基于BP神经网络和多因素权重法的风电机组载荷预测和分析

基于BP神经网络,建立了风电机组关键部位载荷的快速准确预测方法。以风电机组关键参数风速、空气密度、湍流强度、入流角、风切变、偏航误差角等为自变量,以机组关键部位载荷作为输出变量,建立用于快速预测机组关键部位载荷的BP神经网络模型;然后基于多因素权重法对风电机组不同参数的影响权重进行分析,获得影响风电机组载荷的关键变量。结果显示:基于叶素-动量理论模型计算得到不同风况下风电机组关键部位载荷,然后设置合理的神经网络结构以及合适的神经网络参数,可以实现对不同风况下风电机组关键部位载荷的预测;对于叶根和塔底的平均载荷和极限载荷4个不同的变量,风速、空气密度、湍流强度、入流角、风切变、偏航误差角等参数影响的权重各不相同。     

冷喷涂CoNiCrAlY涂层在Na_2SO_4熔盐中的热腐蚀行为

利用冷喷涂技术制备CoNiCrAlY涂层,并对涂层进行了真空预氧化处理。结合X射线衍射,扫描电镜,能谱分析等方法研究预氧化处理前后的CoNiCrAlY涂层在900℃的Na2SO4熔盐中的热腐蚀行为。结果表明:冷喷涂CoNiCrAlY涂层含氧量为0.12%(质量分数),孔隙率小于0.28%(体积分数)。真空预氧化处理在涂层表面生成厚约0.26μm连续、致密的α-Al_2O_3氧化膜;喷涂态涂层和预氧化涂层在热腐蚀150h后表面均生成了以α-Al_2O_3为主的致密连续氧化膜,保护了基体免受腐蚀破坏;真空预氧化处理有效减缓了S和O等元素向涂层内扩散的速率,从而提高了涂层的抗Na2SO4熔盐热腐蚀性能;高温热腐蚀对涂层的破坏作用远大于高温氧化。在相同温度下,涂层在单一Na2SO4熔盐中腐蚀时,Al的消耗速率约为高温氧化时的2倍。     

45钢与DC53钢的干滑动摩擦学行为

采用销盘摩擦磨损试验机研究了不同载荷下45钢与DC53钢(Cr12Mo V1)的干滑动摩擦学行为。通过SEM、XRD、SIMS等分析了45钢的磨损机理及其摩擦诱发的变形层特征。结果表明,载荷从40 N增加到60 N时,45钢销试样的磨损率增加量远大于DC53钢盘试样的磨损率增加量,载荷的变化对平均摩擦系数的大小几乎无影响;40 N载荷条件下,45钢销试样表面主要发生磨粒磨损和轻微的粘着磨损,60 N载荷条件下,45钢销试样表面主要发生粘着磨损;45钢销试样的摩擦影响层均由摩擦表层和塑性变形层组成,60 N载荷条件下销试样的塑性变形层深度大于40 N载荷条件下的销试样;45钢销试样的磨损表层出现了晶粒细化的现象,60 N载荷条件下的晶粒细化更明显;磨损表层中的细晶铁素体主要是由摩擦磨损过程中摩擦热和塑性变形共同作用导致的动态再结晶诱发的。     

45钢的脉冲爆炸-等离子体表面改性

采用脉冲爆炸-等离子体(PDP)技术对45钢进行表面改性处理,用OM、SEM、XRD分析了PDP处理前后试样的截面形貌和相结构变化,利用显微维氏硬度计、磨损测试和电化学方法研究了PDP处理前后显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能。结果表明:由于PDP过程中含有空气成分,并在处理时快速加热与冷却试样,使改性层有残余奥氏体出现,并生成新相Fe3N,形成了一层厚约52.10μm的含有柱状晶与细晶区双层结构的改性层。PDP处理使45钢表层在一定深度范围内显微硬度提高约2.9倍,耐磨损性能也得到了有效的改善,磨损质量损失仅为基体的1/3,磨痕宽度也明显减小。     

铜合金的脉冲等离子爆炸轰击表面处理

利用脉冲等离子爆炸轰击对紫铜、碳化钨铜、铍镍铜、铍钴铜、铬铜和铬锆铜进行了表面处理,采用扫描电镜、X射线衍射分析表面形貌和物相变化,并测量了表面显微硬度。结果表明处理后各样品表面均出现微量的W和W2N,以及较为明显的炭黑。样品接地轰击一次时表面硬度明显下降,多次轰击后硬度有所提高,但与基体硬度相差不大,且重熔形成的熔瘤使表面粗糙度明显增加。样品不接地时比接地时硬度明显提高,且高于基体硬度。     

海南温泉设施氡及子体浓度测量与所致剂量研究

为了解海南省温泉设施内氡及子体浓度水平以及温泉利用带来的辐射剂量,采用连续测量方法,对海南省4个地区的典型温泉酒店内不同环境空气中氡及其子体浓度开展了现场测量。结果显示:温泉酒店室内氡及其子体的平均浓度分别为(37.7±21.1) Bq/m³和(16.3±13.9) Bq/m³,氡浓度低于世界卫生组织推荐的参考水平和我国现行国标GB 18871—2002规定的室内氡控制水平;温泉酒店室内环境空气中氡子体所致年有效剂量平均值为1.03 mSv,处于我国正常本底水平范围;客房内氡及子体浓度普遍高于酒店大厅和酒店工作人员的工作间,大厅及工作间相对较低的平衡因子佐证通风状态良好,提示温泉酒店内氡浓度与通风状态密切相关;观察到温泉水利用可以导致客房房间内氡浓度暂时性升高。     

H13钢表面脉冲等离子爆炸改性组织及性能的研究

利用脉冲等离子爆炸工艺对H13钢进行表面改性处理,通过OM、SEM和EDS分析了材料改性后的显微组织、断口形貌和元素分布,采用努氏硬度计测试了截面的显微硬度分布,并对其改性机制和工艺参数影响进行了分析和讨论。结果表明,脉冲等离子爆炸工艺可在H13钢表面形成厚度均匀,组织致密,高硬度的改性层;改性层由柱状晶区和细晶区组成,表层产生了离子注入现象,硬度呈现先上升后下降的趋势。脉冲等离子爆炸工艺能量越高,改性层越厚,晶粒尺寸越细,硬度越高。     

级联型矿用SAPF分散控制策略的研究

近年来矿区谐波污染日益严重,而并联电力有源滤波器(SAPF)可以对矿区进行谐波抑制与无功补偿。结合级联型多电平变换器应用于SAPF的优点,提出将分散控制策略应用于矿用级联型SAPF中,即采用上位机和下位机相结合的硬件结构。仿真实验结果表明,采用基于分散控制策略的SAPF控制系统,能使SAPF快速精准地输出谐波补偿电流指令,同时可获得很好的直流电容均压效果。     

等离子喷涂NiCrCoAlY涂层氧化控制研究

利用等离子喷涂技术制备了NiCrCoAlY粒子和涂层,研究了等离子喷涂过程中NiCrCoAlY粒子的氧化行为以及屏蔽气体对NiCrCoAlY涂层抗高温氧化性能的影响。结果表明,粒子在飞行过程中存在对流氧化和扩散氧化两种氧化机制,对NiCrCoAlY粒子来说,在距喷嘴55 mm以内的射流中心处以对流氧化为主,在距离喷嘴55 mm以外将以扩散氧化为主;除飞行中的氧化外,粒子在喷涂过程中还发生形成涂层后的氧化,NiCrCoAlY粒子以飞行中的氧化为主;添加屏蔽气体能减少喷涂过程中涂层的氧化,提高涂层的抗高温氧化性能     

北京工业大学材料加工研究所概况

北京工业大学材料加工研究所隶属于北工大材料科学与工程学院,始建于1960年,原为北工大焊接研究所,2007年更名为材料加工研究所。现有教师20人,教授10人,其中院士1名,具有博士学位的教师13人,具有学士、硕士、博士、博士后完善的学位培养体系。目前正承担包括国家“863”、“973”、国家自然科学基金、国防重点基金、北京市自然科学基金等多项国家、市及部级科研项目,年到校经费约1000万元。