T22钢无缝管顶管过程壁厚精度分析

摘要:应用Simufact 软件对典型规格荒管顶管过程中的壁厚不均问题进行三维弹塑性有限元模拟,研究顶管过程中轧件的金属流动、应力-应变、横向及纵向壁厚分布规律,并对模拟结果进行了物理验证。在分析壁厚不均产生原因的基础上,对4 个可调机架旋转30°改善荒管的横向壁厚不均,并通过辊缝压下对荒管头尾壁厚进行削减。结果表明:荒管横向壁厚分布为孔顶处到侧壁30°处壁厚值逐渐增大,侧壁30°处到辊缝处壁厚值逐渐减小;荒管纵向壁厚分布为头部壁厚偏薄,中段壁厚值相对平稳且略微增大,尾部壁厚增厚;可调机架旋转30°后,荒管侧壁30°处最大壁厚值减薄明显,孔顶和辊缝处最小壁厚值有所增加,横向壁厚不均度明显改善,由原工艺的6. 98%下降到4. 04%;当辊缝压下0. 2 mm 时,荒管头尾壁厚削减值分别为0. 22 和0. 13 mm,横向壁厚不均度分别为3. 71%和4. 84%;当辊缝压下0. 5 mm 时,荒管头尾壁厚削减值分别为0. 35 和0. 26 mm,横向壁厚不均度分别为3. 24%和4. 36%。本研究可为顶管机组实施荒管头尾壁厚削尖工艺提供科学依据。

基于多目标靶向性能的超高韧性地聚物复合材料智能化设计

摘要:为提升超高韧性地聚物复合材料(EGC)配合比设计效率,降低试错成本,本工作构建了基于机器学习的EGC 性能“预测—优化—反馈”闭环智能设计框架。首先,选取矿粉掺量、粉煤灰掺量、碱激发剂模数等11 个变量作为输入参数,选定抗压强度、抗拉强度、拉伸应变率为目标性能参数,采用可逆神经网络等5 类模型进行正向预测,预测精度高达0.99。其次,引入SHAP 可解释性机制,量化解析关键配比参数对EGC 性能的影响机制及贡献度。最后,融合CatBoost 与NSGA-Ⅲ算法实现多目标性能优化与最优平衡解自动搜索,并通过开展试验研究,验证了所建智能设计框架的准确性与可行性。本工作提出的EGC 智能设计框架解决了材料设计中难以避免的高强与高韧权衡问题,突破了传统EGC 设计中的“黑匣子操作”与“经验驱动”局限,推动材料设计向智能化、精准化方向发展。

共价有机框架材料在锌空气电池阴极的应用进展

摘要:氧还原反应(ORR) 是锌空气电池(ZABs) 中的关键半反应,但其动力学缓慢,亟须开发高性能催化剂以提升ORR效率并替代商业贵金属基Pt/C催化剂。共价有机框架(COF) 材料作为一种新兴多孔有机材料,凭借其独特的可设计性结构、可控的孔道环境、丰富的活性位点以及无热解无金属特性,在ZABs阴极ORR催化中展现出巨大潜力,但也面临本征导电性低、活性位点利用率不足、长期稳定性欠佳及规模化制备困难等问题。本文综述了近年来COF基ORR催化剂的研究进展,重点介绍了通过杂原子掺杂(如S、N、Se)、催化基团设计(如甲基、自由基、边缘功能化)、键合模式调控(如唑键、不饱和键)、边缘工程设计、金属复合(如Co、Pt单原子/团簇) 以及导电碳复合(如碳纳米管、石墨烯) 等策略,优化COF结构以提升其ORR催化活性和选择性的方法,并深入探讨了其构效关系。分析表明,通过精确调控活性位点的电子环境、增强电荷传输效率、优化传质路径和提升结构稳定性,COF基催化剂性能已接近甚至超越商业Pt/C。未来研究需深度融合材料化学、原位表征技术和机器学习等多学科前沿,重点发展全共轭骨架和惰性连接键,以提升导电性(约10-³S/cm) 和循环寿命(>1000h),结合介孔工程和缺陷工程提高活性位点暴露率(>80%),并开发连续流反应器等新工艺,实现规模化制备(产率>50%),以推动COF基催化剂助力ZABs向高功率密度(>250mW/cm²)、超长循环(>2000次) 和低成本方向发展。

城市轨道交通杂散电流诱导腐蚀研究进展与思考

摘要:城市轨道交通系统中的杂散电流腐蚀对地下基础设施的使用寿命构成了重大威胁,已成为现阶段耐久性研究的热点问题。为此,系统梳理该领域的研究现状并展开前瞻性思考,具有重要的理论与现实意义。分析杂散电流产生机理、分布特征和相关危害;进而探讨定量测量方法和实验室模拟技术;重点阐述杂散电流作用下钢筋混凝土的腐蚀,包括加速电化学分解和诱导氯离子传输过程;并评估了杂散电流腐蚀的现有缓解策略,比较了它们的技术原理和实施效果。通过对当前研究局限性的分析,提出有针对性的研究展望,未来亟需开展复杂环境下杂散电流分布特性,等效室内试验理论、方法的构建以及杂散电流随机性考虑的相关研究,对城市轨道交通基础设施的生命周期管理和韧性增强具有重要的参考意义与工程价值。

生物炭在微生物电化学技术中的应用研究进展

摘要:微生物电化学技术(microbial electrochemical technology,MET) 是一种多学科交叉融合的科学技术,在可再生能源发展、污水处理及CO2生物合成等新兴领域具有重要的应用价值。目前,MET仍面临着电极材料成本高、电子传输效率低等关键问题,成为制约其广泛应用的重要瓶颈。生物炭作为一种价廉易得的碳质材料,其大孔结构提供了离子高效传输通道和微生物附着位点,而其表面丰富的官能团和可能的杂原子赋予其独特的催化活性和电化学性能,为MET技术的发展提供了新的思路。本综述从介绍MET中生物炭的关键特征着手,着眼于其作为微生物载体、催化剂和体系内中介体的研究,总结研究现状的同时指出应用导向型生物炭的开发对于生物炭在MET中的进一步推广至关重要。然后结合生物炭在实际废水中的应用及其应用于MET体系的全过程生命周期,深入分析了生物炭在不同应用体系下对MET废水处理、物质合成等效率的影响规律和最新研究进展。最后,针对生物炭应用于MET遇到的挑战,展望了解决方案及应用前景,为MET技术的发展提供了技术支撑。

数据存储加密技术白皮书V2.0

摘要:进入“十五五”时期,数据作为新型生产要素,伴随大模型、智能体等人工智能技术加速应用,在跨场景复用和持续迭代中释放出更强的乘数效应。数据价值加快释放,安全风险伴生演进。数据流动范围扩大,治理边界随之延伸;多源数据集中汇聚,使单点失守更容易演变为批量泄露和链式影响。面对时代新形势,国家持续健全数据安全制度体系,修正后的《网络安全法》自2026 年1 月1 日起施行,与《密码法》《数据安全法》《个人信息保护法》共同构成数据安全的制度基础,数据安全要求由原则性“应当保护”转向刚性约束。制度要求最终要落到数据处理的具体环节。在数据全生命周期中,存储是价值沉淀与风险累积的交汇点,分散产生的数据在此汇聚,规模、敏感程度和关联价值不断叠加,集中面临数据窃取、泄露、滥用等风险。也正因如此,商用密码应用安全性评估(以下简称密评)的判定体系将第三级及以上信息系统“未采用密码技术保证重要数据在存储过程中的机密性”列为无缓解措施的高风险项。而密码技术可以直接作用于数据本身,在边界防护和访问控制失效时仍能发挥保底作用,是解决存储安全问题兼具经济性与可靠性的基础手段。这是本白皮书聚焦数据存储加密的原因。存储并不是数据流转路径上的一个孤立节点。在典型的信息系统中,数据自终端产生,经应用服务器处理,写入数据库或文件系统,最终落在磁盘与存储层,其间还会以缓存、日志、备份、导出文件等形态多次落盘。加密可以施加在这条路径上的任何一个环节,但施加的位置不同,明文暴露的范围、密钥的归属、对业务的影响和在密评中的判定结论也随之不同。传统按“磁盘、文件、数据库”等介质分类的视角看不到这些差别,因此有必要沿数据流转路径、以安全控制点为线索来分析存储加密技术,并在讨论每一种技术时围绕三个问题展开:加密实施在哪一个控制点,明文在哪些环节仍然存在,密钥由谁掌握、按什么规则释放。这三个问题的答案,影响了一种技术能防住什么、防不住什么,也影响了它在合规评价中的确定性。循着这一思路,本白皮书沿典型信息系统的数据流转路径,选取十种具有代表性的存储加密技术进行分析。由于2026 年3 月中国密码学会密评联委会更新发布《商用密码应用安全性评估FAQ》(第四版,以下简称FAQ 第四版),以应用是否对数据资源本身加密为依据,对应用和数据安全层面的存储机密性给出分情形的裁量标准,使不同加密路线在密评中的结论有了明确区分。因此,与2022 版相比,本次修订以FAQ 第四版作为合规判定的统一尺度,着重从加密位置、明文暴露边界、密钥掌握方和实际防护效果等方面展开比较,并把“加密后明文还在哪里”“密钥在谁手里”这两个最影响实际防护效果的问题显性化;同时补充各技术的演进方向,以附录的五个分析维度回应密文可计算、后量子迁移等新问题,力求为不同场景下的技术选型给出可操作的判断参考。数据存储加密的价值,不在于系统中“出现了密文”,而在于围绕数据建立一套可验证、可持续的保护机制。希望本白皮书能帮助从事数据安全规划、密码应用建设和密评准备工作的技术与管理人员快速了解数据存储加密技术的全貌,并为其在场景适用性判断、相关技术与产品选型等方面提供参考。

协作机器人在钢结构桥梁焊接中的应用

摘要:随着桥梁建设向智能化、快速化发展, 传统龙门式工业机器人已不能满足生产全流程的自动化焊接需求。协作机器人凭借其柔性化部署、操作简易性及高精度轨迹控制, 为桥梁钢结构的自动化焊接提供了创新解决方案。文中针对钢结构桥梁主流产品的结构特点, 设计了多类协作机器人焊接工装, 制订了合理可行的焊接工艺, 创新拓展了协作机器人焊接应用场景, 显著提升钢结构桥梁综合焊接自动化率的同时, 有效保证了焊接效率和质量, 具有良好的工程应用价值。

离心铸造球墨铸铁管的研究和生产现状及发展趋势

摘要:离心铸造球墨铸铁管强度高、塑性和耐蚀性好、使用寿命长,被广泛应用于市政管网建设。介绍了离心铸造球墨铸铁管的发展历程,离心铸造球墨铸铁管的熔炼、球化与孕育处理、离心铸造、热处理、防腐等生产工艺和生产装备的发展及存在的问题,以及我国离心铸造球墨铸铁管的应用。指出研发微合金强化或固溶强化等高性能球墨铸铁管和推广应用C级管是未来的发展方向。

复合相变材料导热与自然对流协同优化

摘要:金属骨架的引入可显著提升相变材料的热传导效率,但会削弱自然流动特性并增加整体质量。本文数值仿真分析了复合相变材料的热性能,探究了孔隙度对导热、自然对流和轻质量的影响规律,选取关键设计变量,利用Box-Behnken实验法构建响应面回归方程,通过NSGA-Ⅱ多目标遗传优化算法对导热贡献度、自然对流贡献度及质量优化求解,并通过TOPSIS选择法筛选最佳解集。结果表明:根据不同权重,基础型方案可均衡导热(84.44%)、自然流动(15.56%) 与轻量化(2.23g);侧重导热的w1方案导热效率高达86.41%;侧重自然流动的w2方案流动贡献度可达18.51%;侧重轻质量的w3方案质量降至2.15g。在以上分析的基础上获得复合相变材料在不同需求下的整体性能调控规律,为微尺度热管理技术和复合相变材料的设计提供理论指导。