摘要：同轴式磁齿轮以极高的转矩密度成为机械齿轮的最佳替代。针对同轴式磁齿轮产业化过程中缺乏设计理论的现状,本文提出了基于输出转矩的磁齿轮设计公式。首先,依据输出转矩随各主要设计参数的环比增长率变化规律确定了不同尺寸系列磁齿轮的最佳尺寸值;其次,明确了最大磁能积、调磁环内径平方等与输出转矩间的线性变化关系;最后,通过分析输出转矩随调磁环内径平方变化的斜率、截距受永磁体极对数的影响规律,得到了基于永磁体最大磁能积、气隙系数、气隙长度、漏磁系数、调磁环内径和外磁环永磁体极对数的磁齿轮设计公式。三维有限元仿真算例表明该公式误差不大于5%,三种不同尺寸系列的样机转矩试验也表明该公式计算误差具有较高的精度。基于输出转矩的设计理论可极大地缩短磁齿轮设计周期。

摘要：海工用螺栓长时间浸泡在海水中,要求其强度高、屈强比低、耐蚀性好。设计制备了一种低成本节镍型的高氮钢螺栓,通过组织观察、XRD检测、力学性能试验、化学浸泡腐蚀试验和动电位极化曲线测试,并与海工常用的316不锈钢螺栓进行对比分析。研究结果表明,本试验螺栓微观组织为奥氏体组织,且组织中含有大量孪晶并伴有少量第二相氮化物析出;试验螺栓抗拉强度为877 MPa、屈服强度为690 MPa、断后伸长量为7.3 mm、屈强比为0.79,该螺栓在抗拉强度不低于316螺栓的条件下,屈强比为其的84%,断后伸长量是其的2.16倍,力学性能明显优于316不锈钢螺栓,满足奥氏体不锈钢螺栓80等级要求。在质量分数为6%的FeCl_(3)溶液中浸泡15 d的腐蚀试验表明,试验螺栓腐蚀失重率为0.051%,是316不锈钢螺栓腐蚀失重率0.132%的38.6%;动电位极化曲线结果显示,试验螺栓相较于316不锈钢螺栓自腐蚀电位更正,腐蚀电流密度更小,耐局部腐蚀性能更优异。综上,试验高氮钢螺栓成本低,力学性能和耐点蚀、耐局部腐蚀性能均优于316不锈钢螺栓,研究结果为海洋工程用高强螺栓新材料提供了理论依据和数据支撑。

摘要：烧结矿还原指数是影响高炉生产的一个重要参数,而烧结原料及其配比是决定烧结矿还原性能好坏的根本原因之一。本文运用响应面法对烧结矿还原指数进行目标优化,采用CCD模块进行烧结配矿方案设计,以w(Fe_(2)O_(3))/w(Fe_(3)O_(4))、二元碱度[w(CaO)/w(SiO_(2))]和w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))为变量因素,以烧结矿还原指数为目标指数,建立目标指数与变量因素之间的响应面模型;通过试验对响应面模型进行拟合运算,得到烧结矿还原指数预测方程;根据预测模型确定的原料成分最优配比自制烧结矿,对预测模型进行验证。结果表明,3种原料成分对烧结矿还原指数的影响显著效果由大到小依次为二元碱度[w(CaO)/w(SiO_(2))]、w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))、w(Fe_(2)O_(3))/w(Fe_(3)O_(4)),三者之间任意两因素的交互作用均明显。烧结矿还原指数最优时,其原料配比:w(Fe_(2)O_(3))/w(Fe_(3)O_(4))=0.76、二元碱度[w(CaO)/w(SiO_(2))]=2.23、w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))=0.82。通过烧结试验验证,烧结矿还原指数预测值为92.41%,试验值为92.1%,且烧结矿中针状铁酸钙含量较多,显微结构较好,反映该响应面法确定的最佳配比方案是准确可行的。

摘要：离网式太阳能光伏系统是解决铁路沿线设施电气化运维用电需求的必要途径。《光伏发电站设计规范》(GB 50797―2012)等相关规范的规定或建议一般以年最大发电量为目标,主要面向均衡性负载和并网发电,直接用于铁路沿线时存在盲目性。针对铁路沿线特殊的用电场景与负载需求,提出了铁路沿线离网式光储系统的组件匹配原则及设计流程,构建了面向任意时间跨度的光伏供电系统优化设计模型,并基于Python语言编制了计算程序。模型包括太阳辐照量模型、光伏阵列倾角及间距模型、发电量模型、光伏组件数量及串并联方案模型、蓄电池模型、控制器模型及逆变器模型等。计算程序实现了光伏阵列最优倾角的自动搜索,可以针对不同地理位置、用电量和用电时间跨度(月、季节、年等)的负载需求,并考虑气象条件、组件性能衰减等因素的影响,完成光储系统的设计选型和安装方案优化。在准池铁路的实际应用表明,一年中光伏阵列在各月对应的最优倾角存在明显差异,6月达到最小值16°,12月达到峰值69°。以全年、夏半年、冬半年的最大总辐照量为目标时,最优倾角分别为46°、25°、61°。对于案例中冬季型负载,采用基于本文模型的设计方案相比规范建议方案节省投资8.8%。研究成果可为铁路沿线光伏供电系统应用提供一种便捷的设计方案。

摘要：针对传统的粘结滑移力学模型未考虑到钢筋间距这一重要因素,导致无法准确预测钢筋搭接结构中的钢筋搭接性能。基于此,设计了针对钢筋间距等因素的钢筋搭接拉伸试验,并探究了钢筋间距对钢筋搭接性能的影响规律。同时,建立了一种考虑钢筋间距的力学模型,并对其进行了准确性和泛化性验证。结果表明,与传统的粘结-滑移力学模型相比,所提出的考虑钢筋间距的力学模型在准确度上最大提高了近50%;对于高延性混凝土-钢筋搭接构件而言,该模型与试验结果之间的相关系数达到了0.95以上;该模型还展现出了良好的泛化性,可以有效地预测超高性能混凝土和普通混凝土的钢筋搭接性能,适用于预测钢筋混凝土搭接构件的搭接性能。

摘要：面向金属丝电爆炸中快前沿脉冲电流测量,设计了一种体积小、易安装的纳秒级自积分罗氏线圈。由于前进匝易受到平行于待测导体方向磁场的干扰,在罗氏线圈中增加了回线部分。基于每匝线圈的电磁参数提出了一种考虑回线的罗氏线圈的新型改进集总参数电路模型。将改进集总参数电路模型在MATLAB中进行仿真分析,探讨了线圈参数对罗氏线圈在不同频率范围内响应特性的影响规律,设计出满足纳秒级上升沿测量的自积分罗氏线圈。为了验证模型的准确性,设计出一种高幅值、快前沿的电流标定源并对实验标定电流进行仿真分析。罗氏线圈标定实验结果表明,相比于集总参数模型,改进集总参数电路模型更加准确,为设计和分析高精度的带回线的罗氏线圈提供了新思路。

摘要：针对现有研究通常假设云API推荐系统的服务质量数据是可靠的,忽略了开放网络环境中恶意用户对云API推荐系统的数据投毒攻击的问题,提出了一种基于多特征融合的数据投毒攻击检测方法。首先,依据设计的相似性度量函数构建用户连通网络图,并利用Node2vec捕获用户邻域特征;其次,采用稀疏自编码器挖掘用户服务质量深度特征,并构建基于服务质量数据加权平均偏差的用户解释特征。进一步,融合用户邻域特征、服务质量深度特征和解释特征建立基于支持向量机的虚假用户检测模型,并使用网格搜索和交替迭代优化策略学习模型参数,继而实现虚假用户检测。最后,通过多组实验验证了所提方法的有效性和优越性,实现了服务质量感知云API推荐系统在数据端的投毒攻击防御。

摘要：为研究中碳25Mn钢的低温韧化机制,测定了其在不同温度下的冲击功,观察了冲击断口处的显微组织,并采用EBSD技术对组织中各相的构成及晶界组成进行了分析,进而讨论了实验钢在不同温度下的变形机制及其对韧性的影响,结果表明:室温时裂纹尖端区域主要通过TWIP机制实现韧化;随温度降低,裂纹尖端区域中的TRIP机制增强,这虽然能够缓解尖端的应力集中,但生成的马氏体会促进裂纹扩展,导致韧性降低;结果也证明,低温下断口附近的变形机制既有孪生也有滑移,位错的滑移易于诱发“slipping-off”机制,这也会导致钢的韧性恶化。总体来看,实验钢的低温韧性主要取决于裂纹尖端较小范围内材料的变形机制,而TRIP机制的韧化效果低于TWIP机制。

摘要：设计制备了一种新型Fe-12Mn-7Al-0.2C-0.6Si双相钢,通过拉伸性能测试对比了固溶处理及冷轧退火处理对试验钢拉伸性能的影响,利用光学显微镜(OM)、背散射电子衍射(EBSD)和扫描电镜(SEM)等手段对试验钢原始及变形组织进行分析。结果表明:组织中含有粗大δ-铁素体和奥氏体相,经冷轧退火处理后得到具有带状δ-铁素体和等轴状奥氏体的双相组织,且组织显著细化;冷轧退火态试样的屈服强度、抗拉强度及伸长率均高于锻造态试样;冷轧退火态试样变形过程中未有孪晶诱发塑性(TWIP)和相变诱发塑性(TRIP)效应发生。综合考虑元素偏聚以及两相比例分数,对试验钢中奥氏体层错能的计算方法进行优化。据此计算出奥氏体层错能为38.7 mJ·m^(-2),产生孪晶所需要的临界应力超过试样所能达到的最大流变应力,因此难以触发TWIP效应。

摘要：蓄热式加热工艺是大型钢铁企业轧钢工序普遍采用的加热技术,但该工艺高频率换向蓄热燃烧导致公共管道内的燃气交替排入大气造成环境污染和能源浪费,使其成为钢铁生产流程中少有未进行污染物治理的生产工序。基于消除蓄热式加热炉热工制度缺陷,系统介绍了蓄热式加热炉烟气反吹扫技术及与之匹配的加热炉烟气反吹安全联锁与防爆技术、烟气反吹工艺设计与时序调控技术。该成果应用于某钢铁企业蓄热式加热炉(160 t/h)建设国内首套换向残留燃气反吹技术示范线,该加热炉燃气放散体积分数由9.0%降低至0.208%,CO放散减排率达92%以上,轧钢燃气耗量节约4.38%。其后承建多家钢铁企业19条蓄热式轧钢加热炉烟气反吹改造工程,均取得较好效果,节能、环保及社会效益显著,同时减少碳氧化物的排放量,助力国家实现双碳目标。