异质材料零件3D打印兼顾多种优点,在汽车、航空航天、医疗和食品工业等领域具有广阔的应用前景,逐渐成为国内外3D打印领域的研究热点。异质零件主要包括多材料零件、梯度功能材料零件和多相材料零件。不同类别的异质零件(HEO)成形材料在硬度、耐蚀性和环境适应性的表现各不相同。系统性阐述了异质零件成形材料及其制备与性能测试,作为异质零件3D打印的基础。

基于Ramey经典井筒温度计算模型,结合井筒与地层间的热量传递过程分别建立了开井与关井两种生产状态的瞬态井筒温度压力数学模型,分析了不同工况下的井筒传热过程。利用建立模型对现场实际井例进行计算并与商用软件模拟结果进行对比,分析了开井和关井时对应井筒温度压力的分布情况,同时验证了井筒温度与压力预测模型的准确性,为气井实际生产过程中温度压力的预测提供了理论依据。

针对某天线系统电测后出现的故障,通过非线性动态接触仿真方法定量研究了影响簧片电接触可靠性的触点分布,确定了故障原因。通过研究簧片变形和触点、应力间的关系,提出了相应的改进措施,进一步提高了簧片的接触可靠性。

超高分子量聚乙烯胫骨部件的磨损是造成全膝关节置换远期失效的主要原因,假体中股骨和胫骨部件的几何参数是影响膝关节磨损的主要因素之一。基于摩擦功磨损模型对临床中大量使用的捷迈NK-Ⅱ和强生PFC假体分别进行标准步态周期磨损仿真,研究膝关节假体几何结构参数对磨损的影响。结果表明,捷迈NK-Ⅱ假体的体积磨损率显著低于强生PFC假体,其原因是强生PFC假体矢状面形合度相对较大,载荷作用相对集中,而捷迈NK-Ⅱ假体矢状面形合度相对较小,载荷作用相对分散,单个周期内的重叠接触面积相对较小,导致其磨损率偏低;同时捷迈NK-Ⅱ假体冠状面形合度相对较大,导致其平均接触法向应力(接触应力)相对较小,进一步降低了磨损率。

为提供预冷器核心体试验所需要的均匀流,提出了板孔结构加过渡直段的试验方案,并基于仿真分析确认了试验方案的整流效果。为尽可能有效地捕获预冷器出口温度特性,采用优化的试验方案,通过仿真确认其测温有效性,有力地支持了实际的预冷器温度特性试验。

针对高炉内部运行环境复杂、运行状态难以分析的问题,提出基于MOGSA-OLSSVM方案的高炉料面温度场建模与优化方法。根据温度均值、中心区域尺寸、径向温度下降梯度等高炉料面温度场特征信息,采用OLSSVM通过模型映射与线性转换等过程构建高炉料面温度场模型。利用MOGSA算法对影响高炉料面温度场模型应用性能的惩罚函数与核函数等参数进行多目标优化预测最优前沿面,根据预测结果选取与之匹配的权重系数;通过多子群串行搜索方式优化目标函数所得进化信息,提升收敛速度;通过删减解集内的解提升解集整体质量。以某钢铁企业2150 m3高炉为应用对象,对该方法进行验证,结果显示该方法分析高炉料面温度场的平均准确率达到98.15%。

针对关键电力设备综合管控在经济性和全面性方面的不足,在分析电网系统现有经验式管理模式的基础上,基于Java语言建立了针对特定设备的电力设备全寿命周期管控云平台,实现从设备购置到退役、计划检修到故障响应等长时间尺度的跟踪。基于Pod、Deployment、Service和Secret 4种元素建立了设备和平台一对一的管控关系,能够实现电力设备全寿命周期的管理、状态跟踪以及故障预测,通过云平台可查询任一设备的状态信息及历史故障数据。理论分析和实际成本测算结果验证了所建立云平台的有效性与经济性。

随着电气化在农村的逐步推进,农用电气柜所承载的用电功率逐渐增加,内部的散热条件对电气元件的寿命和可靠性有着显著影响。针对农用配电柜的结构特点,对其物理模型进行了适当简化,利用Fluent软件分析了其温度场和流场,对其散热进行优化设计,结果表明在自然对流条件下,母线表面平均温度高达363.75 K,采用2 m/s的风速进行强制冷却后,其表面平均温度为350.75 K,采用4 m/s的风速进行强制冷却后,其表面平均温度为339.15 K,符合母线安全工作温度要求。

针对管道腐蚀预测分析因素复杂且具有较大随机性与模糊性的问题,建立了一种基于集成学习与机器学习算法的PSO-MGM管道腐蚀预测模型。在管道腐蚀检查数据的基础上,以MGM(1,1)为预测模型,采用PSO算法选出最优白化因子,实现了管道腐蚀速率预测。仿真结果表明,所提模型预测值与实际值拟合效果良好,可较为理想地反映管道腐蚀发育情况,相较于标准GM(1,1)预测模型和MGM(1,1)预测模型,其平均相对误差更小,满足预测精度需求,并可具体预测某一管道腐蚀发育情况,具有一定的实际应用价值。

为了提高智能移动机器人不同障碍物条件下的避障效果,基于模糊控制设计智能移动机器人最优避障路线生成系统。利用超声波传感器与红外传感器,通过传感器模块判定机器人的位置与速度,设计三轴运动控制卡作为驱动模块;引入模糊控制,将准确数值转换为模糊语言,并利用三角形隶属函数去除无效质点,以障碍物的斥力控制机器人的行进方向和速度,从而生成智能移动机器人最优避障路线。实验结果表明不同障碍物体积形状以及不同起止点情况下,智能移动机器人都能够有效选择最佳路线前进,且平均耗时为11.15 ms,平均路线长度为18.63 m,整体表现较为优越。