城中采煤塌陷地土地利用和生态系统服务价值演变研究——以山东济宁太白湖新区为例

城中采煤塌陷地严重限制了城市发展,影响了生态系统服务的供给。因此,城中采煤塌陷地的生态修复与开发利用更为迫切和重要。本文利用2000—2021年遥感影像数据,采用土地利用变化分析和生态系统服务价值当量模型研究了太白湖新区采煤塌陷地土地利用和生态系统服务价值时空演变,探讨了主要驱动因素。结果表明:采煤塌陷地土地利用以耕地和水域占优,其次是建设用地,林地和草地再次之;各地类间的转移以耕地向水域转出为主,其次是耕地向建设用地的转移。生态系统服务总价值(ESV)呈长期显著增加后小幅回落;水域生态系统服务价值大幅增加,耕地价值显著减少,林地和草地价值较小;水文调节、废物处理、气候调节3项服务功能价值量相对较大;ESV高值区由西南向东南、中部、北部不断扩张,随后向中部聚集。土地利用和ESV变化主要是由城镇化建设、采煤塌陷、采煤塌陷地修复治理和政策驱动共同驱动造成的。

山东省唐口矿区采煤塌陷地复垦土壤重金属潜在生态风险评价

本文采集山东省唐口矿区采煤塌陷地复垦土壤样品39个,分析了测试样品中As、Hg、Cr、Pb、Zn、Cd、Cu、Ni的含量及pH,选取不同的参比值,采用潜在生态风险指数法对复垦土壤中重金属污染状况和潜在生态风险进行了评价。结果表明,研究区复垦土壤中重金属含量除Cd外均未超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618—2018)中规定的农用地土壤污染风险筛选值。Hg、Pb、Zn的平均含量大于济宁市表层土壤地球化学背景值。复垦土壤重金属相关性分析表明,Cr-Ni元素具有较高同源性;As-Cu-Pb-Zn元素可能具有相似的来源,并且伴随有复合来源的可能;Hg和Cd元素来源与其他重金属不同。采用国家风险筛选值为参比值时,研究区复垦土壤整体生态风险水平为轻,但单项重金属Cd存在中度污染风险,需要重点关注。采用土壤背景值为参比值时,研究区复垦土壤中As、Pb、Ni、Cu、Cr和Zn处于轻度生态风险等级;Hg处于强生态风险等级,部分样品存在很强、极强生态风险等级;Cd虽处于轻度生态风险等级,但部分样品存在中度、强生态风险等级。研究区复垦土壤重金属综合潜在生态风险以轻度、中度为主,Hg和Cd是主要贡献因子。

TiAl合金低周疲劳失效机理综述

TiAl合金具有优异的比强度和高温稳定性,被广泛应用于航空航天领域。随着社会发展对飞机发动机运行稳定性和可靠性的要求越来越高,TiAl合金的低周疲劳性能和失效机理越来越受到关注。本文综述了近30年来TiAl合金低周疲劳方面的研究进展,包括应变范围、温度、合金成分、组织类型、片层取向、微观变形等对TiAl合金低周疲劳行为的影响机理,重点阐释了测试条件与TiAl合金微观结构的交互作用对疲劳失效行为的影响规律。

大型复杂钛合金铸件有限差分网格快速生成算法

钛合金以其卓越的耐腐蚀性、轻质和高强度特性,成为航空航天工业中的核心材料。随着现代装备制造技术的飞速发展,钛合金铸件的制造技术也达到了新的高度,不仅复杂程度显著提升,而且铸件的规模也趋向于大型化。钛合金铸件大型化、薄壁化、复杂化的趋势,无疑对铸造过程的数值模拟带来了挑战。网格是数值模拟过程的计算域,因此首要问题就是如何高效生成高质量的网格。为应对这一问题,本文提出了一种算法,旨在高效生成适用于有限差分方法的六面体均匀网格。该算法结合了具有空间划分优势的八叉树数据结构和经典的射线法。首先利用八叉树数据结构对钛合金铸件的三维模型进行精细空间划分,通过与有限差分网格的映射关系,快速生成精确的表面网格。然后采用射线法,以表面网格为基础,依据射线与铸件内部的交点信息,精准构建内部网格。经过测试验证,该算法能够高效、准确地生成高质量的有限差分六面体均匀网格,为后续的数值计算提供了精确、可靠的计算域。

铸件质量溯源和寻因方法研究

航天钛合金铸件缺陷对铸件性能影响大,生产铸件废品率高,而铸件因在铸造过程中参数波动等原因产生一些内部或外部缺陷,为了精准快速寻找各个关键工艺参数对铸件质量的影响规律,降低铸件产品缺陷。本文使用华铸ERP提取各个生产工艺参数,使用主成分分析降低参数维度,通过BP神经网络预测与分析模型、随机森林算法和XGBoost算法进行对比,结果显示随机森林的预测准确率和召回率最高。根据预测模型阐述了铸造缺陷与工艺参数之间的关联,找到铸件缺陷产生源头,指导优化生产流程,有效减少缺陷率。研究表明,结合大数据分析的预测模型可以实时监控生产过程,实现航天铸件缺陷的质量管理,为促进航天智能化制造企业的升级提供参考。

多源异构数据驱动的砂型铸造复杂铸件质量预测

砂型铸造复杂铸件会出现冷隔、气孔、砂眼、缩孔等缺陷,需要对铸件质量进行预测。其中,影响铸件质量的因素包括工艺参数和产品结构,而铸件三维结构复杂,存在表征困难、形貌与铸件成形质量间关系无法确定的问题。针对上述目标和问题,课题组开展了多源异构数据驱动的砂型铸造复杂铸件质量预测研究。首先,采集了混砂造型、熔炼浇注等过程的结构化工艺参数数据和产品三维结构;其次,构建了深度卷积自编码器,实现了对复杂铸件三维结构的特征提取,获得了特征数据;最后,构建了工艺、三维异构数据驱动的砂型铸造复杂铸件质量预测模型,对铸件缺陷进行了准确预测。

一种砂型铸造质量数据挖掘模型及其应用

由于生产工艺复杂、制造流程长、生产量大等特点,砂型铸造产品存在质量波动大、质量溯源难等问题。近年来,虽然随着ERP、MES等信息管理系统的引入,铸造企业能够收集到的数据更多,但现有的这些信息并没有转化为知识,或只有少量数据被利用。由此,提出了一种基于华铸ERP系统的数据挖掘方法,在信息化管理的基础上,对收集的所有数据进行深度挖掘分析,挖掘结果由数据表、散点图、饼状图等方式展现。同时,还根据数据的关联关系,通过神经网络实现了对不同工艺参数产品的质量预测,以提升企业产品质量管控能力,提高企业效益。

桥梁缆索热铸锚不同灌锚工艺的数值分析

桥梁缆索热铸锚灌锚方法对铸体密实度和锚具锚固性能有重要影响。以Φ7 mm-187-2100 MPa斜拉索锚具和Φ5 mm-127-2200 MPa悬索桥主缆索股锚具为例,采用铸件充型凝固过程数值模拟技术,研究了不同灌锚方法和工艺参数对合金铸体缩孔缩松情况的影响。结果表明,采用水平灌锚法、浇铸模具上设置与浇口分离的顶冒口、合金浇铸温度为450℃、模具预热温度为250℃、合金充型凝固过程中对模具大端上半部分加热至390℃以上并持续12 min,可有效提高铸体密实度。

基于CAE的缸盖砂型铸造浇注温度和铸型温度对缩孔的影响研究

针对汽车发动机缸盖铸件在砂型铸造过程中存在的缩孔缺陷,利用CAE模拟软件研究关键工艺参数——浇注温度和铸型温度对缩孔缺陷的影响。缩孔缺陷主要出现在缸盖的厚壁处,在浇注温度为1370℃、铸型温度为20℃以及浇注温度为1360℃、铸型温度为30℃时,缩孔数量最少,为22个。通过相关性分析,发现相较于铸型温度,浇注温度对缩孔数量的影响更明显。

科幻小说《三体》中的公理化思想解析

0引言,《三体》获奖时,儿子正读高三。一天,他问我:“知道《三体》获奖了吗。”我说:“知道,从网上看到获奖消息了。”他告诉我:“中学师生们都在疯狂地读《三体》,谈《三体》。不读《三体》就out了。”儿子接着建议:“老爸你也应该读《三体》。”

基于华铸CAE的转向桥铸造模拟及缺陷预测研究

针对工程机械转向桥铸件易出现缩孔缩松缺陷的现象,结合砂型铸造实际生产条件,设计了正交模拟实验,采用华铸CAE模拟软件对转向桥铸件的充型凝固过程及缩孔缩松形成过程进行了数值模拟。基于模拟结果,预测了转向桥铸件中存在的缩孔缩松缺陷部位及缩孔缩松总体积,并对关键工艺参数进行了敏感度分析,为铸造生产与工艺优化提供指导。

数值模拟热物性参数反求技术研究及其在轨道交通铸件中的应用

通过测定不同种类的合金材料、砂型和冒口的铸件实际降温曲线,来优化热物性参数,提高碱酚醛树脂砂仿真精度。首先,基于华铸CAE与参数反求技术,在不同条件下对铸件开展正交试验,建立铸件的降温曲线。其次,对于各类铸件实际测温,并对比与降温曲线的相似度,进行误差分析。最后,根据对比结果选取与实测的降温曲线最接近的模拟曲线,确定热物性参数。正交试验表明,当温度在1000℃~1500℃时,反求之后的实际测温曲线与模拟曲线的相似度大于95%,两者吻合良好。

用水单位的用水指标核定方法研究

计划用水是实行水资源总量控制的重要手段,用水单位的用水指标是计划用水总指标的最基础单元,核定用水单位的用水指标显得尤为重要。本文介绍了用水指标产生及发展的历程,分析了核定用水指标存在的主要问题,采用不同核定方法模拟测算了3个用水单位的用水指标,并提出了3种核定用水单位用水指标的方法。研究结果提供了遵循“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”原则,更好地贯彻执行《计划用水管理办法》的操作方法。

钛合金TC4激光熔覆成形的数值模拟研究

对钛合金TC4激光熔覆过程进行数值模拟。分析了不同激光功率、焊接速度下,激光熔覆过程中的温度场及应力场。结果表明：在本模拟研究中,当扫描速度为4 mm/s时,激光光斑半径为1.5 mm,激光功率为300 W时,熔池深度为0.6 mm,宽度为2.4 mm,成形效果好;当激光功率升至500 W,扫描速度为5 mm/s,激光光斑半径为1.5 mm时,成形效果也好。综合考虑成形质量和时间成本,后者为最优工艺参数。成形件的中心部位应力较为集中,出现缺陷的可能性较大。

改进元胞自动机法数值模拟高温合金凝固过程枝晶生长行为

提出了一种改进元胞自动机方法,该法充分考虑了溶质场和热扩散对枝晶生长的作用,并基于溶质场方程的27点离散格式,对多元高温合金凝固时的枝晶生长行为进行了数值模拟和试验对比,研究了枝晶生长形貌演变和单晶叶片铸件杂晶形成规律。结果表明:增大过冷度能促进枝晶快速生长,但由于溶质富集,单晶粒枝晶尖端生长速率随时间延长而逐渐减小;当冷却速率较低时,铸件等截面区域偏离热流取向的枝晶会淘汰与热流取向相同的枝晶;在定向凝固枝晶生长中,等温线内凹温度场中的变截面区域易形成杂晶;上述模拟计算结果和试验结果及相关文献的研究结果一致,该改进元胞自动机方法具有一定的有效性和实用性。

极低出生体质量儿经鼻无创高频震荡通气鼻损伤的原因分析及预防护理

回顾性分析20例极低出生体质量儿经鼻无创高频振荡通气临床资料,分析鼻损伤的原因,并提出预防护理措施。鼻损伤的主要原因是极低出生体质量儿鼻部发育不成熟、为保证足够的通气压力而施压、管道重力牵拉等。干预措施是使用立体鼻贴进行局部保护,利用面部三角形受力点的原则固定鼻部连接装置,正确选择鼻塞(罩)和头帽,倡导阶梯卧位进行体位管理,治疗期间动态评估鼻部皮肤,鼻损伤发生时及时移除压力源。20例患儿中发生鼻部皮肤损伤10例、鼻孔增大2例、鼻中隔偏移1例,7例患儿治疗期间未发生鼻部皮肤并发症。

粉末热等静压制备Ti6Al4V合金在α＋β两相区的热压缩行为

采用Gleeble3500型热模拟试验机对粉末热等静压制备的Ti6Al4V合金进行不同温度和应变速率下的高温压缩试验,建立了可描述合金在两相区的压缩行为的本构方程,对合金热加工过程中的加工硬化、动态软化参数和动态再结晶动力学模型进行求解,并构建了合金在两相区的流变应力模型。结果表明:所制备的Ti6Al4V合金组织由α相和β相组成,呈典型的网格结构,网格由细小的等轴α相形成,网格内部为相互交错的层片状α相,β相分布在α相边界处;所建立的Ti6Al4V合金在α+β两相区的流变应力模型的计算结果与试验结果吻合较好,该流变应力模型具有较高的准确性。

考虑铸型强度的球墨铸铁件冒口设计方法

球墨铸铁因其良好的力学性能、铸造性能及较低的生产成本,得到广泛应用,占铸件总产量比例逐年升高。但由于球墨铸铁件凝固过程中产生的石墨化膨胀,对铸型有压力作用,冒口的大小需要综合考虑多种因素而计算复杂;并且球墨铸铁件结构越来越复杂,冒口定位效率低,因此复杂球墨铸铁件的冒口设计比较困难。为此,本文进行了复杂球墨铸铁件冒口设计方法及铸造工艺CAD系统的研究,主要研究工作如下:以收缩模数法为基础,引入铸型强度因素,设计数值模拟方案,基于华铸CAE平台进行模拟,分析归纳数据建立考虑铸型强度的球墨铸铁件冒口设计方法,并应用于复杂球墨铸铁件的冒口设计。

基于华铸CAE/InteCAST的蜡模充型过程数值模拟与分析

根据某航空机匣件的结构特点设计了蜡模及其入射口结构,运用三维绘图软件UG建立了三维模型。通过选择合理的物性参数,利用华铸CAE软件对蜡模充型过程进行了数值模拟,并对结果进行了分析。根据分析结果,优化了入射口流速,并且在最优流速下,得出了入射口压力曲线。本文的研究结果能为机匣件蜡模充型的工艺参数选择和同类型压蜡机的设计提供依据。

褶皱幅度对仿生翼型滑翔气动特性的影响

蜻蜓翅膀具有独特的褶皱状形貌.研究者们致力于利用仿生学原理,设计在低雷诺数条件下具有更优气动性能的褶皱翼型.本文采用计算流体力学方法,求解二维不可压Navier-Stokes方程组,探讨了四种翼型(平板翼型、流线翼型、小幅度褶皱翼型和大幅度褶皱翼型)的气动表现.在低雷诺数条件下得到以下结果:(1)较小幅度的褶皱结构有利于增加升力和减小阻力;(2)雷诺数变化时褶皱翼型的升力系数呈非线性变化,在特定雷诺数区间,幅度相近的褶皱翼型会发生相对气动优势的转变;(3)褶皱结构内的回流区通过减小粘性阻力,使得翼型总阻力下降;(4)翼型前缘的极小区域会产生脉冲高升力,对升力表现产生较大影响.这些结果表明,调整褶皱幅度是实现褶皱翼型气动优化的有效方案.