预氧化处理对MP35N合金高温氧化行为的影响

目的 探索并优化合金成分、工艺以获得致密稳定的预氧化膜,提高合金抗氧化能力。方法 利用非自耗真空电弧炉熔炼合金,在真空容器中加热金属及其氧化物粉末获得平衡氧压。通过莱茵装置进行预氧化实验。通过FactSage计算Co-Ni-Cr-Mo-Al-Si体系的合金组织相图及其氧化相图,利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜对预氧化的试样进行物相分析。结果 在1000℃、10^–17atm氧压下预氧化,未含Si的MP35N合金表面出现Cr₂O₃氧化物;随着Si添加量的增加,表面氧化物变为(Al,Cr)₂O₃,以Cr₂O₃为主,内氧化物为Al₂O₃;当Si含量(质量分数)为3%时,内部形成了近乎连续的带状Al₂O₃氧化膜。在1 000℃、10^–25 atm氧压下,合金表面形成连续的Al₂O₃膜;...     

仿生侵蚀介质对滚刀/大理岩滚动摩擦磨损行为的影响

目的 对比去离子水和仿生侵蚀介质2种工况下,滚刀/大理岩摩擦副在不同法向载荷作用下的滚动摩擦磨损行为,阐明仿生侵蚀介质对大理岩破碎去除和滚刀磨损的影响规律和作用机制,为化学手段辅助提升全断面隧道掘进机（TBM）破岩效率提供参考。方法 表征自制仿生侵蚀介质对大理岩和H13钢滚刀的腐蚀性,基于自制滚压破岩模拟试验机研究滚刀/大理岩摩擦副的滚动摩擦磨损行为。结果 仿生侵蚀介质对滚刀无明显腐蚀性,但会诱导大理岩表面产生次生裂隙和溶蚀孔,弱化岩石表面的力学性能。在法向载荷为45、75、105 N时,相较于去离子水工况,在仿生侵蚀介质工况下大理岩的磨损体积分别提高了25.3%、9.3%、17.5%,滚刀破岩比能分别下降了28.3%、11.4%、20.0%。在法向载荷为45N时,岩石表面的破坏形式主要为矿物颗粒破碎剥落。在法向载荷为75 N时,岩石的去除量明显增大,表面形成了密实核。在法向载荷为105 N时,岩石表面发生显著开裂和去除现象。结论 仿生侵蚀介质能促进大理岩的破碎和去除,降低滚刀磨损和破岩比能。仿生侵蚀介质的作用受到岩石破坏形式的影响,在法向载荷较低时,岩石表面破坏形式以矿物颗粒剥落和密...     

盾构机主轴承润滑特性影响因素研究

盾构机主轴承作为一种大型重载机械,其工作环境恶劣,轴承损坏会造成极大的经济损失,为了保证较高的可靠性,其润滑性能极为关键。采用Fluent对轴承进行流固耦合模型的建模仿真,研究轴承转速、负载、润滑油黏度、润滑油流量和润滑方式对轴承温升影响。结果表明：润滑油分布少的区域温度较高;盾构机主轴承的转速是影响温升最关键的因素,温升随着转速的增大而急剧增大;轴承温升随着负载的增加而增加;润滑油在黏度等级为320附近的温度最低;不同转速下流量对轴承温升的影响不同,转速低时,温升随着流量增大先减小后增大,转速高时反之;通过仿真将类似于油气原理的润滑方法应用在盾构机主轴承的润滑上改善了润滑状态。     

多目标复合可视性约束下的机械臂无模型标定位姿研究

与基于模型的机械臂标定方法相比,无模型标定方法具有算法简洁和线性化误差小的优点,但这种方法需要在多个机械臂姿态下同时采集各连杆表面的靶标位姿,因此其可视性同时受视场角狭窄、靶面方向异常以及臂体遮挡的影响,增加测量位姿的构造难度。为此,提出一种基于多目标视觉的复合可视性约束下的机械臂无模型标定位姿遴选方法。依据机械臂连杆参数及轮廓尺寸,生成贴合其等效模型的有向包围盒树,并依据臂体外形特征设定各连杆靶标固连位姿。在此基础上,分别建立靶标角点被包含判据、靶面法向夹角判据以及各包围盒与靶面视锥干涉判据,将其融合为多目标复合可视性约束条件,该算法可在既定工作轨迹下遴选出全体靶标均为可视的机械臂位姿。最后,通过搭建实验台验证所提方法的有效性。实验结果表明：该方法对臂体与靶面的遮挡关系判断精准,靶标在所选位姿处可视性良好,满足机械臂实时无模型标定方法对于多靶标位姿同时采集的需求。     

Ti掺杂类金刚石薄膜的制备及其高温摩擦学性能研究

为探究金属Ti掺杂DLC薄膜在高温环境下的摩擦磨损行为,通过射频磁控溅射和直流磁控溅射混合的沉积系统制备不同Ti含量的Ti-DLC薄膜,利用SEM、XRD、Raman、纳米压痕和摩擦试验机等分析Ti含量对Ti-DLC薄膜的微观结构、力学性能及不同温度下的摩擦学性能的影响。结果表明：Ti掺杂使得Ti-DLC薄膜中sp3键的占比随着Ti含量的增加先升高后下降;Ti掺杂提高了Ti-DLC薄膜的硬度和弹性模量,并一定程度上提升了Ti-DLC薄膜的膜基结合力。摩擦测试表明：在常温下,Ti-DLC薄膜的摩擦因数和磨损率随Ti含量的增加而下降,但薄膜发生明显的磨粒磨损,且磨损率略高于DLC薄膜;Ti掺杂有效地提高了DLC薄膜的热稳定性和高温摩擦学性能,在300 ℃的高温下,掺杂薄膜仍维持较低的摩擦因数和磨损率。     

考虑㶲损失的三联供系统容量配置与运行模式研究

节能减排一直是世界各国持续关注的热点问题,综合能源三联供系统因其具有更高的一次能源利用率而被广泛应用。针对综合能源三联供系统的容量配置和运行模式规划问题,提出考虑(火用)损失的综合性能指标作为优化的目标函数,从高效、低碳、经济三个方面进行综合优化。以燃气轮机的容量和运行模式为设计变量,建立综合能源三联供系统容量配置与运行模式研究模型。将此方法应用到某宾馆建筑的联供系统进行分析,研究结果为：燃气轮机的最佳容量为200 kW,热电结合是最优的运行模式。在该模式下综合能源三联供系统较传统供能系统(火用)损失率降低3.5%,年综合碳排量减少593.7 t,年经济成本节约29.8万元。该方法能够全面、客观地分析某容量、某种运行模式下的系统性能,为解决联供系统的运行规划问题提供参考。     

分裂绕组高阻抗电力变压器短路特性研究

本文首先对比了分裂绕组、高压内置以及串抗结构三种高阻抗电力变压器的优缺点。其次,通过有限元分析得到了分裂绕组高阻抗电力变压器高中短路和中低短路的漏磁分布。再次,对变压器进行了承受短路能力判断,并通过短路试验论证了研究结果的正确性。仿真与试验数据表明,分裂绕组高阻抗变压器虽然存在结构尺寸偏大,极限分接阻抗变化大等不利因素,但此结构相较传统变压器具有更强的承受短路能力。同时,试验后中低阻抗变化率0.49%大于高中工况0.15%,说明即使采用了高阻抗结构,低压绕组承受短路能力依然弱于高、中绕组,在实际应用中应重点关注。     

基于区间TOPSIS法的高层建筑电气火灾风险两级评估方法

高层建筑电气火灾风险居高不下,长期以来威胁着人们的生命财产安全,为此,准确地评估电气火风险、辨识出风险因子,可以有效地制定电气火灾防范措施,为此,本文提出了基于区间TOPSIS方法的高层建筑电气火灾风险两级评估方法。首先,查阅电气火灾数据和专家评价意见,采用改进的德尔菲法获取电气火灾风险评估的两级指标框架：主指标和子指标,然后采用区间层次分析法确定高层建筑电气火灾风险指标的权重系数,最后结合区间TOPSIS方法对风险指标因子进行风险排序。经验证发现高层建筑电气火灾风险因子排序依次为易燃易爆品的连锁反应(占到27.9%)、电气线路引发火灾(占到22.07%)和电气设备引发火灾(占到20.89%),其中过负荷风险因子在子指标中占比最大。     

基于子模块电容能量波动的MMILC下垂控制策略

交直流混合配电网中,孤岛模式下互联换流器(interlinking converter, ILC)具有实现配网间功率平衡、维持交流频率和直流电压稳定的作用。模块化多电平互联换流器(modular multilevel interlinking converter, MMILC)作为ILC的拓扑之一,具有谐波特性好、波形质量高、开关损耗低等优势。文中提出一种适用于MMILC的两级式下垂控制策略,首先基于子模块电容能量波动特性建立了适用于MMILC的新型交直流侧统一下垂特性;然后推导得出了MMILC直流侧电压与等效子模块电容电压间的数学关系,使MMILC仍可通过直流电压偏差进行功率调节,同时设置了下垂特性曲线的死区和最低允许运行范围;最后,分别对MMILC在不同负载模式和过载情况下的控制性能进行了仿真。仿真结果表明,所提出的MMILC两级式下垂控制策略可以自动平衡不同负载模式下交直流侧配网的功率偏差,过载情况下可以瞬时闭锁,验证了控制策略的正确性和有效性。     

计及ROCOF与转子动能的风电机组自适应下垂控制策略

风电机组参与调频可提高风电并网系统的频率稳定性,但现有下垂控制难以兼顾频率响应特性和风机自身运行状态。为此,文中提出一种计及频率变化率(rate of change of frequency, ROCOF)与转子动能的自适应下垂控制策略,充分利用转子动能参与调频,确保风机稳定运行。首先,根据系统频率情况,将ROCOF划分区间,通过分段函数构建下垂系数与ROCOF的耦合函数,确保风电机组在扰动初期释放更多能量,提高风机对频率的支撑能力,减缓频率跌落速度。然后,引入转速影响因子,根据风机自身运行状态调整下垂系数,防止风机转子失速,避免频率二次跌落。最后,在MATLAB/Simulink平台上搭建风火联合系统仿真模型验证了所提控制策略有效性。仿真结果表明所提策略在保证风机转速稳定的同时,能有效利用风机转子动能改善系统频率响应特性。