铜/铝异质金属层状复合板搅拌摩擦焊接技术研究

本文选用复层占比约23%的6.5 mm厚铜（复层）/铝（基层）金属层状复合板作为焊接对象,研究对其进行搅拌摩擦焊接（FSW）的可行性;同时重点研究焊接工具的作用位置（复层在上和基层在上）对于焊接过程的影响;此外,结合有限元模拟技术,分析FSW过程中焊接工具的热力耦合作用对于铜复层流动行为的影响,以及接头中微观组织,尤其是界面区组织的变化。结果表明,在下压量为0.2 mm、焊接速度为150 mm/min和旋转速度为900 r/min的焊接参数下,当采用铝基层在上的焊接方式时,铜复层侧受焊接工具热机作用影响较弱,向上迁移作用较小,并且由于底部作用温度较低、铜复层熔点较高以及导热性较强,因此容易导致在接头底部形成明显的隧道缺陷;当铜复层在上时,可以获得成形良好的FSW接头,由于焊接过程中后退侧和前进侧温度存在差异,在温度较低的后退侧中的铝-铜界面区域,仅形成了少量的Al-Cu金属间化合物层;在温度较高的前进侧中铝-铜界面区域,则由较厚的脆性Al-Cu金属间化合物层组成,该FSW接头的平均抗拉强度为85.2 MPa,约为母材抗拉强度的62.7%。     

Ca-Si线与FeS合金化模式对低碳结构钢硫化物形态的影响

通过10 kg感应炉研究了Ca-Si线与FeS加入次序对低碳结构钢(/%:0.16C,0.65Mn,0.25Si,0.034S,0.025P)硫化物形貌和切削性能的影响。以钢中非金属夹杂物变形处理为基础,采用Image Pro Plus软件对钢中夹杂物指标进行定量分析,得出采用先加入Ca-Si线后加FeS的合金化模式时,钢中夹杂物平均长度为12.3μm,单位面积上条状夹杂物与粒状夹杂物之比为64:41,而采用先加FeS后加Ca-Si线的合金化模式,钢中夹杂物平均长度为9.9μm,单位面积条状夹杂物与粒状夹杂物数量之比为52:53,且钢样的切削性能较先加Ca-Si线模式好,因此先加FeS后加Ca-Si线的合金化工艺有利于控制钢中硫化物形态。     

换热站并联水泵分布式优化控制

针对现有换热站并联水泵优化算法在集中式架构下控制适应性不足的问题,本文提出了一种改进的分布式并联水泵优化算法.首先,建立了并联水泵的分布式控制系统,并对该优化问题的数学模型进行描述,在目标函数中引入自适应非线性因子;然后,设计了改进的分布式果蝇优化算法,在该算法中每台水泵的控制器仅通过与邻居控制器交互信息即可完成并联水泵的优化;并且,在嗅觉搜索阶段,使用正弦余弦策略替代赋予个体距离与方向的随机策略;最后,以两个实际换热站中不同并联水泵系统为例对算法进行仿真验证,并基于仿真结果进行性能分析.结果表明,相较于传统算法,改进的分布式果蝇优化算法能得到更优的控制策略,有着收敛速度快、稳定性好和鲁棒性强的特点;并且该算法适用于不同系统的并联水泵优化问题,具有可扩展性.在实际工程验证中相较于集中式算法,该算法在总功率和计算时间上分别平均降低了5.47%和29.90%,因此,能够满足实际换热站中对并联水泵热负荷优化分配的需求.     

锌夹层对铝-铜搅拌摩擦搭接焊接头的影响

对2mm厚的6061铝合金和T2铜薄板进行搅拌摩擦搭接焊接,采用30μm厚的纯Zn箔作为预置夹层,分析了Zn夹层添加对其搭接接头微观组织与力学性能的影响。结果表明,通过添加Zn夹层,可以实现Al-Cu异种金属之间的搭接焊接。在下压量为0.1mm时,接头成形良好,无明显焊接缺陷,此时载荷最大(2.8kN);随着下压量增加(0.2mm),钩状缺陷尺寸增加,导致有效板厚降低,使载荷略微下降;而过大的下压量(0.3 mm)会引起焊接缺陷。Zn夹层的添加,促进了接头钩状区中Al和Cu基体之间的合金化反应,形成了厚度约为4μm、以Al和Cu元素为主、且含有微量Zn元素的过渡层,从而减轻了钩状区尖端缺陷对接头性能的不利影响,同时增加了接头的有效连接面积,最终改善了接头质量。     

31CrMoV9钢夹杂物和组织观察

 31CrMoV9是欧洲牌号的高淬透性合金钢,属于近几年国产化过程中新研制的钢种。为比较国内外成品钢质量的差距,提高中国该钢种的冶炼水平,选取不同产地的31CrMoV9钢,对其中的非金属夹杂物进行研究。电解钢样观察其中夹杂物的外观形貌,并对钢样进行金相观察和利用高温共聚焦显微镜观察钢样的组织变化。研究发现,单一成分的夹杂物多为长条状,而复合夹杂物多为球形。研究过程所选取的中国生产的钢材与德国钢材在夹杂物的数量和形态控制上存在差距,中国生产的钢材单位面积内夹杂物的数量更多,夹杂物的大小不均匀,形态控制不理想。就成分而言,德国钢材的夹杂物成分主要是以Al2O3、CaO、MnS等组成的复合夹杂物,而中国钢材的夹杂物存在着成分的波动性。共聚焦显微镜试验过程中发现,在升温过程中夹杂物会发生球化现象,降温过程中,钢样开始形成马氏体组织的温度有所不同,中国钢样为580 ℃,德国钢样为450 ℃,这与其本身晶体的成分有关,最后的组织为马氏体+碳化物颗粒+残余奥氏体。     

国内外31CrMoV9钢成分与夹杂物特性分析

对国内外不同产地的31CrMoV9钢进行对比研究。分析表明,国外钢中硫、磷和总氧含量低,而国内钢中的锰硫比低,国外钢样中的夹杂物数量少,尺寸小,弥散分布性强,长宽比小于1.5的夹杂物数量占总量的比例大,纺锤率大,且夹杂物的形态以球状和类球状居多,极少出现块状和条状夹杂物,国外的夹杂物主要是以Al_2O_3、CaO、MnS等组成的复合夹杂物,而国内钢样中夹杂物分布不均匀,成分波动性较大。     

基于自注意力的非侵入式家庭电力负荷分解模型

非侵入式负荷分解可将家庭总电表监测的数据分解为单台用电器的状态、能耗等信息。针对目前神经网络模型对长激活且周期运行的电器分解效果较差的缺点，本研究提出1种基于自注意力的非侵入式负荷分解模型(Attention-BO模型)。Attention-BO模型以稳态有功功率变化为负荷特征，利用卷积神经网络进行特征提取，通过自注意力增强对输入序列中远距离相关性的建模，获得与各点最相关的特征。之后，使用贝叶斯优化对模型中的超参数进行调节以提高精度。最后，在UK-dale数据集上对模型进行训练和测试，实验结果表明模型具有较小的误差，并且在新环境下的泛化性能较好。