基于机器学习的激光粉末床熔融工艺参数优化、过程监测和服役寿命预测的方法论

1

作者 王信莲 李杰 +3 位作者 万杰 袁睿豪 李金山 王军 《铸造技术》 CAS 2024年第8期726-745,共20页

激光粉末床熔融工艺(LPBF)因成形精度较高、制造周期短,成为增材制造的主流方法之一,但其制造工艺的可重复性、生产过程的可解释性和成形构件的可靠性仍面临重大挑战。LPBF成形过程涉及的参数众多,不同工艺参数的选择会导致构件内部产... 激光粉末床熔融工艺(LPBF)因成形精度较高、制造周期短,成为增材制造的主流方法之一,但其制造工艺的可重复性、生产过程的可解释性和成形构件的可靠性仍面临重大挑战。LPBF成形过程涉及的参数众多,不同工艺参数的选择会导致构件内部产生不同类型的微观/宏观缺陷,进而影响构件的服役性能。因此明确工艺参数、缺陷和性能三者之间的联系是当前激光粉末床熔融制造的热点与难点。作为大数据与人工智能发展到一定阶段的必然产物,机器学习方法为有效处理高维物理量之间的复杂非线性关系提供了契机,在增材制造过程中工艺参数优化、缺陷监测和性能预测等方面得到持续关注。本文介绍了常用的机器学习(ML)模型,总结了LPBF中ML的输入信息,重点分析了数据驱动和物理驱动ML模型在LPBF各领域的应用,最后指出当前ML的局限性,并探讨了其发展趋势和技术前景。 展开更多

关键词 参数优化 缺陷监测 服役寿命预测 数据驱动 物理驱动

在线阅读 下载PDF 职称材料

渤海某油田油套管防腐选材及服役寿命预测 被引量：3

2

作者 张智 丁宸宇 +2 位作者 李进 赵苑瑾 蔡楠 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期100-107,共8页

为加强保障海上油气井安全生产,有效应对井下油套管腐蚀问题,以渤海C油田某生产井为例,基于Q/HS 14015—2018标准,建立沿井深的选材图版,提出初步待选材质;然后,结合室内腐蚀实验和微观表征手段进一步研究其腐蚀机理,并基于API TR 5C3... 为加强保障海上油气井安全生产,有效应对井下油套管腐蚀问题,以渤海C油田某生产井为例,基于Q/HS 14015—2018标准,建立沿井深的选材图版,提出初步待选材质;然后,结合室内腐蚀实验和微观表征手段进一步研究其腐蚀机理,并基于API TR 5C3标准校核所选管材的剩余强度以及预测其服役寿命。研究结果表明:环境介质中主要腐蚀物质为O_(2)、Cl^(-);无论是液相环境还是气相环境,管柱点蚀速率远大于管柱均匀腐蚀速率,液相环境中不同材质的点蚀速率由大到小为碳钢>3Cr>9Cr>13Cr;由于油田要求油管至少安全服役5 a,套管至少安全服役25 a,C油田油管可以选用3Cr,可以保障油管9 a安全服役,95/8″套管采用9Cr材质时,可以安全服役25 a,而7″套管至少采用13Cr,才能满足25 a的安全服役要求。研究结果可为后续区块开发设计提供管柱防腐选材参考。 展开更多

关键词 海上油田 CO_(2)腐蚀 选材图版 防腐选材 腐蚀实验 剩余强度 服役寿命预测

在线阅读 下载PDF 职称材料

模拟海洋地材UHPC内源氯离子临界含量及其服役寿命预测 被引量：1

3

作者 黄伟 潘阿馨 +5 位作者 韦建刚 陈宝春 陈荣 卞学海 陈镇东 张恒春 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期890-898,共9页

通过内掺不同含量的氯离子模拟制备海洋地材超高性能混凝土(UHPC),采用线性极化法、交流阻抗法和循环极化法3种电化学方法研究了UHPC中钢筋锈蚀时的临界氯离子含量;通过氮吸/脱附试验探究了UHPC的孔结构,最后根据Fick第二定律推导的氯... 通过内掺不同含量的氯离子模拟制备海洋地材超高性能混凝土(UHPC),采用线性极化法、交流阻抗法和循环极化法3种电化学方法研究了UHPC中钢筋锈蚀时的临界氯离子含量;通过氮吸/脱附试验探究了UHPC的孔结构,最后根据Fick第二定律推导的氯离子扩散模型对模拟海洋地材UHPC的服役寿命进行预测.结果表明,现行规范对海砂混凝土氯离子规定并不适用于UHPC;UHPC中钢筋可发生钝化的内掺临界氯离子质量分数为1.2%~1.9%,远大于普通混凝土氯离子规范限值;UHPC内部结构极为致密,水化后期孔隙率大大减小,与普通UHPC相比,模拟海洋地材UHPC的总孔体积更小,表现出更为致密的微观结构;模拟海洋地材UHPC相对普通UHPC的耐久性能略有下降,但仍具备优异的护筋性能;保护层仅需15 mm,其预测寿命便可达100 a以上. 展开更多

关键词 超高性能混凝土 内源氯离子 电化学表征 孔结构 临界含量 服役寿命预测

在线阅读 下载PDF 职称材料

FEVE涂层的老化与服役寿命预测研究 被引量：10

4

作者 张晓东 赵钺 +3 位作者 郭燕芬 王俊 揭敢新 黄海军 《涂料工业》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期62-65,共4页

利用氙灯老化试验研究了FEVE氟碳涂料的光泽、颜色变化规律,通过金相显微镜和ATR-FTIR考察了涂层表面形貌和分子结构的变化,结果表明:FEVE树脂的薄弱环节为酯基。根据环境应力量化模型预测了涂层在海南湿热环境中的服役寿命。

关键词 FEVE氟碳涂料 氙灯老化试验 环境应力量化模型 服役寿命预测

在线阅读 下载PDF 职称材料

机电设备服役寿命预测分析及研究

5

作者 陶清宝 刘永红 《科技创新导报》 2020年第23期71-74,共4页

为提升设备可靠性并降低维护成本,需要对设备状态进行实时检测。在此基础上对设备的故障种类以及退化状态进行分析及预测,指定相应维修策略。考虑到设备服役寿命的关键问题为寿命预测以及故障维修决策,引入状态检测频率、检验检修方案... 为提升设备可靠性并降低维护成本,需要对设备状态进行实时检测。在此基础上对设备的故障种类以及退化状态进行分析及预测,指定相应维修策略。考虑到设备服役寿命的关键问题为寿命预测以及故障维修决策,引入状态检测频率、检验检修方案、故障预测算法等相关概念来对设备寿命及维修成本进行分析。通过建立数据驱动的服役寿命预测模型对故障阶段进行有效分类,通过数值仿真的方式说明基于设备状态采集信息分析寿命预测效果并且对所提出决策方法的可靠性进行阐述。 展开更多

关键词 机电设备 故障分类 服役寿命预测 维修决策 灵敏度分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

模拟酸雨侵蚀环境下悬臂抗滑桩耐久性极限寿命预测

6

作者 靳红华 任青阳 +1 位作者 肖宋强 任小坤 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期191-198,共8页

为构建长期荷载及酸雨侵蚀耦合作用下悬臂抗滑桩耐久性极限寿命准则及服役寿命预测模型,通过开展酸雨单独侵蚀、弯拉荷载及酸雨耦合侵蚀作用下的混凝土中性化试验,构建了混凝土中性化深度多因素时程演化模型;其次通过修正混凝土中性化... 为构建长期荷载及酸雨侵蚀耦合作用下悬臂抗滑桩耐久性极限寿命准则及服役寿命预测模型,通过开展酸雨单独侵蚀、弯拉荷载及酸雨耦合侵蚀作用下的混凝土中性化试验,构建了混凝土中性化深度多因素时程演化模型;其次通过修正混凝土中性化残量计算模型建立了抗滑桩桩身钢筋初锈时间模型;进一步结合现有钢筋锈蚀速率模型提出了抗滑桩耐久性极限寿命准则及服役寿命预测模型;最后基于控制变量法对桩体材料、桩体施工、外部环境及外部荷载等因素进行了参数研究。结果表明:弯拉荷载及酸雨侵蚀耦合作用下混凝土中性化深度与侵蚀时间、应力水平、模拟酸液酸度均呈正相关,混凝土中性化深度时变演化过程符合三阶段模式;利用所建悬臂抗滑桩耐久性极限寿命预测模型获得的预测值比易丽云建立的模型及黄新朋建立的模型预测值分别长17.52 a及12.47 a,所建模型具有较好的适用性,预测结果更为经济合理且符合工程实际;悬臂抗滑桩服役寿命与桩身混凝土保护层厚度、桩身混凝土强度、施工质量及外部侵蚀溶液pH值成正比,与桩身混凝土水灰比、桩身滑面处应力水平成反比。该研究结果对酸雨侵蚀作用下悬臂抗滑桩服役寿命评估具有重要的科学指导意义及实用价值。 展开更多

关键词 悬臂抗滑桩 弯拉荷载 酸雨侵蚀环境 中性化深度 耐久性极限寿命准则 服役寿命预测

在线阅读 下载PDF 职称材料

荷载与环境因素耦合作用下结构混凝土的耐久性与服役寿命 被引量：41

7

作者 孙伟 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第S2期7-14,共8页

主要介绍了我国重大基础工程建设迅猛发展的大好形势,分析了国内外重大工程过早失效的典型事例及其对国民经济所带来的巨大损失,证明了提高重大基础工程的耐久性和服役寿命是建设中重中之重的重大举措.其中结构混凝土材料自身的耐久性... 主要介绍了我国重大基础工程建设迅猛发展的大好形势,分析了国内外重大工程过早失效的典型事例及其对国民经济所带来的巨大损失,证明了提高重大基础工程的耐久性和服役寿命是建设中重中之重的重大举措.其中结构混凝土材料自身的耐久性是关键、是要害、也是核心.还论述了最大限度高效利用工业废渣来取代更多的水泥熟料是节能、节资、保护生态环境和走社会可持续发展的必由之路.重点讨论了如何预测结构混凝土和混凝土结构的耐久性和服役寿命,剖析了重大工程所处环境的多重性、复杂性及诸多损伤因素耦合的正负效应叠加及其交互作用,揭示了不同地区的工程均应综合考虑力学因素、环境因素及材料因素间的耦合作用及其加速工程损伤劣化的规律.为提高混凝土结构耐久性评价和寿命预测的安全性和可靠性,结合当今科研工作进行了分析. 展开更多

关键词 结构混凝土 混凝土结构 工业废渣 基础工程 耐久性评估 服役寿命预测 耦合作用

在线阅读 下载PDF 职称材料

氯离子侵蚀环境下混凝土结构耐久性评估与寿命预测模型 被引量：4

8

作者 王睿 王信刚 《南昌大学学报（理科版）》 CAS 北大核心 2013年第3期281-286,共6页

在海洋或除冰盐的环境中,氯离子侵蚀是造成钢筋锈蚀的主要原因。主要分析了钢筋混凝土中氯离子侵蚀引发钢筋锈蚀的机理,介绍了氯离子侵蚀环境下混凝土结构耐久性评估与寿命预测模型,其中详细阐述了基于Fick第二扩散定律的寿命预测模型,... 在海洋或除冰盐的环境中,氯离子侵蚀是造成钢筋锈蚀的主要原因。主要分析了钢筋混凝土中氯离子侵蚀引发钢筋锈蚀的机理,介绍了氯离子侵蚀环境下混凝土结构耐久性评估与寿命预测模型,其中详细阐述了基于Fick第二扩散定律的寿命预测模型,并对氯离子侵蚀环境下混凝土的使用寿命进行了实例分析。 展开更多

关键词 混凝土结构 氯离子 耐久性评估 服役寿命预测

在线阅读 下载PDF 职称材料

复杂条件下高分子材料老化规律、寿命预测与防治研究新进展 被引量：34

9

作者 黄亚江 叶林 +6 位作者 廖霞 黄光速 淡宜 郭少云 陶友季 揭敢新 李光宪 《高分子通报》 CSCD 北大核心 2017年第10期52-63,共12页

复杂条件下有机高分子材料的老化、寿命预测和防治研究对满足相关行业发展的迫切需求,实现节能减排、环境保护及可持续发展等战略目标具有重大意义。本文重点综述了近年来针对聚烯烃、工程塑料、橡胶、涂料等大宗高分子材料在我国复杂... 复杂条件下有机高分子材料的老化、寿命预测和防治研究对满足相关行业发展的迫切需求,实现节能减排、环境保护及可持续发展等战略目标具有重大意义。本文重点综述了近年来针对聚烯烃、工程塑料、橡胶、涂料等大宗高分子材料在我国复杂大气环境中的自然老化及人工模拟加速老化研究的新进展,对材料老化失效基本规律和分子机理、老化数据库的建立及老化分级图谱的绘制进行了介绍,探讨了户外自然环境和人工模拟环境下材料老化失效规律的对应关系、服役寿命理论的预测模型及失效防治延寿新方法,并对其中存在的问题及下一步发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 高分子材料 复杂条件 老化分子机理 服役寿命预测 稳定化

原文传递

紫外线辐射对水工混凝土耐久性影响研究与展望 被引量：6

10

作者 王志刚 李鑫 刘数华 《水力发电》 北大核心 2013年第5期46-47,54,共3页

强紫外线辐射会加速材料老化,对水工混凝土的耐久性具有不利影响。目前的混凝土耐久性研究多集中于沥青和复合材料的性能方面,对混凝土性能的影响研究较少,且缺乏紫外线辐射的复合侵蚀研究。建议模拟强紫外线辐射对混凝土材料的影响,建... 强紫外线辐射会加速材料老化,对水工混凝土的耐久性具有不利影响。目前的混凝土耐久性研究多集中于沥青和复合材料的性能方面,对混凝土性能的影响研究较少,且缺乏紫外线辐射的复合侵蚀研究。建议模拟强紫外线辐射对混凝土材料的影响,建立与冻融循环、硫酸盐侵蚀等条件相结合的混凝土服役寿命预测模型。 展开更多

关键词 水工混凝土 紫外线辐射 耐久性 服役寿命预测

在线阅读 下载PDF 职称材料

太阳跟踪聚光加速老化试验在塑料耐候性领域的应用 被引量：6

11

作者 时宇 曾湘安 +3 位作者 洪志浩 陶友季 王受和 覃家祥 《环境技术》 2021年第6期70-77,共8页

太阳跟踪聚光加速老化试验与高分子材料自然老化之间具有良好的相关性,还可以实现6-10倍的加速倍率,广泛的应用于高分子材料耐候性评价及服役寿命预测中。本文重点总结了太阳跟踪聚光加速老化试验设备的结构和原理,并综述了近年来基于... 太阳跟踪聚光加速老化试验与高分子材料自然老化之间具有良好的相关性,还可以实现6-10倍的加速倍率,广泛的应用于高分子材料耐候性评价及服役寿命预测中。本文重点总结了太阳跟踪聚光加速老化试验设备的结构和原理,并综述了近年来基于太阳跟踪聚光加速老化试验塑料、涂料、光伏材料等大宗高分子材料耐候性及服役寿命预测研究进展,对材料老化失效基本规律和老化机理及老化试验技术进行了介绍,并对其中存在的问题及下一步发展方向进行了评述。 展开更多

关键词 太阳跟踪聚光加速老化试验 老化机理 服役寿命预测 塑料 涂料

在线阅读 下载PDF 职称材料