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镍-石墨烯复合镀层对7075铝合金性能优化研究

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热加工工艺 2025年第2期54卷 35-38页

作者：张兰杨怡马会中张雪芳郑州大学力学与安全工程学院河南郑州450000

为探究镍-石墨烯复合镀层对7075铝合金性能的影响,利用单因素试验在无机溶剂体系下通过电沉积的方式制备出不同石墨烯添加量的镍-石墨烯复合镀层,并测试分析其耐磨性与耐腐蚀性。并利用扫描电子显微镜、X射线衍射物相分析、拉曼光谱对镍... 详细信息

为探究镍-石墨烯复合镀层对7075铝合金性能的影响,利用单因素试验在无机溶剂体系下通过电沉积的方式制备出不同石墨烯添加量的镍-石墨烯复合镀层,并测试分析其耐磨性与耐腐蚀性。并利用扫描电子显微镜、X射线衍射物相分析、拉曼光谱对镍-石墨烯复合镀层的微观结构和组成成分进行了表征分析。结果表明:镍-石墨烯复合镀层能有效提高7075铝合金的耐磨性与耐腐蚀性,且当添加3 g/L石墨烯的复合镀层性能最佳,此时复合镀层耐磨系数为0.29,腐蚀电流密度为1.15×10^(-4)A/cm^(2)。

关键词：镍-石墨烯镀层 7075铝合金耐磨性耐腐蚀性

液体类型对铆接箱体在水锤冲击作用下的毁伤效应影响分析

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工程力学 2025年

作者：王文文徐文涛任柯融袁文豪卿华苗继田李翔宇卢芳云郑州大学力学与安全工程学院空军工程大学航空机务士官学校国防科技大学理学院

本研究以填充不同液体介质的铆接箱体为研究对象，开展了基于3D-DIC技术的弹道冲击试验和基于LS-DYNA的有限元数值模拟，研究了液体介质类型对水锤的载荷特性及结构的变形特征的显著影响，并进行相关定量分析。研究发现，射弹动能损失... 详细信息

本研究以填充不同液体介质的铆接箱体为研究对象，开展了基于3D-DIC技术的弹道冲击试验和基于LS-DYNA的有限元数值模拟，研究了液体介质类型对水锤的载荷特性及结构的变形特征的显著影响，并进行相关定量分析。研究发现，射弹动能损失量与射弹入靶速度(v0)和液体密度成正相关，当v0≈1600m/s时，射弹在水中的动能损耗量比航空煤油中大1224J；随着射弹动能损耗量的增大，其传递给后板和铆钉的能量也随之增大；具有双峰特征的冲击波幅值受到液体密度的显著影响，当v0≈1450m/s时，水中前驱波幅值是航空煤油的1.68倍，拖曳波幅值是航空煤油的1.72倍；液体密度对箱体前板失效模式无明显影响，但对箱体后板影响较大，充水箱体后板在v0≈1450m/s时的平均破孔尺寸比航空煤油大17.24cm，后板变形过程中还会牵引铆钉发生变形，甚至断裂。研究结果对于水替代航空煤油的水锤等效试验设计具有一定参考价值。

关键词：动力学响应水锤效应弹道试验有限元模拟不同液体介质

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数字化背景下流体力学课程教学模式创新探索

山西青年 2025年第3期 120-122页

作者：李静王腾飞张玉东李姿琳郑州大学力学与安全工程学院

随着数字化技术的快速发展，高校课程的教学模式正在经历深刻变革。本文探讨了在数字化背景下郑州大学工程力学专业流体力学课程教学模式的创新探索，通过构建“三阶三有三元”的数字化教学资源，设计课前线上预习、课中智慧课堂、课后... 详细信息

随着数字化技术的快速发展，高校课程的教学模式正在经历深刻变革。本文探讨了在数字化背景下郑州大学工程力学专业流体力学课程教学模式的创新探索，通过构建“三阶三有三元”的数字化教学资源，设计课前线上预习、课中智慧课堂、课后拓展和线上评测三个环节的混合式教学模式，并建立诊断性、过程性和终结性评价方案，旨在提升教学质量和学生的学习体验。实践表明，这种数字化教学模式显著提高了学生的到课率和课堂参与度，未来将进一步优化以提升教学效果。

关键词：教育数字化流体力学课程在线互动数字化课程评价

BIM技术在建筑工程施工安全管理中运用分析

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城市建设理论研究(电子版) 2025年第8期 136-138页

作者：宫语晨郑州大学力学与安全工程学院

本文进一步分析了建筑工程施工安全管理中BIM技术运用优势，并从基于中心算法管控施工安全影响因素、搭建BIM施工安全管理模型以及施工场地布置规划等方面阐述建筑工程施工安全管理中BIM技术的具体运用，以期最大限度地发挥BIM技术优势... 详细信息

本文进一步分析了建筑工程施工安全管理中BIM技术运用优势，并从基于中心算法管控施工安全影响因素、搭建BIM施工安全管理模型以及施工场地布置规划等方面阐述建筑工程施工安全管理中BIM技术的具体运用，以期最大限度地发挥BIM技术优势，着力于解决传统施工安全管理模式下所存在的各种问题，切实提升施工安全管理水平，为建筑工程高质量建设保驾护航。

关键词： BIM技术建筑工程施工安全安全管理

基于单颗磨粒仿真的18CrNiMo7-6合金钢平面磨削力研究

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组合机床与自动化加工技术 2025年第3期 73-77页

作者：陆亚洲彭振龙黎克楠张云龙张建伟郑州大学机械与动力工程学院郑州450001 郑州大学力学与安全工程学院郑州450001 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司郑州450001

针对平面磨削力建模存在的磨粒形状复杂、数量多等难题,采用量纲分析和有限元的方法,建立球形、正四面体、正八面体和正十二面体四种单颗粒磨削仿真模型,以研究不同磨削用量和磨粒形状对磨削力的影响规律。在仿真结果的基础上,建立了平... 详细信息

针对平面磨削力建模存在的磨粒形状复杂、数量多等难题,采用量纲分析和有限元的方法,建立球形、正四面体、正八面体和正十二面体四种单颗粒磨削仿真模型,以研究不同磨削用量和磨粒形状对磨削力的影响规律。在仿真结果的基础上,建立了平面磨削力预测模型,并通过18CrNiMo7-6合金钢平面磨削试验对预测模型进行验证。结果表明:法向和切向磨削力与切削深度正相关,法向和切向磨削力的试验值与模型预测值的相对误差均在9.75%以内。模型能够有效地预测平面磨削过程中的法向力和切向力。

关键词：有限元仿真磨削力量纲分析单颗磨粒 18CrNiMo7-6合金钢

经皮椎体后凸成形术中提取表征骨健康状况的力学指标

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医用生物力学 2025年第1期40卷 72-79页

作者：卢笙刘盼白旭锋李震子李浩张作启朱晓彬祝少博武汉大学土木建筑工程学院武汉430072 郑州大学力学与安全工程学院郑州450001 武汉大学中南医院脊柱与骨肿瘤科武汉430071 武汉大学中南医院创伤骨科武汉430071

目的基于经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty,PKP)的手术环境,提出一种表征松质骨健康状态的力学方法和指标,并验证其可行性和一致性。方法通过弹性力学理论推导给出力学指标K的表达式和物理意义,然后利用临床影像腰椎L4开展... 详细信息

目的基于经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty,PKP)的手术环境,提出一种表征松质骨健康状态的力学方法和指标,并验证其可行性和一致性。方法通过弹性力学理论推导给出力学指标K的表达式和物理意义,然后利用临床影像腰椎L4开展三维有限元仿真分析,验证理论结果的有效性,并对不同球囊形状和手术路径验证该方法和指标的一致性。结果注入液体体积与球囊内压之间呈线性关系,力学指标K与剪切模量密切相关,而且和骨质疏松程度线性负相关。球囊形状对指标K计算结果的影响很小,椭球形和圆柱形对比相对差别小于2%。手术入路路径对指标K计算结果的影响很小,经椎弓根入路和椎弓根外侧缘路径对比相对差别在0.5%以内。结论该临床在体力学测试方法和指标K能够表征患者骨的健康状态,且具有很好的一致性。研究结果对于指导PKP手术方案优化和术后康复、收集在体松质骨力学性能数据以及改进骨质疏松症的诊疗标准具有重要意义。

关键词：骨质疏松症经皮椎体后凸成形术力学评估在体检测有限元分析理论推导

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HS‑SHCC弯曲疲劳变形与疲劳寿命

建筑材料学报 2025年第3期28卷 193-201页

作者：周甲佳董泽华陈本发景川赵军郑州大学力学与安全工程学院河南郑州450001 国网河南省电力公司经济技术研究院河南郑州450052 郑州大学土木工程学院河南郑州450001

对抗压强度为83.41 MPa的高强应变硬化水泥基复合材料(HS-SHCC)试件进行了四点弯曲疲劳试验,研究了HS-SHCC试件在不同应力水平(0.70、0.80、0.85、0.90)下的裂缝扩展、跨中挠度及疲劳寿命.结果表明:HS-SHCC试件的疲劳寿命随着应力水平... 详细信息

对抗压强度为83.41 MPa的高强应变硬化水泥基复合材料(HS-SHCC)试件进行了四点弯曲疲劳试验,研究了HS-SHCC试件在不同应力水平(0.70、0.80、0.85、0.90)下的裂缝扩展、跨中挠度及疲劳寿命.结果表明:HS-SHCC试件的疲劳寿命随着应力水平的提高而不断减小;HS-SHCC试件在弯曲疲劳荷载下呈现出多裂缝开裂的特征,随着应力水平的降低,试件表面的裂缝数量减少;当应力水平为0.70~0.85时,HS-SHCC试件的跨中挠度呈现出明显的快速发展、稳定发展、失稳三阶段,而当应力水平为0.90时,HS-SHCC试件的跨中挠度则表现出稳定发展和失稳两阶段特性;与普通SHCC相同,HS-SHCC试件的应力水平-疲劳寿命(λ-N_(f))曲线呈现出双线性趋势.基于λ-N_(f)曲线和三参数Weibull分布理论,提出各失效概率下HS-SHCC的弯曲疲劳寿命预测模型,得出失效概率为0.05时HS-SHCC的疲劳强度极限(疲劳循环200万次)对应的最大应力水平为0.618.

关键词：高强应变硬化水泥基复合材料弯曲疲劳疲劳变形疲劳寿命预测

4mm厚TC4-M钛合金激光切割工艺优化研究

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中国激光 2025年

作者：张雅徐文涛王春雨张献逢卿华谈敦铭王帅郑州大学力学与安全工程学院空军工程大学航空机务士官学校桂林电子科技大学材料科学与工程学院

随钛合金在航空领域的应用越来越广泛，为优化钛合金激光切割工艺，针对广泛使用的4mm厚TC4钛合金，选取了激光功率、离焦量、切割速度和辅助气体压力四个工艺参数，设计了单因素试验和四因素、五水平正交的激光切割试验，基于切缝宽度... 详细信息

随钛合金在航空领域的应用越来越广泛，为优化钛合金激光切割工艺，针对广泛使用的4mm厚TC4钛合金，选取了激光功率、离焦量、切割速度和辅助气体压力四个工艺参数，设计了单因素试验和四因素、五水平正交的激光切割试验，基于切缝宽度、挂渣高度和异常组织区宽度三个质量评价指标，研究了工艺参数对切割质量的影响规律，并建立回归方程，预测并验证了最优切割工艺。试验结果表明，对切缝宽度影响最显著的工艺参数为激光功率和离焦量，对挂渣高度影响最显著的参数为气体压力和激光功率，对异常组织区影响最显著的因素是切割速度和离焦量，建立的回归方程预测结果与验证试验结果吻合性好。

关键词：激光技术激光切割钛合金工艺参数显微组织

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掺氢天然气在综合管廊中泄漏扩散的数值研究

中国安全生产科学技术 2025年第1期21卷 124-131页

作者：钟委王雯雪汪洪焦梁天水宋逸凡郑州大学力学与安全工程学院河南郑州450001 中国烟草总公司郑州烟草研究院河南郑州450001

为研究掺氢天然气管道在管廊内泄漏后的扩散特性,采用CFD建立三维管廊内管道泄漏的数值模型,分析不同掺氢比下,掺氢天然气在管廊内的扩散特性。研究结果表明:掺氢比越大气体纵向扩散距离越大,射流区域左侧涡流的纵向长度越大,同时监测... 详细信息

为研究掺氢天然气管道在管廊内泄漏后的扩散特性,采用CFD建立三维管廊内管道泄漏的数值模型,分析不同掺氢比下,掺氢天然气在管廊内的扩散特性。研究结果表明:掺氢比越大气体纵向扩散距离越大,射流区域左侧涡流的纵向长度越大,同时监测点报警时间也逐渐提前,且泄漏孔上方近顶棚处气体的射流速度随着掺氢比的增大而减小,但气体体积分数随着掺氢比的增大而增大。当掺氢比较高时,泄漏后流场的不稳定性增加且甲烷和氢气的分层现象更加明显。研究结果可为综合管廊内掺氢天然气的输运安全提供参考。

关键词：综合管廊掺氢天然气泄漏扩散掺氢比