Microstructure and mechanical properties of curved AZ31 magnesium alloy profiles produced by differential velocity sideways extrusion

Lightweight curved profiles are widely utilised in the transportation industry considering the increasing need for improving aerodynamic efficiency,aesthetics and cutting emissions.In this paper,curved AZ31 Mg alloy profiles were manufactured in one operation by a novel process,differential velocity sideways extrusion(DVSE),in which two opposed rams were used.Effects of extrusion temperature and velocity(strain rate) on curvature,microstructure,and mechanical properties of the formed profiles were examined.Profile curvature was found to be more readily controlled by the velocity ratio of the bottom ram v2to the top ram v1,whereas extrusion temperature(T=250,300,350℃)and extrusion velocity(v_(1)=0.1,1 mm/s) slightly affect curvature for a given velocity ratio.A homogeneous microstructure with equiaxed grains(~4.5 μm) resulted from dynamic recrystallisation(DRX),was observed after DVSE(v_(2)/v_(1)=1/2) at 300 ℃ and v_(1)=0.1 mm/s,where the initial billet had an average grain size of ~25 um.Increasing extrusion temperature leads to grain growth(~5 μm) at 350 ℃ and v_(1)=0.1 mm/s.DRX is incomplete at the relatively low temperature of 250℃(v_(1)=0.1 mm/s),and higher strain rate with v1=1mm/s(T=300℃),resulting in inhomogeneous bi-modal necklace pattern grains ranging in size around 1-25 μm for the former and 2-20μm for the latter.Grain refinement is attributed to DRX during the severe plastic deformation(SPD) arising in DVSE,and initiates at the prior boundaries of coarse grains in a necklace-like manner.Compared with the billet,micro-hardness and ultimate tensile strength of the profiles have been enhanced,which is compatible with grain refinement.Also,an obvious increase in tensile ductility was found.However,yield strength slightly decreases except for the complete DRXed case(300℃,v_(1)=0.1 mm/s),where a slightly higher value was found,indicating strengthening by grain refinement is greater than softening caused by texture modification.The initial billet had a strong basal texture wherein the {0002} basal plane is oriented parallel to the extrusion direction(’hard’ orientation),while DVSE results in the profiles having weak basal textures and the {0002} basal plane oriented ~5-10° to the extrusion direction(i.e.towards the orientation for easier slip).This significantly modified texture contributes to the softening of the profiles in the extrusion direction,in which tensile tests were performed,and the related elongation improvement.

The quadratic B-spline curve fitting for the shape of log cross sections

This paper describes a new method for simulation of the cross section shape of log. The self-developed MQK3102 log shape recognizing machine was used to acquire the finite discrete sampling points on the cross section of log and those points were fitted with the quadratic B-spline parametric curve. This method can clearly stimulate the real shape of the log cross section and is characterized by limited sampling points and high speed computing. The computed result of the previous curve does not affect the next one, which may avoid the graphic distortion caused by the accumulative error. The method can be used to simulate the whole body shape of log approximately by sampling the cross sections along the length direction of log, thus providing a reference model for optimum saw cutting of log.

Conformal Multi-resolution Time-Domain Method for Scattering Curved Dielectric Objects

A conformal multi-resolution time-domain( CMRTD) method is presented for modeling curved objects. The effective dielectric constant and area weighting are used to derive the update equations of CMRTD. The backward scattering bistatic radar cross sections( RCS) of the dielectric cylinder and ellipsoid are used to validate the proposed method. The results show that the proposed conformal method is more accurate to deal with the complex curved objects in electromagnetic simulations.

Finite difference modeling of sinking stage curved beam based on revised Vlasov equations

For the static analysis of the sinking stage curved beam, a finite difference model was presented based on the proposed revised Vlasov equations. First, revised Vlasov equations for thin-walled curved beams with closed sections were deduced considering the shear strain on the mid-surface of the cross-section. Then, the finite difference formulation of revised Vlasov equations was implemented with the parabolic interpolation based on Taylor series. At last, the finite difference model was built by substituting geometry and boundary conditions of the sinking stage curved beam into the finite difference formulation. The validity of present work is confirmed by the published literature and ANSYS simulation results. It can be concluded that revised Vlasov equations are more accurate than the original one in the analysis of thin-walled beams with closed sections, and that present finite difference model is applicable in the evaluation of the sinking stage curved beam.

On the Parametric Modeling of Turbine Blade Section Curve

Geometric parameters of the turbine blade are classified according to their destined functions, and the mathematical definition of those parameters in the section curve is introduced in detail. Some parts of the section curve shape can be adjusted freely, offering more flexibility to designers.

TOPOLOGY AND VORTEX STRUCTURES OF A CURVING TURBINE CASCADE WITH TIP CLEARANCE (Ⅱ)- TOPOLOGICAL FLOW PATTERN AND VORTEX STRUCTURE IN THE TRANSVERSE SECTION OF A BLADE CASCADE

By means of ink trace visualization of the flows in conventional straight, positively curved and negatively curved cascades with tip clearance, and measurement of the aerodynamic parameters in transverse section, and by appling topology theory, the topological structures and vortex structure in the transverse section of a blade cascade were analyzed. Compared with conventional straight cascade, blade positive curving eliminates the separation line of the upper passage vortex, and leads the secondary vortex to change from close separation to open separation, while blade negative curving effects merely the positions of singular points and the intensities and scales of vortex.

基于新生儿、孕妇临床特征构建新生儿呼吸窘迫综合征的预测模型

目的基于新生儿、孕妇临床特征构建新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)的预测模型。方法选取2020年1月—2023年1月收治的102例NRDS患儿纳入NRDS组,另择同期健康新生儿150例纳入无NRDS组,回顾性收集临床资料。分析2组新生儿情况、孕妇情况,采用多因素Logistic回归分析NRDS发生的危险因素,建立预测模型,并绘制受试者工作特征(ROC)曲线分析预测模型对NRDS的预测价值。结果与无NRDS组比较,NRDS组胎龄<34周、出生体质量<2 kg、分娩方式为剖宫产、胎儿窘迫、胎膜早破、酸中毒比例高(P<0.05,P<0.01)。与无NRDS组比较,NRDS组孕妇年龄≥35岁、初产、妊娠期高血压疾病、妊娠期糖尿病、合并生殖道感染、产前检查低于9次比例高,血清25-羟基维生素D(25-OH-D)水平低(P<0.05,P<0.01)。胎龄<34周、出生体质量<2 kg、分娩方式为剖宫产、胎儿窘迫,以及孕妇年龄≥35岁、妊娠期糖尿病、产前检查低于9次为NRDS发生的独立危险因素(P<0.05,P<0.01);孕妇血清25-OH-D水平升高为其保护因素(P<0.01)。根据上述结果构建预测模型,并绘制ROC曲线,结果显示,当Logit(P)>18.570时,预测NRDS发生的曲线下面积为0.893,诊断敏感度为81.37%、特异度为82.00%。结论胎龄<34周、出生体质量<2 kg、分娩方式为剖宫产、胎儿窘迫,以及孕妇年龄≥35岁、妊娠期糖尿病、产前检查低于9次为NRDS的独立危险因素,孕妇血清25-OH-D水平升高为其保护因素,据此构建预测模型对NRDS预测价值较高,可为筛选高危患儿、制订临床干预策略提供依据。

弯道路段货车复杂运动惯性荷载特性与机制研究

弯道路段货车运动惯性荷载具有显著的振荡冲击特性,基于车辆多体系统TruckSim动力学仿真方法结合货车荷载现场试验,定义了5类标准弯道类型和荷载特性表征参数,重点对弯道类型、半径、车速和驾驶行为等因素组合对运动惯性荷载的影响开展了研究。研究显示弯道路段货车运动惯性荷载具有分岔、多种运动模式和振荡效应等复杂特性以及偏载、荷载多向组合和冲击基本特性。分岔特性是弯道路段最重要的荷载特性,与车辆速度、弯道半径和超高存在复杂的耦合关系,且具有临界速度效应。弯道路段车辆存在侧向运动、侧倾运动和横摆运动等多种运动模式,并通过悬架弹簧诱发产生复合运动惯性冲击荷载,对于S型、同向型、反向型和广义型弯道存在纵向加减速、制动运动以及多次摇摆运动,且在出弯后荷载具有振荡效应。分岔行为、偏载和过大惯性冲击是诱发弯道路段过早复杂破坏模式和磨损的主要成因,并给出了荷载分岔计算方法、偏载、竖向和水平侧向冲击系数值域,以期为路面设计和管理提供支持。

基于GAMLSS方法构建新疆维吾尔自治区部分地区10~13岁儿童生长曲线

目的 确定新疆维吾尔自治区部分地区儿童体格检测指标的百分位参考值和生长曲线,为新疆维吾尔自治区部分地区儿童生长发育评价和肥胖的识别提供参考依据。方法 利用分层随机整群抽样方法对2327名10~13岁儿童进行了一项体格测量的横断面研究。采用位置、尺度和形状的广义加性模型(GAMLSS)构建不同体格指标生长曲线。以BMI>P95,TMI> P95,腰围>P90,腰高比≥0.5设置为肥胖的阈值,评价儿童肥胖。BMI和腰围临界值与国家学龄儿童青少年肥胖筛查标准进行比较。结果 男女生身高、体重、臀围随年龄增加而增加,TMI和腰高比随年龄增加而下降。10~13岁儿童使用BMI、TMI、腰围、腰高比的肥胖检出率分别为男生:7.8%、7.2%、12.4%和16.9%,女生:7.2%、6.7%、11.5%和8.8%。男生:BMI肥胖临界值10岁阶段高于国家筛查标准,11~13岁低于国家筛查标准,腰围肥胖临界值均高于国家筛查标准;女生:BMI肥胖临界值均低于国家筛查标准,腰围肥胖临界值10~12岁高于国家筛查标准,13岁阶段低于国家筛查标准。结论 新疆部分地区学龄儿童以腰围判断肥胖的临界值高于国家标准,建议针对儿童肥胖的预防与管理中加强对腰围的关注。

高速公路桥梁变宽段曲线横移架梁技术研究

在桥梁工程中,对于既处在曲线段又是变宽段的预制梁安装路段往往不可避免,此时一般采用架桥机常规直线横移轨道进行架梁铺设,随之带来的问题是需要令架桥机前、中支腿错位排布,如此一来施工的精度、难度都有所提升,并且存在一定的安全隐患。依托于江西宜遂高速公路桥梁某路段,提出了使用曲线横移轨道为架桥机在曲线变宽段进行架梁作业时平稳过渡到支腿错位分布提供条件,以达到缩短工期、保障安全和提高经济效益的目的。

水闸运行对河流中氮污染物迁移转化与降解机制的影响

近年来,氮素超标严重影响了河流水环境质量,造成水质恶化与水体富营养化,已经成为我国河流的主要水污染问题。水闸升降引起的河流水动力条件变化会对河流中不同形态氮素的迁移转化产生影响,进而影响不同形态氮素的降解系数。以山西省丹河为研究对象,探究水闸运行下氮污染物的迁移转化与降解机制。研究成果表明,NH_(4)^(+)-N降解系数与河流流速相关性显著,线性回归方程为:K(NH_(4)^(+)-N)=5.894 v-1.753(R=0.867,p<0.001);NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N和TN的降解系数均与河流流速的相关性不显著。顺直河段开闸放水期间,NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N和TN的降解系数比闸门关闭期间高出0.37 d^(-1)、0.43 d^(-1)、0.24 d^(-1)、0.72 d^(-1);弯曲河段开闸放水期间,NH_(4)^(+)-N的降解系数比闸门关闭期间减少0.4 d^(-1),NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N、TN的降解系数比闸门关闭期间高出0.67 d^(-1)、0.42 d^(-1)、0.87 d^(-1)。开闸放水和闸门关闭时,NH_(4)^(+)-N浓度在河流行进过程中表现为在顺直河段减小,弯曲河段增大;NO_(3)^(-)-N浓度和总无机氮浓度则在顺直和弯曲河段都不断减少;开闸放水较水闸关闭状态,河流在行进过程中总无机氮浓度下降更快,有利于无机氮的去除。研究成果有助于揭示水闸运行下河流的脱氮机理,可以通过优化水闸运行,提高河流氮污染物降解系数。

曲面分段的焊接试验及弯曲变形评估

曲面分段的建造精度直接影响船体结构的水动力性能及运营成本,其焊接变形的预测和控制,是船舶智能建造的研究难点。以6 mm厚Q235船板钢的单曲率加筋焊接结构为研究对象,在专用胎架上通过二氧化碳(CO_(2))气体保护焊,完成曲面分段建造;采用全站仪测量曲面分段上胎、封胎、焊接以及脱胎等状态下的结构形状,通过线切割和抛光腐蚀,获得平角焊接头的宏观金相。基于瞬态的热-弹-塑性有限元方法,分析典型平角焊的热-力学行为以及夹具拘束的影响;通过对比熔池形状,确认计算的可靠性,进而评估出焊接固有变形;建立曲面分段的壳单元网格模型,以焊接固有变形为力学载荷,预测曲面分段的建造精度。研究表明:有限元预测的结果与试验测量数据高度吻合,且焊接纵向收缩是曲面分段产生弯曲变形的主要原因。基于上述先进的焊接变形计算方法,分析拘束距离、满焊等工艺对典型接头焊接变形和曲面分段建造精度的影响,可为后续曲面分段的建造工艺优化提供参考。

镍基高温合金反重力铸造压力曲线设计与验证

针对镍基高温合金反重力铸造工艺中传统压力曲线设计方法的不足,充分考虑铸件沿充型方向的变截面结构特征,通过CAD软件的二次开发,实现铸件截面积的自动计算,以定量化描述铸件的截面变化特征。基于伯努利方程和流量守恒方程,推导出充型压力与金属液面上升速度之间的关系,提出基于铸件截面积自动计算的新型压力曲线设计方法。在此基础上,对镍基高温合金铸件的反重力铸造过程进行数值分析。充型模拟结果表明:与传统压力曲线设计方法相比,新型设计方法确定的压力曲线能使最小截面处充型速度峰值由0.611 m/s降至0.439 m/s,降幅达28.15%,有效避免金属液震荡和飞溅;同时可缩短充型时间,确保金属液快速平稳充型。水力学实验和浇注实验表明,新型压力曲线的充型液面更平稳,能有效抑制铸造缺陷,证明新型压力曲线设计方法的有效性,为合理设计反重力压力曲线提供依据。

水闸运行对丹河不同形态河段典型污染物降解系数的影响

水闸对河流的阻隔作用改变了河流流速、流量,引起河流形态变化,使得污染物输运也随之发生改变,直接影响河流的水环境容量。以小水闸控制下的丹河为例,通过水闸运行控制河流水量,探究河流流速对污染物降解系数的影响。结果表明,除TN外,COD、BOD5、TP的降解系数与河段流速有非常显著的线性回归关系(p<0.01),不同污染物的降解系数随河流流速的增大而增大,且顺直河段的污染物降解系数高于弯曲河段污染物降解系数;开闸放水后顺直河段COD、BOD5、TN、TP降解系数增加,弯曲河段COD、BOD5、TP降解系数减小,仅TN降解系数增加;开闸放水后顺直河段流速增加0.14 m/s,COD、BOD5、TN、TP降解系数分别增加0.94、0.30、0.72、1.93 d^(-1);弯曲河段流速增加0.01 m/s,COD、BOD5、TP的降解系数分别降低0.44、0.28、0.38 d^(-1),TN降解系数增加0.87 d^(-1)。

明渠非标准断面法测流水位流量关系的率定及影响因素分析

为探究明渠非标准断面法测流的水位流量关系曲线的率定问题,以新疆第三师某团场25处渠道量水断面为研究对象,利用FlowTracker 2手持式声学多普勒流速仪进行了水位流量关系率定工作.根据实测结果,率定了各渠道量水断面的水位流量关系曲线,并对所率定出的曲线进行了符号检验、适线检验和偏离数值检验及误差分析,在此基础上,对流量拟合参数的影响因素进行了分析.结果表明:所率定的25处渠道量水断面中,14处具有稳定的水位流量关系,5处受回水影响、6处受渠道淤积影响为不稳定的水位流量关系;在渠道粗糙系数Ra、边坡系数m及坡降i相同的条件下,流量拟合参数与渠道底宽b总体上呈正相关;在渠道粗糙系数Ra、边坡系数m及底宽b相同的条件下,流量拟合参数与渠道坡降i总体上呈负相关.研究结果可以为灌区自动化量水设备测流准确性的校核提供参考依据.

多夹杂物对重载铁路钢轨疲劳寿命的影响

非金属夹杂物容易引起钢轨疲劳损伤,为了探究非金属夹杂物特征参数对重载钢轨疲劳性能的影响规律,文中采用ABAQUS有限元软件建立重载钢轨分析模型,对外载荷作用下含夹杂物钢轨的应力状态进行仿真计算,通过FE-SAFE疲劳仿真软件对含多夹杂物钢轨进行疲劳寿命预测。结果表明:相比于软质塑性MnS夹杂物,硬质脆性Al2O3夹杂物对钢轨最大应力的影响更大;夹杂物位于钢轨的高应力区时,在外部载荷作用下,曲线段钢轨的最大应力大于直线段钢轨的最大应力;相邻夹杂物相距临界距离时,多夹杂物水平分布时比其垂向分布时对钢轨应力的影响更大,且随着相邻夹杂物距离变小,钢轨基体的最大应力变小;相邻多夹杂物会使钢轨疲劳寿命骤减,含4个相邻夹杂物的钢轨比含2个夹杂物钢轨的疲劳寿命短。

800MPa高强钢T形截面轴压构件极限承载力有限元分析

针对800MPa高强钢T形截面轴压构件失稳问题,基于ABAQUS软件建立有限元计算模型,分析残余应力、几何初始缺陷、翼缘宽厚比、腹板高厚比和构件长细比对构件极限承载力的影响,建立正则化长细比与整体稳定系数关系曲线,并将高强钢T形截面轴压构件极限承载力的模拟结果与GB50017—2017系列设计规范进行比较分析。结果表明:建立的有限元模型能够准确模拟试验构件的屈曲行为,残余应力峰值对短柱承载力影响较小,对大长细比构件的承载力影响较大;试件初弯曲和板件翘曲对小长细比构件极限承载力影响较大,随构件长细比增加,构件极限承载力随着翼缘宽厚比变化表现为敏感度降低,腹板的高厚比变化规律与之类似。计算得到的稳定系数与GB50017—2017中b类柱子曲线吻合较好,建议采用b类柱子曲线计算800MPa高强钢焊接T形截面轴压构件的极限承载力。

考虑局部屈曲加劲钢箱形构件极限承载力的纤维梁柱模型

大型桥梁加劲钢箱形构件的极限承载力会受到板件局部稳定性能的影响,而目前尚缺乏成熟的可直接计入局部屈曲的高效计算模型。归纳总结国内外钢构件计算方法对局部屈曲的处理方式,明确以有效应力法即采用板件(或加劲板)平均受压应力-应变曲线简化局部屈曲效应的研究思路。通过有限元程序ANSYS二次开发钢板拉压非对称本构模型,提出一种可直接计入局部屈曲的纤维梁柱模型。材料本构模型中受压应力-应变曲线通过小型的加劲板板壳模型得到,且全面考虑了焊接残余应力与几何缺陷。搜集已开展的钢箱梁、钢桥塔及钢拱肋的稳定性试验,采用提出的纤维梁柱模型、板壳模型与传统弹塑性梁柱模型进行分析,展示截面纤维划分策略,验证文中纤维梁柱模型的可靠性与高效性;通过设置不同的缺陷参数,探讨缺陷水平与局部屈曲对各个构件极限承载力的影响。研究表明,随着缺陷水平的严重,局部屈曲会显著降低极限承载力,提出的纤维梁柱单元模型能够有效地预测加劲钢箱形构件的极限承载力,具有较广泛的应用前景。

基于B样条线圈模型的段染纱针织物外观模拟

针对段染纱针织物花纹预测困难且现有织物模拟方法真实感有待提升的问题,提出了一种基于真实段染纱的针织物外观模拟方法。首先,使用图像处理技术对获取的段染纱图像进行阈值分割和形态学处理等预处理,从原始图像中提取纱线主体区域。然后,从真实织物中提取线圈点位信息,借助最小二乘拟合构建B样条线圈曲线,并根据曲线将段染纱真实图像映射为线圈图像。最后,在考虑线圈交织覆盖关系以及光照因素后,通过排列线圈实现纬平针针织物及其系列针织面料的外观模拟。结果表明:所模拟的线圈模型能够还原真实线圈中的纱线走向,且模拟织物外观花纹效果与实物一致,整体呈现出较好的真实感。