北京冬奥首钢滑雪大跳台全流程可持续利用关键技术

聚焦竞技滑雪跳台钢结构体系和关键技术创新基础研究,紧密结合国家发展战略对冰雪竞技比赛体育设施的重大需求,通过产-学-研-用的研发模式,对跳台的选址规划、构件材料、结构建造、坡度设计、雪道检测、功能转化等进行了系统的创新,创建了工业遗产环境下新型赛道设施设计方法和技术体系,成功地完成了世界首例滑雪大跳台永久竞赛设施设计,实现了与工业遗产的完美结合;基于新型特殊性能钢材的大型构件高精度装配建造技术,实现了钢材耐腐蚀性能提升,赛道装配率100%,工期缩短近30%,赛道主体钢结构建造精度达到毫米级;赛时赛道的精准维护与控制技术,首次在国际上实现赛事运营状态下毫米级的赛道基准面控制及厘米级的赛道雪面控制;竞技类跳跃项目的赛道转换与人因分析的场馆全季利用技术,在国际上首次实现了世界杯及以上级别该类项目的赛事赛道结构48小时内转换。该项目成功应用于北京2022冬奥会首钢滑雪大跳台中心项目建设及赛后利用,积极回应了科学办赛理念与奥林匹克可持续诉求,支撑我国运动员在首钢滑雪大跳台2金成绩的取得,为北京冬奥会的顺利举行作出了突出贡献,得到了国际奥委会、国际跳台滑雪等国际组织的高度评价。     

富水断层破碎带井筒围岩控制

 针对云南某新建煤矿富水断层破碎带垮塌井筒的修复难题,通过现场调研及数值模拟研究,分析富水断层破碎带井筒围岩垮塌灾变机制,提出此类地质及工程条件下围岩控制基本原则和“顺序–联合”控制方法。研究认为：(1) 断层破碎围岩受水致弱化作用后泥化严重,松散体自承能力低,塑性流动显著,是造成围岩失稳及滑移的根本原因;多次低强度无效巷修并开挖造成冒落高度增加,活化断层裂隙,导通局部含水层,是造成破碎区段大面积垮塌及涌水的直接原因;(2) 破碎围岩失稳滑移过程中存在“应力快速卸压区”、“应力过渡区”及“应力集中区”,控制重点在于针对“应力卸压导水区”进行治水封堵及岩体加固,提高其自身承载能力,降低后期支护载荷;(3) 采用滞后变形区一定距离的变角伞状超前注浆预处理,可实现堵水和加固围岩双重目的。临时支护可为后期一次、二次支护提供空间和时间;(4) 适时采用衬砌预埋注浆管方式对破碎围岩内可能存在的空洞进行壁后二次注浆回填和加固,可以提高“围岩–支护体”整体承载能力。     

高温高压酸性气井油套管钢在超临界CO_2环境下的腐蚀行为

高温高压酸性气井腐蚀环境恶劣,油套管腐蚀、变形、破损等事故频繁发生,严重影响气井安全生产。为了解掌握油套管钢的腐蚀类型、严重程度及耐蚀性能,利用高温高压反应釜在模拟井底实际工况条件下研究了J55、N80、P110、13Cr、S13Cr 5种油套管材质的抗CO_2腐蚀性能,运用失重法、扫描电镜(SEM)和能谱分析等技术,重点分析了腐蚀速率、腐蚀产物膜形貌和腐蚀产物膜成分。结果表明:在本试验测试范围内,J55、N80、P110钢在90℃时腐蚀速率为最大,然后随温度升高而降低,属于极严重腐蚀;13Cr、S13Cr钢的腐蚀速率随温度的升高不断增大,在150℃达到最大值;5种材料的平均腐蚀速率随CO_2分压的增大呈先上升后下降的趋势;碳钢材质腐蚀类型主要为均匀腐蚀+局部腐蚀,含Cr钢材质腐蚀类型主要为均匀腐蚀;碳钢CO_2腐蚀产物膜主要成分为FeCO_3,同时夹杂有少量的Fe_3C和铁的氧化物或铁单质;13Cr和S13Cr钢CO_2腐蚀产物膜的主要成分为晶态FeCO_3和非晶态的Cr(OH)_3,此外,还含有少量的Fe或Cr的氧化物、碳化物和单质Fe等。     

SUJ2轴承钢超长寿命疲劳行为研究

采用超声疲劳试验机研究SUJ2轴承钢的超长寿命疲劳。结果表明:对于复合氧化物和TiCN裂纹源,裂纹从夹杂物与基体界面处萌生;铁、铬合金碳化物裂纹源则为夹杂物本身开裂。颗粒状亮面(GBF)相对尺寸正比于裂纹源处夹杂物边缘的应力强度因子范围1/ΔK2inc,对于本实验的SUJ2材料,当ΔKinc8MPa·m1/2时GBF不再形成。通过数据拟合得到了GBF内裂纹扩展规律:area~(1/2)_(GBF)/area~(1/2)_(inc)=(m_1+m_2N_f)~(m_0),证实了Paris公式可以用来描述GBF内的裂纹扩展。     

CeO2添加量对45钢表面激光熔覆Ni-WC涂层的组织和性能影响

利用二氧化碳激光器在45钢基体表面上熔覆Ni-WC-CeO₂的复合涂层,使用扫描电镜、EDS、显微硬度计、洛氏硬度计,研究CeO₂添加量对Ni-WC-CeO₂复合涂层宏观形貌、显微组织、元素分布、表面硬度及纵截面显微硬度的影响,以找到最佳的CeO₂添加量。CeO₂的添加有助于改善涂层宏观形貌、基体和涂层的扩散及浸润性,细化微观组织及WC形貌,提高涂层表面硬度和纵截面显微硬度。CeO₂添加量存在一个最佳值：当CeO₂添加量为0.3%时,Ni-WC-CeO₂复合涂层表面无渣、无裂纹、较小润湿角,宏观形貌最好,从表面到与基体结合处涂层显微组织无枝晶,组织明显细化,Ni-Cr合金与WC间、涂层与基体间的元素发生明显互扩散,碳化钨形貌细化且分布较为均匀,涂层表面硬度最高,所有涂层纵截面显微硬度均呈现中间高两端低的“山形”分布;当CeO₂添加量为0.25%时,每组纵截面显微硬度几乎都高于其他CeO     

冷弯薄壁型钢C型构件轴压受力机理

随着我国钢材产量的不断提高以及技术水平的不断进步,钢结构的应用越来越广泛,薄壁轻型钢结构是目前钢结构房屋发展的主要趋势之一。冷弯薄壁型钢构件在受力上与传统热轧钢结构构件有着很大的不同,尤其是在轴压和剪弯荷载作用下的机理存在的较大的差异。在此基础上,本文针对冷弯薄壁型钢C型构件弯剪受力机理展开分析,运用有限元软件进行数值验证。     

基于ANSYS的钢梁腹板开洞受力分析

钢框架结构中,为了充分利用结构净空,降低结构层的层高,采取设备专业的管道从钢梁腹板穿过。本文以某钢框架结构为例,运用ANSYS有限元软件,对钢梁腹板开洞,洞口布置位置对钢梁的承载力影响进行分析。通过计算分析,得出钢梁腹板开洞的洞口合理布置位置,为以后类似工程的设计和施工提供参考。     

基于GSA与DE优化混合核ELM的网络异常检测模型

为了增强网络入侵检测模型的准确率与泛化性,提出一种基于引力搜索算法（GSA）与差分进化（DE）算法优化混合核极限学习机（ELM）的网络入侵检测模型。该模型针对采用单个核函数的ELM模型存在的泛化能力弱、学习能力差的问题,结合多项式核函数和径向基函数的优点,构建混合核ELM模型（HKELM）,将GSA和DE相结合优化HKELM模型参数,从而提高其在异常检测过程中的全局和局部优化能力,在此基础上利用核主成分分析算法进行入侵检测数据的数据降维和特征抽取,构建网络入侵检测模型KPCA-GSADE-HKELM。在KDD99数据集上的实验结果表明,与KDDwinner、CSVAC、CPSO-SVM、Dendron等模型进行对比,KPCA-GSADE-HKELM模型具有更高的检测精度和更快的检测速度。     

锅炉自动上煤控制系统设计

介绍了一种基于西门子S7-200系列PLC的新型锅炉自动上煤控制系统,讨论了该控制系统的功能和特点,给出了硬件组成和控制梯形图。     

预应力损失对大悬臂混凝土盖梁开裂研究

随着大悬臂预应力混凝土桥梁使用年限的增加,在运营检测过程中发现,部分桥梁的盖梁横桥向侧面出现了较多竖向或斜向、网状裂缝。以石家庄某桥梁为例,利用有限元软件,研究影响大悬臂预应力混凝土盖梁预应力损失的因素,分析预应力管道局部偏差、环境相对湿度、超早强混凝土以及预应力张拉龄期等四种因素对于盖梁开裂的影响程度。结果表明：前期各因素对混凝土拉应力影响均较小。在中后期,超早强混凝土对预应力盖梁的承载力的影响最大;其次为环境相对湿度;然后为预应力张拉龄期;最后是管道局部偏差。通过对比以上因素,确定对10年内盖梁拉应力的影响程度,进而指导施工,减小施工因素对盖梁拉应力的影响,提高盖梁使用寿命。