基于折减因子的奥氏体不锈钢螺栓高温应力-应变模型

不锈钢螺栓具有显著的耐久性、延性和耐火性,因此它们被广泛地应用于栓接的半刚性节点中。不锈钢螺栓如同其基材(不锈钢棒材)一样,在常温和高温下都表现出平滑的非线性特征,并且它们的应力-应变曲线中没有明确定义的屈服点。这种材料行为可以用不同的材料模型来表征,其中最常用的是Ramberg-Osgood公式或其修订版。然而,在现存不锈钢的材料模型中,相关力学参数的预测公式并不适用于经受冷作硬化和冷铸工艺的奥氏体和双相体不锈钢螺栓。因此,本工作基于先前研究中高温下不锈钢螺栓的折减因子建立它们的非线性高温材料模型。倘若在五个常温力学参数(杨氏模量、比例极限、屈服强度、极限强度和极限应变)已知的情况下,基于高温折减公式计算某一温度下的五个力学参数,进而评估试验应力-应变曲线与预测曲线之间的相关性。这种预测方法表明预测曲线与试验曲线具有明显的一致性,说明基于折减因子所建立的高温材料模型具有准确的预测精度。因此,联合不锈钢螺栓的高温折减公式,基于常温下的五个力学参数就可以准确预测其在某一温度下的应力-应变曲线。

竖井地面预注浆帷幕安全厚度研究及其在隧道通风井中应用——以天山胜利隧道4号通风竖井为例

针对天山胜利隧道4号通风竖井穿越富水地层施工难、风险高的问题,采用地面预注浆技术构筑注浆帷幕。首先,考虑竖井开挖过程中的爆破扰动效应,将地面预注浆帷幕体安全厚度划分为无效厚度与有效厚度,并构建水平地层压力和孔隙水压共同作用下的注浆帷幕体力学分析模型。然后,基于弹塑性力学理论,分析有效注浆帷幕体的径向位移;同时,通过预测竖井开挖爆破后围岩粉碎区范围,确定注浆帷幕体的无效厚度。最后,运用厚壁圆筒理论,结合有效注浆帷幕体在弹塑性交界面处的位移协调条件,确定注浆帷幕体的有效厚度,并验算注浆帷幕体强度及稳定性。将上述理论应用到天山胜利隧道4号通风竖井,确定其注浆帷幕体安全厚度为6.5 m。现场监测结果表明,该厚度满足工程要求,堵水效果良好。

采用局域共振超材料混凝土提升结构消波防护性能:综述和展望

超材料是一种通过设计获得的人造材料,具备自然材料所不具备的超常物理性能,这种特殊性能并非来自于材料组分,而是来源于经过特别设计过的人工结构。超材料最初源自电磁学领域,可表现出频率禁带(带隙),即在该频谱范围内,电磁波传输将被有效抑制。这种能对电磁波加以操控和处理的特性为解决各类工程问题提供了方便,激发了人们将其迁移至其他学科领域的热情。随后,声学超材料被提出,可对声波进行类似的操控,实现消声和隔音。与之相似,力学超材料也应运而生,可利用带隙特性对应力波进行处理,实现消波、滤波,提升结构的防护性能。超材料混凝土是力学超材料在土木工程领域的一项具体应用,其利用人工骨料的局域共振行为产生带隙,实现特定频率应力波的阻断。可见,超材料混凝土从波的操控角度实现了防护性能,与传统防护材料通过强度、韧性实现防护目的的本质不同,具有明显的创新性,开展相关研究对提升结构的防护性能具有重要意义。本文对超材料混凝土自提出至今的主要研究进行系统梳理,立足于工程应用视角,对超材料混凝土消波的实际验证、共振骨料带隙特征及设计准则、共振骨料空间分布及掺量效应、动荷载下的能量转移规律、共振骨料的改造五个方面进行综述,最后总结了当前研究的主要结论,并紧扣工程实际应用提出了对未来研究的展望。

单晶WO_(3)/红磷S型异质结的构建及光催化活性研究

S型异质结被广泛应用于光解水产氢和解决环境污染问题。本研究通过简单的水热法制备了单晶WO_(3)/水热处理后的红磷(HRP)复合材料。XPS和EPR等表征结果证实单晶WO_(3)/HRP复合材料形成了S型异质结。5%WO_(3)/HRP异质结复合物在可见光下展现出最佳的光催化活性,在4min内对罗丹明B(RhB)的降解率高达97.6%。此外,制氢速率可以达到870.69μmol·h^(-1)·g^(-1),是纯HRP的3.62倍。这可归功于单晶WO_(3)和HRP之间形成紧密的S型异质结,使其光生载流子快速分离并提高氧化还原能力。本研究制备的RP基光催化剂为解决日益增长的清洁新能源和饮用水需求提供了参考。

铁路罐车智能监测系统研究

随着物联网、云平台、人工智能、通信网络等技术的普及与应用,世界各国铁路罐车开始向智能化方向转变,我国铁路罐车在智能化方向上也加快了研究步伐。本文介绍了铁路罐车在途智能监测系统的研制;简要介绍了其工作原理、研制目标;详尽地介绍了该系统的构成模块;系统地阐述了液位、温度、压力、位置、轴温及轴承振动、空气制动压力、车钩纵向力等各个监测模块的重要性和实现方式,为推进国内铁路罐车的智能化发展提供了新的路径和方法。

甘肃北山南带沙枣园复式岩体年代学、地球化学特征及其构造意义

北山南带沙枣园复式岩体由中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩、中粒黑云母二长花岗岩和中粗粒黑云母正长花岗岩4个岩相单元组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩和中粒黑云母二长花岗岩侵位于晚二叠世(252.1±1.9Ma、252.2±2.1Ma和248.8±3.5Ma),为海西晚期的产物;而中粗粒黑云母正长花岗岩侵位于早三叠世(246.4±2.0Ma),为印支早期的产物。该花岗质岩石均具有稀土元素的球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,轻重稀土分馏大,轻稀土富集且分异明显,而重稀土亏损且分异不显著特征。中细粒黑云母花岗闪长岩和细粒黑云母石英闪长岩具有较高的SiO2、Al2O3和Na2O含量,以及较低的MgO含量,强烈富集Sr而亏损Yb和Y,具轻微的铕异常(δEu=0.75~1.16),表现出典型的埃达克岩特征;中粒黑云母二长花岗岩和中粗粒黑云母正长花岗岩总体富硅(SiO2)、富钾(K2O)、富碱(K2O+Na2O),Al2O3含量中等,铕分别呈现负异常(δEu=0.45~0.73)和强负异常(δEu=0.02~0.08)。年代学及地球化学特征研究表明:①中细粒黑云母花岗闪长岩和细粒黑云母石英闪长岩属准铝质-弱过铝质的钙碱性Ⅰ型花岗岩,并具有典型的埃达克岩特征,中粒黑云母二长花岗岩属弱过铝质的高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩,中粗粒黑云母正长花岗岩属弱过铝质的高钾钙碱性A2型花岗岩;②中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩和中粒黑云母二长花岗岩的岩浆来源于下地壳玄武质岩石部分熔融源区,并在上升过程中混染了下地壳物质,而中粗粒黑云母正长花岗岩的岩浆来源于年轻地壳中富含黑云母的变质泥岩部分熔融源区;③中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩和中粒黑云母二长花岗岩是俯冲-碰撞构造背景条件下的岩浆产物,而中粗粒黑云母正长花岗岩是同碰撞-碰撞后构造背景条件下的岩浆产物。

甘肃北山算井子埃达克质花岗岩年代学、地球化学特征及其构造意义

算井子埃达克质花岗岩体由中粗粒片麻状黑云母花岗闪长岩、中粗粒黑云母花岗闪长岩和中细粒黑云母二长花岗岩3个岩相单元组成,其为同一次岩浆熔融事件过程中曾经发生过三次岩浆侵入活动而形成的深成岩体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,算井子埃达克质花岗岩体侵位于早石炭世(350.0～351.7Ma),为海西中期的产物。该岩体总体富硅(SiO_2为67.81%～70.93%),富铝(Al_2O_3为14.94%～16.07%),全碱含量中等(K_2O+Na_2O为6.01%～6.74%),K_2O/Na_2O为0.37～0.69,富含钠质成分,而Ti、Ca、Fe和Mg(MgO为0.99%～1.61%)含量较低,(K_2O+Na_2O)/Al_2O_3为0.37～0.45,A/CNK为0.95～1.03,属于准铝质-弱过铝质钙碱性花岗岩。微量元素Sr含量(409×10^(-6)～548×10^(-6))较高,而Y(8.1×10^(-6)～17.7×10^(-6))和Yb(0.83×10^(-6)～1.73×10^(-6))含量较低,总体上富集大离子亲石元素(LILE)K、Rb、Ba和高场强元素(HFSE)Th,而亏损高场强元素Nb、Ta和Ti,稀土元素的球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,轻重稀土分馏大,轻稀土富集且分异明显,而重稀土亏损且分异不显著,具轻微的铕异常(δEu=0.64～1.13),与典型的埃达克岩特征相似。年代学及地球化学特征研究表明:(1)算井子岩体属准铝质-弱过铝质未分异的Ⅰ型花岗岩,并具有典型的埃达克岩特征;(2)岩浆源于俯冲板片流体交代地幔楔诱发下地壳玄武质岩石部分熔融源区,并在岩浆上升过程中混染了火山弧物质;(3)岩体形成于海西中期活动大陆边缘的火山弧环境,推测其南侧的塔里木板块和哈萨克斯坦板块的俯冲-碰撞效应可能一直持续到早石炭世。

东天山觉罗塔格雅满苏花岗岩岩石学、地球化学特征及其板内构造意义

雅满苏花岗岩体由27个侵入体组成,按岩石谱系划分为三个岩相单元,归并为一个超单元,其为同一次岩浆熔融事件过程中曾经发生过三次岩浆侵入活动而形成的椭圆形的深成岩体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,雅满苏岩体侵位于中三叠世(227~230Ma),为印支中期的产物。来自岩体的锆石原位Hf同位素测定结果表明,ε_(Hf)(t)值变化于7.7~11.5之间,二阶段Hf模式年龄(T_(DM2))变化于530~776Ma之间,表明其岩浆源区均为来源于亏损地幔的新生地壳岩石。该岩体总体富硅(SiO_2为70.73%~78.12%),富碱(K_2O+Na_2O为7.17%~8.53%),富钾(K_2O/Na_2O为1.1~1.89),而Ti、Ca、Fe和Mg含量较低,(K_2O+Na_2O)/Al_2O_3为0.75~0.91,A/CNK为0.98~1.03,属于高钾钙碱性花岗岩。总体上富集大离子亲石元素(LILE)K、Rb和高场强元素(HFSE)Th,但贫Hf、Zr、Sm、Y及Yb,稀土元素的球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,轻重稀土分馏大,轻稀土分异明显,而重稀土分异不显著,铕呈现弱负异常(δEu=0.38~0.74)。岩石学及地球化学特征研究表明,雅满苏岩体形成与幔源岩浆的内侵使得新元古代年轻的地壳物质发生部分熔融有关。岩浆侵入活动的动力来源于海西晚期至印支早期古特提斯洋向北俯冲和碰撞及随后的板内伸展作用。

激光切割蒙古栎合理技术参数组合优化

【目的】利用激光切割蒙古栎,为了获得更好的切割效果,研究从单次切割到多次切割激光切割机的技术参数对切割缝宽和缝深变化的影响规律,为生产加工技术人员根据切割效果需求快速确定合理的技术参数提供理论依据。【方法】以激光切割机的各项技术参数为影响因素,以缝深和缝宽为切割效果目标设计试验方案,采用纵向比较和横向比较观察数据变化规律和试验数据处理,分析同次切割中不同技术参数对切割效果的影响,以及同样参数下不同切割次数对切割效果的影响。【结果】1次切割条件下,镜头高F=3 mm时,缝宽约为0.2 mm;F=7 mm时,缝宽约为0.1 mm;F=11 mm时,缝宽约为0.3 mm。2次切割条件下,镜头高F=3 mm时,缝宽为0.2~0.3 mm;F=7 mm时,缝宽为0.1~0.2 mm;F=11 mm时,缝宽为0.3~0.4 mm。3次切割条件下,镜头高F=3 mm时,缝宽约为0.3 mm;F=7 mm时,缝宽约为0.2 mm;F=11 mm时,缝宽约为0.4 mm。同次切割中,镜头高从3增加到7 mm时,缝宽逐渐缩小,镜头高大于7 mm时,缝宽开始增加,且增加速率越来越快;镜头高相同时,随切割次数增加,缝宽增加量很小。同样条件下,切割次数越多,缝深绝对值越大,但每次切割缝深增量不同。在进给速度v≤100 mm·s^(-1)、光强≤40%时,随切割次数增加,缝深增量变小,即每次切割的缝深越来越小。在v≥100 mm·s^(-1)、光强≥60%时,随切割次数增加,缝深增量虽然变大,但增加速率变小。【结论】影响缝宽的最主要因素是镜头高F,同次切割中F约为7 mm时缝宽最小,约0.1 mm,镜头高过小或过大缝宽都增加,但镜头高过大时缝宽增加速率快;多次切割会使缝宽增加,但到一定程度后不再变化。多次切割随切割次数逐渐增加,缝深增加,在中低速时增加速率逐渐降低;第1次切割合理方案为进给速度50 mm·s^(-1)、光强60%、镜头高7 mm,第2次切割合理方案为进给速度50 mm·s^(-1)、光强40%、镜头高7 mm,第3次切割合理方案为进给速度50 mm·s^(-1)、光强60%、镜头高4 mm。如果采用不调整镜头高、通过多次切割获得较大缝深时,应选择初始镜头高F=5~6 mm、光强50%~60%、进给速度50 mm·s^(-1)或者更小。如果为了获得更大缝深,采用多次切割逐渐降低镜头高方式比采用单次切割低速大光强效果更好、安全性更高。

中国高放废物地质处置地下实验室场址筛选

高放废物地质处置地下实验室建设项目是我国“十三五规划”的重点项目。文章介绍了我国首座高放废物地质处置地下实验室场址筛选的总体思路、筛选准则、候选场址特征、场址比选的定性和定量方法、比选过程和最终结果。我国首座地下实验室总体定位为第三代地下实验室,即特定场区型地下实验室。以此为指导,综合分析对比了甘肃北山、内蒙古、新疆三大预选区中9个预选场址(旧井西、新场、沙枣园、算井子、雅满苏、天湖东、阿奇山1号、塔木素、诺日公)的地质条件、未来自然变化、水文地质条件、人类活动、建造和工程条件、环境保护、土地利用、社会经济和人文条件等场址条件和特征,先筛选出新场、沙枣园、诺日公和雅满苏4个场址。在获得当地政府同意的基础上,经国家层面的专家评审会,最终确定甘肃北山新场为我国首座高放废物地质处置地下实验室场址。以新场场址为基础,完成了地下实验室的工程设计。2021年6月地下实验室正式开工建设。

火电机组汽轮机系统数字孪生模型研究

以数字孪生为理论指导建立数据驱动孪生模型,通过对机组历史运行数据的分析,利用深度学习中的深度森林算法,合理确定模型的输入输出参数,并采用改进的蝙蝠算法进行超参数优化,构建高精度的数据驱动模型。选取各模型的输出参数,利用相似度函数法预测输出数组与实际输出数组之间的欧几里得距离,实现对故障的准确检测。最后利用数字孪生模型对物理实体进行状态监测和故障检测试验,结果表明借助建立的数字孪生模型和故障检测体系,能准确检测汽轮机系统中加热器管路泄漏和进出水室短路故障,证明了该方法的有效性。

本征多项式系数与分子片的拓扑联系

本文推导出本征多项式系数α_(N-k)与分子图的k阶导图分子片对应的本征多项式零次项系数相关联的公式。由此可以求出α_(N-k),并揭示出导图分子片对分子稳定性和反应性的贡献。

干燥机主参数对纤维干燥能耗的影响

利用实验室小型纤维干燥机,以纤维投料量、入风温度、纤维初含水率和风门开度为主要影响因素进行正交试验,确定影响纤维干燥能耗的规律和最佳工艺参数,并与生产实际能耗对比,确定最佳工艺参数.结果表明:影响纤维干燥能耗的因素依次是纤维投料量、入风温度、纤维初含水率和风门开度;在确保干燥质量的前提下,本次试验中干燥的最佳工艺参数是投料量20 g/s,入风温度35℃,纤维初含水率20%,风门开度15%.

干燥机运行主参数对纤维输送能力的影响

利用实验室小型纤维干燥机,以风门开度、入风温度和纤维初含水率为主要影响因素进行正交试验,确定干燥机运行主参数对纤维输送能力的影响规律和最佳工艺参数,并与生产实际对比,确定符合生产实际的最佳运行工艺参数.结果表明:影响纤维输送能力的因素依次是风门开度、纤维初含水率和入风温度;在满足干燥质量要求的前提下,本次试验纤维输送能力的最佳运行工艺参数为风门开度20%,纤维初含水率30%,入风温度35℃.在实际生产中,为了使干燥纤维同时满足终含水率和纤维输送能力的要求,可在适当降低入风温度的同时,将风门开度控制在适度范围内.

ATP处理导致PC12细胞通透性变化及NaHS的干预作用

目的:观察NaHS(H_2S供体)对ATP(三磷酸腺苷)诱导的PC12细胞存活率及膜通透性变化的影响,探讨H_2S对抗ATP致伤作用的可能机制。方法:高分化PC12细胞置于含有高浓度ATP的培养基中3 h制备细胞损伤模型。在ATP处理前30 min,把NaHS或CBX(生胃酮,Pannxin-1通道阻滞剂)加入培养基中,作为预处理。用CCK-8检测细胞存活率,Fura-2/AM荧光染料检测细胞[Ca^(2+)]_i,YO-PRO-1或Lucifer Yellow(荧光黄)荧光染料检测RFU(胞内相对荧光单位),研究NaHS干预后细胞存活率和膜通透性的变化。结果:ATP(3、5mmol/L)处理使PC12细胞存活显著降低,NaHS(200μmol/L)和CBX(10μmol/L)预处理均可显著拮抗ATP(3 mmol/L)诱导的细胞存活率下降。ATP(3、5 mmol/L)可使PC12细胞内[Ca^(2+)]_i明显增加,而NaHS(200μmol/L)和CBX(10μmol/L)预处理可使ATP(3 mmol/L)诱导的胞内[Ca^(2+)]_i的增幅明显降低。ATP(3、5mmol/L)使PC12细胞对YO-PRO-1和Lucifer Yellow通透明显增加,而NaHS(200μmol/L)和CBX(10μmol/L)预处理可显著阻遏ATP诱导的膜通透性增加。结论:Pannxin-1蛋白在ATP诱导PC12细胞膜孔形成中有重要作用,干预膜孔形成可能是NaHS拮抗ATP损伤作用的机制之一。

掉齿对带锯条横向振动最大Lyapunov指数的影响

以MJ3210A型木工跑车带锯机为研究对象,使用信号采集分析仪采集不同工况下带锯条横向振动位移,计算、分析带锯条横向振动最大Lyapunov指数,找出带锯条掉齿与最大Lyapunov指数关系.由正交试验结果可知:负载下影响MJ3210A型跑车带锯机带锯条横向振动位移的显著因素依次为锯轮主轴转速、进料速度、锯条张紧力.在最优工作条件下,由锯轮转速、带锯条张紧力、跑车进料速度、锯路高度对带锯条横向振动的Lyapunov指数影响结果看,空载下完好带锯条、空载下有掉齿缺陷带锯条、负载下有掉齿缺陷带锯条3种工况下的最大Lyapunov指数分布范围界限非常明显,因此可以根据最大Lyapunov指数范围判定带锯条工作负载状况和产生掉齿缺陷故障状况;掉齿数量对带锯条横向振动最大Lyapunov指数影响十分明显.随着掉齿数量的增加,带锯条横向振动最大Lyapunov指数急剧增加;随着木材硬度的提高,有掉齿缺陷带锯条最大Lyapunov指数也随之增加,由此也可以根据最大Lyapunov指数和加工原料树种判断负载状况及掉齿缺陷产生及发展状况;在最优工作条件下,本试验将带锯机工作59.2 h作为判断掉齿故障阈值时间.在判断带锯条故障种类及发展程度上,带锯条横向振动最大Lyapunov指数法要好于横向振动位移法和横向振动主频率法.

激光机加工落叶松技术参数的优化

针对激光加工技术文件中矢量图技术文件的画法设置提出了注意事项。由于激光加工木材的复杂性,选择在高速下切割落叶松,采用正交试验法对单次切割和5次重复切割的技术参数变化趋势进行分析。结果表明:单次切割时,镜头高对缝深和缝宽影响最为明显,其次是切割速度,最后是功率,故应先调整镜头高;5次切割时,首要考虑的是功率,其次是镜头高和切割速度。为了使结果更直观,提出三维图分析方式,并给出画法规定。利用该方法,可根据分析目标的需求,对不同参数的变化规律进行单因素和多因素分析。

隔振式张紧系统对带锯条横向振动位移的影响

利用改装隔振杠杆压坨式张紧系统后的MJ3310A跑车带锯机试验,以锯轮转速、压坨重量、上下锯卡距离、树种、进料速度为因素,以带锯条横向振动位移为检验目标,根据L25(56)正交试验法设计试验,采用652U型振动信号采集和分析仪,对负载下完好带锯条在不同锯切参数水平下的横向振动位移进行采集和数据分析。根据数据分析,对安装隔振杠杆压坨式张紧系统跑车带锯机的完好带锯条横向振动位移影响的主次因素顺序是锯卡距离、压坨重量、锯轮转速、进料速度、树种。选取合理的锯切参数,以桦木为例,改装隔振杠杆压坨式张紧系统后的跑车带锯机锯切桦木时优化的锯切参数选择方案为A4B4C5E4,即锯轮转速860rpm,压坨重量95N,锯卡距离650mm,进料速度27m/min,隔振器效应明显,此时带锯条横向振动位移小,为0.483mm。

裂纹对带锯条横向振动故障阈值时间的影响

以MJ3210A型木工跑车带锯机为研究对象,运用信号采集分析仪采集、分析不同工况下带锯条的横向振动位移,测试、分析故障阈值时间,找出不同条件下带锯条裂纹与故障阈值时间关系.正交试验分析表明:影响MJ3210A型跑车带锯机锯条横向振动位移的主次因素为锯轮转速、锯条张紧力、进料速度;在最优工作条件下,可以根据故障阈值时间范围判定带锯条负载状况和产生裂纹缺陷状况;裂纹长度对带锯条故障阈值时间的影响十分明显.随着裂纹长度的增加故障阈值时间急剧增加,负载情况不同其增加速率也不同;空载完好带锯条故障阈值时间最大,空载裂纹带锯条次之,负载裂纹带锯条最小;不同树种故障阈值时间不同.随着木材硬度的增加,有裂纹缺陷带锯条故障阈值时间随之增加.可以根据故障阈值时间和加工树种的不同,判断带锯条负载状况及裂纹缺陷发展状况.在判别带锯条故障种类及发展程度上故障阈值时间法要好于横向振动位移法和主频率法、最大Lyapunov指数法.

力学超材料研究进展与减振降噪应用

力学超材料是一类由人工微结构单元构筑的复合结构或复合材料,具有天然材料所不具备的静力学/动力学性能.由于这些超常特性通常取决于微结构单元而非材料组分,这就为力学性能调控和结构功能材料设计提供了新思路.本文在简述力学超材料概念的提出、发展及其超常力学性能的基础上,以装备减振降噪工程需求为牵引,重点探讨力学超材料在水声调控,空气声吸隔声降噪,结构减振抗冲设计等方面的应用探索及发展趋势,为相关领域的科研及工程人员提供一定参考.