Ti80耐压球壳赤道焊缝残余应力研究

钛合金因其优良的性能得到广泛应用,其材料的焊接特点及其结构在使用过程中的安全可靠性问题也越来越引起人们的关注,目前钛合金已成为载人深潜器耐压球壳的首选材料。本文首先对Ti80对接焊厚板残余应力进行了数值模拟以及X射线无损检测试验研究,在得到数值模拟结果后将其与试验测量值进行对比,结果吻合较好,即Ti80对接焊厚板表面横向残余拉应力呈现不对称双峰;焊缝中心线上的纵向残余拉应力较大;焊缝处沿板厚方向的内部横向残余应力和垂向残余应力在近上下表面处均为拉应力,且横向残余应力高于垂向残余应力,沿板厚方向均呈现拉应力-压应力-拉应力趋势。然后基于热弹塑性有限元分析方法,对Ti80耐压球壳赤道焊缝焊接残余应力进行数值模拟研究,得到赤道焊缝表面残余应力和内部残余应力分布规律。结果显示:Ti80耐压球壳内壳表面有较大的残余拉应力;纵向残余拉应力大于横向残余拉应力;球壳外表面有较大的横向残余压应力,而纵向残余应力为拉应力。

高强度钢典型焊接接头参数对残余应力的影响

随着深海耐压结构下潜深度不断加大,高强度钢应用越来越广泛。高强度钢对焊接残余应力较为敏感,会对深海耐压结构的疲劳强度产生不利的影响。本文基于焊接热力学理论,利用Ansys的APDL编程语言对高强度钢耐压壳典型焊接接头模型的焊接残余应力进行数值模拟,得出焊接残余应力分布,并与无损检测结果进行对比,结果显示耐压壳典型焊接接头模型数值模拟结果与试验测量结果趋势基本一致。在此基础上研究材料属性及边界条件对耐压壳典型焊接接头焊接残余应力的影响。结果显示:焊缝附近区域存在较大的残余应力,凸面主要是压应力,凹面以拉应力为主;随着与焊缝中心线距离的增大焊接残余应力的值会降低;改变材料属性和边界条件后,耐压壳典型焊接接头模型焊接残余应力幅值会发生变化,并在焊缝附近区域表现更为明显。本文研究结果可为高强度钢水下耐压结构的安全性研究提供相关理论基础。

壳聚糖复合正渗透膜及其分离乳化油废水研究

研究以壳聚糖(CS)为正渗透(FO)膜成膜材料,以聚酯筛网为支撑材料,经过交联、碱液浸泡得到CS复合FO膜(CS-FO膜)。并将其用于石油醚乳化油废水的分离。结果表明,该CS-FO膜分离层为单一均质膜,具有良好的热稳定性和亲水性;该膜具有良好的渗透性能,以NaCl为驱动液时,其平均渗透水通量可达30 L/(m^2·h),截盐率可达到97%。分离乳化油废水时,膜面流速和乳化油废水含量均会影响膜的分离性能,膜面流速越大膜的渗透通量越大;废水乳化油含量越高,膜的通量越低。对质量浓度1.0 g/L的乳化油废水连续分离5 h后其水通量可维持在12L/(m^2·h),对乳化油的截留率可达到96.8%,这说明该FO膜在分离乳化油废水方面具有一定的应用前景。

赤道焊缝残余应力影响的耐压球壳极限强度分析

耐压球壳的设计与建造是保证潜器安全的关键步骤,在建造过程中不可避免会产生赤道焊缝残余应力,可能会影响到结构的力学性能.因此,有必要研究赤道焊缝残余应力对耐压球壳极限强度的影响.文中采用ANSYS的APDL语言编制数值模拟程序,首先对高强度钢对接焊厚板残余应力进行了数值计算,在与文献试验结果相一致的基础上,获得了一套高强度钢对接焊厚板残余应力的高效数值模拟分析方法;然后应用该方法对Q345耐压球壳赤道焊缝残余应力进行数值模拟研究,分析赤道焊缝残余应力对球壳极限强度的影响,并与文献试验结果进行对比研究.总体上来说,赤道焊缝残余应力对Q345耐压球壳的极限强度的影响并不显著.最后文中建立了一套考虑赤道焊缝残余应力的高强度材料耐压球壳极限强度高效数值分析方法.研究成果可为后续进行的实尺度大型耐压球壳极限强度的分析提供相关研究参考.

基于离子液体共聚物荷正电膜的制备及其盐/水渗透分离性能研究

采用可逆加成-断裂链转移聚合法合成了3种不同离子液体嵌段的共聚物PMMA-bPMEBIm-Br,并以该共聚物为成膜材料,通过溶剂蒸发法制备了致密离子液体共聚物膜,研究了共聚物的结构、膜的表面形貌以及荷电性等对膜纯水通量、盐渗透率、盐渗透通量及截留率等的影响.结果表明,该共聚物膜对NaCl、MgCl_2、CaCl_2、MgSO_4、Na_2SO_4等盐溶液均具有良好的渗透行为.相对于NaCl和MgSO_4,膜对MgCl_2的截留效果最好,截留率最高可达97%.同时,共聚物中聚离子液体链段的长度对膜的溶胀性、亲水性、荷电性及盐/水渗透性等均具有显著影响.

包膜沼气发酵残留物颗粒有机肥的制备及应用研究

[目的]为沼气发酵残留物制备包膜颗粒有机肥的应用前景提供科学依据。[方法]以沼气发酵残留物为原料,辅以无机肥氮、磷、钾添加剂,以浓度10%琼脂和浓度10%PVA为包膜材料,制备包膜颗粒有机肥,并在温室中开展应用研究。[结果]该自制颗粒有机肥对小白菜的产量具有明显的促进作用,其中琼脂包膜颗粒肥可增产371.36%,PVA包膜颗粒肥可增产245.50%,不包膜颗粒肥可增产312.07%。[结论]该研究可为沼气发酵残留物制备包膜颗粒有机肥的应用提供科学依据。

聚离子液体修饰荷电超滤复合膜的构建及其抗污染性分析

以氯化-1-烯丙基-3-乙烯基咪唑离子液体为反应单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,通过自由基聚合先合成聚离子液体预聚物,并将其与聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙二醇(PEG)进一步共混反应,以制备聚离子液体/PVDF共混铸膜液.然后将该铸膜液在聚丙烯(PP)微孔膜表面进行涂覆成膜,以制备具有互穿网络结构的聚离子液体/PVDF荷电复合膜.采用红外光谱、扫描电镜、Zeta电位计等对复合膜表面的化学结构、形貌及荷电性能等进行分析,并采用水通量测定仪对复合膜的纯水通量及蛋白质和染料的分离性能等进行了研究.结果表明,该复合膜表面具有较好的荷电性能,且随聚离子液体的加入可以有效提高膜的亲水性和抗污染性,复合膜M2的纯水通量可达到101.7 L·m-2·h-1,该膜对溶菌酶和染料罗丹明6G的截留率分别为88.0%和94.1%,该分离膜经清水反冲洗后通量恢复率分别达到72.5%和91.8%.