考虑多腐蚀之间相互作用的管道失效压力计算模型

1

作者 刘媛媛 曹宇光 +2 位作者 李中林 庄楠 赵前坤 《热加工工艺》 北大核心 2025年第16期93-99,共7页

在含多腐蚀缺陷的管道中,任意相邻的腐蚀缺陷之间可能会存在相互作用,腐蚀缺陷间的相互作用会进一步降低管道的失效压力。通过将标准规范计算的失效压力和有限元计算的失效压力做对比,有限元法计算多腐蚀缺陷间的失效压力准确性更高,但... 在含多腐蚀缺陷的管道中,任意相邻的腐蚀缺陷之间可能会存在相互作用,腐蚀缺陷间的相互作用会进一步降低管道的失效压力。通过将标准规范计算的失效压力和有限元计算的失效压力做对比,有限元法计算多腐蚀缺陷间的失效压力准确性更高,但有限元的方法过程繁琐、计算量大。提出了一种新的考虑多腐蚀缺陷间相互作用的管道失效压力经验模型。首先,采用非线性有限元的模拟方法对不同多腐蚀缺陷的情况进行计算;其次,分析了无量纲参数对管道失效压力的影响;最后,讨论了失效压力公式中多个参数之间的耦合形式。通过与工程实例数据的比较,新的失效压力计算的经验模型具有一定的准确性和方便性。综上,腐蚀缺陷管道失效压力经验模型具有广泛的应用范围。 展开更多

关键词 腐蚀缺陷 多腐蚀 失效压力 拟合

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基于激光扫描基准修正的埋地管道泄漏定位

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作者 李荣光 孙伶 +1 位作者 于立成 姜柳生 《激光与红外》 北大核心 2025年第4期540-545,共6页

传统基于传感器采集压力的管道泄露检测,很容易受到管道周围环境噪声、土壤条件、管道材质等因素的影响,导致定位结果不准确。针对上述问题,研究一种基于激光扫描基准修正的埋地管道多点泄漏定位方法。利用激光扫描技术采集埋地管道内... 传统基于传感器采集压力的管道泄露检测,很容易受到管道周围环境噪声、土壤条件、管道材质等因素的影响,导致定位结果不准确。针对上述问题,研究一种基于激光扫描基准修正的埋地管道多点泄漏定位方法。利用激光扫描技术采集埋地管道内部图像并实施基准修正处理。利用Canny算法检测图像边缘并提取几何特征。以几何特征为输入,训练随机森林算法,利用随机森林算法识别埋地管道泄漏点并通过坐标转换,实现埋地管道多点泄漏定位。结果表明:所研究方法在泄露点定位上的平均误差最小,显示出较高的定位精度和稳定性。 展开更多

关键词 激光扫描 基准修正 埋地管道 多点泄漏 特征提取 定位方法

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砂土粗颗粒形状对管道破损致地面塌陷影响的离散元模拟 被引量：1

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作者 王怀诺 张健 +3 位作者 朱澳 周志尧 黄良 邓清禄 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第31期13288-13294,共7页

地下管线在外部荷载以及人为因素的作用下会出现破损的情况,从而引起地面塌陷。为研究砂土颗粒形状对管道破损后地层塌陷的影响,采用PFC-2D软件设计了3种粗颗粒形状,对地层塌陷进行了数值模拟,分析了颗粒形状对地层损失量、地表沉降量... 地下管线在外部荷载以及人为因素的作用下会出现破损的情况,从而引起地面塌陷。为研究砂土颗粒形状对管道破损后地层塌陷的影响,采用PFC-2D软件设计了3种粗颗粒形状,对地层塌陷进行了数值模拟,分析了颗粒形状对地层损失量、地表沉降量以及塌陷形态的影响。模拟结果表明:①不同形状颗粒组成的地层,其中心颗粒达到相同沉降所需要的时间不同,类三角形所需时间最短;②定义了相对运动角来区分塌陷过程中相对运动和相对静止的颗粒,发现颗粒形状越规则,受影响的土层范围越大;③不同形状颗粒之间的滑动接触率和颗粒累计旋转角度存在差异,因此不同形状颗粒影响地层塌陷的机理可能是颗粒运动方式的差异控制的。 展开更多

关键词 颗粒形状 管道破损 地面塌陷 离散单元法

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管道非对称双腐蚀缺陷相互作用极限间距

4

作者 陈健 刘媛媛 +4 位作者 曹宇光 燕冰川 孙晁 郑健峰 庄楠 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第19期8081-8089,共9页

管道长期运行过程中会产生形态不一的腐蚀缺陷,相邻腐蚀缺陷间存在相互作用,从而影响管道的失效压力。然而,针对非对称腐蚀缺陷管道的相互作用极限间距尚还没有系统的研究。有鉴于此,采用有限元方法对含非对称双腐蚀缺陷管道相互作用极... 管道长期运行过程中会产生形态不一的腐蚀缺陷,相邻腐蚀缺陷间存在相互作用,从而影响管道的失效压力。然而,针对非对称腐蚀缺陷管道的相互作用极限间距尚还没有系统的研究。有鉴于此,采用有限元方法对含非对称双腐蚀缺陷管道相互作用极限间距进行研究。首先,验证了Benjamin爆破试验中多腐蚀缺陷有限元建模的可靠性。在此基础上,对轴向方向上长度非对称腐蚀缺陷和深度非对称腐蚀缺陷进行研究,同时对环向方向上长度非对称腐蚀缺陷和深度非对称腐蚀缺陷进行研究。研究结果表明:对于含非对称腐蚀缺陷的管道,本文得出的非对称腐蚀缺陷的相互作用极限间距在评价非对称腐蚀缺陷时要更加准确。 展开更多

关键词 非对称腐蚀缺陷 相互作用 轴向间距 环向间距

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基于振动响应分析的海底管道悬空内检测研究

5

作者 马文滨 段志文 +1 位作者 李想 张行 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期348-356,共9页

铺设于海床中的海底管道常因洋流冲刷、船舶锚拽等自然或人为因素而处于悬空状态,易造成管道变形、腐蚀、损伤和开裂泄漏等问题,严重影响管线安全。针对DN200海底管道的悬空内检测,设计了一种内检测机器人并对其进行了动力学分析。同时... 铺设于海床中的海底管道常因洋流冲刷、船舶锚拽等自然或人为因素而处于悬空状态,易造成管道变形、腐蚀、损伤和开裂泄漏等问题,严重影响管线安全。针对DN200海底管道的悬空内检测,设计了一种内检测机器人并对其进行了动力学分析。同时,联合ANSYS与ADAMS软件建立了柔性管道-土耦合模型,开展了悬空管道内检测仿真分析。采用快速傅里叶变换和短时傅里叶变换方法对内检测机器人在复杂激励耦合条件下的振动响应信号进行处理,通过分析机器人的振动加速度实现了对悬空管段的有效识别。研究结果为油气管道悬空内检测提供了新思路。 展开更多

关键词 海底管道 悬空 内检测机器人 动力学分析 振动响应

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基于有限元模拟的超声应力系数标定及分析

6

作者 帅祝名 贾光明 成志强 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第2期461-468,共8页

应力系数的标定作为超声应力检测最为关键的环节,决定应力检测的精度。应力系数的传统试验标定对于被测物表面粗糙度、耦合剂厚度、声匹配块与被测物接触力等检测因素十分敏感。加之各影响因素之间的耦合作用,使得精确标定出应力系数愈... 应力系数的标定作为超声应力检测最为关键的环节,决定应力检测的精度。应力系数的传统试验标定对于被测物表面粗糙度、耦合剂厚度、声匹配块与被测物接触力等检测因素十分敏感。加之各影响因素之间的耦合作用,使得精确标定出应力系数愈加困难。文章提出把应力系数分为反映材料声弹性效应的基本值和考虑各类检测因素的影响值两部分,可能是当前较为实用的办法。基于有限元软件建立多物理场耦合的超声应力检测模型,施加不同的拉伸载荷,分析临界折射纵波到达时间与不同应力值之间的关系。结果表明:模拟标定45#钢的超声应力系数基本值为13.7 MPa/ns。同时通过4组单轴水平拉伸试验标定出检测因素影响值分别为1.0 MPa/ns、1.7 MPa/ns、2.8 MPa/ns和6.8 MPa/ns。在合理情况下,应力系数基本值直接决定应力系数的大小,检测因素对应力系数值的影响应该较小。检测因素影响值6.8 MPa/ns达到应力系数基本值13.7MPa/ns的49.6%,超出合理范围,观察发现这是声匹配块与被测面耦合后尚存在局部微小间隙的结果,可判定为无效数据。有限元模型在理想检测条件下模拟获得应力系数基本值,通过比较应力系数基本值和检测因素影响值,可以判断检测质量的优劣,减小应力系数标定数据的离散性,提高超声应力检测结果的可信度。 展开更多

关键词 应力系数 超声模拟 临界折射纵波 声弹性效应

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基于断裂降维算法的天然气管网瞬态仿真新方法 被引量：6

7

作者 郭乔 谢文昊 +3 位作者 聂子豪 卢鹏飞 奚茜 王寿喜 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期78-87,共10页

天然气管网瞬态仿真技术在天然气管网系统调度管理中的作用日益凸显,日益大型化和复杂化的天然气管网对瞬态仿真计算效率提出了更高的要求。为此,提出了基于断裂降维算法的天然气管网瞬态仿真新方法,首先将管网模型抽象为站场模型、站... 天然气管网瞬态仿真技术在天然气管网系统调度管理中的作用日益凸显,日益大型化和复杂化的天然气管网对瞬态仿真计算效率提出了更高的要求。为此,提出了基于断裂降维算法的天然气管网瞬态仿真新方法,首先将管网模型抽象为站场模型、站间管网模型以及连接点模型;然后以连接站场和站间管网的连接点压力为基础变量,求解连接点流量的通解,重构站间管网的仿真模型,降低站间管网模型的方程组维度;随后以重构的站间管网仿真模型为基础,构建天然气管网系统瞬态仿真模型;最后分别针对压缩机转速缓慢变化和压缩机快速停机2种工况,对比分析了新算法的计算精度及计算效率。研究结果表明:①断裂降维新算法计算精度较高,压缩机出口压力和用户压力的相对误差均小于0.1%;②断裂降维新算法的计算效率高,与非线性方程组求解方法相比,2种工况下的加速比最快达到了17.3与12.2;③断裂降维新算法的加速比与管网系统瞬态仿真模型的方程组维度呈线性关系,方程组维度越高,加速比越大,即管网模型越复杂,其计算加速效果越明显。结论认为,该新方法在不影响计算精度的条件下提高了计算速度,对于提高复杂天然气管网系统的瞬态仿真计算效率具有重要的理论价值和借鉴意义。 展开更多

关键词 天然气管网 站场模型 站间管网模型 瞬态仿真 计算效率 非线性方程组 断裂降维算法 方程组维度

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FRP应力检测的纵波入射角度逆向计算方法

8

作者 李奕岑 李荣光 +2 位作者 孙伶 陈斯迅 成志强 《中国测试》 北大核心 2025年第10期27-34,共8页

采用超声波检测纤维增强复合材料的应力需要激发临界折射纵波,准确的入射角十分重要。确定入射角需要测量超声波在复合材料板平面内的传播速度,但由于复合材料较薄且各向异性,无法像金属一样沿厚度方向进行声速检测,也不便于实验检测板... 采用超声波检测纤维增强复合材料的应力需要激发临界折射纵波,准确的入射角十分重要。确定入射角需要测量超声波在复合材料板平面内的传播速度,但由于复合材料较薄且各向异性,无法像金属一样沿厚度方向进行声速检测,也不便于实验检测板平面内的声速。文章采用代表性体积单元模拟分析纤维增强复合材料的纤维体积分数与沿纤维方向的纵、横波波速的关系,依据斯涅尔定律得到理论临界入射角。采用有限元分析软件模拟以该角度入射时声波的传播过程,表明激发波确为临界折射纵波。同时,入射角逐步增大到理论临界入射角,超声检测信号逐步增强,进一步验证该入射角确实激发出临界折射纵波。最后,采用该角度在单向拉伸条件下开展应力系数标定实验。结果显示,声时差与应力增量呈线性关系。文章提出的方法可为复合材料应力超声检测的入射角确定提供参考。 展开更多

关键词 纤维增强复合材料 应力超声检测 临界折射纵波 入射角 声时差

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天然气集输过程碳排放行为及核算研究进展

9

作者 袁运栋 严芩 +3 位作者 张宇 李涛 张泊汀 任宏洋 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第9期116-125,142,共11页

天然气作为清洁能源的重要组成部分,其集输过程的碳排放控制已成为油气行业低碳发展的重要议题。为优化相关碳排放核算方法和减排技术,综述了天然气集输过程碳排放行为及核算研究进展。首先,根据典型工艺和主要设备,明确了天然气集输过... 天然气作为清洁能源的重要组成部分,其集输过程的碳排放控制已成为油气行业低碳发展的重要议题。为优化相关碳排放核算方法和减排技术,综述了天然气集输过程碳排放行为及核算研究进展。首先,根据典型工艺和主要设备,明确了天然气集输过程的直接排放、间接排放和隐含排放环节。其次,对主流碳排放核算方法(碳排放因子核算法、碳足迹全生命周期分析方法和核算监测一体化方法)的技术原理、适用场景、优势与不足进行了分析。最后,结合国内外技术发展趋势,探讨了基于卫星遥感与大数据分析的协同技术在天然气集输过程碳排放管理中的应用潜力。分析表明,碳排放因子核算法具有较高的标准化和一致性,但对数据质量要求较高;碳足迹全生命周期分析方法覆盖范围全面,可识别全流程的碳排放来源和减排潜力,但评价过程复杂;核算监测一体化方法结合实时监测技术,显著提高了核算动态性和精度,但对资金和技术投入要求较高。未来研究应进一步结合不同方法的优势,提高碳排放因子的精准性,加强全生命周期视角与实时监测技术的结合,为构建全面、精准的碳排放核算体系提供支持,进而助力油气行业碳排放管理和低碳转型。 展开更多

关键词 天然气 集输 碳排放 核算方法

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我国危化企业专职消防队(站)建设探讨

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作者 包有权 王璐 +4 位作者 邱培芳 程诚 智会强 郝爱玲 范亚坤 《消防科学与技术》 北大核心 2025年第1期125-130,共6页

介绍了石油化工企业、煤化工企业、精细化工企业、石油(储备)库和石油天然气企业等危化企业的火灾危险性、火灾爆炸事故特点和消防车辆配备重点,梳理了我国危化企业专职消防队(站)建设的相关法律法规、部门规章、文件及国家标准的要求... 介绍了石油化工企业、煤化工企业、精细化工企业、石油(储备)库和石油天然气企业等危化企业的火灾危险性、火灾爆炸事故特点和消防车辆配备重点,梳理了我国危化企业专职消防队(站)建设的相关法律法规、部门规章、文件及国家标准的要求。从法律法规标准体系、用工模式、职业待遇、装备器材和技能培训等方面分析了我国危化企业专职消防队(站)建设存在的问题。围绕完善法规标准体系、建立评估方法和机制、创新用工模式、提升综合保障能力、优化装备器材配置和加强职业技能培训等目标,研究提出了我国危化企业专职消防队(站)建设的建议。 展开更多

关键词 石油化工企业 煤化工企业 精细化工企业 石油(储备)库 石油天然气企业 专职消防队 企业消防站

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软土沉降位移作用下大口径管道轴向应力状态研究 被引量：7

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作者 季蓓蕾 刘啸奔 +4 位作者 江金旭 易斐宁 武学健 刘玉卿 张宏 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期85-90,共6页

为准确掌握大口径管道的轴向应力应变状态,保障管道的安全运行,通过假定4类不同形式的软土沉降位移,研究不同沉降形式对管道轴向应力状态的影响。采用非线性有限元方法建立管道轴向应力应变参数化数值计算模型,开展影响因素分析。结果表... 为准确掌握大口径管道的轴向应力应变状态,保障管道的安全运行,通过假定4类不同形式的软土沉降位移,研究不同沉降形式对管道轴向应力状态的影响。采用非线性有限元方法建立管道轴向应力应变参数化数值计算模型,开展影响因素分析。结果表明:针对软土沉降位移作用下1422 mm X80大口径管道,沉降量相同时,突变型位移载荷作用下管道受到的轴向应力最大,最大轴向应力位于两侧非沉降区距管道中心约53 m处;软土沉降量达到工程实际中可能的最大值1 m时,大口径X80管道内轴向应力小于0.9倍管材屈服强度,管道环焊缝可以采用基于应力的工程适用性评估方法开展ECA(Engineering Critical Assessment)评价。 展开更多

关键词 中国南方地区 软土沉降 大口径管道 有限元分析 轴向应力

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国内埋地长输管道应力腐蚀开裂风险现状 被引量：10

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作者 刘猛 刘文会 +4 位作者 温玉芬 钟婷 王宝岩 张丰 詹一为 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2022年第5期49-55,共7页

应力腐蚀开裂(SCC)是近几十年来导致管道失效事故的重要原因之一,它已成为威胁埋地管道安全运行的重要因素。通过总结分析SCC历史调查结果和失效案例,结合埋地管道SCC现状调查(补口位置现场开挖检测,外腐蚀调查和环焊缝开挖检测)结果,... 应力腐蚀开裂(SCC)是近几十年来导致管道失效事故的重要原因之一,它已成为威胁埋地管道安全运行的重要因素。通过总结分析SCC历史调查结果和失效案例,结合埋地管道SCC现状调查(补口位置现场开挖检测,外腐蚀调查和环焊缝开挖检测)结果,分析了国内发生SCC埋地管道的特点和风险。通过国内埋地管道服役现状和国外发生SCC管道特点的对比分析,探讨国内发生SCC埋地管道的风险程度和原因,并提出了现阶段国内埋地管道SCC预防工作建议,为国内现阶段埋地管道SCC的预防和管理提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 应力腐蚀开裂 长输管道 风险现状

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天然气地面集输管道腐蚀原因分析及防治措施 被引量：5

13

作者 郭奕成 刘伟旭 张艺佳 《化学与生物工程》 CAS 2022年第9期52-55,共4页

针对目标天然气地面集输管道存在比较严重的腐蚀问题,在调研分析了目标天然气地面集输管道腐蚀现状的基础上,开展了腐蚀原因分析,并针对性地提出了防治措施。结果表明,造成目标天然气地面集输管道腐蚀的主要原因为天然气中CO_(2)含量较... 针对目标天然气地面集输管道存在比较严重的腐蚀问题,在调研分析了目标天然气地面集输管道腐蚀现状的基础上,开展了腐蚀原因分析,并针对性地提出了防治措施。结果表明,造成目标天然气地面集输管道腐蚀的主要原因为天然气中CO_(2)含量较高及水相的矿化度、氯离子含量、硫酸盐还原菌(SRB)含量均较高,这会对集输管道造成比较严重的CO_(2)腐蚀和SRB腐蚀;室内优选出了比现场用杀菌剂和缓蚀剂性能更优的杀菌剂SJ-2和缓蚀剂HSY-4,推荐其最佳使用方案为:500 mg·L^(-1)杀菌剂SJ-2+800 mg·L^(-1)缓蚀剂HSY-4,在此条件下,杀菌率可以达到99.99%,缓蚀率可以达到95%以上,达到了良好的防腐蚀效果。 展开更多

关键词 天然气 地面集输管道 腐蚀原因 杀菌剂 缓蚀剂

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改良型A^(2)O-MBR工艺处理低碳氮比污水的实验研究 被引量：1

14

作者 郭志强 戚光辉 +1 位作者 张景飞 郭攀 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期95-99,共5页

为强化A^(2)O-MBR工艺脱氮除磷效果,对国家管网集团某场站点生活污水进行实验研究,进行工艺工况调整和条件优化。分析碳氮比、回流比、水力停留时间对出水水质的影响。实验结果表明,在碳氮比为6~7,膜池直接回流到缺氧池条件下,改良型A^(... 为强化A^(2)O-MBR工艺脱氮除磷效果,对国家管网集团某场站点生活污水进行实验研究,进行工艺工况调整和条件优化。分析碳氮比、回流比、水力停留时间对出水水质的影响。实验结果表明,在碳氮比为6~7,膜池直接回流到缺氧池条件下,改良型A^(2)O-MBR工艺的最终COD出水为13.54 mg/L,TN和TP的平均去除率达到了80.26%和80.13%,出水水质完全满足地表水环境质量标准(GB 3838—2002)地表准Ⅳ类水的要求。实验表明,该工艺在脱氮除磷方面有显著效果,在降解污染和整体达标排放方面发挥着重要的作用,且能为厂站小型生活污水处理站提标改造的技术参数选择提供参考。 展开更多

关键词 A^(2)O-MBR 碳氮比 回流比 水力停留时间 硝化作用

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基于TRIZ冲突解决理论的老年用品可用性设计方法 被引量：6

15

作者 曹国忠 范晓霞 +1 位作者 孙寅迪 王禹钦 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第1期195-203,共9页

为有效解决老年用品可用性设计中的冲突问题,将可用性与冲突解决理论融合,提出一种老年用品可用性设计方法。由于传统TRIZ参数对老年用品的不适用和模糊性,在老年用品的可用性设计中难以获得解决方案。从老年用品的可用性设计冲突入手,... 为有效解决老年用品可用性设计中的冲突问题,将可用性与冲突解决理论融合,提出一种老年用品可用性设计方法。由于传统TRIZ参数对老年用品的不适用和模糊性,在老年用品的可用性设计中难以获得解决方案。从老年用品的可用性设计冲突入手,将TRIZ的工程参数筛选出老年可用性设计领域的26个专属可用性参数,采用灰色关联分析法对参数进行可用性分类,从感知层、认知层和执行层进行冲突矩阵的重构;建立了基于冲突解决理论的老年用品可用性设计过程模型,并应用于老年药盒的可用性设计实例。结果表明:文中方法能系统化地解决老年用品可用性设计中的冲突问题,使老年用品可用性设计方法和TRIZ的应用领域得到进一步拓展。 展开更多

关键词 可用性设计 冲突解决理论 TRIZ 老年用户 冲突矩阵

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智能家居网络下基于多因子的认证密钥协商方案

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作者 张敏 冯永强 +1 位作者 许春香 张建华 《信息网络安全》 CSCD 北大核心 2024年第1期133-142,共10页

智能家居网络通过物联网技术将智能设备相连,用户可以远程查看和控制家居设备,但信息在不安全的公共网络上传输将面临各种网络威胁,因此研究和设计安全高效且符合智能家居网络的认证密钥协商协议非常必要。2020年,WAZID等人针对智能家... 智能家居网络通过物联网技术将智能设备相连,用户可以远程查看和控制家居设备,但信息在不安全的公共网络上传输将面临各种网络威胁,因此研究和设计安全高效且符合智能家居网络的认证密钥协商协议非常必要。2020年,WAZID等人针对智能家居网络提出轻量级认证密钥协商方案(Wazid-Das方案),经过安全性分析和证明后发现,该方案过于依赖智能家居网关节点(Gateway Node,GWN),系统健壮性不高;该方案将用户和设备密钥存储在GWN中,但GWN面临特权攻击和各种外部网络攻击,并不绝对安全,且没有考虑用户的访问控制。文章在Wazid-Das方案的基础上针对智能家居网络提出一种基于切比雪夫映射(Chebyshev Chaotic Map)和安全略图(Secure Sketch)的多因子认证密钥协商方案。安全性证明和仿真实验结果表明,该方案虽然计算开销有所增加,但安全性显著提高,且通信开销大幅降低。 展开更多

关键词 智能家居 安全略图 多因子认证 切比雪夫映射 密钥协商

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可折叠热塑性复合材料接头的力学性能

17

作者 刘羽熙 陈玉 +1 位作者 刘少柱 荆祥海 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期41-49,共9页

开发了一种芳纶纤维增强热塑性树脂复合材料接头,用于海洋管道非开挖穿插修复内衬管的连接。静液压爆破测试结果表明内压作用下的失效模式是管体本身纤维发生断裂,接头处保持完好;拉伸测试结果表明接头拉伸强度高于内衬管本体强度,满足... 开发了一种芳纶纤维增强热塑性树脂复合材料接头,用于海洋管道非开挖穿插修复内衬管的连接。静液压爆破测试结果表明内压作用下的失效模式是管体本身纤维发生断裂,接头处保持完好;拉伸测试结果表明接头拉伸强度高于内衬管本体强度,满足穿插施工要求。分别建立复合材料接头的内压、拉伸和折叠展开分析模型,通过有限元分析预测了内衬管及接头的极限强度、应力应变分布和变化趋势。有限元结果显示内压作用下主要承载结构为环向纤维,最大应变发生在接头与内衬管本体交接的位置。拉伸作用下主要承载结构为轴向纤维,外层热塑性聚氨酯边缘位置由于应力集中导致应变较大,但仍在材料极限弹性应变范围内。折叠展开大变形过程中,最大应变发生在折叠阶段,接头应变与内衬管本体应变相近。研发的管体中间接头制造方便,尺寸与内衬管匹配性好,可以进行连续盘卷、折叠,满足海底管道一次性长距离修复的要求。 展开更多

关键词 可折叠复合材料接头 非开挖穿插 非线性有限元分析 折叠和展开

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高能等离子喷涂垂直裂纹氧化锆热障涂层工艺及结合性能研究 被引量：3

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作者 刘保侠 张盟 +5 位作者 周绪强 牛云松 黄迪 杨沁乾 鲍泽斌 朱圣龙 《耐火材料》 CAS 北大核心 2024年第4期284-289,共6页

为延长氧化钇稳定氧化锆热障涂层的使用寿命,通过高能等离子喷涂设备,以HS188合金为基体,NiCrAlY粉(打底层,d_(50)=106μm)和氧化钇稳定的氧化锆粉(YSZ,d_(50)=50μm)为喷涂料,采用递进式的探索方法,通过调整枪基距(85、95、105和115 mm... 为延长氧化钇稳定氧化锆热障涂层的使用寿命,通过高能等离子喷涂设备,以HS188合金为基体,NiCrAlY粉(打底层,d_(50)=106μm)和氧化钇稳定的氧化锆粉(YSZ,d_(50)=50μm)为喷涂料,采用递进式的探索方法,通过调整枪基距(85、95、105和115 mm)和冷却方式(后风冷、后风冷+枪冷、前风冷、前风冷+枪冷)来控制涂层的组织结构,并采用拉拔法评价NiCrAlY+YSZ涂层的结合强度。结果表明:在枪基距较远以及冷却速率较低的情况下,因试样表面瞬热温度较低和激冷不足,涂层难以形成垂直裂纹结构。然而,在瞬热温度达到要求,风冷速率过度的情况下,会出现喷涂颗粒未熔的现象。当枪基距为85 mm,冷却方式为前风冷时,在HS188合金上获得了垂直裂纹形貌的热障陶瓷涂层,同时涂层的垂直裂纹密度适中,结合强度最高,韧性也最好。 展开更多

关键词 高能等离子喷涂 热障涂层 NICRALY 氧化锆 风冷 枪基距

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基于螺旋超材料的定向声传感装置的设计

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作者 李想 李健 +3 位作者 李昱霖 赵云峰 郑健峰 黄新敬 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期877-889,共13页

传统定向声传感装置往往依赖于内部电路设计或多传感器复杂算法的方式压制特定方向的环境噪声以提高信号信噪比,其具有较大的体积,并且很难改变指向特性,影响了在实际场景中的使用效果与普适性.基于螺旋超材料设计了一种可重配置的声学... 传统定向声传感装置往往依赖于内部电路设计或多传感器复杂算法的方式压制特定方向的环境噪声以提高信号信噪比,其具有较大的体积,并且很难改变指向特性,影响了在实际场景中的使用效果与普适性.基于螺旋超材料设计了一种可重配置的声学传感装置,通过超单元的精巧设计与超结构的应用赋予了单麦克风声学系统良好的定向传感和频率筛选特性.该装置采用单叶片螺旋超单元实现独特频率和方向响应特性.根据声路与等效介质转换理论,螺旋超材料具有周期性峰谷变化的频响特性.通过对螺距的调整,在基频和倍频频段内设计出具有特定频率特性的超单元,可控波长可达到自身长度的15倍.通过有限元仿真以及四传感器透射系数测量系统对超单元的频率透射特性进行了研究和测试,实验结果证明了其峰值频率响应与理论模型相一致.进一步,依据尺寸模型和多模型敏感角度分析,提出了一套超结构的设计方案与实现方法,并且具体制造了一种八角柱形超结构.分析了其中心测点处的声压变化与内外声压场,结果表明:在结构插槽内放入不同峰值频率的超单元,将改变整个超结构的敏感频率;重新排布超单元的排布顺序,将实现超结构指向性的重构.采用自动旋转实验平台对超结构的指向性进行验证,实验结果证明了超结构的定向传感性与仿真结果相一致,并能够通过单元分布的简单重配置实现不同的定向声传感装置.本文提出的设计方法为构建高信噪比的可调定向声采集设备提供了新的可借鉴思路. 展开更多

关键词 声学指向性 声学传感 超材料 超结构

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枪基距对悬浮液等离子喷涂YSZ组织结构的影响

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作者 刘保侠 张盟 +5 位作者 周绪强 牛云松 黄迪 杨沁乾 鲍泽斌 朱圣龙 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第17期202-207,217,共7页

目的研究三电极悬浮液等离子喷涂不同枪基距对涂层组织结构的影响。方法在DZ411高温合金表面制备铂铝涂层后,配制纳米氧化钇稳定氧化锆悬浮液,采用AXIALⅢ型悬浮液等离子喷涂设备,高能喷涂8YSZ热障涂层,探索不同枪基距对热障涂层组织结... 目的研究三电极悬浮液等离子喷涂不同枪基距对涂层组织结构的影响。方法在DZ411高温合金表面制备铂铝涂层后,配制纳米氧化钇稳定氧化锆悬浮液,采用AXIALⅢ型悬浮液等离子喷涂设备,高能喷涂8YSZ热障涂层,探索不同枪基距对热障涂层组织结构的影响规律。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪,分析YSZ沉积态和退火态陶瓷涂层的组织结构。结果喷涂所得的YSZ热障涂层呈花菜状,涂层均为非平衡t'相微纳米组织结构。随着喷枪与基体之间的距离增加,所获涂层的结晶度较好,粗糙度逐渐提高,菜花状颗粒尺度逐渐增大,涂层内部孔洞数量逐渐增加。涂层在1100℃退火后,出现不同程度的剥落、界面剥离以及横纵向裂纹搭接的现象。仅枪基距为105mm的YSZ涂层孔洞数量最多,且退火后并未出现明显的涂层剥离现象。结论利用三电极等离子喷涂纳米YSZ悬浮液获得花菜状热障涂层,探讨了枪基距的不同对涂层组织结构的影响,涂层厚度的增加使得涂层结晶程度增加、孔隙高、裂纹少,且膜基界面的热稳定性好。 展开更多

关键词 悬浮液等离子喷涂 热障涂层 花菜状 枪基距

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