- 付炜;谢海鹏;王鹤峰;陈晨;别朝红;
为及时有效地制定配电网拓扑重构策略以提升负荷快速恢复能力，基于量子计算的优越性，提出混合量子-经典(HQC)算法的弹性配电网灾后拓扑重构方法。首先，构建基于HQC算法的灾后配电网拓扑重构模型，以实现实际场景、优化问题、嵌入算法相应模块在量子计算和经典计算环境下的协作交互过程。然后，将配电网拓扑重构问题构造为无约束离散优化子问题和有约束连续优化子问题，提出量子退火嵌入式交替方向乘子(QA-ADMM)算法，将离散子问题等效映射成量子可解释的伊辛模型后，部署在D-Wave量子退火计算机中，并与经典计算机中连续子问题迭代求解，采用自适应惩罚因子调节机制加速算法收敛。最后，通过IEEE 14、33、69、123以及改进的205节点的不同规模配电系统，分析验证了QA-ADMM算法的有效性、稳定性与可扩展性。结果表明，惩罚因子、目标函数惩罚项系数、量子退火中采样读取次数会影响所提算法的精度和收敛速度；优化问题规模扩大后，所提混合量子-经典算法计算优势更加明显，205节点配电系统算例下，计算效率较经典计算可提升约34%。
2025年01期 v.59 1-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 3812K] [下载次数：559 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ] - 黄翰锟;王秀丽;张恒源;李洁;李亚飞;
为应对电力系统内同步资源占比逐渐下降给系统频率安全带来的挑战，从储能参与快速调频、提高系统频率安全性的实际需求出发，基于有储能参与的电能量和备用市场出清模型展开推导。依次分析了无储能参与和有储能参与时系统的频率响应过程，确定了储能提供快速调频和二次调频的约束条件，建立了独立储能参与的电能量和备用市场、调频辅助服务市场(包含快速调频)的联合出清模型，并给出了该模型下电能量、运行备用、快速调频和二次调频的定价机制。所提模型涉及了惯量响应、快速调频、一次调频和二次调频4个阶段，反映了电力系统全阶段频率安全特性。仿真结果表明，相比无储能参与的联合出清模型，所提模型在IEEE-30和NREL-118算例下系统运行成本分别降低了约0.72%和0.47%,在提高了系统频率安全性的同时实现了系统运行成本的降低。
2025年01期 v.59 17-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1464K] [下载次数：1012 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 祝丽花;刘平;谷雨茜;郝建英;田子豪;杨庆新;
为准确分析高速增强型电磁能推进装置枢轨接触特性，提出了一种数值计算与实验测量相结合的方法，对推进装置枢轨接触特性进行动态分析。首先，建立接触电阻与膛口电压、轨道电流、磁场等物理量之间的数学模型，并设计实验对膛口电压、轨道电流、电枢速度以及空间磁场等装置参数进行测量；其次，通过膛口电压与轨道电流等实验测量数据和有限元数值计算结果，对增强型电磁能推进装置枢轨接触电阻进行计算；进一步根据接触电阻计算结果与电枢速度特性曲线，对不同阶段下推进装置枢轨接触特性进行分析；最后，将服役后的导轨进行拆解和形貌扫描，通过样貌图侧面验证了不同阶段接触特性分析的可靠性。研究结果表明：初始阶段枢轨接触电阻最大可达8.5 mΩ,且轨道在此阶段损伤较为严重；在加速至中高速阶段，接触电阻基本平稳在0.78 mΩ左右，枢轨接触状态较为稳定；在高速运动至出口阶段，接触电阻波动幅度较大，电接触稳定性差。研究内容可为轨道磨损以及提高系统性能等提供基础数据和新的可靠参考。
2025年01期 v.59 28-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 2380K] [下载次数：317 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 高淑萍;杨莉莉;武心宇;周晋宇;宋国兵;
针对因结构复杂导致的混合三端直流输电线路故障定位困难的问题，提出了一种结合变分模态分解算法与改进卷积神经网络(CNN)的故障定位方法(VMD-CNN)。首先，利用PSCAD/EMTDC软件构建混合三端直流输电系统模型，获得故障电流数据，应用克拉克变换对其解耦，获取故障电流的线模分量；其次，对得到的线模分量进行变分模态分解(VMD),得到多个本征模态函数(IMF)分量，选取特征信息最丰富的IMF分量作为VMD-CNN模型的输入；然后，利用高效的分类模型支持向量机(SVM)判别故障发生的区域，将提取到的IMF分量作为SVM输入进行训练学习，可以准确判断出故障发生区域；最后，搭建VMD-CNN模型进行故障定位，挖掘出行波信号中蕴藏的故障信息，同时通过麻雀搜索算法优化CNN中的超参数，实现混合三端直流输电线路的精确定位。仿真结果表明：过渡电阻为100Ω,不同故障位置情况下的定位相对误差均在0.17%以内；故障位置为460 km,不同过渡电阻情况下的定位相对误差均在0.25%以内；过渡电阻为50Ω,不同故障类型情况下的相对误差均在0.3%以内。所提方法能够提升不同故障位置、过渡电阻和故障类型下的定位准确性。
2025年01期 v.59 37-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 2136K] [下载次数：483 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 刘朝晖;彭乐钦;李沛奇;杨宝娥;王玫;
为探究3D打印再生冷却通道在液体火箭发动机推力室中的替代应用特性，研制了具有不同内表面粗糙度的正弦波纹结构3D打印304不锈钢矩形通道。内截面名义尺寸为2.0 mm×2.0 mm,设计粗糙度分别为6.3、25.0、100.0μm,实际粗糙度Ra分别为11.88、12.70、17.53μm,通过将高温电阻率法和像素法相结合获得了3D打印通道的实际内径和壁厚，修正了火箭煤油流动换热的内壁温和热流密度，建立了3D打印粗糙通道内火箭煤油流动换热特性试验研究方法。试验参数如下：压力处于15～20 MPa范围、质量流速在12 450～24 900 kg·m~(-2)·s~(-1)之间、热流密度为5～15 MW·m~(-2)、流体温度为-150℃。研究结果表明：火箭煤油流动换热特性受到热流密度、流体温度和质量流速的影响；流体温度处于50～135℃范围内，换热系数增加约25%～33%;热流密度处于5.0～15.0 MW·m~(-2)范围内，换热系数增加了8.3%;质量流速为12 450～24 900 kg·m~(-2)·s~(-1)范围内，换热系数增加了60.2%。粗糙度增加对火箭煤油流动换热起到强化作用，粗糙度从11.88μm增加到17.53μm时，换热强化幅度超过20%以上。该研究可为3D打印通道在火箭发动机推力室中的替代应用提供参考。
2025年01期 v.59 47-55+67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2590K] [下载次数：216 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 许博;胡鸿飞;王海军;
针对高温高压流动工况下，空化状态判断困难、传统分析方法难以有效提取压力脉动信号中的有效信息的问题，以孔板为对象，开展了高温高压水的空化实验，并提出了一种基于遗传算法的自适应变分模态分解(AVMD)算法。该算法通过结合中心频率法、遗传算法、功率谱熵和相对能量等技术，自适应地确定变分模态分解算法中的超参数并有效去除信号中的噪声成分，提高了空化特征的提取精度。结果表明：AVMD算法能够精确捕捉到高温高压水流经孔板时空化现象的发生和发展，识别空化起始点、转捩点以及空化强度的变化；当高温高压水流经孔板后，压力脉动的无量纲频率在0.04～0.35、压力脉动的无量纲幅值在0.014～0.067时，空化现象开始出现；随着空化强度增加，管内压力脉动幅值和频率整体呈增大趋势；空化起始转捩点及空化严重转捩点与入口压力和工质入口过冷度密切相关。AVMD算法能够有效提高空化特性分析的精度，尤其是在复杂流动条件下的空化预测，为压水堆核电站冷却剂系统和高压蒸汽系统的稳定运行提供理论依据和参考。
2025年01期 v.59 56-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 3560K] [下载次数：293 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 李维腾;郭泽瑞;韩磊;杨冬;
针对深度调峰时超临界循环流化床锅炉水冷壁管道内的汽液两相流动不稳定问题，提出了一种适用于不同工况的频域法数学模型。通过对质量、能量、动量方程进行小扰动线性化后经拉普拉斯变换得到了用于描述管道内汽液流体流动稳定性的传递函数，通过图解奈奎斯特图的方法判断管内工质流动的稳定性。然后，通过该模型计算了某350 MW超临界循环流化床锅炉水冷壁管段的不稳定边界并研究了不同参数对流动不稳定特性的影响。计算结果表明：所选回路在20%和50%锅炉最大连续蒸发量负荷发生流动不稳定时，热负荷分别为76.09 kW·m~(-2)和113.52 kW·m~(-2),水冷壁管道流动稳定且安全；入口过冷度对临界热流密度的影响呈非单值性；增大质量流速使流体的进口和出口密度差减小，有利于流动的稳定；增大入口节流系数，可以抑制入口处流量的脉动，有利于流动的稳定；在不同的工况条件下，改变管段倾斜角度会对流动稳定性产生不同的影响。
2025年01期 v.59 68-77+92页 [查看摘要][在线阅读][下载 2109K] [下载次数：371 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 李桉琦;苏博;林梅;王秋旺;
针对海洋动力平台和船舶动力装置中T型圆管通道内冷热流体间的热混合机理尚不清楚的问题，利用大涡模拟方法，对不同支管布置方式高温高压工况下(运行压力为10 MPa,进口流体温差为275 K,摇摆雷诺数为41 500)的多力场耦合T型圆管通道内流体热混合机理进行数值研究。利用提出的混合系数定量评价了不同布置方式下T型圆管通道内流体混合效果，利用均方根温度定量评价了不同布置方式下T型圆管通道管壁处温度脉动情况。结果表明：剪切层和尾迹区内涡结构与温度场存在时间和空间上的协同机制，且涡脱落频率和温度脉动频率基本相同，脱落频率为19.3 Hz;附加惯性力引起T型圆管通道内涡结构和温度场在时间和空间上周期性变化，加速了流体混合过程，削弱了浮升力和重力引起的热分层现象，同时增大了流体域内温度波动，长度约为10.2 D(D为主管内径);与对应的静止工况相比，支管竖直向上、水平和竖直向下布置时，摇摆条件下混合系数分别增大了10.8%、18.3%和27.8%;摇摆条件竖直向下布置时，管壁处温度均方根峰值最大为0.16,约为静止工况的2倍。因此，支管竖直向上布置时，热混合效果最好，热分层现象最弱，在实际应用中应被优先考虑。
2025年01期 v.59 78-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 5227K] [下载次数：197 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 任效效;李小龙;薛凯;吴炫;韩小渠;王进仕;严俊杰;
为实现数据中心的低碳转型和能效提升，提出了一种集成多种可再生能源和储能设备的多能互补分布式能源系统作为其供能系统。建立了包含生命周期成本、碳排放、能耗、电网购电率和热量浪费率等指标的优化目标体系。制定了两种考虑负荷特征的运行策略，采用改进的多目标蝗虫优化算法对系统容量配置进行求解。为了分析优化目标和运行策略对系统优化的影响，通过组合不同优化目标和运行策略形成了多种优化设计方案，采用层次分析法和熵权法确定评价指标的权重，并利用多准则妥协解排序法进行评价排序。针对青海省某数据中心的案例，获得其能源系统的优化设计与运行方案。研究表明：运行策略主要影响吸收式制冷机和地源热泵的容量，而优化目标主要影响储能设备的容量；在相同的运行策略下，增加优化目标可提升系统的综合性能；对于不同的方案，生命周期成本、碳排放、能耗等基础优化目标值变化较小，而电网购电率和热量浪费率变化较大；通过实施五目标优化，即在基础优化目标的基础上增加热量浪费率、电网购电率，系统的综合性能得到了显著提升，其中热量浪费率和电网购电率分别降低了62.30%和25.92%,可再生能源发电占比增加了2%。
2025年01期 v.59 93-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 3163K] [下载次数：1567 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 何伟;肖俊峰;高松;李园园;于飞龙;伍赫;
针对用于透平叶片前缘的旋流冷却结构，为了改善其冷气发展空间、提高综合冷却性能，提出了一种布置在冷却腔内的插芯结构。基于简化旋流冷却结构，采用数值模拟方法研究了插芯结构对旋流冷却靶面换热系数、综合冷却性能、流量分配、流动结构等的改善效果和作用机理。结果表明：增设插芯结构后，在射流雷诺数5 000～20 000范围内，旋流冷却结构的靶面面积平均努塞尔数增加了5.9%～8.3%,综合冷效因子增加了5.2%～6.6%,吸力侧努塞尔数提高了14.8%～16.6%,相邻喷嘴间流量的最大差从18%削减到5%。插芯结构削减了上游射流在旋流腔轴心处的发展空间，抑制了旋流回流和旋流涡核的形成，降低了上游冷气对新鲜射流的干扰，强化了旋流对壁面边界层的削弱效果，从而有效增加了旋流结构的一致性并提高了靶面换热系数的强度和均匀性。
2025年01期 v.59 105-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 4396K] [下载次数：102 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 夏晓华;柴玉琳;岳鹏举;杨治;秦绪芳;
针对现有的聚焦程度评价方法在图像场景内容改变时不能正确评价图像聚焦程度的问题，基于“分类+拟合”的思想，提出了一种与高斯模糊标准差完全等价的图像聚焦程度评价方法。首先，建立了以有限高斯模糊标准差为标记的图像聚焦程度分类数据集；然后，构建了用于提取图像高斯模糊标准差分类分数的非对称核卷积神经网络(AKC-net);最后，采用三次样条插值函数拟合AKC-net全连接层输出的分类分数以及对应的高斯模糊标准差，以最大分数对应的标准差作为图像的聚焦程度评价结果，并在Waterloo数据集和实际拍摄图像上分别进行仿真实验和实拍实验。结果表明：所提方法在不同聚焦图像上分类的平均准确率可达到97.7%,得到的评价结果与高斯模糊标准差真值的均方根误差和平均绝对误差均小于0.07,且实际拍摄图像的聚焦测度值与图像内容无关，实现了图像聚焦程度的绝对评价。
2025年01期 v.59 116-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1972K] [下载次数：126 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陈涛;李晓娟;刘建璇;王立忠;
针对机械臂建模参数精准性与扰动不确定性的精确轨迹跟踪控制问题，提出了一种非奇异快速终端滑模控制与迭代学习控制相融合的控制方法。首先，为保证跟踪误差的收敛速度，避免收敛中的奇异性问题，设计采用饱和函数趋近律的非奇异快速终端滑模控制器。其次，为进一步提高轨迹跟踪精度，设计误差迭代学习控制器，并对所设计的控制器进行了收敛性分析。最后，在Simulink软件中搭建所提方法的控制系统，进行迭代控制与对比控制仿真实验，并同步开展机械臂跟踪控制真机实验。结果表明：在迭代实验中，关节最大平均稳态误差提升了72%;在对比实验中，与比例微分(PD)型迭代学习控制和PD型线性滑模控制相比，最大平均稳态误差分别提升了97%、51%,最大响应调整时间分别减少70%、50%;在真机实验中，机械臂跟踪误差稳定在[-0.05,0.05] rad区间内。实验结果充分验证了所提控制方法的正确性与有效性，为解决机械臂轨迹跟踪中的不确定性问题提供了一种有效的控制方案。
2025年01期 v.59 125-135+147页 [查看摘要][在线阅读][下载 3807K] [下载次数：1097 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 吴洪伍;盖绍彦;达飞鹏;
针对现有基于深度学习的超分辨率方法存在参数冗余以及难以学习到全局上下文信息、重建图像高频特征能力欠佳的问题，提出一种基于感受野优化与渐进特征融合的超分辨率网络(RPSRnet),其在单幅图像重建方面实现了较高的性能。该网络采用像素注意力机制与大感受野卷积相结合的方式，设计两条渐进路径将输入表征为不同层次的特征抽象，增强网络捕获上下文信息的能力，同时减少了网络参数冗余。通过分层卷积和多重感受野分支，在保持轻量卷积的前提下，于分层的多路径上学习不同尺度的融合特征，增强网络重建边缘细节和复杂纹理特征的能力。实验结果表明：相比于先进算法，所提算法在基准测试集Set5上的峰值信噪比达到32.47 dB,在测试集Set14上达到28.81 dB,优于现有的先进算法，且网络参数更少，实现了9%的参数缩减，从而验证了算法的有效性。
2025年01期 v.59 136-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 2524K] [下载次数：277 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 肖志毅;沙连森;邹学坤;黄锟;李永斌;刘斌;
针对现有轨迹跟踪控制方法较难兼顾控制精度与稳定性的问题，提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)控制理论的鲁棒控制方法。基于拉格朗日法建立机器人动力学模型，将动力学参数分为确定的名义部分与不确定部分；结合U-K理论与系统名义部分参数确定外骨骼机器人系统理想运动轨迹约束下的名义部分控制力矩；为消除机器人系统不确定部分的影响，引入鲁棒控制器，通过划分不确定性边界确定其应输出的额外控制力矩。仿真结果表明：相较于传统PID算法，基于U-K控制理论的鲁棒控制的外骨骼机器人髋关节、膝关节角度的轨迹跟踪控制精度分别提高了76.4%和96.8%。基于设计的下肢外骨骼机器人样机进行轨迹跟踪对比实验，实验结果表明：基于该方法的下肢外骨骼髋关节、膝关节角度的轨迹跟踪精度为0.467 0°和0.114 1°,相比作为对照的PID算法，分别提高了82.6%和86.8%,同时系统整体控制周期缩短了56.6%,该控制方法具有更高的同步性、控制精度与稳定性。
2025年01期 v.59 148-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 2176K] [下载次数：577 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 赵雷雷;张浩;于曰伟;甄冉;丁钒;单溪玉;丁家和;
为解决车辆主动悬架系统减振效果与控制能耗间的矛盾，基于“数字孪生、以虚控实、节能减振”理念，提出了主动空气悬架系统的理想孪生动挠度跟踪控制策略。首先，以车辆座椅主动空气悬架系统为例，利用准零刚度系统构建了真实空气悬架系统的理想数字孪生体，同时建立了该孪生体的参数匹配设计方法；然后，以空气弹簧气体压力控制为节点，设计了外环位置模糊非奇异快速终端滑模控制器，以及考虑空气弹簧充放气过程中电磁阀非线性流量特性的内环气压控制器，进而实现真实悬架系统对实际激励下孪生体动挠度的跟踪；最后，通过台架模拟实验与整车平顺性仿真实验，对所提控制策略的有效性与先进性进行了验证。结果表明：与以降低加速度为控制目标的传统控制策略相比，所提策略在随机路况下的座椅垂向振动加速度均方根更小且控制能耗均方根最小降幅达65.0%,冲击路况下座椅垂向振动剂量也更小且主动控制力最大降幅高达45.5%。所提策略性能明显优于传统策略，能在有效提高悬架系统减振性能的同时大幅降低主动控制能耗，有效解决了上述矛盾，可推广应用于各类主动悬架系统，为节能减振提供新的研究思路。
2025年01期 v.59 159-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 3442K] [下载次数：519 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 李季风;耿宇宇;贾晋;廖兴林;路青洋;
针对电动汽车车载充电机的设计过程中普遍存在的电磁干扰频率范围广、干扰源复杂的问题，提出了一种基于端口阻抗测试的等效电路建模和系统级协同仿真方法。首先，通过对车载充电机系统各部件进行阻抗测试和三维电磁仿真，建立了无源器件、端口滤波器和高压屏蔽线缆模型，提取了系统印制电路板关键回路的高频寄生参数。其次，建立了有源器件的仿真电路模拟器等效模型，并通过双脉冲实验验证模型的精度；针对功率因数校正电路控制环节的仿真与建模难以同步实现的问题，采用协同建模的方法构建整个系统的等效电路模型。最后，将各部件模型组合在一起，建立了完整的车载充电机系统传导电磁干扰预测模型，并依据相关测试标准进行了系统传导电磁干扰仿真和实验。结果表明：在150 kHz～30 MHz频率范围内，预测结果与实际结果的误差小于9 dB,具有良好的一致性，表明该模型能够精确预测车载充电机系统高压交流端的传导干扰水平，可以有效指导充电机系统的电磁兼容正向设计。
2025年01期 v.59 172-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 3035K] [下载次数：455 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 刘硕;程许;王燕兰;张松;张传禹;韦学勇;
针对当前六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)微球制备中粒径较大且均匀性差的问题，提出了一种能够控制液滴生成模式的声流控技术。该技术将液滴微流控技术与声表面波技术相结合，提高了含能乙酸乙酯液滴的尺寸均匀性，利用溶剂-非溶剂重结晶法制备了微米级CL-20/NC含能微球。采用高速相机对液滴生成过程进行监测，结果显示，声表面波技术能有效控制液滴生成模式的转变，避免液滴生成过程中因材料析出和通道堵塞等原因引起的液滴生成模式的不可控转变，实现了液滴均匀连续的生成。使用场发射扫描电镜对具有不同CL-20含量、不同NC含量和不同粒径的微球形貌进行了表征，结果显示，通过降低CL-20含量、增加NC含量或增大微球粒径等方式，可以降低微球的表面粗糙度，减少表面缺陷，同时在声表面波技术辅助下，微球粒径变异系数从39.33%降至7.51%,极大地提高了微球的均匀性。通过X射线衍射仪和热质量分析仪对具有不同粒径的CL-20/NC微球的晶体结构和热力学性能进行了表征，结果显示，中位粒径为20μm的微球(分解峰温为229.04℃)的热稳定性优于中位粒径为7μm的微球(分解峰温为228.22℃)的热稳定性，而中位粒径为7μm的微球的反应剧烈程度与能量密度较大，其损失质量率(84.3%)和放热量(12.05 mW/mg)均高于中位粒径为20μm的微球的损失质量率(80.2%)和放热量(8.84 mW/mg)。声流控技术成功制备了粒径更小且均匀性显著提高的CL-20/NC含能微球，为高能量密度材料的优化设计与应用提供了重要参考。
2025年01期 v.59 183-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 2611K] [下载次数：260 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 周远琴;李映君;李宏宇;王桂从;
针对极端环境下高温传感器的可靠性受限于热应力，导致传感器零漂和温漂甚至失效的问题，提出了一种基于热-结构耦合的高温压电式力传感器热应力计算方法及其有限元模型。基于平衡方程和热-弹性理论，建立了传感器热弹性力学物理方程，分析了封装材料和温度对压电式力传感器热应力的影响规律。通过分析高温环境下压电式力传感器的热应力分布，确定传感器应力集中位置。对传感器热应力进行溯源，得到封装材料和晶组材料的热膨胀系数不一致导致热失配应力产生。将随机振动功率谱密度转换为加速度时域信号，利用多物理场耦合方法，分析得到传感器的最大热应力为134.61 MPa,小于材料的屈服强度300 MPa,验证了传感器在高温、高压和随机振动综合环境下具有良好的可靠性。通过研究氧化铝和氧化锆绝缘层对传感器最大热应力的影响，研究结果表明，温度为420℃时氧化铝绝缘层传感器的最大热应力比无绝缘层传感器的最大热应力小9.18 MPa,比氧化锆绝缘层传感器最大热应力小79.31 MPa,该工作可为高温环境下减小传感器热应力措施提供一定的参考。
2025年01期 v.59 194-205页 [查看摘要][在线阅读][下载 3568K] [下载次数：750 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 邸娟;王程波;贺磊;牛亚龙;彭超义;王建锋;
为解决材料汽蚀损伤后剩余使用寿命预测困难的科学问题，提出了一种融合卷积神经网络技术的寿命预测方法，具体采用残差网络(ResNet)模型，并嵌入坐标注意力机制(CA),通过对模型进行卷积、通道数及下采样方式的优化，构建改进的坐标残差网络(CA-ResNet)模型，以实现对17-4PH材料汽蚀损伤后剩余使用寿命的精确预测。基于超声波汽蚀试验得到的汽蚀特性曲线，通过逻辑回归(Logistic)方程对汽蚀阶段进行定量划分，并定义寿命系数ζ,同时借助超景深显微镜获取材料损伤后不同时刻的显微图像数据库，并与寿命系数ζ相对应。研究结果表明，改进的CA-ResNet网络模型在CIFAR10公开数据集上验证准确率可达92.2%,在收集的17-4PH材料的汽蚀损伤数据集上的验证准确率可达93.2%,相比ResNet18网络模型，准确率分别提高了1.5%和3.5%。通过学习率、批处理量等超参数优化后，该模型在汽蚀损伤数据集上准确率可达95.0%。采用端到端的数据驱动思想，可实现从汽蚀损伤形貌到汽蚀寿命的精确预测。
2025年01期 v.59 206-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 1909K] [下载次数：377 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 俞兵;胡海军;谢国山;李涌泉;李秀峰;
为了准确评估熔盐罐罐底角焊缝服役过程中的疲劳可靠性，将应力影响因素和疲劳模型参数随机化，提出了一种基于应力-强度干涉理论的角焊缝疲劳可靠性评估方法。通过雨流计数法获得典型的熔盐液位变化幅值并统计其出现频率；建立了真实尺寸的角焊缝数值模型并获得其应力分布；基于角焊缝尺寸、载荷等应力影响因素的正态分布模型，应用拉丁超立方抽样方法对其抽样统计，从而获得角焊缝焊趾处等效结构应力的分布模型；对ASME BPVC.Ⅷ.2—2023标准中疲劳寿命模型的主应力-寿命曲线参数进行随机化，基于应力-强度干涉理论，建立了角焊缝疲劳可靠性评估模型；对某光热装置低温熔盐罐罐底角焊缝的疲劳可靠性进行实例分析。结果表明：一个季度内熔盐罐液位变化主要有6种典型工况，最大液位波动为1.55～12.39 m;角焊缝最大应力位于其内侧焊趾处，为301.5 MPa;多载荷下角焊缝的疲劳寿命均值为46 a,服役3 a后角焊缝的疲劳失效概率为0.040 6,服役30 a后的失效概率为0.335 9。
2025年01期 v.59 215-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 1910K] [下载次数：527 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] 下载本期数据