和60%,变形温度为400℃,固溶参数为520℃、1 h,时效参数为165℃、50 h。结果显示... 详细信息

针对2A97铝锂合金组织不均匀导致的性能差异,通过热塑性变形来改善2A97铝锂合金的组织均匀性,并进一步提升其力学性能。采用单向压缩的方法,变形量选择30%和60%,变形温度为400℃,固溶参数为520℃、1 h,时效参数为165℃、50 h。结果显示,热变形能够显著改善2A97铝锂合金晶粒尺寸的均匀性,抑制固溶时织构的产生。60%变形量能够打碎原始组织中的大块共晶相和针状析出相,提高固溶程度,促进再结晶过程,产生大量平均晶粒尺寸为2μm的再结晶晶粒,时效后析出的T1相与θ′相尺寸较小且密集,2A97铝锂合金的极限抗拉应力达到510 MPa,相比单纯固溶时效提高了11.8%。

关键词： 2A97铝锂合金热变形微观组织织构力学性能

基于激光模式调控的高强铝合金定向能量沉积成形工艺优化

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材料工程 2024年第7期52卷 44-56页

作者：史东来贾车旺孙刘铄赵宇凡杨海欧林鑫西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072 西北工业大学金属高性能增材制造与创新设计工业和信息化部重点实验室西安710072

由于7075铝合金主要组成元素的沸点较低、熔体的表面张力梯度较大,加之定向能量沉积(DED)工艺中常用的圆形高斯分布(CG)激光束斑能量分布的不均匀性,导致7075铝合金DED试样的成形质量普遍不佳,这极大限制了7075铝合金DED的进一步应用。... 详细信息

由于7075铝合金主要组成元素的沸点较低、熔体的表面张力梯度较大,加之定向能量沉积(DED)工艺中常用的圆形高斯分布(CG)激光束斑能量分布的不均匀性,导致7075铝合金DED试样的成形质量普遍不佳,这极大限制了7075铝合金DED的进一步应用。通过激光光场模式调控,可以有效改变熔池的温度场、流场及其相应的凝固条件,从而提升激光增材制造试件的成形质量和微观组织的主动控制能力。采用离轴抛物积分镜将CG光场模式匀化为圆形平顶分布(CF)光场模式,并进一步将CF光场模式倾斜以获得横向椭圆平顶分布(TE)光场模式。利用这三种不同的光场模式激光分别制备了7075铝合金DED的单道熔覆、单壁墙及块体试样。结合数值模拟,揭示光场模式对成形质量及凝固组织的影响规律及其内在机理。模拟结果显示,将激光束斑从传统的CG光场模式调制为CF与TE光场模式后,激光在熔覆层表面的热通量均匀性得到显著改善,进而减小了熔体温度梯度,提高了凝固速率。与CG光场模式相比,成形质量方面,CF与TE光场模式下单壁墙和块体试样的表面成形质量得到显著提升,其中单壁墙的宽度变化大幅降低,块体试样水平方向的尺寸精度提高,此外块体试样的致密度分别从95.8%提升至97.2%与97.7%;凝固组织方面,织构得到显著弱化,并且晶粒尺寸减小约50%,同时晶粒内纳米析出相η相的数量也有所增加。

关键词：定向能量沉积高强铝合金光场模式调控成形质量微观组织

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球墨铸铁管道新型抗震接口力学性能试验及数值模拟

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哈尔滨工业大学学报 2024年第6期56卷 72-80页

作者：钟紫蓝张亚波罗盼盼韩俊艳侯本伟城市与工程安全减灾教育部重点实验室(北京工业大学) 北京100124

有效的管线接口抗震措施是优化城市供水管网抗震性能和震后功能恢复能力的关键。为此,基于机械自锚设计和自变形补偿等思想,提出一种球墨铸铁管道新型自锚式抗震接口。开展普通承插式接口和新型抗震接口的轴向拉伸拟静力试验及抗震接口... 详细信息

有效的管线接口抗震措施是优化城市供水管网抗震性能和震后功能恢复能力的关键。为此,基于机械自锚设计和自变形补偿等思想,提出一种球墨铸铁管道新型自锚式抗震接口。开展普通承插式接口和新型抗震接口的轴向拉伸拟静力试验及抗震接口精细化三维有限元数值模拟,研究新型管道接口的抗拉承载能力、初始抗拉刚度、抗变形能力和极限破坏状态等力学特性。结果表明:0.2 MPa以内的水压变幅对普通承插式接口的轴向力学性能和破坏方式的影响不大,接口初始漏水至功能失效状态的过渡变形约为2.5 mm;新型自锚式抗震接口具备良好的承载能力和抵抗大变形能力,其抗拉力学性能曲线分为3个阶段,即胶圈受力阶段、卡环受力阶段和卡环失效破坏,其中,在卡环变形量为9 mm左右时,达到峰值承载力330 kN左右。

关键词：球墨铸铁管道新型抗震接口力学性能抗拉强度数值模拟

基于双光子聚合3D打印的光纤法珀微波导腔制备及传感特性研究

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光学学报 2024年第2期44卷 120-126页

作者：陈茂庆刘思源蔡露刘强赵勇东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110819 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819 河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室河北秦皇岛066004

将光纤法布里-珀罗(法珀)微腔与微波导相结合,提出一种光纤法珀微波导腔高灵敏度折射率传感器。光纤法珀微腔可以将光场限制在微米量级的区域内,并对腔内的微波导结构起支撑保护作用;微波导在保证结构良好导光能力的同时,基于其强倏逝... 详细信息

将光纤法布里-珀罗(法珀)微腔与微波导相结合,提出一种光纤法珀微波导腔高灵敏度折射率传感器。光纤法珀微腔可以将光场限制在微米量级的区域内,并对腔内的微波导结构起支撑保护作用;微波导在保证结构良好导光能力的同时,基于其强倏逝场特性,进一步提升整体结构的折射率灵敏度。此外,基于飞秒激光双光子聚合高精度3D打印技术,可实现波导直径仅为2μm的光纤法珀微波导腔,并保证良好的制备重复性。实验结果表明:随着光纤法珀微波导腔传感器腔内液体折射率的增加,传感器的干涉光谱发生蓝移,在1.3346~1.3764折射率范围内灵敏度可达525.81 nm/RIU,与仿真获得折射率灵敏度(555.14 nm/RIU)结果接近;该传感器还展现了优良的线性响应特性,线性拟合系数可达0.9948;相比于传统无微波导的光纤法珀微腔结构,干涉光谱峰值提升了8.2 dB,折射率灵敏度提升了近4倍。

关键词：光纤传感器光纤法珀微波导腔微波导双光子聚合3D打印折射率

湿式连接装配式混凝土梁柱子结构连续倒塌的精细数值分析

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工程力学 2024年第S01期41卷 157-164页

作者：陈桂生程小卫李易北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

为研究湿式连接预制装配式混凝土梁柱子结构的抗连续倒塌性能,采用LS-DYNA有限元软件对前期工作中的三个试件建立了精细化有限元模型。混凝土采用实体单元和CSCM材料模型模拟,钢筋采用梁单元和分段线性塑性材料模型模拟。在梁柱节点区1.... 详细信息

为研究湿式连接预制装配式混凝土梁柱子结构的抗连续倒塌性能,采用LS-DYNA有限元软件对前期工作中的三个试件建立了精细化有限元模型。混凝土采用实体单元和CSCM材料模型模拟,钢筋采用梁单元和分段线性塑性材料模型模拟。在梁柱节点区1.5倍梁高范围内考虑钢筋和混凝土的粘结滑移,利用LS-DYNA提供的单元失效功能模拟钢筋断裂和混凝土开裂。机械套筒连接模拟时考虑钢筋尺寸缩减,锚固板模拟按等面积法在梁柱节点建模内并利用关键字*CBIS定义接触防止穿透。数值模拟所得的承载力与试验之间的误差不超过15%,各试件的受力行为和破坏模式与试验一致。

关键词：装配式混凝土结构湿式连接连续倒塌精细有限元模型数值模拟

超高参数碳捕集燃煤发电机组变工况[火用]分析

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工程热物理学报 2024年第4期45卷 970-977页

作者：符悦刘明王立元严俊杰西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

二氧化碳捕集与封存是在保证能源安全的基础上实现气候变化应对目标的重要技术路径,是电力以及工业部门实现碳减排的重要战略选择。但是,高能耗及伴生问题是制约碳捕集与封存规模化发展的关键因素。本文研究了超高参数燃煤发电机组耦合... 详细信息

二氧化碳捕集与封存是在保证能源安全的基础上实现气候变化应对目标的重要技术路径,是电力以及工业部门实现碳减排的重要战略选择。但是,高能耗及伴生问题是制约碳捕集与封存规模化发展的关键因素。本文研究了超高参数燃煤发电机组耦合全烟气碳捕集系统的变工况[火用]损分布规律,比较了两种汽轮机构型的低碳排放燃煤机组的变工况性能。结果表明:全烟气碳捕集时,碳捕集系统的能耗为3.9 GJ·t^(-1)CO_(2),吸收过程和解吸过程的不可逆性导致吸收塔和解吸塔[火用]效率低。将碳捕集系统集成到燃煤电站后,采用回热汽轮机排汽系统构型的效率较采用中压缸排汽的效率高1.5%,并且在变负荷运行时采用回热汽轮机排汽系统构型效率较采用中压缸排汽的机组效率也有明显提升。

关键词：碳捕集能耗超高参数机组系统集成

悬吊多质量摆体系力学机理及减振性能试验研究

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振动与冲击 2024年第6期43卷 50-63页

作者：孙澔鼎何浩祥程扬张耀源曹青北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

传统悬吊质量摆有悬吊单摆、串联式悬吊多摆和并联式悬吊多摆,这几种类型摆构造简单、机理明确,但调谐频带较窄,应用在低频率超高层结构下摆长过长、高频率高层结构下摆长过短,限制其在实际工程中的应用。为此,提出装有弹簧的串、并联... 详细信息

传统悬吊质量摆有悬吊单摆、串联式悬吊多摆和并联式悬吊多摆,这几种类型摆构造简单、机理明确,但调谐频带较窄,应用在低频率超高层结构下摆长过长、高频率高层结构下摆长过短,限制其在实际工程中的应用。为此,提出装有弹簧的串、并联式悬吊多摆结构,建立装有串、并联式悬吊多摆的结构体系动力学方程。为研究这两类悬吊摆的减振性能,通过数值模拟对比分析传统悬吊质量摆与装有弹簧的串、并联悬吊摆对受控结构的减振效果,并对受控结构与非受控结构进行一系列振动台试验,验证悬吊单摆、悬吊串、并联式无弹簧双摆、悬吊串、并联式弹簧双摆在传统地震动下以及四类场地地震动作用下对被控结构减振控制的有效性。数值模拟与振动台试验结果均表明,装有弹簧的串联式悬吊多摆减振效果最优,其具有增大调谐频带、实现多阶振型控制、灵活调节摆长的优点,适用于工程实际中。

关键词：调谐减振悬吊质量摆多摆多高层结构振动台试验结构控制

基于UNet++卷积神经网络的重力异常三维密度反演

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地球物理学报 2024年第2期67卷 752-767页

作者：李柏森鲁宝亮安国强巨鹏朱武苏子旺长安大学地质工程与测绘学院西安710054 海洋油气勘探国家工程研究中心北京100028 长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室西安710054 自然资源部生态地质与灾害防控重点实验室西安710054

三维密度反演是地球物理领域的研究热点,而在大数据及人工智能发展的时代背景下如何快速高效地实现重力数据反演显得更为重要.传统反演方法通常需要存储大型系数矩阵,内存占用大,耗费时间长,同时为约束反演结果而加入的正则化约束项参... 详细信息

三维密度反演是地球物理领域的研究热点,而在大数据及人工智能发展的时代背景下如何快速高效地实现重力数据反演显得更为重要.传统反演方法通常需要存储大型系数矩阵,内存占用大,耗费时间长,同时为约束反演结果而加入的正则化约束项参数难以确定;深度学习可以不依赖先验信息,也不需要计算及存储系数矩阵,使得计算效率大大提高.基于此,本文提出了一种基于UNet++网络的重力异常反演方法.首先将UNet++网络中部分参数进行更改:选择在输入数据绝对值较大时梯度更稳定的LeakyReLU作为激活函数;加入了Batch Normalization层,增强了网络的收敛速度及稳定性.然后为了提高网络的全局最优化能力,引入了基于余弦退火的学习率更新策略,使用梯度的一阶以及二阶矩估计的Adam最优化算法,利用数据集与标签集进行网络训练,实现了重力异常的三维密度反演.通过实验验证了UNet++、LeakyReLU更快速稳定的收敛能力,而余弦退火学习率更新策略具有更强的全局寻优能力.含噪模型实验及实际数据反演结果进一步证明该方法的正确性和有效性,及其良好的泛化能力与抗噪能力.

关键词：密度反演重力异常 UNet++ 余弦退火深度学习

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蒸汽热网辅助热电联产机组调频性能研究

工程热物理学报 2024年第1期45卷 40-45页

作者：王娜马国锋王宇刘明严俊杰西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

提高火电机组调峰调频能力是我国构建新型电力系统的迫切需求,利用工业蒸汽热网蓄能有望提升热电联产机组的调频性能。本文采用GSE软件建立了蒸汽热网动态模型,研究了蒸汽热网辅助调频过程中热网蒸汽压力、蓄能及机组输出功率的动态变... 详细信息

提高火电机组调峰调频能力是我国构建新型电力系统的迫切需求,利用工业蒸汽热网蓄能有望提升热电联产机组的调频性能。本文采用GSE软件建立了蒸汽热网动态模型,研究了蒸汽热网辅助调频过程中热网蒸汽压力、蓄能及机组输出功率的动态变化规律。结果表明,研究对象蒸汽热网的最大调频持续时间为400 s,供汽阀门关闭,机组最大功率增量为33 MW,连续五次关闭阀门可获得1111 MWh额外累计发电量。

关键词：工业蒸汽热网蓄能调峰调频