2017, 40(6):1-7. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.06.001 CSTR:
摘要:研究了1 070 ℃/100 MPa应力时效对镍基单晶合金DD11组织和持久性能的影响,通过扫描电镜和透射电镜对应力时效前后的组织进行了观察和分析,并对合金应力时效前后的持久性能进行了测试与分析。实验结果表明:应力时效前50 h是形筏阶段,竖直方向的γ相通道逐步变窄或消失,水平方向的γ相通道宽度逐步增加,立方状γ'相在应力的作用下向水平方向扩展并相互连接在一起逐渐形成筏排形貌。应力时效50 h后是筏排粗化阶段,随应力时效时间的延长,组织缓慢粗化,但是筏排形貌基本保持稳定。对应力时效后的组织进行1 070 ℃/140 MPa持久性能测试,结果表明,在形筏阶段持久寿命基本保持稳定,在筏排粗化阶段,持久寿命逐步下降。应力时效500 h后,持久寿命由热处理后初始状态的360 h左右降低至140 h左右。研究结果表明,γ相通道尺寸的粗化和组织的筏排化是持久性能衰退的主要因素。
梁永昌 , 唐海燕 , 刘威 , 杨宏博 , 郭森林 , 汪国奉 , 党进乾 , 李京社
2017, 40(6):8-14. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.06.002 CSTR:
摘要:石灰石替代部分石灰进行转炉炼钢可降低炼钢生产成本、减少CO2排放。为研究其加入量对脱磷、炉气成分和氧枪枪位的影响,进行了石灰石替代比分别为18%、19%、20%、25%、28%、29%、39%、41%的工业试验研究和热力学分析。研究结果表明:①石灰石替换比为25%时脱磷效果较好,终点磷含量为0.016%,比原工艺0.030%的终点磷含量降低了47%;②用石灰石替代部分石灰后煤气开始回收时刻提前1~2 min,煤气回收量增加,且石灰石加入量越大,煤气可回收时刻越早;③采用石灰石替代部分石灰冶炼时,转炉氧枪基本控制枪位由1.7 m升高到1.8 m。
2017, 40(6):15-25. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.06.003 CSTR:
摘要:传统有限单元法中每一种单元都由单一的材料组成,虽然只考虑一种材料的性质给软件编程带来了极大的方便,但是这比利用复合单元进行建模,需要更多的工作量。为此,笔者提出从4节点矩形单元与2节点线单元的虚功原理出发,运用能量方程,来整合两种不同单元。以VC++作为开发工具,利用等参元的特性,根据逆矩阵形函数构造方法编写平面单元的形函数程序,采用高斯数值积分方法,形成普通单元的单元刚度矩阵。然后根据线单元与面单元的节点位移编号,进行单元刚度的整合,进而得到一种包含面单元和线单元的复合单元。同时,通过对平面矩形单元和平面三角形单元与线单元进行复合,用得到的两种复合单元分别对悬臂梁作用端部集中荷载的简单算例进行位移求解,得到的结果与同等条件下ANSYS计算结果进行对比验证。结果表明:两种情况的计算结果都非常接近,复合单元的构造方法正确、可靠,同时也能够减少单元个数。
李勇 , 龙英凯 , 姚强 , 杨文静 , 黎学明 , 黄馨月 , 王雄英
2017, 40(6):26-35. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.06.004 CSTR:
摘要:采用喷涂法在Q235钢表面涂覆聚硅氧烷复合涂层,在重工业污染区、人口密集区、一般工业区、乡村定居区4个220 kV变电站大气环境中自然暴露15个月,采用伏安法、交流阻抗法等研究其腐蚀行为。结果表明,重工业污染区变电站的腐蚀电流密度从3.849 5×10-12 A/cm2增加到15个月的2.257 2×10-10 A/cm2;而人口密集区变电站的腐蚀电流密度值先从1.640 1×10-10 A/cm2降低到6个月的5.736 5×10-11 A/cm2,后增加到15个月的3.929 9×10-10 A/cm2。结合自腐蚀电位和涂层阻抗,聚硅氧烷复合涂层在不同环境中耐蚀性顺序为:人口密集区 > 乡村定居区 > 一般工业区 > 重工业污染区。
2017, 40(6):36-46. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.06.005 CSTR:
摘要:为推动双极性高频高压方波脉冲电源的研究和发展,对双极性高频高压方波脉冲电源的应用领域和发展概况进行归纳。以固态电力电子开关器件为基础,总结了几种主要的技术实现方案并加以述评,以及对改善脉冲电源使用性能的相关技术进行了简要介绍。对现今依然存在的问题做出阐述,并对未来发展趋势进行了展望。
2017, 40(6):47-53. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.06.006 CSTR:
摘要:以静止无功发生器工作原理为基础,在d-q坐标系下结合对称分量法思想分别对系统a相电压的正、负序分量进行锁相,进而求解出负载电流在正、负相序下的有功及无功电流值,避免了传统锁相环技术下由于三相电压不对称所造成的锁相角度误差问题;采用积分滤波法来代替传统的低通滤波方式进行直流信号提取,当系统三相不对称时,首先需要对各相电流逐一化简,然后进行积分滤波处理,降低了系统的固有延时。最后,按照上述改进方案在MATLAB环境下搭建无功补偿系统仿真模型,通过对基波电流提取实验的分析及无功补偿效果实验验证得出:改进的静止无功补偿系统能够完成对无功电流实时检测,系统检测延时时间小于0.02 s,较传统检测模型延迟时间下降60%;当系统加入静止无功补偿电路后,其功率因数可在一个电源周期内提高到95%以上。
2017, 40(6):54-59. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.06.007 CSTR:
摘要:为提高立柱的抗冲击力学性能,设计了一种由接头、卡箍、吸能构件套、吸能构件和销钉构成的矿用立柱恒阻让位防冲装置,并根据立柱国标确定了防冲装置的承载力,给出了防冲装置工作原理及防冲原理。对常规立柱和安装防冲装置立柱在冲击载荷作用下的变形和受力进行了对比分析,得出在相同冲击载荷作用下,防冲立柱变形大大小于常规立柱变形,吸能防冲构件变形阶段能有效降低立柱承受的冲击力。防冲装置可方便安装于现有常规立柱上,防冲装置的使用大大增强了立柱的抗冲击性能。此恒阻让位防冲装置也可用于汽车、航空航天工业、高速公路安全防护等领域。
2017, 40(6):60-66. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.06.008 CSTR:
摘要:板梁耦合结构是典型的中频振动结构。针对现有的确定性数值分析方法在中频预测的不足,基于波函数法(WBM)理论提出了预测板梁耦合结构的振动响应方法。在Kirchhoff薄板与Euler-Bernoulli梁振动响应基础上,以振动位移与转角为耦合量,运用加权余量法推导了板梁耦合结构的系统矩阵,建立了板梁耦合结构的波函数法模型。以四边固支的矩形板与细长梁耦合结构为例进行了验证,其100 Hz时的振动响应位移云图与50~500 Hz频响结果表明,相较于有限元(FEM)模型,基于波函数法的板梁耦合结构振动响应模型能有效预测更高频率的振动响应,且该模型有着更高的收敛性,在相同计算精度下,计算成本(模型自由度与计算时间)降低明显。
2017, 40(6):67-76. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.06.009 CSTR:
摘要:为及时提醒驾驶员半挂汽车的侧翻危险状态并对车辆的侧翻危险状态进行控制,以TruckSim中的半挂汽车作为真实车辆,考虑汽车运行过程中的过程噪声以及量测噪声,利用Kalman滤波技术实时估计半挂汽车的运行状态。以车辆的横向载荷转移率为侧翻指标,建立了基于模型预测的TTR(time-to-rollover)侧翻预警算法,并结合最优控制算法,制定了基于TTR侧翻预警的防侧翻控制策略。通过仿真分析,此控制策略可以有效提醒驾驶员半挂汽车的侧翻危险状况,并有效控制半挂汽车的侧翻危险状态,防止侧翻危险的发生。
2017, 40(6):77-85. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.06.010 CSTR:
摘要:为了解决云制造环境下加工设备资源的虚拟化封装问题,建立了一种开放的、柔性的加工设备资源模型。在深入解析制造资源内涵、分类、特性的基础上,分析了加工设备资源的特点,结合语义知识和WEB技术,建立了加工设备资源模型。给出了加工设备资源语义描述方法,建立了描述模板。最后详述了云制造资源匹配流程,为云制造平台资源管理提供了重要基础和条件。
2017, 40(6):86-94. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2017.06.011 CSTR:
摘要:以甘氨酸(Gly)和磷钨酸为原料合成的一系列无机有机杂化材料为催化剂,考察各因素对其催化合成乙酸异戊酯的影响,并利用响应面分析法优化乙酸异戊酯合成工艺。研究表明,[GlyH]1.0-H2.0PW12O40催化剂具有最高的催化酯化反应活性和重复使用性能。响应面分析法优化乙酸异戊酯合成的最佳条件为:醇酸摩尔数比为1.05:1,催化剂用量为酸质量的4.5%,反应时间2.0 h,带水剂量10 mL,该条件下,乙酸异戊酯产率为98.5%,结果与模型预测值基本相符。优化条件下[GlyH]1.0H2.0PW12O40催化酯化反应表观活化能为79.73 kJ/mol。