基于自适应时序分解筛选的大坝变形预测模型

高精度的大坝变形分析和预测是掌握大坝工作性态、诊断大坝异常的重要手段。针对现有模型信息特征挖掘不充分、泛化能力弱、难以实现精准预测等问题,采用灰狼算法优化自适应噪声完备经验模态分解解决多维参数标定问题,使用阈值评价指标保留变形时序数据的有效信息特征;引入交叉验证的递归特征选择法通过多个学习器综合筛选出最优因子集,移除冗余特征、提取有效信息并增强模型可解释性;考虑时序数据特性优化双向长短期记忆神经网络时间窗步数,结合大坝变形数据降噪、最优特征因子输入等多种方法,构建大坝变形预测模型。以实际工程为例,结合多种预测模型进行对比分析,结果表明该模型具备挖掘非线性信息能力,预测性能得到改善,可为大坝安全监测提供参考。

基于属性识别-组合赋权的大坝变形安全综合评价方法

针对大坝变形安全评价中的多属性有序分割问题,综合考虑最小代价原则、置信度准则与级别特征值,提出基于属性识别-组合赋权的大坝变形安全综合评价方法。根据大坝变形特点与成因,选取裂缝开合度、垂直位移和水平位移作为大坝变形的安全评价指标,运用K-S检验法确定评价指标数学分布,基于典型小概率法与3σ原则拟定安全监控指标,进一步应用层次分析法和熵权法分别确定评价指标的主客观权重,基于改进博弈论融合主客观权重,实现属性识别理论框架下的大坝变形安全综合评价。以工程实例检验该综合评价方法,并与工程实际情况、集对分析法进行对比,结果表明该方法具有较好的可行性与适用性。

非晶合金在低地球轨道环境中的服役性能研究进展

随着人类航天技术的进步,对航天材料也提出了越来越高的要求,非晶合金(metallic glass,MG)由于其长程无序的特殊结构,有应用于低地球轨道(low earth orbit,LEO)上的巨大潜力。文章介绍了LEO中存在的导致材料失效的主要因素及其产生机制和作用机制,以及航天领域常用的材料种类及其特点;阐述了MG的发展历史、特点及应用前景;分别总结了MG在原子氧、热循环和空间辐照这些不利因素下的结构稳定性和性能稳定性,并以此来评价MG应用于LEO中的可行性;最后展望了未来MG在LEO环境中稳定性的研究方向。

马氏体回火过程中组织转变量预测的实验研究

利用45号碳素钢,实验研究了不同加热速度及保温温度和保温时间条件下马氏体回火过程的组织变化.结果发现,即使在高速加热过程中,马氏体也能发生回火组织转变.通过数据处理,利用回火参数λ建立了能比较准确、方便地预测回火组织转变量的动力学方程.数值模拟计算结果表明,马氏体回火组织转变量计算结果与实验结果吻合.

HOCr17Ni6Mn3钢丝电塑性拉拔的研究

研究了脉冲电流对HOCr17Ni6Mn3钢丝室温拉拔过程的影响结果表明，施加脉冲电流可使钢丝的拉拔力显著下降，最大降低幅值达40％．实验结果还表明，施加脉冲电流大大提高了钢丝的塑性变形能力、显著减缓了钢丝的加工硬化速度，使该钢丝在脉冲电流的作用下可从直径2．0mm拉拔至直径0．255mm而无需退火，拉拔钢丝的力学性能实验结果表明。

应力对珠光体相变动力学及相变塑性的影响

研究了应力对 45钢珠光体相变动力学及相变塑性的影响。发现外加应力对珠光体转变有显著影响。当外载增加时 ,相变孕育期减小 ,相变速度增加。同时 ,在弹性范围内 ,相变塑性系数也随外加应力增加而增加。并且得到了应力作用下珠光体相变动力学和相变塑性的计算模型 ,用该模型对珠光体转变过程的数值模拟计算结果与实验测试结果吻合。

铁基软磁非晶/纳米晶合金研究进展及应用前景

非晶合金通常是将熔融的金属快速冷却、通过抑制结晶而获得的原子呈长程无序排列的金属材料.由于具有这种特殊结构,铁基软磁非晶合金具有各向同性特征、很小的结构关联尺寸和磁各向异性常数,因而具有很小的矫顽力H_c,但可和晶态材料一样具有高的饱和磁感强度B_s.优异的软磁性能促进了铁基软磁非晶合金的应用研究.目前,铁基软磁非晶/纳米晶合金带材已实现大规模工业化生产和应用,成为重要的高性能软磁材料.本文回顾了软磁非晶合金的发现和发展历程,结合成分、结构、工艺对铁基非晶/纳米晶合金软磁性能的影响,介绍了相关基础研究成果和工艺技术进步对铁基软磁非晶/纳米晶合金研发和工业化应用的重要贡献.并根据结构、性能特征将铁基软磁非晶合金研发与应用分为三个阶段,指出了目前铁基软磁非晶合金研发与应用中面临的挑战和发展方向.

高海拔区特征环境驱动下混凝土坝服役性能研究进展

以青藏高原为代表的高海拔地区汇聚着中国一半以上的待开发水能资源,在国家推动实现碳达峰与碳中和目标的重大战略背景下,相关地区水利水电工程的劣化状态、运行性态、灾变模态日益受到关注。在系统梳理高海拔地区典型环境基础上,从研究方法、影响规律、主控致因、防控措施等方面介绍了低大气压力、强太阳辐射、低温、低湿度、大温度日较差等高海拔地区自然环境特征对混凝土坝服役性能影响的主要研究进展。针对现有研究在高海拔区混凝土坝工程健康诊断与灾变风险防控方面的不足,从复合特征环境工况下的大坝性态馈控、混凝土多尺度劣化规律、材料与结构长期性能演化、工程组合系统行为分析等视角给出了进一步探讨的命题。

脉冲电流对H0Cr17Ni6Mn3钢丝拉拔表面摩擦磨损的影响

考察了直流脉冲电流对 H0 Cr1 7Ni6Mn3钢丝拉拔过程中表面摩擦磨损行为的影响 ,并采用扫描电子显微镜观察分析了拉拔后钢丝的表面形貌 .结果表明 :在拉拔过程中施加高密度脉冲电流可使钢丝表面的裂纹尺寸减小、裂纹和其它缺陷的数量减少 ,并在其表面出现平行于拉拔方向的犁沟状条纹 ;施加高密度脉冲电流改变了钢丝的表面磨损机理 ,并显著增加拉拔钢丝的延伸率 ,降低拉拔钢丝的显微硬度 .脉冲电流的频率愈高 。

脉冲电流对金属材料塑性变形和组织结构与性能的影响

脉冲电流对金属材料的塑性变形、组织结构和力学性能有显著影响。利用高强脉冲电流可显著改善金属材料的加工性能及力学性能 ;能改变疲劳损伤金属材料的位错组态 ,提高其疲劳寿命 ;能促进一些冷变形合金的再结晶过程 ;能减少合金凝固组织中的缩孔、缩松。由于利用脉冲电流可改善金属材料加工性能及力学性能 ,并促进组织结构转变 。

层片状双相TiAl合金拉伸与压缩变形行为差异

Ｓ本文研究了层片状双相ＴｉＡｌ合金的室温拉伸压缩变形行为与断裂行为，发现在拉压变形条件下，其室温塑性有显著差异．并且这种差异与裂纹扩展路径有关．在室温拉伸与压缩变形时，该合金的拉压屈服应力随外载与层片界面间的夹角ψ的变化趋势一致，而拉压断裂应变εｆ随夹角ψ的变化趋势正好相反．外载与层片界面垂直时（ψ＝９０°），拉伸断裂应变最小（εｆ≈０）；压缩断裂应变最大（εｆ≈３８％）．夹角ψ减小时，拉伸断裂应变增加，压缩断裂应变减小在拉、压变形时裂纹的扩展路径不同。

Pd_(77.5)Cu_6Si_(16.5)块体非晶合金的制备与热稳定性

采用玻璃包覆净化方法和水淬法,制备出了尺寸达7mm的Pd77.5Cu6Si16.5块体非晶合金样品。热分析结果表明,与熔体旋淬甩带法制备的Pd77.5Cu6Si16.5非晶条带样品相比,所制备的Pd77.5Cu6Si16.5块体非晶合金样品具有更低的玻璃转变温Tg、更高的初始晶化温度Tx和更宽的过冷液相温度区间ΔT(ΔT=Tx-Tg)。研究结果表明,采用玻璃包覆净化法有效去除了Pd77.5Cu6Si16.5合金熔体中的异质核心,显著提高了该合金熔体的稳定性和所制备的Pd77.5Cu6Si16.5块体非晶合金的热稳定性,提高了该合金的非晶形成能力。

纳米晶材料的力学性能与研究进展

纳米晶材料的强度远高于同成分的普通材料,而塑性却低于同成分的普通材料;纳米晶材料可在更低的温度、更高的应变速率下发生超塑性变形。最近的研究表明,纳米晶材料的本征性能有可能被其制备和后续处理过程的不完善所掩盖,因此仍需深入研究。综述了纳米晶材料的力学性能、变形机制的新进展,并探讨了发展趋势。

冷拔60Si2MnA钢丝的高强脉冲电流处理

由于加工硬化效应的影响,金属材料在发生塑性变形后其强度会增加。因此,冷拔钢丝的强度远高于拉拔前钢丝的强度,同时塑性变形能力远低于拉拔变形前。已发生较大拉拔变形的钢丝若需要进一步拉拔,常常需要采用高温退火方法来降低冷拔钢丝的强度和增加其塑性变形能力。本文将报道一种新的、可用于原位处理冷拔钢丝的高强脉冲电流处理方法。结果表明,在脉冲电流处理可使一种冷拔弹簧钢丝的强度显著降低,且塑性变形能力大幅增加。采用200Hz的脉冲电流处理该冷拔弹簧钢丝1min后,其力学性能与该钢丝在700℃条件下退火1h后的力学性能相似。研究结果表明,高强脉冲电流处理方法是一种能使已发生加工硬化的金属材料有效软化的新方法。

双相不锈钢中奥氏体相内裂纹扩展路径的透射电镜原位观察

在透射电镜下原位观察了裂纹在双相不锈钢中的扩展过程。结果表明,裂纹在双相不锈钢中奥氏体晶粒内扩展时常呈较大的Z字形扩展路径。并且,在主裂纹前端奥氏体晶粒内形核的小裂纹与主裂纹有较强的交互作用,小裂纹尖端二次滑移系的选择和扩展路径为小裂纹尖端应力场和主裂纹尖端应力场共同支配。

双相不锈钢中裂纹尖端塑性变形行为的透射电镜原位观察

在透射电子显微镜下对铁素体-奥氏体双相不锈钢薄膜试样进行了动态拉伸试验,原位观察了裂纹尖端塑性变形过程和位错分布,发现在铁素体相和奥氏体相中,裂尖位错组态有明显差异。在铁素体相中,裂尖无位错区较大,且让错易发生交滑移,在裂纹前端形成较大的塑性区。在奥氏体相中,裂尖无位错区较小,发射的位错在其滑移面内逆塞积。两相中裂尖滑移系的选择都与裂尖Schmid因子有关。但当形变较大时,奥氏体相中裂尖二次滑移系的选择不再为裂尖Schmid因子所支配。

迎接挑战 建设精品课程——课时减少条件下的工程材料课程建设

阐述了我国工程材料课程教学大纲和教材的前期建设情况,介绍了国家精品课清华大学工程材料课程在课时压缩条件下的课程建设进展。针对学校要求减少课程教学学时但不降低培养目标的要求,通过采用强化课程核心内容教学、强化网络教学、课外练习和实践教学、改革考试等措施,保证了工程材料课程教学质量。

冷拔Q235钢丝的高强脉冲电流“热”处理

在冷拔变形后,Q235钢丝的屈服强度和抗拉强度均大幅升高,常常需要采用退火热处理方法来实现钢丝软化。采用高强脉冲电流处理冷拔Q235钢丝时,在4 s内将抗拉强度降低至700 MPa以下,在20 s内能使冷拔钢丝的力学性能基本恢复,达到650℃退火30 min的效果,是一种快速、高效的新型冷拔钢丝"热"处理方法。

钢丝的电塑性拉拔技术

与传统冷拔技术相比较 ,电塑性拉拔技术能降低不锈钢丝的拉拔力 ,最大降幅大于 5 0 % ,能显著增加拉拔变形量和提高钢丝表面质量 ,减少中间退火次数 ;显著降低T7钢丝的拉拔力 ,提高抗拉强度 ,并使其延伸率稍微增加 ;提高H0 8Mn2SiA焊丝的道次压缩率 ,减少拉拔道次 ,能提高该焊丝的通条性能 ;显著降低普通低碳钢丝的拉拔力 ,改善其拉拔性能。该技术具有节省能源、简化加工工艺等特点 ,可在钢丝传统冷拔设备上应用。

30Cr1Mo1V转子钢蠕变行为的实验研究

对30Cr1Mo1V转子钢三种不同组织在恒温恒应力条件下蠕变行为的实验研究发现,恒温条件下蠕变速率的对数与应力成线性关系,并且该线性关系的斜率随温度增加而增加;在相同温度应力条件下,珠光体组织的蠕变速率最大,马氏体原始组织次之,而奥氏体组织最小。在研究实验材料的蠕变行为后发现,其蠕变速率可用新的数学模型εc=A0sinh(B0Tnσ)来描述,其中A0、B0、n为材料常数。不同原始组织材料的A0、B0、n值可根据实验数据用拟合方法获得。实验结果表明,该模型能很好地反映本实验所获得的蠕变规律。