Computer simulation on the controlled cooling of 82B high-speed rod

A modified temperature-phase transformation field coupled nonlinear mathematical model was made and used in computer simulation on the controlled cooling of 82B high-speed rods. The surface temperature history and volume fraction of pearlite as well as the phase transformation history were simulated by using the finite element software Marc/Mentat. The simulated results were compared with the actual measurement and the agreement is good which can validate the presented computational models.

基于高阶局部最大值同步挤压变换的浅埋隧道地表高铁振动信号时频与衰减特征分析

为解决浅埋隧道上覆地表采集到的高铁振动信号底噪丰富的问题,提出一种适用于浅埋隧道上覆地表高铁振动信号降噪的高阶局部最大值同步挤压变换方法。首先,引入高阶调制算子推导高阶估算瞬时频率,结合局部最大值同步挤压变换推导出高阶局部最大值同步挤压变换,通过数值模拟多分量加噪信号验证该方法的抗噪性;随后,对高铁振动信号进行相关时频分析、处理,对比验证高阶局部最大值同步挤压变换的降噪效果和适用效果;最后,基于此方法对高铁振动信号的时频及衰减特征进行分析。研究可为隧道场地高铁振动信号提供一种谱精度高、降噪效果好的时频分析方法,并为隧道场地中高铁振动的环境影响研究提供理论分析基础。

基于改进热分析和变换器协同设计的大功率高频变压器高速全局优化方法

大功率高频变压器是电力电子变压器中的核心部件,其优化设计的全局最优性和计算速度都是关键问题。文中提出基于改进热分析和变换器协同设计的大功率高频变压器高速全局优化方法。针对优化中耗时占比很高的热分析,提出基于换热-热传导两步仿真的改进热分析方法,保证热分析精度的同时,提升热分析计算速度。仿真结果表明,提出的热分析方法与传统方法准确度相似,而计算速度大幅提升。此外,优化过程中,将变换器电路参数与变压器参数共同考虑,引入更多优化变量,从而形成全局优化模型,提升设计方案的优异性;并采用改进热分析方法和遗传算法以提升计算速度,保证了全局优化模型的可计算性。综合以上措施,最终形成系统的大功率高频变压器高速全局优化设计方法。通过一个具体的案例设计和实验结果验证提出的优化方法的有效性。

隔离驱动芯片高速编解码电路设计

文中利用层叠式微型片上变压器的隔离传输方式设计了一种应用于隔离驱动电路的数字隔离器编解码方案。针对现有隔离器主流编解码方案中射频调制功耗过高和脉冲调制速率限制及可靠性问题,文中采用单双脉冲编解码技术降低功耗并优化编解码方式。相较于传统单双脉冲解码方式,将解码电路中采样脉冲信号改为边沿触发信号可提高可靠性,信号传输速率提升近两倍,降低了延时时间,并可结合刷新计时电路和看门狗电路实现数字隔离器的可靠传输。实验结果表明,在新设计下,数字信号可实现DC~90 Mbit·s^(-1)的隔离传输,编解码整体静态功耗为0.574 mA,动态功耗为0.257 mA·(Mbit·s^(-1))^(-1),延时时间小于18 ns,脉宽失真小于2 ns。

高强钢弹体高速侵彻混凝土靶的刚体临界侵彻速度研究

刚体临界侵彻速度的理论准确预测是高强钢弹体高速侵彻混凝土靶研究中的关键问题,本文中利用二级轻气炮开展了克级高强钢(G50)卵形头长杆弹以1010~1660 m/s的速度侵彻C40混凝土靶实验研究,获取了刚体临界侵彻速度和侵彻深度实验数据,并开展了刚体临界侵彻速度和考虑弹体头部磨蚀的侵彻深度理论分析,得到结论如下:(1)克级G50卵形头长杆弹侵彻C40混凝土靶时的刚体临界侵彻速度区间为1320~1520 m/s;(2)基于已有侵彻模型,建立了新的刚体临界侵彻速度理论模型,模型计算结果与本文及文献中的系列实验结果吻合较好;(3)建立了考虑头部侵蚀的侵彻深度模型,与实验结果吻合较好;(4)弹体屈服强度对刚体临界侵彻速度有显著影响,靶体无围压抗压强度对刚体临界侵彻速度有较小影响,实验前的弹体头形系数和弹体尺寸对刚体临界侵彻速度无显著影响。

基于轨道板振动加速度的钢轨振动加速度反演估计与现场验证

为研究高速铁路轨道板与钢轨之间的时空关联规律,提出变分模态-转换器(Variational Mode Decomposition-Transformer, VMD-T)反演模型,该模型通过分解轨道板振动加速度来反演估计钢轨振动加速度.首先,对数据进行预处理并利用双门限法检测振动端点,分离振动信号与静默信号、干扰信号,再将提取后的振动信号整合输入到VMD-T模型.其次,利用VMD模型将轨道板振动加速度数据分解成一系列不同的子模态,并网格遍历搜索与钢轨振动加速度相关系数最大的子模态,以降低原始数据的复杂度以及非平稳性,提升Transformer模型的特征抽取能力.然后,通过Transformer模型对搜索出的轨道板振动加速度子模态与钢轨振动加速度数据进行反演估计训练.最后,将该模型应用于某城际高速铁路轨道板与钢轨实测振动加速度数据反演估计试验.现场高铁试验结果表明:与单一Transformer模型相比,VMD-T模型均方根误差(RootMean Squared Error, RMSE)、绝对平均误差(Mean Absolute Error, MAE)及决定系数(R2_score)分别提升近20%、11%及48.1%,特征学习能力更强,反演估计效果更佳,初步实现钢轨垂向振动加速度幅值非接触式监测估计.

高铁开通与企业数字化转型——基于信息学习效应与资源集聚效应的双重视角

推动企业数字化转型是实现经济高质量发展的必由之路。本文以高铁开通为切入点,考察了交通基础设施升级对企业数字化转型的影响效应及其作用机制。研究发现,高铁开通一方面使得分散在各地的供应链上下游企业形成数字化转型的信息学习效应,另一方面也使得人才和资金等要素形成资源集聚效应,从而促进企业数字化转型。进一步研究表明,在具有数字化背景高管、战略性新兴产业以及制度环境较好地区的企业中,高铁开通对企业数字化转型的促进作用更为显著。利用“最小生成树”构造工具变量克服高铁开通的内生性问题,且进行平行趋势检验、溢出效应检验和异质性处理效应稳健估计后,研究结论依然成立。本文既从企业数字化转型的微观视角丰富了高铁经济效应相关研究,又为实践中推动数字经济和实体经济融合发展提供了政策启示。

基于新国标下的棒材生产线改造研究

为适应热轧带肋钢筋新国标GB/T1499.2-2018对金相组织和性能新要求,实现企业高质量发展和提高产品竞争力,文章通过对全连续式棒材生产线高速轧制和切分轧制这二种轧制模式的对比研究,结合粤韶钢铁原棒材生产线的布局和工艺设备状况,提出把原棒材生产线改造为高速棒材轧制线方案。通过对冷却系统进行多段分级冷却的控冷工艺技术改造等措施,成功实现合金减量化生产工艺,达到了产线产品高质化、钢厂智能化的改造目的。

应用于数字隔离器高速低功耗编解码技术

基于一种三层片上变压器隔离传输方式,设计了一款全新的应用于数字隔离器的编解码技术,采用脉冲信号调制技术方法将上升沿调制成一个正脉冲和一个负脉冲,下降沿调制成一个单正脉冲,解码侧分为两路信号,分别接收同名端和异名端信号,两路信号反相且对地差分,结合抗干扰电路排除对地干扰脉冲后滤除负脉冲,通过双D触发器还原信号,结合仿真数据得出编解码电路静态电流分别降至435 pA和398 pA,动态功耗最高为817μA,脉宽失真小于1 ns,延时小于10 ns,最高可达200 Mb/s的数据传输速率。

基于数控技术的农机智能化发展研究

随着科技的不断发展,数控技术在农业领域的应用日益广泛,推动了农机的智能化发展。该文基于数控技术的概念、结构组成和工作原理,分析了数控技术的应用特点,然后以数控加工技术的高速化、高精度化、复合化加工,以及高柔性化为背景,阐述了数控加工技术在农业机械智能化发展中的推动作用,同时指出数控技术在农机智能化发展中面临的挑战,并提出了未来的发展方向,包括加强数控技术与农业生产的深度融合,推动农业装备智能化水平的提升,促进农业生产方式的转型升级等。

高速运动等离子体包覆目标的电磁散射特性研究

高超声速飞行器在临近空间执行高空任务时会与大气剧烈摩擦促使周围空气发生电离,从而在飞行器表面激发等离子体流场,其会严重干扰飞行器与雷达之间的无线通信,同时还会给运动雷达目标的电磁散射特性造成强烈影响。本文采用Lorentz-FDTD方法研究了等离子体鞘套包覆下的高速运动目标与电磁波之间的相互作用。根据相对论原理对运动等离子体的电磁特征参数进行数值建模,基于运动等离子体的物理模型,利用Lorentz-FDTD数值方法研究运动等离子体的电磁特征参数变化对雷达目标远场散射特性的影响,计算等离子体目标在不同物体速度下对电磁波的反射系数。研究结果显示:物体的运动速度会改变等离子体的介电常数,进而影响等离子体对电磁波的吸收和散射机制;在相对论效应和等离子体色散的共同影响下,高速运动等离子鞘套包覆目标物的电磁散射特性在不同的电磁波工作频段将呈现出复杂的变化规律。

城市高铁建设如何促进企业数字化转型?——来自中国上市公司的证据

随着新一轮科技革命和产业变革的持续推进,数字经济已经成为国民经济的核心增长极之一。基于2000—2019年中国上市公司和地级及以上城市面板数据样本,采用双重差分法考察城市高铁建设对企业数字化转型的影响及其作用机制,研究结果表明:首先,城市高铁建设对企业数字化转型具有明显的推动效应,其辐射范围约为20千米;其次,这种积极影响主要是通过降低数字化市场准入门槛、提升数字化技术创新水平和调整数字化管理战略而实现的;再次,城市高铁建设对企业数字化转型的推动效应在网络基础设施建设完善和市场化水平较高的地区以及融资约束宽松的企业样本中表现得更加明显。研究结果有助于揭示高速铁路的微观经济效应,也可为引导企业进行数字化转型提供重要的学理支持和政策参考。

渗氮过程中轴套开裂原因

SKH51高速钢轴套在渗氮过程中发生开裂现象。采用宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验、扫描电镜分析等方法分析了轴套开裂的原因。结果表明:轴套基体中的共晶碳化物分布不均匀,在沿轴向方向上存在较为严重的条带状共晶碳化物;材料回火不充分使组织中存在残余奥氏体,在渗氮过程中残余奥氏体转变为马氏体,产生了组织应力;轴套开裂位置处倒角半径过小,产生了应力集中,最终导致轴套发生开裂。

Effects of mischmetal addition on phase transformation and as-cast microstructure characteristics of M2 high-speed steel

The influence of mischmetal （Ce-La） addition on phase transformation and as-cast microstructure characteristics of M2 high-speed steel （HSS） was investigated using Thermo-Calc software, differential scanning calorimetry, X-ray diffractometry and scanning electron microscopy with energy dispersive spectrometry. The results showed that the measured phase transition points of M2 HSS were broadly consistent with the theoretical results. After mischmetal addition, the liquidus peak temperature, the peak temperature of the eutectic precipitation of M6C and MC were all increased, especially for the M6C which was affected significantly and increased about 31 °C. The contents of Mo and V in the eutectic carbide decreased and that of Fe increased, while in the matrix, the Mo, V and Cr contents all increased slightly. Furthermore, the microstructure of as-cast dendrite and ledeburite were refined, the total eutectic carbide content decreased and distributed into a discontinuous network, the lamellar spacing of M2C was reduced and the lamellae became thinner.

加热速度对高强钢SHCCT曲线及微观组织的影响

【目的】通过研究不同热循环下高强钢热影响区的微观组织与力学性能转变规律,为以后相同钢种的实际工程应用提供理论依据。【方法】以30MnCrNiMo高强钢为研究对象,由于钢在连续加热和冷却过程中,会经历几个相变过程,在此过程中,钢的晶格结构发生改变,从而引起体积的变化,所以会在正常的膨胀曲线上出现转折点,基于此原理,利用Gleeble-3500热模拟试验机分别建立低加热速度为150℃/s和高加热速度为1100℃/s的焊接热影响区连续冷却转变(Simulated heat affected zone continuous cooling transforming,SHCCT)曲线,对其微观组织转变规律进行了对比与分析。【结果】结果表明,在低加热速度和高加热速度下的SHCCT曲线图均包含M,M+B,B,B+P+F 4个区域,且4个区域对应的硬度值由500 HV1向200 HV1递减;低加热速度SHCCT曲线在3.0℃/s的冷却速度下就可以发生F和P转变,而高加热速度SHCCT曲线需要在冷却速度为0.5℃/s时才能产生F和P转变;与低加热速度下的SHCCT曲线相比,高加热速度下的SHCCT曲线具有更高的Ac1,Ac3和Ms点,且Ac1与Ac3的温度差增大,F和P转变需要更长的孕育期。【结论】在相同钢种的实际工程应用中,为了得到板条状马氏体组织以达到良好的使用性能,可以在激光-熔化极活性气体保护(Metal active gas welding,MAG)复合焊接时,将冷却速度控制在7.5℃/s以上,在单MAG焊接时,将冷却速度控制在10.0℃/s以上。

基于单相双旋转移相变压器的高速铁路系统负序补偿方法

针对高速铁路供电系统在高压电网引起的负序问题,该文参考旋转潮流控制器(RPFC)和静止无功补偿器(SVG)结构,提出一种基于单相双旋转移相变压器(S-DRPST)的新型负序补偿拓扑。首先,分析S-DRPST的工作原理并建立其稳态电压源模型。其次,在V/x牵引供电系统应用场景下,提出S-DRPST的负序电流补偿方法,即根据供电臂负载功率计算所需补偿电流表达式,进而得到两台S-DRPST输出电压幅值与相位,通过调节移相角大小实现电网侧电流的平衡。在此基础上,对单台S-DRPST移相角控制进行设计,补偿设备投入前利用柔性合环减小对牵引网的冲击,投入后采取移相角协调变速控制,使得移相角在接近设定值时降低转速,同时根据角度偏差协调转速控制,从而抑制输出电压振荡现象。最后,利用Matlab/Simulink软件搭建牵引供电系统进行仿真验证,在合环场景下将S-DRPST柔性投入牵引网,仅a相供电臂带负载的情况下,电压不平衡度从4.81%降低到了0.05%,在计及供电臂制动状态时不同工况的不平衡电压均被控制在0.1%以下,在牵引负载快速连续变化下S-DRPST能及时响应补偿负序电流,结果表明S-DRPST在高速铁路供电系统中具有良好的负序补偿效果。

基于FrFT-Keystone运动补偿的OFDM声纳高速微弱目标相参积累检测算法

针对水下目标探测中使用的正交频分复用信号,提出了一种针对高速微弱目标的相参积累算法,以解决多脉冲积累下由目标机动引起的较大相位变化和由水下环境中信噪比低导致的相参积累增益不足的问题。所提算法利用分数阶傅里叶变换来估计目标的运动参数并进行补偿,并结合Keystone变换,实现对高速微弱目标的多脉冲相参积累。理论推导和仿真实验结果表明,所提算法能够有效补偿高速目标脉冲间的相位移动,并在低信噪比环境下取得较好的能量积累效果。

空压站绿色低碳数字化转型策略——以某高铁制造企业为例

我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,节能增效是实现“双碳目标”最直接、最有效、最经济的手段,是企业实现高质量发展的有效途径。压缩空气作为一种清洁、方便的动力能源被广泛应用于大型制造企业。本文以某高铁制造企业为例,详细分析了传统空压站运行中存在的问题,提出了数字化转型的策略,并展示了数字化改造后的实际效益。研究表明,数字化转型不仅提升了空压站的运行效率,还显著降低了能耗,为企业节能降耗提供了有效途径,对其他企业实施能源管理和实现节能降耗具有借鉴意义。

Effect of rare earth addition on continuous heating transformation of a high speed steel for rolls

The effect of rare earth（RE） on continuous heating transformation of a high speed steel for rolls was investigated by using differ-ential scanning calorimetry（DSC） with combination of microstructure analysis.Determination of the Ac1 and Ac3,the starting temperature of carbide dissolution and melting upon heating,the enthalpy change for the α→γ transformation and overall carbide dissolution were also es-tablished.It was found that RE could reduce the volume fraction of large eutectic carbides and the chrysanthemum-like eutectic colonies but could not change the phase composition.RE made a little change to Ac1,but the variation in Ac3 and enthalpy for the α→γ followed an in-creasing pattern as the RE addition increased.The start temperatures of carbides dissolution increased with increase of RE addition,which may be associated with the influences of RE on the morphology of carbides,but the overall enthalpy change of carbides dissolution decreases as the RE addition increased.Moreover,the start temperature of melting also increased with increasing RE addition.

高速铁路轨道不平顺与车辆动力响应的空频相干分析

轨道几何不平顺是轮轨系统产生振动及动力响应的主要原因,但轨道不平顺与车辆动力响应并非直接对应。为探究对车辆动力响应有显著影响的几何不平顺参数及其对应的波长和里程位置,利用运营线路实测的轨道检测数据,基于小波变换的时频多分辨特性,提出从空-频联合平面内分析轨道不平顺参数之间的关系,以及与车辆动力学指标的相干性。研究表明,影响车体垂向加速度的主要因素是波长16.0~64.0 m范围的高低,其次是波长64.0~189.6 m波段的水平、三角坑,而轨向、轨距等横向几何不平顺参数对其几乎没有影响。影响车体横向加速度的主要因素是波长96.0~155.0 m范围的轨向及波长128.0 m附近的水平、三角坑,轨距与车体横向加速度相关性较弱,对其影响较小。研究结果表明,通过小波时频相干函数可以同时确定对车辆动力响应有较大影响的几何不平顺波长分布和空间位置,为科学、合理地评价轨道几何状态奠定基础。