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基于修正J-C和BP神经网络模型的超细晶纯钛动态本构行为

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稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 409-416页

作者：刘晓燕李帅康杨西荣西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

为研究超细晶纯钛在高温、高应变速率加载下的复杂力学行为,建立能够准确描述其动态力学行为的模型,对超细晶纯钛在温度为300~450℃,应变速率为2000~3000 s^(-1)下进行了动态冲击实验,获得真应力-真应变曲线。结果表明:在所研究的条件下... 详细信息

为研究超细晶纯钛在高温、高应变速率加载下的复杂力学行为,建立能够准确描述其动态力学行为的模型,对超细晶纯钛在温度为300~450℃,应变速率为2000~3000 s^(-1)下进行了动态冲击实验,获得真应力-真应变曲线。结果表明:在所研究的条件下,真应力-真应变曲线均表现为明显的“双应力峰”特征,晶界处的位错湮灭、重新排列及后续绝热剪切带的形成是两次应力减小的主要因素,流动应力均表现出正应变速率敏感性和负温度敏感性。综合考虑应变硬化、应变速率硬化和热软化效应,提出一种修正J-C本构模型和BP人工神经网络模型,并对两种模型进行了准确性分析。结果表明BP人工神经网络模型能够更好地预测超细晶纯钛的动态力学行为,相关系数可达0.97065,平均相对误差(AARE)仅为4.63%。

关键词：超细晶 J-C本构模型 BP人工神经网络模型动态本构行为

小净距隧道先行洞爆破开挖对后行洞围岩稳定性影响研究

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振动与冲击 2024年第7期43卷 42-49,83页

作者：李旭哲李文杰毕志刚梁斌河南科技大学土木建筑学院河南洛阳471000 中铁十五局集团第一工程有限公司西安710018

为研究小净距隧道先行洞爆破开挖对后行洞围岩稳定性的影响,以浙江义东高速防军隧道项目为工程背景,根据能量衰减规律推导出爆破施工中围岩振速计算公式,采用有限元软件MIDAS GTS NX模拟不同净距条件下围岩振速及应力的变化规律,将围岩... 详细信息

为研究小净距隧道先行洞爆破开挖对后行洞围岩稳定性的影响,以浙江义东高速防军隧道项目为工程背景,根据能量衰减规律推导出爆破施工中围岩振速计算公式,采用有限元软件MIDAS GTS NX模拟不同净距条件下围岩振速及应力的变化规律,将围岩振速数值结果与理论值进行对比分析,验证了振速计算公式的准确性。根据振速与应力之间关系,提出保证隧道安全施工的振速阈值。结果表明:后行洞围岩振速大小理论值与模拟值最大相对误差为5.9%,与现场监测数据最大相对误差为7%,验证了理论公式的准确性;后行洞隧道振速峰值与先行洞隧道爆破中心距呈负相关,围岩迎爆侧面监测点振速峰值大于背爆侧,2 D为防军隧道爆破施工时最小安全净距(D为隧道净距),此时上台阶开挖最大振速峰值约为下台阶的1.2倍;爆破开挖后围岩应力峰值与振速峰值主要集中在拱腰及拱脚附近,随着净距增大,先行洞对后行洞的影响逐渐减弱,最终忽略不计;爆破作用下,围岩应力峰值和振速峰值具有一定线性关系,保证隧道爆破安全施工的振速控制阈值为1.9 cm/s,研究成果可为今后类似小净距隧道工程爆破施工提供借鉴。

关键词：小净距隧道隧道净距爆破开挖振动响应围岩稳定性数值模拟

钼精矿焙烧过程中杂质化合物对烧结行为的影响

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中国有色金属学报 2024年第2期34卷 549-560页

作者：李小明翟钰华邹冲王伟安李彬西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055

在钼精矿焙烧过程中,伴生元素转化及其与二硫化钼的相互作用会引起粉体部分熔化、结块、团聚等烧结现象,严重影响钼焙砂质量和炉子寿命。本文研究了钼精矿焙烧时赋存的杂质(种类和含量)以及焙烧温度对其烧结行为的影响,对其烧结程度进... 详细信息

在钼精矿焙烧过程中,伴生元素转化及其与二硫化钼的相互作用会引起粉体部分熔化、结块、团聚等烧结现象,严重影响钼焙砂质量和炉子寿命。本文研究了钼精矿焙烧时赋存的杂质(种类和含量)以及焙烧温度对其烧结行为的影响,对其烧结程度进行定量化计算,并观察烧结物中各成分黏结形态的微观形貌。结果表明:钼精矿中SiO_(2)和Al_(2)O_(3)对钼精矿焙烧烧结行为影响很小,而CaO、MgO、Fe_(2)O_(3)、CuO和K_(2)CO_(3)会强化烧结行为;增大反应温度达到MoO_(3)与钼酸盐共晶的临界温度后会加剧团聚现象;增大CaO、CuO和K_(2)CO_(3)含量,对钼精矿烧结行为影响最大。烧结物中各组分之间的黏结形态分为三类,即加SiO_(2)或Al_(2)O_(3)后呈孤立型,加CaO或MgO后呈交叉型,以及加Fe_(2)O_(3)、CuO或K_(2)CO_(3)后呈包裹型。

关键词：钼精矿热力学焙烧杂质烧结

一种基于AK-MCS-K的失效概率函数估计方法

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中国机械工程 2024年第5期35卷 784-791页

作者：宋海征周长聪李磊林华刚岳珠峰西北工业大学力学与土木建筑学院西安710072 西北工业大学清洁高效透平动力装置全国重点实验室西安710072

针对可靠性优化设计中失效概率函数求解复杂、计算量大等问题,提出一种求解失效概率函数的高效方法。所提方法的基本思路是利用自主学习Kriging方法构造输入变量全空间在失效边界处的局部代理模型,进而通过该局部代理模型结合Monte Carl... 详细信息

针对可靠性优化设计中失效概率函数求解复杂、计算量大等问题,提出一种求解失效概率函数的高效方法。所提方法的基本思路是利用自主学习Kriging方法构造输入变量全空间在失效边界处的局部代理模型,进而通过该局部代理模型结合Monte Carlo模拟法计算在指定分布参数样本下结构的失效概率,然后基于Kriging方法拟合分布参数样本点与对应结构失效概率之间的函数关系,最终建立用Kriging模型表达的失效概率函数的隐式函数。为了检验所提方法的精度和效率,给出了两个算例,对比了所提方法与已有的求解失效概率函数方法的计算结果。算例结果表明,所提方法适用于求解复杂的功能函数问题,并在满足精度要求的基础上显著降低了计算量。

关键词：结构可靠性失效概率函数自主学习Kriging方法代理模型

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钒钛磁铁矿煤基还原熔分及钒回收率优化试验

稀有金属 2024年第7期48卷 989-998页

作者：杨双平何少红王苗赵永喆杨尚琦李江菡西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

以新疆葱岭钒钛磁铁矿为原料,焦炭为还原剂,开展了造球、金属化焙烧和还原熔分试验,在此基础上探究了影响钒回收率的因素(碱度、配碳量和熔分温度)。结果表明,生铁中的钒含量随着碱度和熔分温度的升高而增加,钒回收率随着配碳量、碱度... 详细信息

以新疆葱岭钒钛磁铁矿为原料,焦炭为还原剂,开展了造球、金属化焙烧和还原熔分试验,在此基础上探究了影响钒回收率的因素(碱度、配碳量和熔分温度)。结果表明,生铁中的钒含量随着碱度和熔分温度的升高而增加,钒回收率随着配碳量、碱度和熔分温度的增高呈先增大后降低的趋势。提高碱度,渣中的复杂阴离子结构被破坏,钒回收动力学改善。当碱度过大时,渣中生成辉石族低熔点化合物,生铁质量下降,造成钒回收率降低。当熔分温度高于1500℃,配碳量高于15%时,渣中生成了尖晶石、钛酸钙等高熔点化合物,不利于渣铁分离。钒钛磁铁矿煤基还原熔分的最佳参数为:碱度为1.2,总配碳量为15%,熔分温度为1500℃,在此条件下渣铁分离效果较好,钒元素几乎都以金属钒的形式固溶在生铁中,钒回收率达98.07%。

关键词：钒钛磁铁矿钒回收率碱度配碳量熔分温度

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饱和黄土碎石桩地基沉降计算

土木工程学报 1989年第2期22卷 13-21页

作者：郭蔚东钱鸿缙西安冶金建筑学院

本文总结了采用碎石桩加固饱和黄土的效果。作者在指出国内外现有桩土应力比理论计算式的不足之后,应用应力剪胀理论,提出了考虑到桩土剪胀性的桩土应力比和沉降折减系数的简明实用计算公式。利用十多项工程的近80个载荷试验结果和冶院... 详细信息

本文总结了采用碎石桩加固饱和黄土的效果。作者在指出国内外现有桩土应力比理论计算式的不足之后,应用应力剪胀理论,提出了考虑到桩土剪胀性的桩土应力比和沉降折减系数的简明实用计算公式。利用十多项工程的近80个载荷试验结果和冶院饱和土碎石桩地基的桩土三轴试验资料,对该计算公式进行了论证,并与国外有关理论解进行了广泛的对比。本文还给出了这种复合地基的沉降计算方法,并通过实例说明本文方法是可靠的。该法也可用于其它软弱土碎石桩地基的沉降计算。

关键词：黄土饱和碎石桩地基沉降计算

考虑铸造约束的空间结构节点拓扑优化设计研究

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建筑结构学报 2024年第10期45卷 170-180页

作者：韩文哲王超杜文风余永强徐斌河南理工大学土木工程学院河南焦作454003 河南大学土木建筑学院河南开封475004 西北工业大学力学与土木建筑学院陕西西安710072

针对工业化批量生产的高性能可铸造性空间结构节点设计问题,引入集成铸造约束的连续体结构拓扑优化方法,对典型空间结构节点进行了拓扑优化设计研究。建立了多荷载工况下协同考虑铸造约束和材料体积约束的节点域应变能最小化(等价于节... 详细信息

针对工业化批量生产的高性能可铸造性空间结构节点设计问题,引入集成铸造约束的连续体结构拓扑优化方法,对典型空间结构节点进行了拓扑优化设计研究。建立了多荷载工况下协同考虑铸造约束和材料体积约束的节点域应变能最小化(等价于节点刚度最大化)优化模型,利用阈值投影技术抑制密度过滤导致的大量中间密度单元以改善设计性能,通过MATLAB实现优化程序。以经典3D四耳板空间结构节点为设计对象,进行了有无铸造约束的空间结构节点拓扑优化对比研究,并分析了不同过滤半径、荷载工况、材料体积以及网格密度对节点优化设计的影响规律。研究结果表明:传统优化设计方法不能确保空间结构节点设计满足铸造工艺要求,引入铸造约束是解决这一难题的必要且可行方法;降低过滤半径和提高材料用量将有助于增强节点设计刚度,细化有限元网格能够改善节点设计质量,但将大幅增加计算成本。

关键词：空间结构节点拓扑优化铸造约束可制造性设计

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析出相对稀土镁合金腐蚀行为的影响

中国材料进展 2024年第4期43卷 336-343页

作者：柯静郭林通西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

镁合金由于密度低、比强度高、电磁屏蔽性能良好而广泛应用在航空航天、汽车、数码等重要领域,但其较差的腐蚀性能使进一步应用受到限制。稀土元素原子的晶体结构与Mg原子相同,在α-Mg中具有较大的固溶度,形成的金属间化合物第二相可细... 详细信息

镁合金由于密度低、比强度高、电磁屏蔽性能良好而广泛应用在航空航天、汽车、数码等重要领域,但其较差的腐蚀性能使进一步应用受到限制。稀土元素原子的晶体结构与Mg原子相同,在α-Mg中具有较大的固溶度,形成的金属间化合物第二相可细化合金晶粒,同时加入稀土元素可改变腐蚀层结构,进而可以有效地改善镁合金的耐腐蚀性能。通过X射线荧光光谱仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、电化学站测试、原子力显微镜等测试设备,表征了Mg-3.4Y-3.6Sm-2.6Zn-0.8Zr合金在3.5%NaCl溶液(质量分数)中的腐蚀速率和腐蚀形貌,研究了析出相对稀土镁合金腐蚀行为的影响。结果表明,稀土元素Y和Sm在镁合金中形成了(Mg,Zn)_(3)(Y,Sm)和Mg_(12)(Y,Sm)Zn 2种析出相,在合金腐蚀过程中(Mg,Zn)_(3)(Y,Sm)相最先被腐蚀,随后是α-Mg基体和Mg_(12)(Y,Sm)Zn相。析出相在合金腐蚀过程中形成了均匀的腐蚀产物膜层,增大了合金的电化学阻抗值,腐蚀产物膜层对合金起到了保护作用,有效地降低了合金的腐蚀速率。

关键词： Mg-Y-Sm-Zn-Zr镁合金析出相微观组织腐蚀行为腐蚀膜层

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有初始缺陷的矩形板非线性屈曲分析

应用力学学报 1994年第1期11卷 70-75页

作者：冯仲齐惠兴中林家骥西安冶金建筑学院

推导出几何非线性和物理非线性且存在初始缺陷的矩形薄板在纵向荷载作用下增量形式的基本微分方程，并用伽辽金配点法求解该方程。数值计算结果与已有文献的理论和实验结果相当一致。

关键词：板屈曲大挠度弹塑性结构力学