轻质高绝缘复合芯体制备及其在66 kV复合横担中的应用

随着“双碳”战略的逐步落实,新型复合材料横担正逐步代替铁制横担,在电力线路中的应用日益广泛。文中制备得到密度为1.1 g/cm^(3)的66 kV轻质高绝缘复合绝缘横担,并对其进行吸水率、染料渗透、水扩散泄漏电流、击穿强度、热诱导、机械及电气试验。试验结果表明:填充芯体材料样品的质量吸水率为0.141%,水扩散泄漏电流小于103.3μA,交流击穿强度大于71 kV/cm,各项性能指标均达到DL/T 1580—2016棒形复合绝缘子用芯棒技术规范对于理化性能、电气性能及机械性能的标准要求,样品及横担整体无明显缺陷,横担耐老化性较好。同时,轻质高绝缘复合绝缘横担微观界面结合良好,绝缘性能优于传统实心横担,满足新型电力系统清洁低碳、安全可靠的应用需求。

(Ti_(60)Cr_(30)Nb_(10))_(100-x)Al_(x)轻质中熵合金的力学与腐蚀性能

研究轻质(Ti_(60)Cr_(30)Nb_(10))_(100-x)Al_(x)(x=0,5,7.5,10,摩尔分数,%)中熵合金在铸态和均匀化态下的显微组织、力学性能和腐蚀行为。结果表明,随着Al含量从0增加到10%(摩尔分数),铸态合金均由相同的相组成,即体心立方(BCC)相和少量TiCr2型Laves相组成。均匀化后,所有合金均由单相BCC组成。此外,(Ti_(60)Cr_(30)Nb_(10))_(95)A_(l5)中熵合金表现出在铸态和均匀态条件下最优异的力学性能,屈服强度分别约为1048 MPa和1017 MPa,同时保持超50%压缩应变。与TC4和铸态(Ti_(60)Cr_(30)Nb_(10))_(95)A_(l5)合金相比,均匀态(Ti_(60)Cr_(30)Nb_(10))_(95)A_(l5)合金表现出更优异的耐腐蚀性能,这主要归因于均匀的显微组织与化学成分。

机制砂混凝土中轻质骨料成分的分析

近年来,人们对建筑结构功能的要求越来越高,使得工程复杂程度也不断提高,功能性、特种性混凝土使用量随之不断增加,其中机制砂轻骨料混凝土作为功能性混凝土也逐渐受到行业的重视。机制砂轻骨料混凝土通常用于增强建筑结构的表达或构造,对于建筑物而言通常用于悬臂式地板、富有表现力的屋顶设计、超高的建筑或额外的楼层结构中;对于桥梁,一般用于在现有桥面上结构支撑上铺设更宽的桥面(额外车道),且由于可施工性的提高,也可用于悬臂桥中跨度更长的桥墩一侧施工;当储存热水、石油或建筑隔热等热敏应用对隔热要求更高时,亦可首选机制砂轻骨料混凝土。基于现有新建构筑物对结构不断提高的要求,机制砂轻骨料混凝土的应用越来越广泛,本文对机制砂混凝土中轻质骨料成分进行多方面分析。

双掺陶粒轻质高强混凝土的力学及耐久性能试验研究

通过在混凝土中掺入黏土陶粒和页岩陶粒,使其具备较高强度的同时具有较低的干表观密度和较好的耐久性能,旨在探索制备28 d干表观密度不大于1950 kg/m3、28 d强度不小于50 MPa的轻质高强混凝土(Lightweight High-Strength Concrete,缩写:LWHSC)的方法。同时研究了黏土陶粒和页岩陶粒双掺对轻质高强混凝土抗压强度、干表观密度和耐久性的影响。结果表明,所制备的LWHSC的抗压强度试件破坏形态无异于普通混凝土,但使用黏土陶粒部分替代页岩陶粒可有效降低LWHSC干表观密度;适当增加胶凝材料用量并辅以优化陶粒的双掺比例,对除抗冻性以外的其它耐久性能具有一定的改善作用。研究成果可为认识、优化和开发页岩陶粒和黏土陶粒双掺LWHSC及其在工程中的应用提供参考。

多孔轻质混凝土力学性能敏感性试验研究

选择市售复合发泡剂、P.O 42.5水泥、80目细砂、Ⅰ级粉煤灰及15 mm短丝聚乙烯醇纤维,得到基准配合比m水泥∶m粉煤灰∶m细砂=1∶0.250∶0.375,水胶比W=m水/(m水泥+m粉煤灰)=0.35,粉胶比F=m粉煤灰/(m水泥+m粉煤灰)×100%=20%,砂胶比S=m细砂/(m水泥+m粉煤灰)=0.3,聚乙烯醇纤维掺入百分比f=m纤维/(m水泥+m粉煤灰+m细砂)×100%=0.1%,泡沫掺入体积比N=V新鲜泡沫∶V水泥砂浆=2.0;采用控制单一变量法,通过调整W=0.40、0.45、0.50、0.55,F=15%、10%、5%、0%,N=1.5、1.0、0.5、0,分别制备了12组多孔轻质混凝土试样进行单轴压缩试验,分析了不同配合比多孔轻质混凝土应力-应变曲线阶段性特征与力学参数变化规律;通过多因素交互效应响应模型分析了W-N、N-F、W-F交互效应下多孔轻质混凝土峰值强度σpeak、弹性模量E的响应敏感性规律。结果表明:单轴压缩加载下,多孔轻质混凝土的残余强度σre约为σpeak的70%,表现出“让压吸能”特征,该特征的显著性随着N的增大而增大;多因素交互效应下,多孔轻质混凝土σpeak与E的响应曲面形态基本相同;多孔轻质混凝土内部中型孔隙占比最大,约18.37%;“蜂窝状”孔隙结构可有效传递并分散外部荷载;伴随“让压吸能”特征,多孔轻质混凝土细观孔隙结构的损伤过程包含分布损伤与局部破坏2个阶段。

时效温度对Fe-30Mn-12Al-0.9C轻质高强钢组织和硬度的影响

针对高Al、高Mn含量的轻质高强钢Fe-30Mn-12Al-0.9C,研究了时效温度对该钢相组成、组织和硬度的影响,通过OM、XRD等分析了不同时效温度下其微观组织的演变规律。结果表明:在低温时效时,该钢的时效组织和固溶组织差异较小,主要为奥氏体+铁素体,晶内存在纳米级别κ-碳化物,硬度变化幅度较小;500℃时效时,组织中出现β-Mn,硬度开始升高;当时效温度为650℃时,组织发生明显改变,晶界出现大量β-Mn,硬度明显升高;当时效温度达到700℃时,奥氏体彻底分解为铁素体和κ-碳化物,伴随着晶界处β-Mn和κ-碳化物的聚集长大,材料的硬度达到最大值66.3 HRC。

低品位蓝晶石制备锂离子电池窑炉用莫来石轻质隔热材料

为实现对低品位蓝晶石的综合利用,以低品位蓝晶石、α-Al_(2)O_(3)微粉和黏土为主要原料,在10 MPa下机压成型,分别经1450和1500℃保温3 h热处理,通过燃尽物法制备了莫来石轻质隔热材料。研究了黏土加入量(加入质量分数分别为5%、10%、15%、20%)和热处理温度(1450、1500℃)对试样体积密度、显气孔率、常温耐压强度、热导率以及抗锂离子电池正极材料侵蚀性能和显微结构的影响。结果表明:黏土的引入促进了试样的致密化和莫来石化反应,提高了试样体积密度、热导率和强度,添加20%(w)黏土的试样经1450℃烧后物理性能最佳,其体积密度为0.88 g·cm^(-3),常温耐压强度为21.0 MPa,热导率为0.25 W·(m·K)^(-1);当热处理温度为1450℃,黏土加入量为10%(w)时,试样具有较好的抗锂离子电池正极材料侵蚀性能。

重芳烃轻质化工艺技术研究进展

重芳烃一般是炼化企业副产的C_(9)^(+)单环及双环芳烃,利用重芳烃轻质化技术可以生产高附加值的三苯(BTX)物质。文中主要概述了重芳烃轻质化工艺技术原理和国内外研究现状,通过综合分析主要工艺技术的优缺点,提出了重芳烃轻质化工艺技术未来研究重心在于开发更多廉价、绿色、高效且可工业化应用的催化剂和开发更高效的组合工艺。

新型轻质装饰结构一体化墙体单元拼接部位热工性能研究

对于装配式建筑来说,其墙板拼接部位通常存在热桥缺陷,是影响其系统整体热工性能的重要因素,进而造成墙体传热量计算出现偏差。本文针对一种新型的轻质装饰结构一体化墙体单元拼接部位的热工性能进行了系统研究,通过截取有效计算单元,以有拼接缝有无隔热填充、不同勾条材质等为基本参数,利用有限元软件Therm进行了二维稳态热工仿真分析,得到了在不同参数条件下的热工性能变化规律,并提出了后续优化设计建议。

浅谈轻质填料在路基中的应用

为减少路基沉降,通常采用轻质填料填筑路堤,其中常用的填料有粉煤灰、土工泡沫塑料和泡沫轻质土。通过工程实例,介绍了这3种填料在路堤中的填筑方法,并结合不同路堤高度、不同填料的工后沉降量及工程造价,对工程设计方案进行了比选。

基于遗传算法的BP神经网络在轻质路基沉降预测中的应用

为更好地掌握轻质路基施工过程中的沉降变形情况,选取宁芜保通线部分轻质路基沉降监测数据,在BP(back propagation)神经网络模型的基础上,采用遗传算法对其进行优化,并将优化后的模型应用于轻质路基沉降预测。结果表明:遗传算法优化的BP神经网络在全局搜索能力和收敛能力方面具有明显优势;在轻质路基沉降预测任务中,多数预测结果的相对误差集中在更低的范围内,监测点1和监测点2预测结果的模型评价指标MAE、RMSE、MAPE分别为0.017 mm、0.021 mm、0.679%和0.013 mm、0.016 mm、1.395%,预测结果拟合程度高,误差小,模型泛化能力强。因此,遗传算法优化的BP神经网络的沉降预测模型具有可靠的预测效果与预测精度,在实际工程中可行性较高,可作为轻质路基沉降预测和预警的一种辅助手段。

热作用条件下烟道气与轻质原油混相规律

通过细长管混相驱替实验开展高温高压条件下烟道气与不同类型轻质原油的热混相规律研究。在高温高压条件下烟道气可以与轻质原油实现混相驱替;相同温度条件下,烟道气驱油效率与压力呈近线性关系;相同压力条件下,随温度增加驱油效率先平缓增加,然后急速增加,驱油效率快速达到90%以上,实现混相驱,驱油效率急速增加过程与稀油轻质组分随温度增加发生蒸馏相变有着密切关系;相同压力条件下,原油越轻,烟道气与原油的最小混相温度越低,越容易实现混相,注空气热混相驱替开发效果越好;高温高压条件下轻质原油与烟道气的混相更多体现的是超临界状态的高温相变特征,与常规高压条件下CO_(2)的接触抽提混相存在较大差异。

引气剂对轻质抹灰石膏砂浆性能的影响

比较了高引气剂掺量-低轻质集料掺量与无引气剂-高轻质集料掺量对轻质抹灰石膏(LPG)砂浆物理力学性能的影响,并结合压汞法(MIP)和扫描电镜(SEM)分析了引气剂对抹灰石膏孔隙特征的影响.结果表明:掺入引气剂和轻质集料的抹灰石膏内部孔隙主要是气孔,随着引气剂掺量的增加,抹灰石膏内部孔隙率增加,但内部孔隙尺寸先增大后减小;高引气剂掺量-低轻质集料掺量LPG砂浆和无引气剂-高轻质集料掺量LPG砂浆达到相同性能时,引气剂可以大幅减少玻化微珠掺量,达到绿色环保节能.

轻质隔声夹层板结构声振耦合拓扑优化

为了满足夹层板结构轻质及隔声性能优化需求,提出了一种基于线性材料插值模型的三场浮动投影动力学拓扑优化方法,进行夹层板结构声振耦合拓扑优化设计。首先,结合混合位移/声压(u/p)有限元格式和线性材料插值模型,解决多场耦合界面依赖性问题和低密度区域局部模态问题;其次,面向三维轻质夹层板结构声振耦合特性,建立以隔声性能最大化为目标,轻量化体积分数为约束的优化范式;第三,依托阻抗管隔声性能试验场景,对三维夹层板结构有限元数值模型进行拓扑优化设计,并结合阻抗管试验验证方法的准确性和有效性;最后,将所得优化构型与常见夹层板构型的隔声性能进行对比。研究结果表明:采用所提方法可获得性能优越的新颖拓扑构型,1100~1300 Hz优化目标频段对应的优化目标隔声性能即传声损失总值从197.62 dB提升到205.09 dB,且数值仿真结果与试验结果吻合良好。在结构同等质量下,优化目标频段拓扑构型的隔声量性能优于常见开孔/闭孔矩形蜂窝状、蜘蛛网状夹层板结构的隔声量性能。

全螺栓装配式钢框架外挂轻质墙板有限元分析

基于一体化轻质保温装饰墙板全螺栓装配式钢框架的抗震性能试验研究,本文采用商业有限元软件ABAQUS对结构进行了精细化非线性有限元分析。研究了结构的滞回性能、结构能力、应力分布以及失效模式等,提出了在柱脚和龙骨间设置加劲肋的改进设计方案,并对诸如顶底L型件水平板和竖向板螺栓数量、加劲肋形式、结构高跨比以及轴压比等关键设计参数进行了拓展分析。结果表明,采用本文有限元建模方法能够精准地模拟试验的滞回性能,极限承载力与试验最大差值为8.86%,模型失效模式及应力分布与试验现象高度吻合;柱脚和龙骨间加劲肋使柱脚内外翼缘协同变形,减小翼缘局部屈曲,避免龙骨连接处焊缝的应力集中,显著提升了结构承载力;通过优化顶底L型件的螺栓数量和加劲肋形式等设计参数,可进一步提升结构能力;实际工程中应合理控制结构高跨比和轴压比,以满足抗震设防要求。

工艺参数对轻质热防护组件胶接装配性能的影响

可重复使用运载器采用轻质热防护材料和应变隔离垫作为飞行器的热防护系统,轻质热防护组件通过硅橡胶胶黏剂粘接至碳纤维复合材料蒙皮表面。为提高可重复使用飞行器轻质热防护系统粘接质量,通过实验方法研究了加压压力、加压时间、表面处理方式等对轻质热防护组件与碳纤维复合材料的粘接强度的影响。结果表明:轻质热防护组件与碳纤维复合材料的粘接强度随加压压力的增大而增大,随加压时间的增长先迅速增大,当加压时间超过7 h时缓慢增大;打磨或涂处理剂表面处理方式均能提高粘接强度,同时施加两种处理方式时提高粘接强度大于52%。

基于振幅放大机制的浮置板轨道低频轻质减振

为探讨在浮置板轨道低频振动控制中实现轻质减振和有效减振兼容的可行性,基于振幅放大机制,设计一种杠杆式动力吸振器(LT-DVA)。采用能量泛函变分法建立了配置有LT-DVA的钢弹簧浮置板轨道动力分析模型,以轨道结构的力传递率、位移导纳为评价指标,通过与普通动力吸振器(DVA)进行对比验证LT-DVA的有效性。在此基础上,利用多频控制的思路,在浮置板上引入多个杠杆式动力吸振器(LT-MDVA),以实现宽频控制、高衰减的效果。进一步考虑列车荷载的作用,分析验证动态轮轨力作用下LT-MDVA的低频隔振性能以及对轨道结构动力响应的影响。结果表明:由于振幅放大机制(振幅放大系数为α)的有益效果,LT-DVA的有效惯性质量、刚度、阻尼是同参数DVA的α^(2)倍,即工作能力是DVA的α^(2)倍;在LT-DVA的基础上,LT-MDVA能够有效拓宽振动衰减频段且提升振动衰减能力;相较于普通钢弹簧浮置板轨道,在动态轮轨力作用下,质量比仅为0.02的LT-MDVA不仅能够有效减小传递至下部基础的力(最大衰减约7.5dB),还能有效减小轨道结构的响应(钢轨和浮置板振动最大衰减约7.2dB和7.1dB),抑制浮置板轨道的振动放大现象,而同参数的MDVA几乎没有效果,证明了LT-MDVA能够在浮置板轨道低频振动控制中实现轻质减振和有效减振兼容。

粉煤灰陶粒轻质混凝土声屏障性能试验研究

混凝土是一种应用广泛、可使用多种固废制备的建筑材料。本研究将粉煤灰陶粒作为轻骨料,水泥-粉煤灰-硅灰-煤系偏高岭土作为复合胶凝材料,制备用作声屏障的粉煤灰陶粒轻质混凝土,并对其力学性能、吸声性能和抗碳化性能进行试验研究。结果表明:当粉煤灰-硅灰-煤系偏高岭土总掺量为胶凝材料总质量的10%时,试样的力学性能、抗碳化性能有所提高,吸声性能有所降低;随着粉煤灰-硅灰-煤系偏高岭土掺量进一步增加,试样的力学性能、抗碳化性能有所降低,吸声性能有所提高。1500 Hz及以下频率吸声系数变化幅度较小,2000 Hz时吸声效果最好,试样的平均吸声系数在0.44~0.58,降噪系数在0.74~0.89。

不同纤维掺量再生混凝土骨料轻质混凝土性能研究

为了研究聚丙烯(PP)纤维增强再生混凝土骨料轻质混凝土的性能,以普通硅酸盐水泥、再生废弃混凝土粗骨料、聚丙烯纤维、泡沫为主要材料,选取PP纤维掺量为变量,对试样进行室内试验研究。结果表明:随PP纤维掺量增加,浆体流动度呈下降趋势;当采用再生粗骨料级配(即粒径为9.5~16 mm、16~19 mm、19~26.5 mm、26.5~31.5 mm、31.5~37.5 mm的5类骨料的质量比)为2∶4∶8∶3∶3和30%体积率时,建议浆体流动度大于210 mm;试件抗压强度和劈裂抗拉强度随PP纤维掺量的增加均呈先增大后减小趋势,说明PP纤维对再生混凝土骨料轻质混凝土性能提升效果有限;PP纤维的掺入会使再生混凝土骨料轻质混凝土材料早期抗压强度和劈裂抗拉强度形成速度降低;当纤维掺量由0增大为0.2%时,增加了孔隙率,降低了平均孔径。

轻质耐磨高锰钢的研究进展

在“碳达峰”、“碳中和”成为全社会共识的背景下,轻质耐磨高锰钢因具有良好的强韧性、耐磨性以及较低的密度在冶金、矿山等行业中具有广阔应用前景。本文综述了轻质耐磨高锰钢的成分轻量化设计进展,以及基体组织、析出相以及表面改性对其耐磨性能影响,并展望了轻质耐磨高锰钢未来的发展趋势,以期为高锰钢轻量化及耐磨性能的协同提升设计提供参考。