正形率系列特性及其应用的研究

通过对3个树种正形率系列的分析,得出除相对高小于0.03的正形率值突然变大以外,其他97％的值变化规律,从树梢到树干基部呈幂函数型,树干正形率值的变化规律是:距相对高m=0.25(根颈为0)处越近则变动越小。由幂函数和用积分的方法,推导出求任一材种小头直径所对应高度的公式和估计出材率的公式,比较简便和精确地解决了立木材种高度和出材率的计算问题。

用相对形率法建立油松和巴山松材积方程

本文应用分解拟合复合模型方法,建立了1/10树高处直径的预估模型d_(0.1)=f_1(h)+f_2(h)d_(1.3)。同时根据树干上10个相对高处的平均相对形率和 d_(0.1)的预估模型,建立了陕西省油松和巴山松的材积方程。这些材积方程的相对系统误差均<±2%,达到了使用精度的要求。

用相对形率法编制山杨与红桦立木削度表的研究

本文采用相对形率法编制出了山杨与红桦立木相对形率表与立木绝对削度表。山杨从9个d_(0.1)预估模型中选用了模型(2),系统误差<±0.081%,均方差<2.604%。红桦选用了模型(4),系统误差<±0.272%,均方差<2.418%,其拟合与检验精度均较高。

常温大胀形率车桥管的开发

针对国内某车桥制造企业采用无缝钢管生产大胀形率车桥时出现的胀形区域开裂问题,设计开发了适用于大胀形率车桥用钢,并进行了无缝钢管产品试制和使用评价。结果表明,采用设计开发钢种生产的车桥用无缝钢管,延伸率为28%~31%,-60℃的纵向冲击功达到80 J,产品具有良好的塑性和低温冲击韧性。经用户批量使用,采用设计钢种生产的无缝钢管在大胀形时未发生开裂现象。

形率对白桦单木材积和生物量预测精度的影响

【目的】以大兴安岭地区白桦为研究对象,构建含有形率的材积模型,并与部颁东北地区白桦二元材积模型和传统基础材积模型进行比较,同时结合生物量转换因子,研究形率对单木生物量的影响,为单木材积和生物量的精准预测提供科学依据。【方法】将树干上15个形率引入传统基础材积模型分别构建二元和三元单木材积模型,应用R软件GNLS模块拟合各模型,引入方差函数消除各材积模型拟合过程中产生的异方差现象。以相对误差绝对值(MPB)、平均误差绝对值(MAB)、均方根误差(RMSE)和确定系数(R^(2))为评价指标对各模型进行对比分析,采用交叉检验法对模型进行检验。【结果】1)形率引入可显著提高材积模型拟合效果,当取相对树高为40%时,带有形率q_(0.4)的二元和三元材积模型拟合效果均表现最好;2)交叉检验结果表明,形率引入材积模型使得材积预测精度显著提高,相较传统一元模型(1)和二元模型(2),引入形率的二元模型(14)和三元模型(15)的均方根误差分别降低38.9%和45.8%;3)与东北地区当前使用的二元材积模型(5)相比,引入形率的二元模型(14)的RMSE、MAB和MPB分别降低46.7%、40.2%和47.7%,引入形率的三元模型(15)的RMSE、MAB和MPB分别降低59.1%、59.2%和64.1%;4)形率引入可显著提高单木生物量预测精度,与不引入形率的基础模型相比,以引入形率的三元材积模型(15)为基础,结合生物量转换因子(BEF)构建的单木生物量模型的RMSE、MAB和MPB分别降低46.9%、46.5%和46.3%。【结论】在材积模型中引入形率,不仅可提高单木材积预测精度,还能为单木生物量精准预测提供帮助。引入形率的三元立木材积模型(15)更适合于预测该区域白桦单木材积和生物量。

基于树干不同形率的樟子松立木材积方程研建

【目的】立木材积方程在森林生产力、生物量和碳储量等林业问题方面都有着广泛的应用。因此,提高立木材积的预测精度一直是林业模型研究者的重要任务。本研究以大兴安岭樟子松为研究对象,构建含有不同形率的二元和三元材积方程,并对比检验其预测效果,旨在把传统立木材积的预测精度提高到一个新的水平。【方法】利用15个树干不同形率,基于传统的一元和二元立木材积方程分别建立二元和三元立木材积方程,并与传统的一元和二元材积方程比较。通过对各模型进行拟合选出最优形率模型,具体选用统计软件S-PLUS中的广义非线性模块(GNLS)进行拟合。并利用幂函数、指数函数以及常数加幂函数校正在拟合过程中各立木材积模型表现的异方差现象。选择确定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、平均误差绝对值(MAB)和相对误差绝对值(MPB)4个指标对模型进行评价。最终采用分径阶比较法比较不同径阶范围内4种方程的预测精度。【结果】基于相对树高70%处形率的二元模型拟合效果最好,基于相对树高50%处形率的三元模型拟合效果最好。模型检验结果表明:基于传统的一元模型,加入形率后模型的RMSE、MAB、MPB分别降低了33.7%、30.7%、29.9%;基于传统的二元模型,加入形率后的模型RMSE、MAB、MPB分别降低了70.5%、70.9%、71.2%。不同径阶的检验表明:对于小径阶和中等径阶的树木,模型的检验精度顺序为模型(13)>模型(2)>模型(12)>模型(1);对于大径阶的树木,模型的检验精度顺序为模型(13)>模型(12)>模型(2)>模型(1)。【结论】形率因子是干形的重要指标。在传统立木材积模型中引入形率因子可以提高材积的预测精度,因此,对于樟子松立木材积的估算,尤其是中大径阶林分,推荐使用带有形率的三元立木材积模型。

形率法测算单株立木材积公式选用

单株立木求积,是林业科研和生产的重要内容.本文通过对临武县杉木人工林分590株标准木进行测算研究,发现不同的立木求积式其求积精度有明显差异,由此优选出精度高简便实用的测算公式.

雷州尾叶桉基径(q_0)形率表的编制

为方便于森林调查、生产与科研的需要,现特编雷州尾叶桉基径形率表。

多步管材充液成形技术在大胀形率复杂截面零件中的应用

传统管材充液成形工艺在成形大胀形率复杂截面零件过程中,受模具形面限制,材料很难在环向均匀流动,从而导致成形失败。针对以上问题,利用有限元仿真方法,总结危险点的成形规律,建立几何模型与力学模型,得到应力沿环向的分布规律,指出危险点变形失稳的原因。在此基础之上,将材料沿环向的变形过程分解为在环上的拉伸变形和在形状上的屈曲变形两个阶段,提出了一种新的多步管材充液成形工艺,并以某型航空发动机的导流叶片衬管为例,进行试验验证。结果表明,多步管材充液成形工艺可以有效降低材料在高压成形阶段的减薄,提高成形精度,降低设备负载。

一种确定动态再结晶瞬态形核率的模拟方法

为了改善动态再结晶恒形核率模型的模拟精度,基于动态再结晶模拟理论和闭环控制原理,提出了一种采用实验与模拟的流变应力差的闭环控制和黄金搜索法来确定真实瞬态形核率的方法,通过HPS485wf钢动态再结晶过程的元胞自动机仿真研究检验了它的合理性和应用效果。结果表明,这一方法合理、可行,可有效确定瞬态形核率,使得动态再结晶流变应力的模拟精度及其稳定性显著改善,并有益于提高其面积分数的模拟精度。

碳、锰含量对低碳(锰)钢过冷奥氏体形变过程中铁素体形核率的影响

研究了碳、锰含量对低碳(锰)钢形变强化铁素体晶粒数目变化的影响.结果表明,形变使低碳(锰)钢过冷奥氏体内部形核位置增加,铁素体形核率显著提高,晶粒大大细化.碳、锰含量提高有利于钢中过冷奥氏体累积变形的增加,形变强化相变晶粒细化能力增强,而碳的促进作用尤为显著.

基于浴盆形故障率函数的配电系统可靠性评估算法

为揭示配电系统元件在其寿命周期内实际工作过程及对配电系统可靠性的影响,将浴盆形故障率函数的概念应用于配电系统元件可靠性建模中。使用改进威布尔分布和对数正态分布分别模拟元件寿命周期和修复时间,更加符合工程实际;利用序列运算理论来计算配电系统可靠性指标的分布和期望,克服了传统配电系统可靠性评估解析法不能应用于非指数系统中的缺陷,为配电网可靠性评估提供了一种新的思路。通过对RBTS-BUS6测试系统的算例分析,验证了所述方法的可行性。

灰铸铁凝固数值模拟的形核率模型建立

设计并浇注了一系列阶梯形灰铸铁件,采用金相显微镜研究了各铸件不同位置的共晶团数量,分析了影响灰铸铁共晶形核的主要因素,探求了灰铸铁的共晶形核规律。研究表明,过冷度和碳当量对灰铸铁共晶形核起主要作用。随着过冷度的增大,灰铸铁共晶形核率增大。随着碳当量接近共晶成分,灰铸铁共晶形核率也增大。在总结灰铸铁形核理论并结合试验所得数据的基础上,采用统计学方法分别得出有关亚共晶灰铸铁和过共晶灰铸铁的形核率公式,为凝固过程数值模拟的动力学计算提供准确模型。

提高7050铝合金形核率的试验及理论分析

结合大铸锭的超声铸造试验和理论研究,从结晶热力学和动力学两方面定量分析了不同功率的超声引起的7050铝合金凝固过程中形核率的变化。研究发现,导入超声外场后,晶核形核率显著增大,而且形核率随超声功率的增大而增大。超声铸造与普通铸造相比,形核率提高了106到108倍。研究表明,熔体温度及过冷度是控制形核率变化的主要变量,并推导出了7050铝合金铸造过程中的形核率与温度和过冷度之间的数学模型。

脉冲电流对形核率影响机制的研究

根据经典的形核理论及脉冲电流对凝固组织的作用机理,从电磁场理论出发研究了脉冲电流作用下晶粒细化的作用机制。通过讨论过冷度的变化对形核率的影响,研究了电流产生的电磁力效应及焦耳热效应对过冷度的影响,建立了电流与过冷度的关系式。研究结果表明了电流对形核率的影响主要是由于电流改变了过冷度,电流能否细化凝固组织由电磁力和焦耳热效应引起的过冷度的变化决定,并与脉冲宽度有关。

影响7050铝合金形核率的因素及其数学模型

以7050铝合金为研究对象,将不同功率超声波施加到铝合金熔体凝固过程中,得到了晶核形核率和超声波功率、液相线温度以及过冷度的关系。

液固相变形核率转变的物理模拟

以NH4Cl-70wt%H2O溶液为模型合金,考察了型壁冷却条件对液固相变形核及晶粒生长过程的影响。实验发现:在相同的充型温度下,降低型壁的温度,溶液过冷度增大,形核率增大,出现了"爆炸形核"现象;但当进一步降低型壁温度时,反而出现了形核率随过冷度变化趋势逆转的现象,分析其原因是原子扩散动力学,以及相变热力学耦合作用的结果,这与金属体系不同冷却速度条件下的形核过程呈现出同样的规律,说明NH4Cl-70wt%H2O溶液与金属体系在形核特性上具有相似性,可用于金属形核过程的良好模拟。

过冷金属熔体的临界形核率确定

将热力学因素和动力学因素对金属临界形核率的影响统一起来,建立了匀质形核和异质形核的临界形核率方程。结果表明:匀质形核的单位体积临界形核率I_v~*与金属液的冷却速度和体积的比值(R_c/V)成正比;异质形核的单位面积临界形核率I_8~*,在异质核心的润湿角因子f(θ)一定时,与金属液冷却速度和异质核心总表面积的比值(R_c/VS_v)成正比;在R_c/VS_c一定时,I_s~*与f(θ)^(0.53)成反比;单个连续金属熔体中的临界匀质和异质形核率可用一个通式来表示,其值随冷却速度的增大而增大、随润湿角因子f(θ)的增大而减小;金属的本身性质差异对临界形核率的影响很小。得到的理论结果与Turnbull对匀质形核临界形核率的推测结果相吻合。

铝阳极氧化膜的形核率对其介电性能的影响

采用冷场发射扫描电镜及红外能谱分析仪对氧化物表面形貌及组织进行观察,通过分析形核率的大小与化成电流密度、箔表面形貌等因素之间的关系,得到的结果表明:①形核率的大小直接关系到氧化膜中缺陷的多少;②电化学法形成氧化物在生长条件稳定时,可连续有序生长,而在条件遭到破坏时生长停止,再形成时必须重新成核生长。而这样将使氧化膜中的晶界缺陷增多。

AZ31B镁合金管材热态内压成形性能的研究

为了研究变形镁合金AZ31B管材的热态内压成形性能,通过单向拉伸测试了不同温度和应变速率下其力学性能的变化,通过胀形实验研究了温度对内高压成形性能的影响,以及相应变形条件下微观组织的变化.实验结果表明:在20～300℃时,AZ31B的屈服强度和抗拉强度随着温度的升高而降低,总伸长率随着温度的升高而提高,均匀伸长率随着温度的升高先增大后减小;当应变速率在0.001～0.1s-1时,屈服强度和抗拉强度随应变速率的增大而升高,总伸长率随着应变速率的增大而减小,均匀伸长率随着应变速率的增大先增加后减小;当温度在20～250℃时,镁合金管材的极限胀形率随温度的升高先增大后减小,在175℃时达到最大值.微观组织观察表明,175℃下不完全动态再结晶和孪晶两种微观组织的出现是使镁合金管材极限胀形率提高的主要原因.