计入粗糙峰的微纳结构表面水润滑流体动力学仿真

随着表面精密加工技术与润滑减摩研究的发展,利用表面织构化技术提升其表面减摩效果的研究已引起广泛关注,但少有研究考虑摩擦副表面粗糙形貌对润滑特性带来影响.本研究采用计算流体动力学(CFD)模拟方法,建立了矩形织构模型,并在其表面计入粗糙峰结构,讨论水润滑条件下不同粗糙峰结构模型润滑特性变化规律.结果表明:调节微纳复合表面结构参数,将改变润滑水膜承载力,进而影响微纳复合结构表面的动压润滑效果.此外,织构内涡流生成导致涡量变化,引起能量耗散并影响摩擦力.对矩形织构模型,适当的深度比(H=0.6)可使其表面动压润滑效应达到最优;而增大织构宽度比(W),动压润滑效应增强.在微织构表面引入高斯随机粗糙峰后,当随机粗糙峰高度变化标准差δ为0.5时,承载力可提升44%,摩擦系数降低30.9%.若引入半正弦粗糙峰,承载力和摩擦系数的变化范围均小于10%,对润滑效果的影响不明显.若同时引入高斯随机粗糙峰和半正弦粗糙峰,承载力可提升42%,摩擦系数下降31.1%,即表面动压润滑效果提升也较为显著.

NiAl(Co)系机械合金化的研究

用高能球磨机分别对含三种成分的 Ｎｉ－Ａｌ５０－ｘ－ＣＯｘ（ｘ＝５， １０， ２０）粉末进行机械合金化 Ｃｏ的加入对合金的机械合金化过程及产物有很大影响 Ｃｏ含量变化使反应机制发生明显改变，并同时得到不同的反应产物用 ＤＴＡ测定粉末最终产物的热稳定性， Ｎｉ－Ａ１４５－Ｃｏ５， Ｎｉ－Ａ１４０－Ｃｏ１０粉末在加热过程中未发生相分解，仍保持Ｇ－ＮｉＡＩ（Ｃｏ）结构而Ｎｉ－Ａ１３０－Ｃｏ２０球磨所得过饱和固溶体γ－Ｎｉ（Ａｌ。

NiAl(Co)-TiC粉末的机械合金化原位制备纳米复合材料

用高能球磨机分别对四种成分的Ni50 Al50 x Cox+10%(体积分数,下同)TiC(x=5,10,20)和Ni50 Al45 Co5+20%TiC粉末进行机械合金化,得到原位内生TiC弥散强化的NiAl(Co)纳米复合粉末。结果表明,球磨Ni50 Al45 Co5 10%TiC粉末过程中,爆炸反应机制生成NiAl(Co)和TiC化合物,其中NiAl(Co)化合物晶粒仅为10nm左右,TiC晶粒为35～50nm。但当TiC含量增加到20%时,其爆炸反应起始时间延后20min。同时随着Co含量增加,Ni50 Al40 Co10 10%TiC粉末的机械合金化的产物仍为NiAl(Co)和TiC,但NiAl(Co)化合物的生成机制转变为扩散反应机制。进一步增加Co含量(20%,原子分数)则导致了γ Ni(Al,Co,Ti,C)过饱和固溶体的形成,反应机制仍为互扩散反应。

柴油机气缸套冷却水空化流的三维数值模拟

基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)方法应用动网格技术采用两相混合流体完整空化湍流模型,对某型柴油机气缸套主推侧的冷却水空化流进行非定常数值模拟。计算结果揭示缸套空蚀发生机理和冷却水流场特性变化,预测缸套冷却水的空化部位和程度。与缸套空蚀的统计结果对比,建立的数学模型是可靠的。结果表明,缸套附近流场的绝对压力和气相体积分数均具有周期性变化特性,且与缸套的振动周期一致。缸套附近冷却水空化流的流场特性不均匀。贴近变形最大的缸套壁区(缸套壁的中上区域)处流场压力和气相体积分数波动剧烈。此局部流场脉冲压力峰值达到约350 kPa,气相体积分数在5.8%～0.4%波动。较强脉冲压力的作用导致此壁区空蚀严重。振动频率和振幅分别增大30%,变形最大壁区附近流场压力峰值分别增加55%和15%。进口流速和流向对冷却水空化特性有一定影响,最大变形壁区气相体积分数峰值随流场平均流速的增大而增加。缸套振动的加速度是影响冷却水空化流流场特性的关键因素。

体育教学发展性评价探析

体育课程评价体系是当前学校体育教学改革的一项重要内容。受传统教学理念的影响,学生体育课成绩的评定总是以身体素质和运动技能的高低来衡量,忽视了发展性评价在体育学习中的作用。通过由重视甄别、选拔转向促进发展,由注重结果转向关注过程,由统一标准评价转向差异评价,由单一化转向多元化,旨在找出一条适宜学生发展的评价标准。

基于CFD的柴油机气缸套冷却水空化特性数值分析

基于计算流体力学(CFD)方法对某型柴油机气缸套主推侧冷却水流场的空化动力学特性进行非定常数值模拟。通过观察缸套壁振动过程中冷却水腔内流场压力、水蒸汽汽含率和流速变化,分析了冷却水流场空化特性,研究了相关参数对模拟结果的影响。结果表明,缸套壁附近流场的绝对压力和水蒸汽汽含率均具有周期性变化特性,且与缸套壁的振动周期一致。振幅较大区域为缸套外壁面的中上区域,此处高、低压差较大(达到312.35kPa),低压在水的饱和蒸汽压附近,汽含率在4.7%～0.5%剧烈变化,此位置为冷却水主要空化区域。缸套振幅、振动频率和水温是影响冷却水空化特性的主要因素。振动频率和振幅分别增大30%,最大振幅壁面处高压分别增加50%和10%,流场空化程度增大。缸套壁振动的速度和加速度是影响流场空化程度的关键因素。

蒙脱石含量对黏土表面干缩裂隙影响试验研究

蒙脱石作为膨胀土中主要的黏土矿物成分,对膨胀土胀缩性质及裂隙性具有重要的影响。为研究蒙脱石含量对裂隙发育的影响同时规避其他成分的影响,对13组不同蒙脱土含量的蒙脱土-石英砂饱和泥浆样进行了干燥试验,试验控制温度为40℃。在干燥过程中,对含水率和表面裂隙进行实时监控,并利用计算机软件对裂隙进行定量化分析,获取裂隙演化过程中的临界含水率及表面裂隙率δS。试验结果表明:干燥过程中,水分的散失表现出明显的3个阶段——常速率阶段、减速阶段以及残余阶段,且裂隙的发育主要在常速率阶段进行。试样的最终表面裂隙率δSF和起裂时的含水率wI受蒙脱土含量的影响明显,均表现为随着蒙脱土含量的增加而增加,终裂时的含水率wF并没有相同的趋势,但wI与wF之差Δw与蒙脱土含量正相关。

近固壁微米尺度空泡溃灭的数值研究

考虑空泡表面张力、液体黏性和气体可压缩性,采用VOF多相流模型对近固壁微米尺度空泡在静止流场溃灭过程进行了数值研究.获得了近固壁空泡溃灭过程的流场细节,分析了空泡与固壁的无量纲距离γ对空泡溃灭过程动力特性的影响,并揭示了不同γ条件下的固壁空蚀破坏机理.计算结果表明:随着γ的减小,泡心向固壁移动的趋势明显,射流形成前空泡上部高压区内压力减小,空泡溃灭时间延长,最大射流速度减小.模拟结果验证了空泡溃灭将产生冲击波和高速微射流,二者均会在固壁面产生脉冲压力,其是造成壁面损伤的两种主要原因.参数γ对固壁的空蚀破坏机理有重要影响.与微射流机制相比,以冲击波机制为主的空蚀破坏更显著.微射流冲击固壁的作用半径为10μm左右,将引起固壁"点"蚀坑的出现.当γ=2.0时,冲击波扫掠壁面的范围相对较广,有效作用半径约为1 mm,其导致固壁产生较大圆形蚀坑,且中心空蚀严重.

磁致伸缩仪超声空化流的三维非定常数值模拟

采用Singhal完全空化模型和SSTk-ω湍流模型结合动网格技术对磁致伸缩仪超声空化流进行三维非定常数值模拟。计算结果表明,由于变幅杆高频振动,在靠近试样表面附近局部流场的压力和空泡体积组分变化具有周期性,压力波动的最低值可达到汽化压力,该局部流场可发生空化。由于空化,试样表面压力波动具有脉冲特征。压力和空泡体积组分在试样表面近似呈环形分布。在同一环形区域内,压力和空泡体积组分存在无规律断续脉动。试样表面中心区域空泡经历两次振荡后溃灭,产生强烈脉冲压力,最大脉冲压力可达约14MPa。脉冲压力在试样表面按间隔环形区域分布,且随试样振动在相邻环形区域上交替出现。在磁致伸缩仪超声空化流场中,试件表面可近似多个声波发生源,各声波传播时相互叠加和干扰。在声波传播的过程中压力衰减很快,只是在距试样表面约20mm内,压力有明显波动。

离子束增强沉积Ni、Ti纳米金属薄膜的表面形貌与摩擦特性研究

在原子力显微镜上对采用离子束增强沉积方法制备的N i、Ti纳米金属薄膜的形貌进行了观察,应用分形理论分析了薄膜表面的分形特征,并且对金属薄膜的纳米摩擦特性进行了研究,分析了载荷和表面力对金属薄膜摩擦特性的影响。结果表明,Ti薄膜晶粒细小,表面平整,而N i薄膜表面粗糙。N i、Ti沉积薄膜表面具有显著分形特征,各向同性。N i、Ti纳米薄膜的摩擦力均随载荷的增大而增大,并且都存在一个临界载荷值,超过这个值,摩擦力急剧增加。将分形理论和接触力学JKR模型结合,对纳米金属薄膜摩擦的临界载荷进行的预测与实验结果具有相同的趋势。

以创新能力为核心的工程力学教学探索与实践

随着高等教育向素质和能力教育的转变,培养学生的创新意识和应用实践能力已成为力学教学改革的核心内容。本文以培养创新和应用实践能力为核心目标,结合工程力学的课程性质,从教学方法和手段、教学内容和考试模式等方面对工程力学教学进行有益的改革和探索。通过采用案例教学、设疑启发式教学和开放式教学,并引入交叉学科知识以及设计一套新考试模式,激发了学生学习的自主性和积极性,学生的创新应用实践能力得到提高。这些革新措施不仅发挥了工程力学课程在培养学生创新和工程实践能力中的作用,同时对促进教学质量提升具有一定意义。

构建学校与社区体育资源共享模式的初步研究

采用文献资料法,调查、访谈、比较分析等方法,对学校和社区体育资源情况进行调查研究,结果表明:社区体育与学校体育未能很好的衔接,导致了学校体育和社区体育在目标、内容、形式上的不同,因此出现了很多体育资源闲置、浪费。在创造节约型社会的今天,如何充分、合理的利用体育资源,把学校与社区体育资源有机的结合,构建“优势互补,资源共享”模式,为全民健身计划的具体实施,提供参考。

工程力学微课设计和制作的探讨

微课作为一种新型的数字化教育资源,为大学生供了一个自主、个性化、移动学习的途径。目前,优质微课资源缺乏成为当下国内高校微课建设的瓶颈。工程力学是高校工科类专业较重要的一门专业基础课,其理论知识与工程应用紧密相关的课程性质决定了其较适合开展微课教学。首先分析了微课特征和工程力学的课程特性,在此基础上,针对工程力学课程,探讨了其微课的设计和制作,以期为高校教师在力学相关课程的优质微课制作方面提供有益参考。

微课、慕课和翻转课堂的特性及其相互关联性的探究

文章对微课、慕课和翻转课堂的概念界定和特点进行了分析,同时梳理了三者的差异性和关联性,为高校教师进行混合教学模式设计提供参考,最终可实现不同新型网络教学模式与传统课堂教学的"有机"结合。

新世纪体育教师能力结构新要求

教师的能力结构指教师在全面完成教育教学工作中所应具备的完善合理的能力结构及其程度,它是充分发挥教师主导作用的基础.

磁致伸缩仪超声空化流的数值研究

基于CFD方法采用"Singhal完全空化模型"及动网格技术对磁致伸缩仪超声空化流进行数值计算。结果表明,变幅杆高频振动引起试样表面附近局部流场发生空化,且在试样表面形成脉冲压力;压力与空泡体积组分在试样表面近似呈环形分布,并随试样振动,二者周期性变化。试样表面中心区域空泡经两次振荡后溃灭产生强烈脉冲压力,峰值可达5 MPa;脉冲压力在试样表面按间隔环形区域分布,且随试样振动在相邻环形区域交替出现。随超声波在空化流场中传播声压快速衰减;压力只在距变幅杆端面约20 mm内波动明显,振幅从25μm增大到30μm时试件中心区域脉冲压力增大;振幅增大到35μm时空化效果增强,试件中心区域所受脉冲压力作用减弱。

利用直流高压电场使非晶态合金纳米化的研究

利用直流高压电场处理非晶态合金使之纳米化的研究。非晶态合金 Fe73.5Cu1 Nb3Si1 3.5B9在低于初始晶化温度 14 0℃以下 ,由于高压电场的作用发生晶化 ,析出大小为 2～ 10 nm的 α- Fe(Si)晶粒。延长处理时间 ,晶化效果好 ,晶粒数明显增多。

基于层次分析-模糊综合评价的线上课程质量评价研究

随着“互联网+”时代的到来,纯线上教学和线上-线下混合式教学已成为高等教育教学模式发展的新趋势,也是近年高等教育教学改革研究的热点。为淘汰“水课”,国家大力打造线上“金课”,期望起到标杆和导向作用。如何对线上课程教学质量进行全面、科学的评价则直接关系着提升线上课程质量、甄别线上课程含金量以及更好地发挥金课的“标杆”作用。该文以学生为中心,突出学生评价主体地位,考虑目前我国主流慕课平台的发展现状以及线上课程教学特点和规律,采用AHP层次分析法构建一套较全面、合理的线上课程质量评价指标体系,同时结合模糊综合评价法对线上课程质量进行量化评估。其成果可为高校或者广大教师进行线上课程质量评价提供理论支撑和指导建议。

调动非智力因素优化体育课学习过程

采用文献资料、座谈访问、实践研究等方法对非智力因素在体育教学中所起作用进行研究。目的旨在优化体育课学习过程,培养学生兴趣,提高教学质量。

Co含量对Ni-Al机械合金化的影响

Ｃｏ元素的加入对ＮｉＡｌ合金的机械合金化过程及产物有很大影响·Ｃｏ含量变化使反应机制发生明显改变，并同时得到不同的反应产物·Ｃｏ含量为５％（原子分数）时，反应机制仍属于爆炸式反应，粉末颗粒较细且均匀；但１０％（原子分数）Ｃｏ元素的加入抑制了ＮｉＡｌ化合物爆炸式反应生成，并导致类“非晶”相的生成；而Ｃｏ含量为２０％（原子分数）时，导致了γＮｉ（Ａｌ，Ｃｏ）过饱和固溶体的形成·粉末颗粒最大，均匀性较差·