检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第3期61卷 347-375页

作者：高壮刘雨欣朱明亮轩福贞华东理工大学机械与动力工程学院上海200237 华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

轻量化设计是航空航天、汽车、医疗等行业的重要需求,在降低能耗、提高性能等方面具有显著优势,增材制造技术通过逐层添加材料可以实现复杂结构的制造,点阵结构与增材制造技术相结合已成为高性能轻量化结构设计与制造的新思路。然而,增... 详细信息

轻量化设计是航空航天、汽车、医疗等行业的重要需求,在降低能耗、提高性能等方面具有显著优势,增材制造技术通过逐层添加材料可以实现复杂结构的制造,点阵结构与增材制造技术相结合已成为高性能轻量化结构设计与制造的新思路。然而,增材制造点阵结构在服役过程中往往会受到循环载荷,发生疲劳破坏,结构轻量化与抗疲劳的协同仍是制约新一代航空航天等结构研发的难题。介绍了轻量化设计与制造方法,总结了点阵结构设计与制造技术,综述增材制造点阵结构疲劳性能研究进展,指出设计/制造一体化是增材制造点阵结构抗疲劳的可行路线。

关键词：轻量化疲劳点阵结构拓扑优化增材制造微缺陷

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法兰微泄漏声场的流声耦合仿真与定量分析

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安全与环境学报 2025年第4期25卷 1349-1358页

作者：张颖段怀正许世林徒芸常州大学安全科学与工程学院江苏常州213164 华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

法兰密封面泄漏是影响设备长期稳定运行的重要因素,一旦发生泄漏,极易引发生产事故与环境污染。由于泄漏会引发异常噪声,而声学方法相对于其他检测方法能够在更早期发现泄漏,因此,采用声学方法检测法兰泄漏状态能够获得更好的效果。以... 详细信息

法兰密封面泄漏是影响设备长期稳定运行的重要因素,一旦发生泄漏,极易引发生产事故与环境污染。由于泄漏会引发异常噪声,而声学方法相对于其他检测方法能够在更早期发现泄漏,因此,采用声学方法检测法兰泄漏状态能够获得更好的效果。以发生泄漏的法兰为研究对象,基于大涡模拟和广义Lighthill方程进行三维数值计算,并对泄漏点附近的噪声分布特性进行研究。结果表明,当法兰发生泄漏时,泄漏点附近会产生明显的泄漏噪声场并沿法兰整体传播,且声压级随传播距离增大而减弱。通过模拟分析了不同工作压力、不同泄漏点截面尺寸和不同泄漏点数量对异常泄漏噪声的影响,随着泄漏点数量从1增加到3,总声压级增加28 dB,在2 MPa压力条件下,通过数值仿真模型拟合得出了泄漏量的计算公式。基于拟合结果,采用检测点的平均声压级数据计算泄漏量准确率均在90%以上。研究工作可为法兰微泄漏的声学检测提供指导。

关键词：安全工程泄漏噪声数值模拟声场分布量化评价

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基于随机森林算法和数据增强策略的拘束相关断裂韧性预测研究

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固体力学学报 2025年第1期46卷 105-116页

作者：单康中王骁晓刘芳崔元元杨杰上海理工大学能源与动力工程学院上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093 华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海200237 上海理工大学机械工程学院上海200093

选用核电用钢A508为研究对象,对K近邻回归(KNN)、核回归(KR)、线性回归(LR)和随机森林回归(RF)四种算法拘束相关断裂韧性的预测能力进行了考察,发现四种算法对拘束相关断裂韧性的预测效果为RF>LR>KNN>KR.进一步,基于RF算法,在... 详细信息

选用核电用钢A508为研究对象,对K近邻回归(KNN)、核回归(KR)、线性回归(LR)和随机森林回归(RF)四种算法拘束相关断裂韧性的预测能力进行了考察,发现四种算法对拘束相关断裂韧性的预测效果为RF>LR>KNN>KR.进一步,基于RF算法,在数据中加入了平面应变状态下的数据进行数据增强,对单边缺口弯曲(SENB)试样的拘束相关断裂韧性进行了预测与验证.并基于验证过的模型,向单边裂纹拉伸(SENT)、紧凑拉伸(CT)和中心裂纹拉伸(CCT)试样进行了移植.结果表明:通过添加数据增强策略,试样在边界点处的断裂韧性预测能力得到有效提高,预测结果更加准确,基于RF算法并添加数据增强策略的模型具有较好的泛化能力.最后,在基于RF算法和数据增强的基础上,加入试样类别这一特征,构建了准确度较高的统一预测模型.

关键词：拘束断裂韧性机器学习随机森林算法数据增强

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不同竖向地震载荷下核电主管道A508钢拘束相关断裂韧性研究

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机械强度 2025年第2期47卷 1-9页

作者：杨杰袁宏伟郭国亮崔巍陈浩峰上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 安徽容知日新科技股份有限公司合肥230088 延锋汽车智能安全系统有限责任公司上海201315 华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

以含有不同长度、深度裂纹(不同拘束)核电主管道为研究对象,通过质量加速度施加法,分别对不同拘束下核电主管道施加5个地震烈度和3个实际地震的竖向地震载荷,并基于一种实际结构拘束相关断裂韧性的确定方法,对其拘束相关断裂韧性进行计... 详细信息

以含有不同长度、深度裂纹(不同拘束)核电主管道为研究对象,通过质量加速度施加法,分别对不同拘束下核电主管道施加5个地震烈度和3个实际地震的竖向地震载荷,并基于一种实际结构拘束相关断裂韧性的确定方法,对其拘束相关断裂韧性进行计算,系统研究不同竖向地震载荷下不同拘束核电主管道拘束相关的断裂韧性。结果表明,在相同的拘束下,裂纹开动力曲线随着地震烈度的增大而向左平移,拘束相关断裂韧性逐渐降低。随着裂纹长度的增加,地震烈度对拘束相关断裂韧性的影响变得更加明显;随着裂纹深度的增加,地震载荷对拘束相关断裂韧性的影响首先变得明显,然后又变得不明显。不同拘束下,实际地震载荷对拘束相关断裂韧性的影响趋势与地震烈度相同,且与震级和地震加速度时程曲线均有一定关系。

关键词：拘束断裂韧性竖向地震载荷核电主管道

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大气等离子喷涂制备的不同结构热障涂层抗CMAS腐蚀性能

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热加工工艺 2025年

作者：袁宝涵王卫泽方焕杰杨挺王一皓杨子宁黄继波华东理工大学机械与动力工程学院承压系统安全科学教育部重点实验室中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江省海洋与防护技术重点实验室华南理工大学材料科学与工程学院

通过大气等离子喷涂技术（APS）分别制备了具有垂直裂纹的致密结构热障涂层（DVC TBC）和嵌入式团聚颗粒结构热障涂层（EMAP TBC），比较了在1300℃条件下的熔融钙镁铝硅酸盐（CMAS）在两种涂层中渗透行为以及1100℃条件下涂层抗热震性... 详细信息

通过大气等离子喷涂技术（APS）分别制备了具有垂直裂纹的致密结构热障涂层（DVC TBC）和嵌入式团聚颗粒结构热障涂层（EMAP TBC），比较了在1300℃条件下的熔融钙镁铝硅酸盐（CMAS）在两种涂层中渗透行为以及1100℃条件下涂层抗热震性能差异。结果表明，喷涂态EMAP涂层呈现疏松多孔结构，经CMAS渗透后渗透区域均匀且明显；喷涂态DVC涂层结构致密且存在垂直裂纹，CMAS在涂层各个区域呈现不均匀渗透特征，在致密区CMAS浓度含量比EMAP涂层少，但垂直裂纹使得CMAS渗透到了比EMAP涂层更深的位置。此外，EMAP涂层的抗热震性能优于DVC涂层。该结果为未来热障涂层的微观结构和抗CMAS腐蚀性能改进提供了基础。

关键词：热障涂层 CMAS腐蚀 EMAP DVC 性能对比

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缠绕管式换热器壳程强化传热性能影响因素分析

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化工学报 2019年第7期70卷 2456-2471页

作者：高兴辉周帼彦涂善东华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室

由于内部流场信息缺乏,结构参数对流体流动的影响规律不明确,致使缠绕管式换热器壳程强化传热机理不明晰,阻碍其设计准则的进一步规范化和通用。针对上述问题,对缠绕管式换热器壳程流体流动进行几何建模及数值模拟,并通过文献中实验数... 详细信息

由于内部流场信息缺乏,结构参数对流体流动的影响规律不明确,致使缠绕管式换热器壳程强化传热机理不明晰,阻碍其设计准则的进一步规范化和通用。针对上述问题,对缠绕管式换热器壳程流体流动进行几何建模及数值模拟,并通过文献中实验数据进行验证,进而基于该模型对壳程流体流场特性进行详细分析,分析关键结构参数对其壳程传热与阻力性能的影响,并探讨其强化传热机理。结果表明:Realizable k-ε湍流模型可较为准确地描述壳程流体流动;在双对数坐标系内,壳程Nusselt数随Reynolds数的增大而增大,阻力系数f则呈线性降低的趋势;壳程Nusselt数随缠绕管直径d与平均缠绕直径D的增大而增大,随螺距S的增大而减小,阻力系数f则相反;缠绕管直径d对壳程流体传热与阻力性能的影响最大,平均缠绕直径D的影响最小;增大缠绕管直径d与平均缠绕直径D有利于破坏流体速度边界层,增强流体扰动,加快温升速度,强化壳程传热,而增大螺距S则使速度边界层变厚,减小流动阻力的同时降低温升速度,不利于壳程强化传热。

关键词：缠绕管式换热器数值模拟强化传热传热与阻力性能结构参数敏感性

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孔板结构换热器传热与阻力性能的数值模拟

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化工学报 2017年第12期68卷 4517-4525页

作者：侯夏玲周帼彦涂善东华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

基于周期性全截面模型及RNG k-ε湍流模型,运用计算流体力学软件FLUENT对不同孔板结构换热器壳程流体流动以及传热性能进行了数值模拟分析,并通过文献试验数据验证了该数值模拟方法的可行性和准确性。在此基础上,对比分析了三叶孔、四... 详细信息

基于周期性全截面模型及RNG k-ε湍流模型,运用计算流体力学软件FLUENT对不同孔板结构换热器壳程流体流动以及传热性能进行了数值模拟分析,并通过文献试验数据验证了该数值模拟方法的可行性和准确性。在此基础上,对比分析了三叶孔、四叶孔、五叶孔、大圆孔、小圆孔等5种孔板结构的传热与阻力性能,探讨了支撑板等结构参数对其传热与阻力性能的影响,进一步采用场协同原理探讨了孔板换热器的强化传热机理。研究结果表明:采用RNG k-ε湍流模型以及周期性全截面模型可较为准确地模拟孔板换热器壳程流体流动情况;5种模型中五叶孔换热器的传热特性最好但阻力最大,小圆孔的传热效果最差但阻力最小;随着支撑板间距以及开孔高度的增加,换热器壳程的传热系数和压力降均逐渐降低;在支撑板后,速度矢量与温度梯度之间的夹角波动幅度变化剧烈,起到了强化壳程传热的效果;其中五叶孔板的场协同角波动幅度最大,强化传热效果最好。

关键词：孔板结构周期性传热计算流体力学数值模拟

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椭圆扭曲螺旋管传热及流阻特性模拟研究

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高校化学工程学报 2020年第3期34卷 671-678页

作者：袁宇阳王学生陈琴珠华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室机械与动力工程学院上海200237

针对强化传热的椭圆扭曲螺旋管(TEHCT)结构,建立其物理模型。在雷诺数10000<Re<40000,数值模拟研究了椭圆扭曲螺旋管不同结构参数对其流动传热性能及压降的影响,发现离心力引起的二次流促进边界层的破坏,强化传热。数值计算结果表... 详细信息

针对强化传热的椭圆扭曲螺旋管(TEHCT)结构,建立其物理模型。在雷诺数10000

关键词：椭圆扭曲螺旋管强化传热流阻特性数值模拟

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伴流速度对平行喷口射流影响的数值研究

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航空动力学报 2018年第8期33卷 2006-2015页

作者：何诚赖焕新华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

采用大涡模拟方法计算研究平行喷口出口马赫数为0.9,伴流速度比分别为0.1、0.3和0.5时的喷射流场特性。计算时采用高精度的数值模拟方法,并结合Smagorinsky亚网格尺度模型。考察了流场统计平均特性、脉动特性以及射流流场中涡结构的发... 详细信息

采用大涡模拟方法计算研究平行喷口出口马赫数为0.9,伴流速度比分别为0.1、0.3和0.5时的喷射流场特性。计算时采用高精度的数值模拟方法,并结合Smagorinsky亚网格尺度模型。考察了流场统计平均特性、脉动特性以及射流流场中涡结构的发展演变过程,结果表明:伴流速度的增大使得势流核长度变长,减缓了空间剪切层的发展,转捩延迟。喷射流场速度分布具有自相似性,而湍流强度的分布则不具有相似性。通过分析剪切层中轴向速度脉动、径向速度脉动、压力脉动在空间任意两点上的时空相关性,发现随着伴流速度的增大,脉动量在空间上的相关性减弱,而脉动量向下游的传递速率增加。该研究结果为进一步揭示伴流速度对喷流声场的影响提供基础。

关键词：伴流速度射流高精度大涡模拟时空相关性

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高温条件下材料与结构力学行为的研究进展

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固体力学学报 2010年第6期31卷 679-695页

作者：涂善东轩福贞王国珍华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

本文回顾了最近十年来材料与结构高温力学行为若干热点问题的研究进展,包括高温下材料力学行为的多尺度特性、多组元材料的蠕变力学性能、拘束条件下的高温断裂理论、高温下的结构安全评定理论等.指出:为了保障重大高温装备的安全运行,... 详细信息

本文回顾了最近十年来材料与结构高温力学行为若干热点问题的研究进展,包括高温下材料力学行为的多尺度特性、多组元材料的蠕变力学性能、拘束条件下的高温断裂理论、高温下的结构安全评定理论等.指出:为了保障重大高温装备的安全运行,并为高技术工艺装备的实现提供理论支撑,必须实现时间尺度与空间尺度上的事件的转换与关联,解决高温材料老化的物理化学动力学问题,理清应力应变场与化学动力学过程的相互作用;应强化材料界面缺陷及高温结合强度的微观测量方法与理论分析的研究;需要进一步研究损伤影响下的实际蠕变裂尖应力场,精确描述拘束效应的蠕变裂纹扩展速率模型,以进一步建立拘束下的高温断裂理论;在高温结构的安全评定方面,在目前的失效评定图基础上引入与材料、结构同时关联的损伤维度(时间相关),可望实现较为复杂损伤机制下的失效评定.

关键词：高温力学行为多尺度界面损伤断裂失效评定

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