Ca和Sr是铸造铝硅合金中最有效的变质元素,一般在浇铸前以中间合金的形式加入.然而在废杂铝熔铸再生工业中,原料中常含有微量的Ca和Sr,预控它们在熔炼过程中的含量变化是它们再利用的前提.本文以工业A356铸锭为原料,实验研究了熔炼温度和保温时间对Ca和Sr质量分数变化规律的影响.结果表明:Ca和Sr质量分数随着保温时间延长均呈Exp3P2规律下降,且随熔炼温度升高质量分数下降速率均逐渐提高.根据热力学和动力学分析可知,在废杂铝熔炼再生过程前期主要发生[Ca]和[Sr]与熔体中的氧发生氧化反应生成CaO和SrO,这些氧化物又会与Al2O3反应生成Al2O3·6CaO和Al2O3·SrO,经扒渣操作后Ca和Sr质量分数下降.在熔炼中后期,[Ca]和[Sr]以扩散至熔体表层还原Al2O3的方式使它们的质量分数降低.计算得出在660~740℃熔炼A356合金时Ca和Sr氧化反应的表观活化能分别为182.6 kJ·mol-1和117.8 kJ·mol-1,两者均受化学反应过程控制.根据Ca和Sr质量分数的变化规律建立了它们的质量分数预报模型,经生产验证表明预报误差均小于10%,可用于预报废杂铝熔炼再生过程Ca和Sr的质量分数

焊接过程的数值模拟作为一种有效的计算手段,在焊接温度场及残余应力分布的评价中获得了广泛应用,而焊接热源模型的选择及模型参数的确定直接影响到计算和评价结果的准确性.本文通过对近年来常用的电弧焊接热源模型进行梳理,介绍了其研究进展,分析了不同热源模型的特点及适用性.高斯面热源模型和双椭球体热源模型作为基础热源模型,广泛应用于较小尺寸工件和规则轨迹的焊接过程数值模拟,且具有较高的计算精度;简化热源模型和温度替代型热源模型多用于大厚工件的多层多道焊接及复杂轨迹焊接过程的数值模拟,能够实现效率和精度的统一;多丝电弧焊接热源较为复杂,采用修正后的双椭球体叠加热源模型,计算结果能保证一定的精度;结合型热源模型对熔池形状的描述更灵活,在深熔电弧焊的数值模拟中具有优势.本文可为电弧焊接过程数值模拟的热源模型选择和模型参数确定提供有益参考

随着我国隧道工程建设的快速发展,由隧道病害引发的隧道质量和安全问题越发常见.通过地质雷达探测隧道病害对于减少隧道质量和安全问题具有十分重要的意义,为了提高病害探测的效率及可靠性,基于雷达反射波信号多维度分析,提出一种隧道病害智能辨识的新方法.根据反射波信号时域、频域及时频域分析结果提取病害信号辨识的6个典型特征,利用支持向量机算法对典型特征的训练构建病害信号的二分类模型,实现了病害水平分布范围的自动辨识;再依据病害信号的第一本征模态函数分量振幅包络计算病害深度分布范围,最终实现隧道病害的智能辨识.结合某隧道回填层雷达实测数据对智能辨识算法的性能进行评价,与人工辨识结果的对比表明,该智能算法对于病害的辨识能力较强,病害的识别率高达100%,但辨识结果中同时存在少量误判,准确率达78.6%,满足工程应用的需求.该算法可用于隧道工程各类地质雷达探测数据中病害的智能辨识,而对于其他领域的地质雷达探测数据,本文研究成果亦可为不同类型探测目标智能辨识算法的设计提供可行思路

在贝叶斯理论框架下, 提出了一种基于多源数据融合的深埋硬岩隧道围岩参数概率反演方法.首先, 分析硬岩隧道常用的启裂-剥落界限本构模型中围岩单轴抗压强度、启裂强度与抗压强度比及抗拉强度三个参数不确定性来源, 确定其概率统计特征; 其次, 利用粒子群算法优化多输出支持向量机, 建立反映反演参数与隧道监测数据间非线性映射关系的智能响应面; 最后, 结合贝叶斯分析方法构建概率反演模型, 运用马尔科夫链蒙特卡洛模拟算法实现了围岩参数的动态更新.将该方法应用到某深埋硬岩隧道中, 利用反演的围岩参数计算隧道拱顶下沉点、周边收敛点变化值及开挖损伤区深度, 与监测数据吻合较好.结果表明, 该方法可以实现围岩多参数快速概率反演, 更新后的参数可用于硬岩隧道施工安全风险评估与结构可靠性设计

随着物联网技术的发展，前端传感器的使用使得低合金钢的海水腐蚀监测成为了现实，从而获得了大量的腐蚀数据。针对传统均值法处理双率腐蚀数据带来的数据信息损失以及建模精度下降问题，提出了一种基于综合指标值(CIV)和改进相关向量回归(IRVR)的双率腐蚀数据处理和建模算法(CIV-IRVR)。首先，通过构建CIV表征输入数据的综合影响并采用天牛须搜索(BAS)算法对其参数进行寻优；然后，建立最优CIV序列与输出数据间的线性回归模型将双率数据转化为建模用的单率数据，能够更多地保留原始数据信息；最后，给出了一种BAS算法优化的具有组合核函数的改进相关向量回归建模方法(IRVR)，并建立了针对低合金钢海水腐蚀双率数据的CIV-IRVR预测模型。结果表明：相比于均值方法处理双率腐蚀数据，所提方法将建模样本数量由196提升到了1834；相比于海水腐蚀建模领域常用的人工神经网络(ANN)和支持向量回归(SVR)建模方法，所提模型的平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和决定系数(CD)分别为1.1914 mV、1.5729 mV以及0.9963，在各项指标上均优于对比算法，说明所提模型不仅减少了信息损失还提高了建模精度，对于双率海水腐蚀数据建模具有一定现实意义

为实现结晶器过程可视化和辅助漏钢预报技术，提出一种等值线区域填充法快速高效绘制直观的结晶器在线热像图的方法.该方法通过离散数据网格化、等值线生成和等值多边形填充绘制云图.其中，等值线生成采用网格序列法和单元剖分法结合，避免了已往的等值线追踪和二义性问题，高效准确，实现简单.将该方法与扫描母元法相比，前者绘制云图速度快，保证了精度和质量，优于后者，且算法复杂度的分析也证明了前者时间效率较高.实际应用结果表明，该方法绘制的结晶器在线热像图能很好地反映正常和非正常情况下结晶器内部温度场的特征，可满足实际生产要求

通过对转炉造渣理论和石灰石成渣特性进行分析,结合对石灰造渣\中间排渣+终点留渣\双渣操作方法的深入研究,提出全石灰石双渣法的冶炼控制要点和操作工艺流程.针对石钢公司的生产实际,就特殊钢采用石灰石双渣操作炼钢工艺进行了生产实践.结果表明,采用石灰石双渣工艺能实现终点碳含量([C],质量分数)平均0.16%,终点磷含量([P],质量分数)平均0.011%,终点磷含量降低,可满足特钢品种的终点出钢要求;相比于常用的全石灰双渣工艺,采用全石灰石双渣工艺可以使转炉工序冶炼成本降低2.23元/吨钢,为石钢公司创造了良好的经济效益,具备一定的推广价值

用极化曲线法研究了四氯化钛电解的阴极过程。找出了工艺试验中电解过程初期电流效率低的主要原因,并用控制阴极电位或带隔膜的小电解对极化曲线的结果作了验证。此外,还利用工艺试验数据作电量平衡估算验证了极化曲线的结果。结果表明,我国四氯化钛电解工艺试验电流效率低的主要原因是现有工艺制度下阴极筐的电位接近或达到钠的析出电位,处于钛与低价钠和钠共同析出的状态。阴极筐外表面析出的低价钠和钠由于反复的二次反应而降低电效约30～40%。其次,低价钛窜出到阳极区进行二次反应的结果,在较正常的操作条件下约降低电效5～15%。试验还表明,没有隔膜的敝口四氯化钛电解,若控制阴极电位在析钛区,也能获得较高的电流效率

为了验证综采工作面采空区封闭与惰化过程中相关技术参数的合理性，了解注惰过程中各组分气体体积分数分布及扩散规律，掌握其随时间变化特点，依据气流渗透及扩散理论，运用Fluent软件对采空区封闭后惰化过程进行数值模拟，并采用现场取样化验分析的方法对采空区封闭后注惰过程中气体体积分数进行监测.通过对比发现，模拟结果与监测数据基本吻合，验证了模拟结果的准确性.由模拟结果可知：双\U\型通风系统的存在使得采空区内部空间具有较为均匀的风流流场分布；在正常通风情况下，O2、CO2及N2体积分数随距工作面距离的增加而逐步降低，CH4体积分数以下隅角为中心径向逐步增大；随着注惰进程的推移，O2和N2体积分数随着注惰时间的累积逐步升高，CH4和CO2体积分数则反之

采用光学显微镜、X射线衍射分析、透射电镜、选区电子衍射及常温与高温拉伸试验等检测手段,基于不同回火次数下P91焊接接头显微组织的演化过程研究其对力学性能的影响.结果表明,随着回火次数的增多,接头显微组织主要保留了板条马氏体位向的回火索氏体,主要相为α-Fe相和Fe-Cr相,热影响区的室温及高温强度先增大后减小.在回火一次时,弥散析出的MX (M=V/Nb,X=C/N)型碳氮化物、位错缠结及亚稳态的位错网对接头有一定的析出强化及位错强化作用,其力学性能较佳,高温抗拉强度达最大值232.66 MPa;随着回火次数进一步增多,离散分布的碳化物Cr23C6逐渐偏聚并在晶界处演化为串链状分布,使晶界脆化,强度降低,但韧性有所改善