紧凑型混合励磁三相饱和铁芯型故障限流器

加装饱和铁芯型故障限流器是限制高压系统短路电流的有效方法,但其需要与外加的限流空心电抗器配合,导致整个限流系统占地面积和体积很大。因此,基于非正交解耦原理提出了一种紧凑型混合励磁三相饱和铁芯型故障限流器(compact hybrid-biased three-phase saturated core fault current limiter,CTFCL),其具有占地面积和体积小的优点。首先,提出了含非正交解耦绕组的CTFCL拓扑。其次,建立了CTFCL的等效电磁路模型,分析了其工作原理。然后,给出CTFCL的参数设计准则,搭建了220 kV的有限元模型,仿真验证了CTFCL的限流效果和电磁特性。最后,设计并研制出小容量样机,开展了实验研究。仿真和实验结果均证明了该文所提CTFCL的有效性,CTFCL对各种短路均有良好的限制效果,且对比得到CTFCL限流系统占地面积和体积较传统三相SCFCL限流系统分别减少了44%和26%,适合实际高压系统的安装与应用。

大尺寸砂岩靶射孔孔道损伤评价

射孔高速金属射流穿透油气层的同时也在孔眼附近形成压实带,造成油气层的孔隙度和渗透率损伤,严重影响油气井产能。当前对于射孔效果的检验主要基于地面水泥靶、钢靶或小尺寸砂岩靶进行实验,无法真实评价原位地层条件下的射孔效果、流动效率,对于射孔孔道压实损伤机理认识不足,缺乏定量评价手段。针对上述问题,研发了模拟原位地层条件下的大型射孔物理模拟装置及实验技术,基于稳态气流注入技术的岩心自动扫描系统点测砂岩靶上任意点的渗透率以及纵、横波速,结合微CT、扫描电镜等手段实现对射孔砂岩损伤程度定量评价。结果表明:对比混凝土靶的射孔数据,砂岩靶穿深急剧下降且不存在明显的裂纹,不同弹型射孔穿深下降幅度为17%~40%,温度对射孔深度无明显影响;射孔孔道径向表现为破碎带、过渡带、压实带及原状带等4个区域,平均压实带厚度17.10~79.95 mm,压实损伤率12%~63%;孔道内壁受剪胀作用,孔隙度、渗透率增加,压实区域受塑性挤压,大幅降低喉道直径,导致孔隙度、渗透率显著下降。本文研究成果对于明确射孔孔道损伤机理、指导射孔参数设计优化具有借鉴意义。

考虑压实质量和改进本构的沥青心墙坝性态分析

针对邓肯-张模型对沥青混凝土心墙料力学性质描述偏离的不足,改进了心墙沥青混凝土本构模型;同时,考虑实际施工中各分区坝料压实质量空间差异导致的物理力学特性空间差异,提出了考虑坝料实际压实质量的大坝有限元分析方法。首先,通过数字大坝系统采集到的施工数据,对大坝各坝料分区进行压实质量空间估计;其次,建立各坝料分区本构模型参数与压实质量的定量关系,实现对任意单元材料参数的空间估计,并通过Abaqus软件的二次开发,实现坝料本构模型参数的每个单元赋值;最后,结合工程实例,对沥青混凝土心墙堆石坝施工期结构性态进行精细数值分析。结果表明,考虑坝料实际压实质量的数值模拟可以更好地反映大坝实际施工过程的应力变形情况;改进后的本构模型提高了心墙变形计算的准确性,为精确分析沥青混凝土心墙堆石坝结构安全提供了有效途径。

3800 mm轧机支承辊锻造工艺研究与应用

本次承制的3800 mm轧机支承辊锻件直径超过2300 mm,钢锭心部压实难度大,通过工艺技术研究并借助数值模拟论证,确定采用“镦粗-WHF法拔长+镦粗-FM法拔长”的复合锻造主变形工艺。经生产验证,该锻造工艺合理且可行。

长寿命与环保港口钢丝绳制造相关问题研究

港口面临的环保压力越来越大,对钢丝绳的质量要求也越来越高。通过采用压实股组绳、钢丝绳内置含油纤维绳、钢芯聚合物包覆、增加外层绳股数、优化钢芯结构、精细结构参数设计与严格控制生产过程等措施以响应港口对钢丝绳的长寿命要求,通过使用高质量润滑油脂、重视润滑油脂对使用环境的适应性与实施润滑工艺标准化等措施以稳定钢丝绳润滑质量,最大限度满足港口减少海洋环境污染与实施清洁文明生产的需要。

15吨蠕墨铸铁件工艺浅析

近年来,生产高牌号灰铸铁大型船用发动机机体多次出现裂纹缺陷,影响发动机的整体性能和使用寿命,鉴于蠕墨铸铁的特殊性能,开发大型船用蠕墨铸铁机体成为必然趋势。从蠕化处理、熔炼工艺和铸件检测三个方面优化和试验验证,逐一解决大吨位蠕墨铸铁生产技术难点,有效降低裂纹缺陷风险,最终实现对大型船用蠕墨铸铁件的批量稳定生产。

基于超声与钻芯取样的泵送混凝土结构柱欠振内部质量研究

本研究旨在评估欠振对泵送混凝土结构柱内部质量的影响。采用超声检测和钻芯取样方法,对高流动性泵送混凝土在欠振条件下的密实性及其缺陷程度进行了综合评估。研究结果表明,欠振会导致混凝土表面缺陷增多和内部气孔增加,进而降低混凝土的密实性和强度。即便是泵送混凝土,适当的振捣也是确保其结构完整性和耐久性的关键。所得结论对于施工实践的优化和混凝土质量控制具有重要的理论和实践意义。

基于FOA-RF算法的心墙砾石土压实质量预测模型

针对随机森林(RF)算法预测心墙砾石土压实质量存在决策树数量选取缺乏深入研究和忽视P0.075质量分数对压实质量影响的问题,提出了一种基于果蝇优化(FOA)算法的随机森林算法(FOA-RF算法),并构建了基于FOA-RF算法的心墙砾石土压实质量预测模型(FOA-RF模型)。该模型一方面通过对料源参数和干密度进行相关性分析,新增了P0.075质量分数作为模型的输入参数;另一方面利用FOA算法对随机森林进行优化,解决了RF算法难以取得决策树数量最优解、没有同时考虑决策树数量与随机特征数影响的问题。以西南某在建砾石土心墙堆石坝工程为例,分别应用基于传统RF、BP神经网络、多元线性回归的预测模型和FOA-RF模型进行压实质量预测。结果表明,FOA-RF模型在预测精度上具有优越性,并基于该模型开发压实质量预测模块,将该模块嵌入碾压质量实时监控系统中可实现压实质量的实时预测。

考虑压实特性的高心墙堆石坝非线性多孔弹性分析

传统高心墙堆石坝结构与渗流性态研究忽略了坝料物理、力学与渗透等压实特性的空间非均质性,且缺乏考虑渗透系数随外部荷载作用的变化,难以客观真实反映大坝结构与渗流性态.基于Biot固结理论框架,通过坝料改进多输出预测模型获得压实特性空间分布,采用Kozeny-Carman模型考虑渗透系数演化规律,推导考虑坝料压实特性的大坝非线性多孔弹性模型应力场与渗流场控制方程,从而建立耦合压实特性的非线性多孔弹性模型,并进一步基于约束随机场进行大坝结构与渗流性态精细有限元模拟,实现高心墙堆石坝非线性多孔弹性分析.结果表明:相比未考虑压实特性影响、未考虑渗透系数随外部荷载作用变化的模型,该模型对于大坝心墙沉降计算值与监测值之间的R^(2)分别提高0.222和0.288,更利于进行大坝应力安全分析,心墙区渗透系数呈现明显的竖向分布,可以更好地反映大坝实际结构与渗流性态,研究结论可为进一步研究大坝压实质量控制提供理论依据.

温压工艺对铁硅铝软磁粉芯性能的影响

采用粉末冶金温压新技术研制了铁硅铝软磁粉芯,探讨了润滑剂含量、温压温度、温压压力对软磁粉芯的密度、磁导率、磁损耗的影响。结果表明:温压工艺能有效地提高铁硅铝软磁粉芯的密度和磁导率,并降低磁损耗;添加0.8wt%温压润滑剂、140℃和700 MPa温压时可以获得最佳的磁性能,磁导率可达196.1(100 kHz)或191.9(1000 kHz),磁损耗则为23.3 W/kg(100 kHz,B_(m)=50 mT)。

退火温度与成型压力对Fe-Si-Al磁粉芯性能的影响

采用层状硅酸镁铝凝胶为包覆剂,对气雾化球形Fe-Si-Al合金磁粉进行绝缘包覆制备磁粉芯。研究了退火温度与成型压力对Fe-Si-Al磁粉芯性能的影响。研究表明,退火温度从650℃增至800℃时,Fe-Si-Al磁粉芯的有效磁导率μe由57.8提高至64.8,而其功率损耗P_(cv)由202.6 mW/cm^(3)显著下降至117.8 mW/cm^(3);成型压力从1200 MPa增加至2090 MPa时,Fe-Si-Al磁粉芯的密度ρ由5.51 g/cm^(3)上升至5.89 g/cm^(3),其有效磁导率μe由46.3显著提高至64.8,而功率损耗P_(cv)由123.5 mW/cm^(3)下降至117.8 mW/cm^(3)。通过损耗分离发现,升高退火温度和成型压力能显著降低其磁滞损耗Ph,而其涡流损耗Pe小幅度上升。

纳米SiO_(2)包覆对温压FeSiB非晶磁粉芯软磁性能的影响

为了改善有机粘结剂在粉末颗粒表面形成的绝缘包覆膜在热处理过程中易破损的现象,引入纳米SiO_(2)作为绝缘剂弥补这一缺陷,研究纳米SiO_(2)的添加量对磁粉芯性能的影响。结果表明:在120℃、800 MPa的温压成形条件下,随着纳米SiO_(2)的添加量增加,磁粉芯的磁导率逐渐下降;且在测试频率为50~2000 kHz范围内,磁粉芯的有效磁导率μe均具有良好的频率稳定性;在测试频率为50~400 kHz范围内,磁粉芯的磁损耗Ps和矫顽力Hc随着频率的增高而增高,且添加量越多,磁损耗和矫顽力均越低。当纳米SiO_(2)的添加量为2.0 wt%时,磁粉芯有相对较好的软磁性能。

预制钢管混凝土核心区-梁端耗能装配式框架节点滞回试验

装配式结构中预制框架梁与框架柱连接的可靠性尤为重要,是研究的热点。笔者提出一种预制装配式框架连接节点,该节点核心区采用预制钢管约束钢纤维自密实混凝土的形式,预制混凝土梁外伸钢筋与贯穿预制节点核心区的钢组件焊接连接、然后在梁端局部现浇钢纤维自密实混凝土实现预制混凝土梁与预制核心区的连接。为验证其可靠性,设计了1个装配式框架节点和1个对比的现浇框架节点进行滞回性能试验研究,对比分析了2种节点在延性、强度和刚度退化、耗能能力、梁端塑性铰区域弯矩-曲率等方面的差异。试验结果表明:所设计的2个试件均发生梁端塑性铰破坏,但贯穿装配式节点核心区的钢组件、外包钢管及柱钢筋均未屈服、核心区外包钢管也未发鼓曲;此外,该装配式框架节点的延性、耗能能力、承载力等指标均略高于现浇框架节点,说明该装配式框架节点能达到等同现浇的水平。

水库大坝碾压式沥青混凝土心墙施工工艺

沥青混凝土防渗心墙施工技术已发展成熟,这种施工技术的施工效率非常高,可有效缩短施工工期。文章以吉尔格勒德水利枢纽工程为研究案例,对沥青混凝土防渗心墙施工技术进行分析,总结该技术应用过程中的施工关键点及施工难点,为后续类似工程项目施工提供参考。

特高心墙坝堆石料缩尺试验与变形特性验证分析

基于坝料现场与室内缩尺试验相结合和粘弹塑性固结有限元法,结合长河坝原型监测资料,研究了缩尺方法对大坝变形预测的影响;根据堆石料碾压试验资料,讨论了堆石体单一孔隙率标准存在的问题。结果表明:采用分形缩尺方法和与现场相同的相对密度制样,坝料室内三轴试验成果可以较好反映超径堆石料的力学特性,计算变形与原型大坝监测值吻合较好;混合法缩尺的坝料室内三轴试验成果计算变形明显偏离原型大坝监测值;由于长河坝坝料级配优良,采用33 t振动碾碾压4遍,堆石体孔隙率即可达到规范不大于21%的要求,但此时相对密度为0.52,尚未达到密实状态,坝体分区变形协调性较差,且坝顶将出现蓄水开裂现象;实际施工时堆石体采用33 t振动碾碾压6遍,孔隙率提高到不大于19%,相对密度为0.65,基本达到密实状态,即可避免坝顶出现蓄水开裂,也有利于提高大坝的抗震性能。高心墙堆石坝的变形协调设计需考虑级配效应的影响,应采用孔隙率和相对密度双控填筑指标。

双曲率泡沫夹层复合材料异形件成型工艺研究

一体化结构的PMI泡沫夹层结构异形蒙皮组件是飞机轻量化设计和复合材料可设计性的创新应用,具有比强度高、比模量高、结构效率高的特点。以PMI泡沫夹层结构双曲率异形件为研究对象,介绍了其结构特征及选材方案,分析了不同模具方案的特点。针对制件成型后的脱模方案、泡沫芯拼接质量、闭角区域传压及成型质量等问题,制定了一套高效、高可靠性的成型方案。结果表明:分块芯模的设计方案,可有效解决异形零件的成型与脱模问题;热压工艺可以提高预浸料层间压实效果,避免泡沫芯架桥;发泡胶拼接工艺可解决闭角区域泡沫芯成形难题;硅橡胶芯模可保证压力均匀传递,避免辅助材料架桥,提高成型质量。

大直径高抛钢管劲性混凝土柱施工技术研究

钢管混凝土结构已广泛用于高层建筑施工中。依托某实际工程,该文提出了大直径高抛钢管劲芯混凝土柱结构及其关键技术。通过采用钢板带定位环、脚手架钢管承重柱脚锚栓定位等精确控制技术安装内置劲芯柱钢管,采用单元分离式木质圆(方)柱模板体系进行外部混凝土结构浇筑,有效提高了劲芯柱钢管的安装精度和钢管劲芯混凝土柱浇筑质量。

剥芯检测预应力管道压浆密实度方法研究

目前控制桥梁预应力管道压浆质量的方法主要为优化浆液材料配比、提升压浆工艺等,但未有精确量化的检测手段以检测水泥浆在管道内凝固后的密实度(去除管道内空气或自由水的水泥浆体积百分比)。通过工程实例介绍一种剥芯实测预应力管道内压浆密实度的方法,检测结果以体积百分比的形式直观展示管道内压浆密实度,可更准确地验证压浆方案的可行性,相关试验可作为新建桥梁压浆工艺的型式试验。

测量技术概述及其发展趋势

测量技术可提升机械加工水平及质量,为小型零部件的生产制造提供便利。机械加工生产制造过程繁杂,很容易出现瑕疵品,结合机械加工制造规范,介绍了测量技术的构成及理论,分析了在线测量技术、线下测量技术、纳米偏移测量技术、激光发生器测量技术、超紧密仪器仪表核心技术在机械设备生产制造中的应用,展望了测量技术的发展趋势。通过加强测量技术的应用,解决生产参数问题,以确保机械加工的顺利进行。

斥水剂作用下掺砂心墙料恒压渗透试验研究

为获得斥水剂作用下掺砂心墙料的渗透性能,采用自制恒压渗透仪,开展了不同土石比、击实数和水头条件下的恒压渗透试验,获得了掺砂斥水心墙料起渗历时、穿透水头和稳定渗透系数的变化规律.结果表明:起渗历时随着土石比的减小和击实数的增加而增加,随着水头的增加而减小.对于未掺砂的斥水心墙料,水头小于5 m时,水分能长时间停留在试样表层.对于掺砂斥水心墙料,穿透水头随着土石比的增大而减小,受击实数影响不明显.击实数相同时,稳定渗透系数与土石比呈较好的正相关线性关系;土石比相同时,稳定渗透系数与击实数呈较好的负相关线性关系.水头越大,掺砂斥水心墙料的稳定渗透系数有所增大,总体上影响不大.与传统掺砂心墙料防渗效果相比,掺砂斥水心墙料抗渗性能提升较明显,可为心墙设计提供新的思路.