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本期导读
《中国测试》创刊于1975年,由中国测试技术研究院主管,于国内外公开发行,(国际标准刊号:ISSN1674-5124,国内统一刊号:CN 51-1714/TB),由中国工程院高洁院士担任总编,杨杰斌研究员担任主编,谭久彬等12位院士及全国重点高校、科研机构100+专家担任高级顾问及编委。《中国测试》致力于追踪新成果、交流新技术、传播新方法,旨在推动测试技术创新融合发展,加快构建国家先进测量体系,在全方位展示测试技术学术特色和水平基础上,打造一流专业期刊和知识共享平台,期刊栏目设置主要涵盖:前沿综述、测试方法、仪器设备、技术应用,学科专业覆盖全、学术交流范围广,是测试方法和技术成果展示和传播的桥梁。
国家重点研发计划“国家质量基础的共性技术研究与应用”创新实效综述
李辰;谢一航;卜天佳;李大博;潘雍;马爱文;卢祝华;国家重点研发计划作为五大国家科技计划之一,对于经济社会高质量发展具有重要的支撑引领作用。国家重点研发计划“国家质量基础的共性技术研究与应用”重点专项(简称NQI专项)自2016年启动实施,围绕计量、标准、检验检测、认证认可等要素进行系统攻关。该文以“十三五”期间NQI专项计量领域31项典型科技项目为研究对象,分析项目立项总体情况,并对项目产出的计量特色类成果、科研实物类成果和知识产权类成果进行统计学分析,选取解读部分项目实施成效突出的典型案例。同时,面向“十五五”重点专项布局,提出了NQI专项未来发展的思考与建议,为NQI专项的持续演进提供参考。
海洋工程用高强钢断裂韧性与断口微观参数关系研究
薛春阳;杨梦梦;王连庆;任学冲;随着海洋开采向深海区域的进行,海洋工程用钢的低温断裂性能越来越受到人们的关注。文章以EH47海洋工程用钢为例,研究其不同温度下断裂韧性的变化规律,分析其低温断裂韧性与断口微观参数之间的关系。结果表明:随着温度的降低断裂韧性逐渐降低,在韧-脆转变区间内断裂韧性波动较大,平均断裂韧性由742µm降低到87µm。通过断口观察发现,在韧-脆转变温度区间内,断口微观参数塑性裂纹扩展距离dfib以及解理起裂距离yf均随着温度的降低逐渐降低。通过数据拟合,明确断裂韧性与断口微观参数之间的数学关系,相关性系数r2≥0.89。该研究为海洋工程用钢实际服役环境下断裂性能的评估和使用提供一定的数据和理论支撑。
脉动影响下直管式油基钻井液流变性测量的校正模型研究
王韧;王建龙;梁海波;佘丁顺;杨杰斌;刘路漫;杨海;杨泽星;翁锦涛;目前常用的自动化实时在线准确测量钻井液流变性的方法是直管式测量,但往往泵送设备抽取钻井液时产生的脉动流导致压差和流量测量的数据误差较大,最后解算得到的流变性参数精度不高。针对该问题,该文提出一种脉动影响下直管式钻井液流变性测量的校正模型,通过对隔膜泵产生脉动流的调研以及理论分析,得出隔膜泵出口流体流量、压力与隔膜泵工作频率的变化规律,得到其出口流速表达式,为后续仿真提供入口初始参数。然后对实际实验装置的测量管进行3D建模和仿真,根据大量仿真实验结果,得到流体脉动影响下直管式流体流变性测量的校正模型。最后根据实际搭建的实验平台进行实验对比,得到不同流速、粘度、温度情况下以旋转粘度计为标准对比,得到模型校正后计算出的流变性参数,其中表观粘度(AV)的平均相对偏差为2.69%、塑性粘度(PV)的平均相对偏差为2.362%、动切力(YP)平均相对偏差为3.056%,脉动流导致的压差和流量测量的数据误差得到有效减小。
航空金属增材缺陷全聚焦检测幅值补偿方法研究
崔默涵;伍剑波;黄刚华;腾小军;罗阳;超声全聚焦技术已广泛应用于航空金属增材制造后内部缺陷的检测。由于增材金属对超声的高衰减特性,不同深度缺陷全聚焦回波信号的能量均匀性差,从而导致缺陷漏判风险加剧。该研究基于超声在增材金属内部的衰减特性,融合声束指向性补偿因子与声衰减补偿因子构建综合幅值补偿方法。以含不同深度、直径为2 mm圆柱孔人工缺陷的TC4钛合金试块为检测对象,通过直接幅度比较法标定试块介质衰减系数,并引入综合幅值补偿方法进行全聚焦成像。实验结果显示,采用综合幅值补偿方法后,同尺寸缺陷在不同深度的幅值能量分布均匀性相较于其他方法提高50%。最后通过含自然缺陷增材制造试块的检测验证,证实该方法可有效提升对增材金属构件内部缺陷检测的可靠性。
基于GWO-ANN的气固两相流出砂监测方法研究
刘升虎;司泽晨;蒋金桂;邢亚敏;随着全球石油和天然气行业的快速发展和需求增长,出砂问题对设备和管道的影响显著,导致生产效率下降和安全风险增加。为准确预测出砂量,降低油气开采风险和成本,提出一种基于灰狼优化算法(GWO)和人工神经网络(ANN)结合的出砂量预测模型。针对传统模型误差较大的问题,提出的GWO-ANN出砂量预测模型通过灰狼优化算法优化神经网络的权重和偏差,可提高模型的预测精度和鲁棒性。在实验设计部分,通过振动传感器采集气-砂两相流的出砂信号,并利用希尔伯特-黄变换(HHT)分析出砂信号的频带特征,用有限冲激响应(FIR)滤波器对噪声进行滤除。使用主成分分析(PCA)方法减少信号特征的复杂度,将主要特征输入GWO-ANN模型进行训练和预测。实验结果显示,GWO-ANN模型在测试集上最大相对误差较小,表明GWO-ANN模型能够有效地监测出砂量,具有较高的准确性和可靠性。
埋地纯氢管道多变参数泄漏规律及预测模型研究
裴迎举;李世普;何俊波;邓鹏翼;曾磊;薛喆中;为探究埋地纯氢管道在多因素影响下的气体泄漏扩散规律及预测技术,该文采用多维度数值分析及SSAGA-BP神经网络,重点分析泄漏孔径、位置、埋深及土壤渗透特性对氢气扩散的影响。结果显示,氢气扩散速度与泄漏孔径正相关,与管道埋深和土壤阻力系数负相关;泄漏点位置显著影响扩散行为,扩散速率表现为上方>右上方>水平方向>下方,45°右上方泄漏时垂直向上速率明显大于水平方向。不同土壤下扩散速率为纯砂土>纯壤土>纯黏土,小孔径与黏土组合会导致高压积聚和氢气缓释。基于SSA-GA-BP神经网络的扩散浓度预测误差低于1.2%。研究表明:土壤渗透特性对埋地纯氢管道泄漏扩散的影响最显著,低渗透性土壤可降低泄漏孔径和埋深的影响;浅埋深+黏土+小孔径是高地表浓度风险工况。该神经网络模型精度优异,可为工程氢气泄漏浓度和达到爆炸下限时间预测提供理论指导。
纤维材质对内燃机滑动轴承钢表面复合材料摩擦性能的影响
叶家福;王宽田;梁玉婷;滑动轴承是内燃机的主要摩擦副之一,其钢表面复合材料的摩擦性能较差会缩短滑动轴承的使用寿命。而纤维材质作为一种高强度、轻质量、耐磨性的材料,具有较高的硬度和良好的抗磨损性能,能够抵抗因长期滑动接触而产生的磨损。故提出纤维材质对内燃机滑动轴承钢表面复合材料摩擦性能的影响研究。设置剑麻纤维、聚酯纤维、碳纤维与超高分子量聚乙烯作为试验材料,制备纯超高分子量聚乙烯UHMWPE、剑麻纤维/超高分子量聚乙烯复合材料(SF/UHMWPE)、聚酯纤维/超高分子量聚乙烯复合材料(PETF/UHMWPE)与碳纤维/超高分子量聚乙烯复合材料(CF/UHMWPE),通过往复摩擦试验机、SEM、激光扫描共聚焦显微镜与邵氏硬度计获取摩擦性能相关数据。分析试验结果可知:相较于纯UHMWPE来看,三种纤维复合材料的邵氏硬度增大,摩擦系数降低,磨损程度减轻,平均磨损深度减小。其中,碳纤维的加入对复合材料摩擦性能的增强效果更加显著,摩擦系数在相同条件下降低了0.09,磨损深度增加最小。