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期刊信息/Journal information
安徽工业大学学报（自然科学版）
安徽工业大学学报（自然科学版）

葛芦生

季刊

1671-7872

xbgzp@ahut.edu.cn

0555-2311613 2311020

243002

安徽省马鞍山市湖东路59号安徽工业大学

安徽工业大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Anhui University of Technology(Natural Science)CSTPCD
查看更多>>本刊系综合性学术期刊，主要报道钢铁冶金、材料科学、化学化工、环境工程与环境保护、机械工程、机电一体化、自动化工程、信息工程、计算机科学与应用等相关专业、学科的基础理论研究和应用技术研究方面的学术论文。国内外发行。读者对象为冶金行业各企、事业单位的工程技术人员、管理工作者，各高等院教师生及研究院所的科技工作者。本刊为全国和安徽省高校自然科学学报系统的优秀学报，安徽省优秀科技期刊。
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    煤基碳点的制备和应用研究进展

    何自国张铖王知彩张奎...
    1-16页
    查看更多>>摘要：煤和煤衍生物的碳含量高、资源丰富,开发煤基碳材料及其制备技术具有重要的研究价值.碳点作为碳纳米材料家族冉冉升起的新星,由于其优异的光电性能、无毒性和良好的生物相容性等,在许多领域显示出巨大的应用前景.煤和煤衍生物是一种三维交联的网络状多晶材料,含有丰富的官能团和悬垂键,且芳香结构单元之间通过亚甲基、醚键等交联桥键连接,桥键可通过化学、电化学或物理方法来破坏.基于煤和煤衍生物的结构特点,综述煤基碳点的合成方法及其在电化学、光催化、化学分析、生物医药、光电材料等领域的应用,展望煤基碳点的未来发展方向.未来值得研究的方向为:优化合成工艺,实现高性能煤基碳点的规模化、绿色化制备;开发模拟、理论计算和其他先进技术,进一步探索煤基碳点及其复合材料结构和性能的调节机制;通过煤基碳点的改性和组装,拓展其应用领域.

    煤煤衍生物碳点合成方法应用

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    小规格H型钢粗轧扭转影响因素分析

    夏俊超邢军汤寅波潘红波...
    17-23,43页
    查看更多>>摘要：针对小规格H型钢粗轧过程中轧件出现扭转变形问题,以某钢厂小H型钢粗轧工艺参数为参考,利用Marc/superform有限元软件对粗轧轧制阶段进行模拟,分析轧件产生扭转变形的原因以及工艺因素对轧件扭转变形的影响规律.结果表明:小型H型钢粗轧过程轧辊轴向错位或来料偏扭都会引起轧件的扭转;减小孔型侧壁斜度对抑制轧件扭转程度作用明显;扩大槽底圆角能够增大翼缘外端部与圆角处接触面积,对轧件扭转起到一定的限制作用.文中孔型系统下V2,V5压下量比值越大轧件扭转越严重,立轧道次压下量比值控制在1.1～1.5范围更有利于提升轧制稳定性.

    有限元模拟H型钢扭转变形粗轧工艺

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    连续退火炉内炉辊热变形的有限元分析

    苏步新何飞
    24-29页
    查看更多>>摘要：炉辊热变形是影响连续退火炉内带钢瓢曲和跑偏的关键因素之一,合理控制热态辊形变化对连续退火过程高效稳定通板至关重要.针对连续退火炉内最重要的加热段和冷却段工序,采用ANSYS软件建立炉辊有限元模型,基于软件的热力耦合分析,模拟不同工况下加热段和冷却段炉辊的热变形,比较分析冷态和热态工况下辊形曲线变化,讨论炉辊温度分布和轴向温差对炉辊辊形变化的影响规律.结果表明:加热段炉辊较大的轴向温差会使单锥度辊变为平辊,不起防跑偏的作用;冷却段炉辊较大的轴向温差会使平辊变为具有一定凸度的炉辊,增加带钢的冷瓢曲风险.炉辊轴向温差控制在≤50℃时,热变形对炉辊形状的影响较小.

    连续退火炉炉辊带钢热变形温度分布有限元

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    汽车连杆用棒材44SMn28裂纹分析

    方强李师伟丁敬于良...
    30-35页
    查看更多>>摘要：针对汽车连杆用棒材44SMn28在生产中表面与内部裂纹频繁出现,基于低倍酸洗、光学显微观察、扫描电镜观察与能谱分析相结合的手段,对扒皮与黑皮44SMn28轧材的裂纹进行观察,对其中硫化物的析出、形貌、分布及其对裂纹产生的机理进行研究.结果表明:钢中存在大量的MnS夹杂物,尺寸在几百纳米到几百微米之间,成粒状、纺锤状或条带状分布于晶内与晶界;条带状硫化物是钢中裂纹产生的主要原因,其各向异性显著降低材料的横向机械性能,导致钢材在应力作用下沿其界面萌生裂纹;裂纹内部还存在大量氧化物,在氧化物与基体之间存在大量FeS,在热应力与机械应力作用下极易引起钢材开裂.与扒皮轧材相比,黑皮轧材表面裂纹显著减少、裂纹深度较浅,但在低温变形情况下轧材内部裂纹更易沿晶界扩展.

    连杆44SMn28钢夹杂物裂纹

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    基于动态轧制的串联热连轧机抑振研究

    董亮包家汉王哲
    36-43页
    查看更多>>摘要：为抑制多机架热连轧系统的振动,以1580 mm双机架热连轧机为研究对象,通过在机架间增建横梁串联相邻轧机F1,F2来改进其结构.根据F1,F2轧机的实际结构和轧制参数,采用集中质量法并通过添加轧件和张紧辊,建立双机架热连轧系统的动力学简化模型;在ANSYS中,以质量和弹簧单元构建轧机辊系,并以梁单元搭建机架和横梁,建立串联前后的双机架热连轧系统有限元模型,分析增建横梁对辊系振动特性的影响,且与现场实测数据进行对比验证.结果表明:相邻机架串联后,F1和F2工作辊垂直振动信号变化不大,而水平振动信号峰值分别降低了25.59％,23.65％,相应均方根分别降低了37.97％,15.98％,一定程度上抑制了工作辊系的水平振动,提高了轧机在轧制过程中的稳定性.仿真结果与实测数据基本一致,证明了串联热连轧机抑振方案的可行性.

    热连轧集中质量串联简化模型动态轧制

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    22MnB5NbV热成形钢氢损伤与氢聚集的可视化研究

    蔡忠贤高安阳沈慧斯庭智...
    44-51页
    查看更多>>摘要：通过扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射技术(EBSD)等手段及电化学充氢与氢微印等实验,表征分析22MnB5NbV热成形钢的组织结构、氢损伤形核临界条件、氢损伤与氢聚集可视化;建立氢损伤演变模型预测氢致裂纹演变方式,并通过充氢实验进一步观察氢致裂纹的形核与扩展,验证模型预测结果.结果表明:22MnB5NbV钢组织基本由马氏体组成,组织较细小,平均晶粒尺寸约7.81µm,小角度晶界占比高达35.34％;充氢4 h时,22MnB5NbV钢诱发氢鼓泡形核的临界电流密度为30 mA/cm2;氢原子首先在氢鼓泡内部大量聚集,随充氢时间的增加,氢原子复合为氢分子后在氢压的驱动下逐渐向外部扩散,充氢10 h后,氢原子聚集趋势消失,呈弥散状分布在氢鼓泡四周.长时间电化学充氢会使氢鼓泡的聚集状态呈方向性,在材料内部形成多个线性排列的氢鼓泡,最终连接为不连续氢致裂纹;高浓度氢原子在氢鼓泡内壁偏聚后使其周围基体发生局部软化,在氢压的作用下氢鼓泡易向一端或两端扩展,形成氢致裂纹.

    热成形钢氢微印技术氢鼓泡氢致裂纹

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    0.22C-0.45Mn钢低温奥氏体晶粒长大行为的研究

    周红陶龙杰李智丽章小峰...
    52-58页
    查看更多>>摘要：对0.22C-0.45Mn钢进行淬火工艺实验,研究加热温度、保温时间对奥氏体晶粒平均直径的影响,探究0.22C-0.45Mn钢在加热温度(870～990℃)和保温时间(15～120 min)范围内的低温奥氏体晶粒长大行为;基于Beck,Hillert和Sellars模型分别建立奥氏体晶粒平均直径的数学模型,预测0.22C-0.45Mn钢的奥氏体晶粒直径.结果表明:随加热温度的升高,0.22C-0.45Mn钢奥氏体晶粒直径近似呈指数形式增长,长大速率加快;随保温时间的延长,奥氏体晶粒增长速率减缓;3种晶粒模型中,Sellars模型的拟合精度最高,能较好地预测0.22C-0.45Mn钢奥氏体晶粒直径,可为实际生产中旋扩后的0.22C-0.45Mn钢低温热处理工艺提供参考依据.

    0.22C-0.45Mn钢奥氏体化Beck模型Hillert模型Sellars模型

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    融合Dijkstra和PID算法的室内移动机器人局部路径规划

    宋江一李丹陈文博
    59-64页
    查看更多>>摘要：针对普通轮式机器人在室内难以通过狭小工作区域,易陷入局部区域无法完成导航的问题,提出一种麦克纳姆轮式机器人底盘的局部路径规划融合算法.借鉴麦克纳姆轮的优势,采用Dijkstra全局路径规划算法规划全局路径,融合Dijkstra和PID算法控制局部路径规划;根据姿态信息将机器人速度进行横向和纵向分解,限制旋转速度,在保持姿态不变的前提下驱动机器人实现稳定移动;使用搭载机器人操作系统的麦克纳姆轮式机器人进行导航测试试验,验证本文融合算法的有效性.结果表明:在复杂狭窄的室内环境下,本文算法可实现机器人的自主导航与避障,可成功地从设定的起点到达终点;与传统的时间弹性带(TEB)算法相比,本文算法在无障碍的环境中导航时间减少了30.56％,在有障碍物环境中导航成功率可提高4％,能够满足室内移动机器人快速到达导航目标点的需求.

    机器人操作系统麦克纳姆轮融合算法局部路径规划

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    基于Unity3D康复机器人数字孪生模型的实时驱动

    汤健欧长伟谢能刚王璐...
    65-69,88页
    查看更多>>摘要：人机共融是康复机器人领域研发创新的热点,数字孪生是实现人机共融的重要技术手段.以本课题组研制的康复机器人为研究对象,提出一种采用Unity3D平台接收传感器数据实时驱动数字孪生模型的方法.在SolidWorks软件中根据机器人下肢结构的物理参数建立物理模型,将其导入Unity3D平台中绑定相匹配的运动模型生成孪生模型;通过传感器建立下肢结构与孪生模型的联系,在平台中创建一种采用循环体流程设计的实时数据驱动脚本,实时收发代码并更新位置参数,达到实时数据驱动的目的,且对该方法的实时性和准确性进行验证.结果显示:下肢结构膝关节的实际活动范围与孪生模型预测的的活动范围基本相同,两者在6个周期内的峰值加权平均时差为134.26 ms.采用本文建立的孪生模型可准确表达实体运动机制,模型的实时性也较好.

    康复机器人Unity3D数字孪生实时数据驱动

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    基于A*算法的局部路径规划算法

    赵卫东章争生陈文博
    70-75页
    查看更多>>摘要：针对目前主流机器人路径导航算法存在计算量大、计算时间长及在复杂环境中无法实时规划等问题,提出一种改进的局部路径算法.在A*算法规划路径的基础之上,以机器人当前位置规划出的部分路径作为局部路径,将截取的路径分为多个节点,根据机器人与其邻近节点的坐标计算相对距离与相对角度,求解机器人水平与垂直方向速度,并将其发送给下位机控制机器人运动.使用科大讯飞推出的智能车平台进行导航效果测试,比较小车在TEB(time elastic band)算法和改进算法控制下的运动时间与碰撞障碍物次数.结果表明:相比于TEB算法,小车在改进算法的控制下碰撞次数明显减少,在长度约30 m的运行过程中平均用时减少12 s、平均速度提高0.2 m•s-1,速度变化较稳定.改进算法结构相对简单,在路径规划过程中能够减少所需计算量,可提高机器人整体运动的稳定性.

    路径规划自主导航A*算法机器人

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