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激光冲击强化下泵头体材料表面残余应力演化仿真及试验研究
1
作者
周思柱
杨子彧
+1 位作者
李林
曾云
《现代制造工程》
北大核心
2025年第6期1-10,共10页
聚焦压裂泵泵头体这一油气开采关键部件的使用寿命问题,采用激光冲击强化技术对泵头体材料30CrNi2MoVA进行表面处理,通过数值模拟和试验验证相结合的方式研究了不同光斑搭接率(30%、50%和70%)对材料表面残余应力分布及力学性能的影响规...
聚焦压裂泵泵头体这一油气开采关键部件的使用寿命问题,采用激光冲击强化技术对泵头体材料30CrNi2MoVA进行表面处理,通过数值模拟和试验验证相结合的方式研究了不同光斑搭接率(30%、50%和70%)对材料表面残余应力分布及力学性能的影响规律。采用仿真的方法分析了激光冲击强化前后泵头体内腔的应力分布情况,并结合材料的S-N曲线计算了疲劳寿命。结果表明,利用X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)试验测得光斑搭接率为30%、50%和70%的表面残余压应力值分别为-690、-666和-567 MPa,随着光斑搭接率的增大,残余压应力和影响层深度减小;光斑搭接率为30%条件下残余压应力影响层深度达1.580 mm,较其他条件下显著增加;仿真结果与试验之间的误差依次为6.5%、6.2%和8.8%,表明数值模拟结果具有较高的可靠性。同时,光斑搭接率为50%对材料的力学性能提升最为显著,该条件下材料的延伸强度和抗拉强度分别提高了5.3%和3.6%。泵头体内腔的最大等效应力值由激光冲击强化前的599 MPa降低至505 MPa,疲劳寿命由处理前的123651次增加至398107次。该研究为激光冲击强化技术在压裂装备领域的应用提供了重要的理论依据和工艺参考,对提升泵头体使用寿命具有积极意义。
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关键词
激光冲击强化
残余应力
光斑搭接率
X射线衍射试验
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职称材料
渐开线槽磁极改进磁粒研磨毛刺效果的试验研究
被引量：
2
2
作者
杨子彧
焦安源
+1 位作者
丁浩东
韩冰
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期329-337,共9页
目的改善传统磁粒研磨去除毛刺时磁感应强度变化率小、磨粒飞溅损耗严重等问题,设计带渐开线槽的磁极,通过优化磁场分布和逆渐开线展开转动的方式提高毛刺去除的效率和质量。方法基于渐开线原理,设计不同基圆直径的磁极沟槽,仿真了磁感...
目的改善传统磁粒研磨去除毛刺时磁感应强度变化率小、磨粒飞溅损耗严重等问题,设计带渐开线槽的磁极,通过优化磁场分布和逆渐开线展开转动的方式提高毛刺去除的效率和质量。方法基于渐开线原理,设计不同基圆直径的磁极沟槽,仿真了磁感应强度云图及磁感应强度曲线,并与传统磁极进行平面研磨对比试验,通过综合分析优选磁极槽类型。对镍基高温合金GH3128螺旋铣孔板开展磁粒研磨孔切出毛刺的试验研究,分析主轴转速、磨粒填充量和磨粒粒径对孔缘毛刺去除的影响,得到渐开线槽磁极磁粒研磨孔切出毛刺的较佳工艺参数方案。结果使用基圆直径为8mm的渐开线槽磁极研磨平面时,其有效研磨面积更大,在主轴转速为1600 r/min、磁性磨粒平均粒径为250μm、进给速度为0.05 mm/s、磁性磨粒填充量为30 g、加工间隙为2 mm的工艺条件下研磨镍基高温合金GH3128孔板18 min后,孔切出毛刺平均高度由原始的29.6μm降至10.2μm,毛刺的平均宽度从原始的288.6μm降至169.4μm。结论带渐开线槽的磁极改善了磁感应强度变化梯度,抑制了磁性磨粒的飞溅损耗,加速了磨粒切削刃的更新,使研磨效率和研磨均匀性都得到提高。此外,该加工方案可为其他类型毛刺的去除提供参考。
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关键词
磁粒研磨
磁极
镍基高温合金
孔
毛刺去除
渐开线槽
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职称材料
施用南荻生物炭对水稻养分利用特征的影响
被引量：
2
3
作者
曾雯
胡旺
+1 位作者
杨子彧
张玉平
《农业资源与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期689-698,共10页
为实现南荻秸秆炭化利用,缓解洞庭湖区因秸秆处置不当造成的环境压力,评估南荻生物炭农用增效潜力,本研究选用南方第四纪红土母质发育的红黄泥和花岗岩母质发育的麻砂泥水稻土,设置6个不同用量的南荻秸秆生物炭处理(质量比0、1%、2%、4%...
为实现南荻秸秆炭化利用,缓解洞庭湖区因秸秆处置不当造成的环境压力,评估南荻生物炭农用增效潜力,本研究选用南方第四纪红土母质发育的红黄泥和花岗岩母质发育的麻砂泥水稻土,设置6个不同用量的南荻秸秆生物炭处理(质量比0、1%、2%、4%、6%和8%,0~20 cm土层),采用水稻盆栽试验,探究南荻秸秆生物炭不同施用量对两种类型土壤水稻养分利用特征的影响。结果表明,南荻秸秆生物炭不同施用量和土壤类型对水稻各器官及地上部干物质累积、养分吸收均有影响。与不添加生物炭相比,添加生物炭处理下的麻砂泥和红黄泥水稻地上部干质量分别提高了0.6%~18.6%和15.5%~42.4%;添加4%生物炭的麻砂泥水稻地上部氮、磷和钾养分累积量分别提高了8.6%、10.5%和82.5%,红黄泥水稻分别提高了33.8%、100.0%和125.3%;二次回归方程与肥炭耦合模型拟合表明,麻砂泥和红黄泥水稻氮素利用的生物炭适宜添加量分别为2.51%和4.80%,磷素利用的生物炭适宜添加量分别为4.33%和7.03%,钾素利用的生物炭适宜添加量分别为4.67%和4.81%。因此,施用南荻生物炭有利于促进水稻氮磷钾养分累积和生长,生物炭添加量与土壤条件是影响肥炭耦合效应的重要影响因素。
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关键词
南荻
生物炭
水稻
土壤
养分累积
肥炭耦合
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职称材料
题名
激光冲击强化下泵头体材料表面残余应力演化仿真及试验研究
1
作者
周思柱
杨子彧
李林
曾云
机构
长江大学机械工程学院
出处
《现代制造工程》
北大核心
2025年第6期1-10,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(52174018,51674040)
武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室开放基金资助项目(MTMEOF2022B01)。
文摘
聚焦压裂泵泵头体这一油气开采关键部件的使用寿命问题,采用激光冲击强化技术对泵头体材料30CrNi2MoVA进行表面处理,通过数值模拟和试验验证相结合的方式研究了不同光斑搭接率(30%、50%和70%)对材料表面残余应力分布及力学性能的影响规律。采用仿真的方法分析了激光冲击强化前后泵头体内腔的应力分布情况,并结合材料的S-N曲线计算了疲劳寿命。结果表明,利用X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)试验测得光斑搭接率为30%、50%和70%的表面残余压应力值分别为-690、-666和-567 MPa,随着光斑搭接率的增大,残余压应力和影响层深度减小;光斑搭接率为30%条件下残余压应力影响层深度达1.580 mm,较其他条件下显著增加;仿真结果与试验之间的误差依次为6.5%、6.2%和8.8%,表明数值模拟结果具有较高的可靠性。同时,光斑搭接率为50%对材料的力学性能提升最为显著,该条件下材料的延伸强度和抗拉强度分别提高了5.3%和3.6%。泵头体内腔的最大等效应力值由激光冲击强化前的599 MPa降低至505 MPa,疲劳寿命由处理前的123651次增加至398107次。该研究为激光冲击强化技术在压裂装备领域的应用提供了重要的理论依据和工艺参考,对提升泵头体使用寿命具有积极意义。
关键词
激光冲击强化
残余应力
光斑搭接率
X射线衍射试验
Keywords
laser shock strengthening
residual stress
spot overlap rate
X-Ray Diffraction(XRD)test
分类号
TG144 [金属学及工艺—金属材料]
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职称材料
题名
渐开线槽磁极改进磁粒研磨毛刺效果的试验研究
被引量：
2
2
作者
杨子彧
焦安源
丁浩东
韩冰
机构
辽宁科技大学机械工程与自动化学院
辽宁科技大学应用技术学院
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期329-337,共9页
基金
辽宁省教育厅项目(LJKZ0295)
辽宁省自然科学基金(2019–ZD–0029)。
文摘
目的改善传统磁粒研磨去除毛刺时磁感应强度变化率小、磨粒飞溅损耗严重等问题,设计带渐开线槽的磁极,通过优化磁场分布和逆渐开线展开转动的方式提高毛刺去除的效率和质量。方法基于渐开线原理,设计不同基圆直径的磁极沟槽,仿真了磁感应强度云图及磁感应强度曲线,并与传统磁极进行平面研磨对比试验,通过综合分析优选磁极槽类型。对镍基高温合金GH3128螺旋铣孔板开展磁粒研磨孔切出毛刺的试验研究,分析主轴转速、磨粒填充量和磨粒粒径对孔缘毛刺去除的影响,得到渐开线槽磁极磁粒研磨孔切出毛刺的较佳工艺参数方案。结果使用基圆直径为8mm的渐开线槽磁极研磨平面时,其有效研磨面积更大,在主轴转速为1600 r/min、磁性磨粒平均粒径为250μm、进给速度为0.05 mm/s、磁性磨粒填充量为30 g、加工间隙为2 mm的工艺条件下研磨镍基高温合金GH3128孔板18 min后,孔切出毛刺平均高度由原始的29.6μm降至10.2μm,毛刺的平均宽度从原始的288.6μm降至169.4μm。结论带渐开线槽的磁极改善了磁感应强度变化梯度,抑制了磁性磨粒的飞溅损耗,加速了磨粒切削刃的更新,使研磨效率和研磨均匀性都得到提高。此外,该加工方案可为其他类型毛刺的去除提供参考。
关键词
磁粒研磨
磁极
镍基高温合金
孔
毛刺去除
渐开线槽
Keywords
magnetic abrasive finishing
magnetic pole
nickel-based superalloy
hole
burr removal
involute grooves
分类号
TG580.6 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
施用南荻生物炭对水稻养分利用特征的影响
被引量：
2
3
作者
曾雯
胡旺
杨子彧
张玉平
机构
湖南农业大学资源学院
出处
《农业资源与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期689-698,共10页
基金
湖南省重点研发计划项目(2019NK2021)
国家重点研发计划项目(2018YFD0800500)。
文摘
为实现南荻秸秆炭化利用,缓解洞庭湖区因秸秆处置不当造成的环境压力,评估南荻生物炭农用增效潜力,本研究选用南方第四纪红土母质发育的红黄泥和花岗岩母质发育的麻砂泥水稻土,设置6个不同用量的南荻秸秆生物炭处理(质量比0、1%、2%、4%、6%和8%,0~20 cm土层),采用水稻盆栽试验,探究南荻秸秆生物炭不同施用量对两种类型土壤水稻养分利用特征的影响。结果表明,南荻秸秆生物炭不同施用量和土壤类型对水稻各器官及地上部干物质累积、养分吸收均有影响。与不添加生物炭相比,添加生物炭处理下的麻砂泥和红黄泥水稻地上部干质量分别提高了0.6%~18.6%和15.5%~42.4%;添加4%生物炭的麻砂泥水稻地上部氮、磷和钾养分累积量分别提高了8.6%、10.5%和82.5%,红黄泥水稻分别提高了33.8%、100.0%和125.3%;二次回归方程与肥炭耦合模型拟合表明,麻砂泥和红黄泥水稻氮素利用的生物炭适宜添加量分别为2.51%和4.80%,磷素利用的生物炭适宜添加量分别为4.33%和7.03%,钾素利用的生物炭适宜添加量分别为4.67%和4.81%。因此,施用南荻生物炭有利于促进水稻氮磷钾养分累积和生长,生物炭添加量与土壤条件是影响肥炭耦合效应的重要影响因素。
关键词
南荻
生物炭
水稻
土壤
养分累积
肥炭耦合
Keywords
Triarrhena lutarioriparia
biochar
rice
soil
nutrient utilization
fertilizer and carbon coupling
分类号
S511 [农业科学—作物学]
S181 [农业科学—农业基础科学]
X17 [环境科学与工程—环境科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
激光冲击强化下泵头体材料表面残余应力演化仿真及试验研究
周思柱
杨子彧
李林
曾云
《现代制造工程》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
渐开线槽磁极改进磁粒研磨毛刺效果的试验研究
杨子彧
焦安源
丁浩东
韩冰
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
施用南荻生物炭对水稻养分利用特征的影响
曾雯
胡旺
杨子彧
张玉平
《农业资源与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
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