高强聚乙烯层合板抗破片模拟弹侵彻性能数值分析

1

作者 戴文喜 谢伟 +3 位作者 胡鹏程 程远胜 闫小顺 张攀 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第2期20-27,共8页

[目的]旨在探究破片侵彻作用下高强聚乙烯(UHMWPE)纤维增强层合板的毁伤响应过程、失效模式转变和能量吸收特性。[方法]采用有限元软件ANSYS/AUTODYN,建立UHMWPE层合板抗破片侵彻数值模型,分析UHMWPE层合板的失效模式转变和能量吸收特性... [目的]旨在探究破片侵彻作用下高强聚乙烯(UHMWPE)纤维增强层合板的毁伤响应过程、失效模式转变和能量吸收特性。[方法]采用有限元软件ANSYS/AUTODYN,建立UHMWPE层合板抗破片侵彻数值模型,分析UHMWPE层合板的失效模式转变和能量吸收特性。[结果]破片侵彻作用下UHMWPE层合板的动态响应过程大致可以分为剪切冲塞阶段和拉伸变形阶段。破片入射速度和靶板厚度会直接影响靶板的能量吸收特性。靶板厚度越大,剪切冲塞模式占比越大。在靶板厚度不变的情况下,随着破片侵彻速度的提高,剪切冲塞模式占比越来越大,最终趋于稳定。在破片弹道极限速度以上初始小范围内,靶板吸能随破片入射速度增大有所减小,随后破片速度继续增加会扩大靶板剪切冲塞破坏范围,导致靶板整体吸能量增加。[结论]基于所建立的数值模型能够较好地模拟破片侵彻作用下UHMWPE层合板的动态响应过程,可以为UHMWPE材料在弹道防护领域的应用提供参考。 展开更多

关键词 高强聚乙烯层合板 抗弹性能 动态响应 破片侵彻 破片模拟弹

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爆炸冲击波和破片联合作用下玻璃纤维夹芯复合结构毁伤特性实验研究 被引量：10

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作者 李典 侯海量 +3 位作者 戴文喜 朱锡 李茂 陈长海 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期877-885,共9页

为研究爆炸冲击波和破片联合作用下复合夹芯结构的防护能力和毁伤机理,采用TNT和预制破片开展了冲击波和破片联合作用下玻璃纤维夹芯结构的联合毁伤实验。研究玻璃纤维复合夹芯结构的毁伤特性,将其防护能力与芳纶、高强聚乙烯复合夹芯... 为研究爆炸冲击波和破片联合作用下复合夹芯结构的防护能力和毁伤机理,采用TNT和预制破片开展了冲击波和破片联合作用下玻璃纤维夹芯结构的联合毁伤实验。研究玻璃纤维复合夹芯结构的毁伤特性,将其防护能力与芳纶、高强聚乙烯复合夹芯结构进行了量化对比,并分析了冲击波和破片联合作用下复合夹芯结构前面板、芯层、后面板的破坏模式及相应破坏机理。结果表明:选用复合夹芯结构抗冲击波和破片联合毁伤时,同等防护能力所需E玻璃纤维芯层重量分别为芳纶芯层、高强聚乙烯芯层的1.37倍、2.50倍;前面板破坏模式主要由冲击波载荷、破片载荷、芯层约束3方面因素共同决定;破片载荷对芯层破坏模式起主要作用,后面板破坏模式与芯层碰撞、破片载荷两方面因素有关,其中冲击波载荷和芯层碰撞为面载荷,使前后面板产生整体弯曲变形,破片载荷为点载荷,使面板和芯层产生局部的穿甲破孔,芯层约束限制了前面板变形空间。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 实验研究 破坏模式 防护能力 复合夹芯结构

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纤维增强复合材料三明治板破片穿甲数值仿真 被引量：16

3

作者 徐豫新 戴文喜 +1 位作者 王树山 赵晓旭 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期134-140,共7页

研究破片对(由钢板、纤维增强复合材料板及钢板叠合而成)纤维增强复合材料三明治板穿甲过程中能量转化规律。进行破片模拟弹丸(FSP)对不同结构三明治板高速穿甲数值仿真,获得FSP弹丸对16种三明治板的弹道极限,并与实验结果对比验证数值... 研究破片对(由钢板、纤维增强复合材料板及钢板叠合而成)纤维增强复合材料三明治板穿甲过程中能量转化规律。进行破片模拟弹丸(FSP)对不同结构三明治板高速穿甲数值仿真,获得FSP弹丸对16种三明治板的弹道极限,并与实验结果对比验证数值仿真的可信度。通过分析数值仿真结果,进一步研究破片临界贯穿条件下纤维增强复合材料三明治板各组成部分吸能比率与结构尺寸相关性。结果表明,不同厚度夹层板的吸能比率恒定(芳纶纤维10.41%,玻璃纤维2.68%),夹层板内能随厚度的增加呈二次函数增加。由此获得破片对纤维增强复合材料三明治板弹道极限速度计算方法。 展开更多

关键词 固体力学 冲击动力学 纤维增强复合材料 三明治板 破片模拟弹丸

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反舰导弹对舰船侵彻及内爆毁伤研究 被引量：7

4

作者 魏继锋 戴文喜 +3 位作者 徐豫新 吴国民 周心桃 王树山 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第20期162-165,共4页

利用有限元仿真程序,分析了反舰导弹侵彻舰船过程中的结构变化和过载响应,获得了战斗部侵入舱体后的位置信息,据此确定出弹靶舱室内爆的初始条件,开展了模拟舱室抗装药内爆的结构设计和静爆试验。研究结果表明:反舰导弹能够穿透高强度... 利用有限元仿真程序,分析了反舰导弹侵彻舰船过程中的结构变化和过载响应,获得了战斗部侵入舱体后的位置信息,据此确定出弹靶舱室内爆的初始条件,开展了模拟舱室抗装药内爆的结构设计和静爆试验。研究结果表明:反舰导弹能够穿透高强度钢制舷体,在目标内实现内爆效应;模拟舱室在内爆情况下发生因焊接缝裂开致结构垮塌;加厚壁结构弯曲变形吸收冲击波能,局部凹陷,整体无破坏,能够起到防护重要舱室的作用。 展开更多

关键词 舱室 防护 内爆 侵彻 结构破坏

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中厚背水金属靶板抗钝头弹高速侵彻机制分析 被引量：4

5

作者 陈长海 侯海量 +2 位作者 张元豪 朱锡 戴文喜 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1428-1434,共7页

为探讨中厚背水金属靶板抗高速钝头弹垂直侵彻机制,根据不同的受力状态及耗能机制,结合中厚背水靶板抗高速侵彻特点,将高速钝头弹垂直侵彻中厚背水金属靶板的过程分为压缩镦粗、剪切压缩和剪切扰动3个阶段.基于3阶段侵彻机制,建立了钝... 为探讨中厚背水金属靶板抗高速钝头弹垂直侵彻机制,根据不同的受力状态及耗能机制,结合中厚背水靶板抗高速侵彻特点,将高速钝头弹垂直侵彻中厚背水金属靶板的过程分为压缩镦粗、剪切压缩和剪切扰动3个阶段.基于3阶段侵彻机制,建立了钝头弹高速侵彻中厚背水金属靶板的瞬时余速计算模型.采用该模型计算了质量为3.3g的立方体破片弹丸侵彻厚度为5mm背水钢板的瞬时余速,理论计算值与实验结果及相应的模拟计算结果均吻合较好.由于计算模型考虑了靶后水介质的动支撑作用和动能耗散等效应,对高速钝头弹侵彻中厚背水金属靶板的瞬时余速能进行更合理的预测,具有一定的理论价值和工程应用价值. 展开更多

关键词 穿甲力学 高速钝头弹 背水靶板 瞬时余速 理论模型

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钢/芳纶/钢三明治板抗高速破片侵彻性能研究 被引量：5

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作者 徐锐 戴文喜 +2 位作者 徐豫新 马峰 王树山 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期90-94,共5页

研究钢板、芳纶纤维板和钢板叠层三明治板对高速破片的防护性能。通过AutoDyn有限差分程序计算,获得不同质量破片模拟弹丸对6种结构尺寸三明治板的弹道极限,得到了破片穿甲极限速度与中间层厚度的拟合关系式,据此分析了破片临界贯穿条... 研究钢板、芳纶纤维板和钢板叠层三明治板对高速破片的防护性能。通过AutoDyn有限差分程序计算,获得不同质量破片模拟弹丸对6种结构尺寸三明治板的弹道极限,得到了破片穿甲极限速度与中间层厚度的拟合关系式,据此分析了破片临界贯穿条件下夹层板厚度对三明治板面吸收能的影响规律。研究表明:三明治板的面吸收能随夹层厚度的增加呈二次函数递增关系。研究结果可为钢/芳纶/钢复合装甲结构的设计提供参考。 展开更多

关键词 冲击动力学 纤维增强复合材料 三明治板 破片模拟弹丸

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破片高速侵彻中厚背水钢板的剩余特性 被引量：1

7

作者 陈长海 侯海量 +3 位作者 张元豪 戴文喜 朱锡 方志威 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期959-965,共7页

为探讨破片高速侵彻中厚背水钢板的剩余特性,通过弹道实验,分析了弹体和靶板的破坏模式,比较了破片侵彻垂直和倾斜背水钢板后的瞬时余速和运动轨迹,以及由此引起的初始冲击波的压力特性。结果表明,破片在高速侵彻下,头部产生了严重的镦... 为探讨破片高速侵彻中厚背水钢板的剩余特性,通过弹道实验,分析了弹体和靶板的破坏模式,比较了破片侵彻垂直和倾斜背水钢板后的瞬时余速和运动轨迹,以及由此引起的初始冲击波的压力特性。结果表明,破片在高速侵彻下,头部产生了严重的镦粗变形,钢板背后水介质的动支撑作用不容忽视;背水钢板的破坏模式主要为剪切冲塞破坏,背弹面穿孔存在绝热剪切效应;破片穿透背水钢板初期,会产生空泡和射流,空泡大小和射流强度与破片入水初速有关,而空泡形状和射流方向则受背水钢板的倾斜角度影响;破片穿透背水钢板后,在水中的运动轨迹会发生偏转,偏转方向与破片入水初速有关;由于水介质的动支撑作用和动能耗散效应,破片穿透背水钢板后的动能损失要大于穿透背空钢板的情形;水中初始冲击波的压力特性应考虑稀疏波的影响;相同初速下,破片侵彻垂直背水钢板引起的初始冲击波的峰值压力较侵彻倾斜背水钢板要大。 展开更多

关键词 高速侵彻 背水钢板 剩余特性 初始冲击波

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高速杆式弹侵彻下蓄液结构的防护能力 被引量：5

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作者 吴晓光 李典 +3 位作者 吴国民 侯海量 朱锡 戴文喜 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期76-84,共9页

为提高蓄液结构的防护能力,开展蓄液结构弹道侵彻实验,通过改变其前、后面板厚度配比,研究前、后面板不同厚度匹配对蓄液结构破坏模式、压力载荷特性及防护能力的影响。结果表明:弹丸初速是影响入射波压力峰值大小的主要因素。固定前、... 为提高蓄液结构的防护能力,开展蓄液结构弹道侵彻实验,通过改变其前、后面板厚度配比,研究前、后面板不同厚度匹配对蓄液结构破坏模式、压力载荷特性及防护能力的影响。结果表明:弹丸初速是影响入射波压力峰值大小的主要因素。固定前、后面板总厚度不变时,随着前、后面板厚度比的增大,前面板破坏模式由剪切冲塞-薄膜鼓胀-凹陷变形转变为剪切冲塞-薄膜鼓胀直至剪切冲塞破坏,后面板破坏模式由隆起-碟形破坏转变为薄膜鼓胀-花瓣开裂破坏。前、后面板破坏模式是相互影响的,前、后面板厚度匹配关系决定了其相应破坏模式的发生。前面板薄后面板厚的蓄液结构吸收冲击动能更多,抗侵彻能力也更强。 展开更多

关键词 破坏模式 压力载荷特性 防护能力 蓄液结构

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基于TRIZ理论的舰船防护舱壁结构型式生成研究 被引量：2

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作者 肖肯 李德聪 +3 位作者 戴文喜 张弩 吴国民 贺双元 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第2期36-44,共9页

[目的]冲击波与弹片毁伤元是舰船防护舱壁结构设计主要考虑的因素,为研究舰船防护舱壁结构概念型式的有效生成方法,[方法]采用系统化的创新问题解决理论(TRIZ)中的冲突分析方法,获得了舰船防护舱壁结构设计中的技术冲突表征,通过该理论... [目的]冲击波与弹片毁伤元是舰船防护舱壁结构设计主要考虑的因素,为研究舰船防护舱壁结构概念型式的有效生成方法,[方法]采用系统化的创新问题解决理论(TRIZ)中的冲突分析方法,获得了舰船防护舱壁结构设计中的技术冲突表征,通过该理论给出的技术冲突解决原理,结合冲击动力学专业知识进行分析,[结果]构建了8个防护舱壁结构概念型式,均可实现对冲击波与弹片2种毁伤元的同时防御,在此基础上探讨了舰船防护舱壁结构概念型式生成可采用的一般性原理。[结论]研究成果可为舰船防护舱壁结构研究与设计提供参考。 展开更多

关键词 冲击动力学 船内爆炸 舰船结构 冲击波 弹片 TRIZ理论

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考虑层间和界面的玻璃纤维/环氧复合材料吸湿扩散实验和仿真 被引量：4

10

作者 朱礼宝 戴文喜 +2 位作者 李永清 朱锡 朱子旭 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期84-91,共8页

为研究复合材料层间和界面对吸湿扩散系数的影响,开展单向玻璃纤维/环氧复合材料和纯环氧树脂的吸湿实验,获取复合材料的三维扩散系数。采用光学显微镜和原子力显微镜分别获取复合材料层间和界面的参数。依据实验结果,建立包含层间和界... 为研究复合材料层间和界面对吸湿扩散系数的影响,开展单向玻璃纤维/环氧复合材料和纯环氧树脂的吸湿实验,获取复合材料的三维扩散系数。采用光学显微镜和原子力显微镜分别获取复合材料层间和界面的参数。依据实验结果,建立包含层间和界面的复合材料瞬态扩散与稳态扩散有限元模型。结果表明:复合材料沿纤维方向的扩散系数大于纯树脂的扩散系数,垂直于纤维的两个方向的扩散系数不相等。包含层间的有限元模型能更真实地反映复合材料的结构及其吸湿过程,层间对垂直于纤维方向的扩散起促进作用。纬纱对沿其方向扩散的促进作用明显。为拟合复合材料的三维扩散系数,需要考虑界面扩散性能的正交各向异性。 展开更多

关键词 复合材料 吸湿行为 层间 纤维/基体界面

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前舱物对低速大质量平头弹侵彻金属薄板的影响 被引量：3

11

作者 刘雨佳 侯海量 +2 位作者 李茂 金键 戴文喜 《高压物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期121-128,共8页

为了研究前舱物对低速大质量平头弹侵彻金属薄靶的影响,根据前舱物的力学特性,将前舱物等效为轻质泡沫铝材料,建立了含前舱物的平头弹结构有限元分析模型,开展了不同工况下带前舱物平头弹侵彻金属薄板的数值模拟计算,分析了带前舱物平... 为了研究前舱物对低速大质量平头弹侵彻金属薄靶的影响,根据前舱物的力学特性,将前舱物等效为轻质泡沫铝材料,建立了含前舱物的平头弹结构有限元分析模型,开展了不同工况下带前舱物平头弹侵彻金属薄板的数值模拟计算,分析了带前舱物平头弹侵彻金属薄板的过程,对比了带前舱物平头弹和不计前舱物平头弹在不同工况下剩余速度的差异。数值计算结果表明:带前舱物平头弹与不计前舱物平头弹的侵彻过程存在明显差异,但靶板破坏模式相同;前舱物等效材料的屈服强度对平头弹侵彻性能的影响很小,可以忽略不计;前舱物有助于提高平头弹侵彻金属薄板的能力,但提升幅度有限。在实际工程应用中,可以忽略前舱物对平头弹侵彻金属薄板的影响。 展开更多

关键词 前舱物 平头弹 金属薄靶 变截面刚度弹体模型

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基于SPH算法的爆破战斗部壳体破碎数值仿真研究 被引量：4

12

作者 张雁思 戴文喜 王志军 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期85-88,共4页

为研究爆破战斗部壳体破碎形成破片过程的数值仿真方法,采用SPH算法对爆破战斗部壳体破碎过程进行数值仿真,在战斗部建模过程中,炸药采用Lagrange单元,壳体和底盖采用SPH单元,三者网格之间定义耦合。同时通过基于Mott破片分布理论的Stoc... 为研究爆破战斗部壳体破碎形成破片过程的数值仿真方法,采用SPH算法对爆破战斗部壳体破碎过程进行数值仿真,在战斗部建模过程中,炸药采用Lagrange单元,壳体和底盖采用SPH单元,三者网格之间定义耦合。同时通过基于Mott破片分布理论的Stochastic模型,计算获得了壳体破碎过程及其破碎后所形成破片的质量分布和初速,并与经验公式计算结果进行对比,验证了数值仿真方法的可靠性,为相关研究提供了数据参考和技术借鉴。 展开更多

关键词 爆破战斗部 爆炸力学 壳体破碎 数值仿真 SPH

原文传递

舱室防护装甲对战斗部破片群的防护效能评估 被引量：2

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作者 赵传 王树山 +3 位作者 李德聪 戴文喜 吴国民 周心桃 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期375-382,共8页

本文针对两方面问题开展了研究:对于给定的防护装甲,如何定量表征与计算其对某一战斗部的防护效能;如何针对防护的目标对象,依据防护效能要求设计防护装甲和抗爆结构。提出了防护装甲的防护效能通过穿透破片的分布密度进行定量表征以及... 本文针对两方面问题开展了研究:对于给定的防护装甲,如何定量表征与计算其对某一战斗部的防护效能;如何针对防护的目标对象,依据防护效能要求设计防护装甲和抗爆结构。提出了防护装甲的防护效能通过穿透破片的分布密度进行定量表征以及四级防护等级划分的方法,分析论证了破片数随质量分布采用Weibull分布模型的合理性和适用性,推导了考虑自然破片形状系数和靶板材料强度的通用侵彻公式,建立了计算穿透破片分布密度模型以及依据防护等级求解防护装甲厚度模型。以“捕鲸叉”及“飞鱼”反舰导弹战斗部为实例,分别计算了按劳氏军规设计的防护装甲的防护效能,以及达到不同防护等级的防护装甲厚度。所建立的评估方法及模型,可用于重要舱室防护结构防护效能的定量评估,并对舰船舱室抗爆结构设计具有应用参考价值。 展开更多

关键词 重要舱室 防护装甲 战斗部 破片群 防护效能评估

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中低压配电网工程中多分支杆异型横担的研制和应用

14

作者 戴文喜 《科技风》 2011年第19期63-63,共1页

通过分析、计算和研究,提出并研制出了电力线路Y型分支杆异型横担,在实际应用中有效的解决了10千伏及以下电力线路建设中多层横担配线复杂,施工及运行维护难的问题。

关键词 电力线路 异型横担 研制 应用

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变电站二次系统智能电器浪涌干扰降噪方案浅析

15

作者 戴文喜 《数字技术与应用》 2011年第10期181-181,共1页

本文提出了以电子信息系统为保护核心,通过限幅(消峰和泄流)措施,逐级把陡度大、峰值高的浪涌干扰泄放入大地,从而最大限度地降低被波及设备各端口的电位差和承受时间。同时采取滤波措施,减弱电磁扰动中高频分量对二次系统中智能设备的... 本文提出了以电子信息系统为保护核心,通过限幅(消峰和泄流)措施,逐级把陡度大、峰值高的浪涌干扰泄放入大地,从而最大限度地降低被波及设备各端口的电位差和承受时间。同时采取滤波措施,减弱电磁扰动中高频分量对二次系统中智能设备的影响。 展开更多

关键词 变电站 智能电器 降噪

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10kV配电网设计中的节能技术解析 被引量：3

16

作者 马兵锋 兰步高 戴文喜 《电子技术与软件工程》 2016年第12期235-235,共1页

10kV配电网在我国的电力系统中占据着非常重要的地位,本文分析了电力工程建设中的10kV配电设计节能问题,并对针对10kV配电网设计中的节能措施进行了探讨。

关键词 10kV 配电网 电网设计 节能措施

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试论电力工程造价控制存在的问题与应对策略 被引量：1

17

作者 赵永红 戴文喜 《中国电子商务》 2012年第16期211-211,共1页

电力工程造价控制，对于电力工程项目施工具有非常重要的意义。随着我国社会经济的快速发展，电力体制改革的不断深化，使得电力工程项目不断增加，也很大程度上提高了行业内的竞争激励程度，因此，企业在保证市场经营效果的效果，必须... 电力工程造价控制，对于电力工程项目施工具有非常重要的意义。随着我国社会经济的快速发展，电力体制改革的不断深化，使得电力工程项目不断增加，也很大程度上提高了行业内的竞争激励程度，因此，企业在保证市场经营效果的效果，必须要加强工程造价控制工作，降低不必要的资金消耗，从而有效企业的健康发展。本文就电力工程造价控制工作开展分析和论述，指出了电力工程造价过程中存在的问题和不足，并提出了合理的应对策略，期以促进我国电力行业的健康发展。 展开更多

关键词 电力工程 造价控制 问题 应对策略

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论电力工程项目质量管理的有益探索 被引量：3

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作者 赵永红 戴文喜 《才智》 2012年第28期40-40,共1页

随着社会主义市场经济的发展与改革开放进程的不断推进,我国电力工程项目的建设规模逐渐扩大,质量管理作为电力工程管理中的重要组成部分,在电力工程项目运行质量与管理水平等方面发挥着至关重要的促进作用。本文将从电力工程项目的角... 随着社会主义市场经济的发展与改革开放进程的不断推进,我国电力工程项目的建设规模逐渐扩大,质量管理作为电力工程管理中的重要组成部分,在电力工程项目运行质量与管理水平等方面发挥着至关重要的促进作用。本文将从电力工程项目的角度出发,对其质量管理进行有效性研究。 展开更多

关键词 电力工程 质量管理 特征 影响因素 措施探索

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