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长输管道全生命周期应变监测系统的开发与应用
摘要：【目的】长输油气管道在制管、施工及运维的全生命周期中受多场耦合载荷作用，易在局部区域产生应力集中，进而对结构完整性构成潜在威胁。然而，现有监测技术普遍存在全生命周期覆盖不完整、系统组件协同性不足以及工程适配性差等问题，难以实现对管道应变状态的连续、高效监测。因此，亟需研发一套能够贯穿管道全生命周期、具备高可靠性与良好工程适用性的应变监测系统，以实现对管道应变行为的全过程可视化感知与智能化管理，提升管道运行的安全性与可维护性。【方法】设计并构建了一套由柔性超薄应变传感器、数据采集装置、数据处理平台及可视化终端组成的集成化应变监测系统：采用柔性FPC 基板，研制了可同步采集轴向、环向应变与温度变化的柔性超薄传感器，其具备“预埋-外贴”双模式布设能力；开发了集成射频识别模块、多级电磁防护及“本地缓存+远程传输”双模传输的数据采集装置，确保传感器与采集装置的高效协同；基于云服务架构搭建了支持数据远程入库、存储、实时分析的处理平台，并在终端模块实现了数据可视化展示、自动生成监测报告及远程协同管理。【结果】该系统在中缅天然气管道动火换管现场应用，布设两个监测截面、8 个测点，采用5 Hz 高频采集，并以光纤光栅传感器作为参考进行对比验证。现场应用结果表明：①系统部署便捷，全程数据连续无缺失，验证了其在强施工扰动下的稳定性与可靠性；②柔性超薄传感器测量精度高，与光纤传感器监测结果对比，其轴向应变变化量相对误差小于3.0％；③系统成功捕捉到切割阶段应力释放、焊接升温阶段热膨胀效应及降温阶段残余应变等全过程动态响应。【结论】该应变监测系统实现了传感器、采集装置、处理平台及终端的高效协同，突破了现有技术在全生命周期覆盖与工程适配性方面的局限，为长输管道结构安全评估提供了可靠的数据支撑与技术手段。未来研究将深化多源数据融合与数字孪生技术在管道应变监测中的集成应用，以推动管道安全管理向智能化方向演进。
面向增材制造的生态设计：知识驱动的技术框架与应用
摘要：为了开发具有环境可持续性的增材制造零部件，明确了面向增材制造的生态设计（EcoD-fAM）概念内涵及所需知识体系，并融合多种智能技术，提出了一种知识驱动的EcoDfAM 技术框架，该框架共三层，即知识来源层、知识模型层、设计服务层。以金属粉床熔融制造的飞机机翼处液压系统阀体零件为例，对所提框架进行了应用分析与讨论，结果表明，所提的融合本体、机器学习、知识图谱等技术的框架能够有效整合EcoDfAM 所需的多领域复杂专业知识，并通过灵活重用知识产生生态设计推荐方案。该研究可用于开发智能设计顾问系统，通过在不同设计阶段提供合适的知识指导设计师，有效提高增材制造零部件生态设计过程的效率和质量。
海洋生物污损形成机理与仿生防污损材料研究进展
摘要：随着海洋经济社会的发展,水下设施受生物污损问题日趋严峻,现已成为广泛关注的世界性难题，因此先进的防污损技术逐渐成为当下重要研究方向。本文综述了近年来仿生防污损技术的研究进展，并重点从以下几个方面进行了介绍：一是微/纳米结构仿生防污损材料；二是水凝胶仿生防污损材料；三是抗蛋白吸附高聚物材料。这些材料通过模仿自然界中生物体表面结构和功能而开发，不仅具备优异的防污损特性，还在自清洁和耐腐蚀等方面展现出良好的应用潜力。尽管仿生防污损技术在实验室研究中取得了众多进展，但在维持材料表面防污损性能上仍存在一些困难亟待攻克，近年来人们通过相关生物技术，在解决材料稳定性等方面获得了一定的成效。研究分析表明，绿色环保型的仿生防污损材料将是未来最具潜力的新兴材料之一，耦合多种仿生特性的应用工作尚需更加深入地展开探索与研究。
悬挂式单轨研究与应用综述
摘要：悬挂式单轨作为中低运量轨道交通制式，依托梁轨一体化的轨道梁结构与空中运行模式，不仅为缓解城市交通拥堵和景区观光提供了新路径，更为不具备地铁、轻轨建设条件的非中心城市提供了适配性交通解决方案，具备重要现实价值。文章首先系统阐述了悬挂式单轨的基本构成与主要技术特点，并梳理了其在国内外的发展历程；然后，从转向架结构、车辆动力学建模与参数优化、轨道梁结构响应、车桥耦合动力学及风-车-桥耦合动力学等方面，全面总结了当前的研究现状；最后，进一步分析了悬挂式单轨在应急救援、运行平稳性与舒适性、运营维护等方面面临的关键问题，并在此基础上，从应用范围拓展、安全救援技术优化及景区观光线路开发等角度，对未来研究方向与发展趋势进行了展望，旨在为悬挂式单轨交通技术的完善与安全推广提供参考。
氧化锆受控影响因素及合成方法研究进展
摘要：氧化锆（ZrO2）纳米材料因优异的生物相容性、光电性能和力学性能以及较强的热稳定性和化学稳定性被应用于医学、航空航天、检测装置和先进陶瓷等领域。目前多种合成方法被应用于制备ZrO2纳米材料，通过精细调控形成多元化结构以提升其使用性能。通过对近年来ZrO2影响因素以及合成方法的相关文献进行整理，本文旨在为合成高性能ZrO2提供参考。合成过程中ZrO2性能受多方面因素的影响，如颗粒形貌、团聚程度以及结晶度等。通过调节合成参数（如反应时间、反应和煅烧温度、溶液ｐＨ 值、前驱液种类等）论述影响ZrO2性能的主要因素。此外，ZrO2可通过多种方法进行合成，包括水热法、溶剂热法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法以及微乳法，重点阐述不同方法合成ZrO2的基本原理以及优势，最后与本文采用的预混滞止火焰合成法进行对比，从而进一步分析选择方法的不同对最终产物的影响。ZrO2的合成技术将朝着更加高效、环保和精准的方向推进。一方面，新兴技术的不断涌现和交叉融合将催生出更多创新性的合成方法；另一方面，对ZrO2性能的深入研究将推动其在新兴领域的应用拓展。同时，如何降低合成成本、提高生产效率、实现大规模工业化生产也将是未来需要解决的关键问题。
纤维基光热转换材料的制备及其应用研究进展
摘要：随着人口的不断增长以及工业的持续发展，能源短缺与环境污染问题日益严重。鉴于水资源和能源短缺的现状，光热转换材料获得了广泛的发展与应用。传统的光热转换材料具有光热转换效率低、长期稳定性差等缺点，因此具有高效光热转换率、易于复合改性和结构调控的纤维基光热转换材料开始被拓展研究。但所用的纤维基光热转换材料仍存在多功能性匮乏、抗污染性低和实际应用性差等问题。本文介绍了光热转换效应的原理以及静电纺丝、浸渍、喷涂等纤维基光热转换材料的制备方法和纤维基光热材料的优势；分析了光热转换效率提升的策略，论述了纤维基光热转换材料在能源、环境和医疗卫生等领域的应用情况。最后，对纤维基光热转换材料在制备工艺和实际应用中存在的问题进行了探讨，指出随着未来纤维基光热转换材料在制备方法和性能方面的改进，其将展现出巨大的应用潜力。
TC4钛合金无缝管连轧工艺及应用
摘要：介绍了连轧管机组轧制TC4钛合金无缝管的生产工艺。针对钛合金的变形特性和性能规律，结合连轧管机组生产合金钢管的技术规程，制定出专属轧制TC4钛合金无缝管的工艺制度。生产实践证明，该工艺可以生产出几何尺寸合格、内外表面质量良好的钛合金管；后续再经过精加工、热处理等工序生产出几何尺寸与性能合格的钛合金管，用于深海钻探和航空航天等领域。检测TC4 钛合金无缝管的组织和性能，发现该钛合金轧制后的组织为复合型α+β型的网篮组织，退火后的性能满足协议要求。
绿色能源在油气田中的应用现状、不足及发展趋势探讨
摘要：【目的】在“双碳”背景下，传统供能模式下油气田高耗能高排放问题亟待解决，而在油气田场景中绿色能源对传统能源替代与应用方面的研究成果尚缺乏系统性梳理与分析。为厘清绿色能源在油气田中的应用情况，制定绿色能源与油气田生产需求精准对接的供能方案。【方法】采用文献梳理、案例分析及技术适配性评估相结合的方法，系统检索国内外有关绿色能源在油气田应用领域的研究成果，结合行业报告与实际案例，重点分析太阳能、地热能、余热、风能、波浪能等在油气田中的应用现状与不足。【结果】所列绿色能源在油气田中的应用均具备可行性，且多数技术已落地，但仍具有优化与升级潜力。光伏技术趋于成熟，但部分场景中仍受限于地域与系统集成成本；地热能利用油田产出水与废弃井资源，通过水源热泵供暖与中低温发电可显著降低碳排放；余热回收以热泵技术为主，普适性强但技术路线单一；风能利用以发电为主，兼有风力发热的试验性研究，技术路线较为单一；波浪能在海上油气田中展现出巨大应用潜力，但仍处于初级试验阶段；氢能、生物质能试验与案例较少，但同样具有应用潜力。【结论】光伏发电、地热水源热泵技术及余热回收技术最为成熟，应作为绿色供能的首推方向。此外，需结合不同地区油气田环境资源、产能及产品特点合理选择绿色能源应用方案。研究结果为油气企业明确了绿色能源替代的优先级，指出技术突破的重点方向。未来油气田绿色能源研究应聚焦长期实地跟踪，构建全生命周期数据库，精准评估技术与环境效益；发展多能互补系统与废弃资源高效利用，优化能源匹配，实现降本增效。
