风积砂-黄土混合料与钢界面的环形剪切力学特性

黄土高原北侧与诸多沙漠接壤,形成了广泛分布的风积砂-黄土混合区。不同比例条件下的风积砂-黄土混合料会呈现不同的物理力学特征,且风积砂-黄土混合料地基现场施工和使用过程中常与其他材料产生界面接触力学行为,相关研究目前鲜有述及。鉴于此,本工作获得了不同掺砂率条件下的混合料最大干密度,配制相同压实度和不同掺砂率的风积砂-黄土混合料环状试样,开展不同竖向压力和剪切速率条件下的混合料与钢制界面的环形剪切试验,借助扫描电镜观测不同混合料的颗粒分布特征以及颗粒破碎特征,揭示风积砂-黄土混合料与钢制界面环形条件下的残余强度形成机制。结果表明,随着掺砂率的增大,风积砂-黄土混合料的物理力学特征由黄土向砂土过渡。竖向压力小于100 kPa条件下,混合料产生剪胀的概率增大。混合料与钢界面之间的残余强度与竖向压力呈线性关系,变化趋势符合摩尔-库仑定律。随着掺砂率的增大,风积砂颗粒破碎效应增大,混合料与钢界面之间的残余内摩擦角及残余黏聚力均会减小。剪切速率的增大会缩短混合料与钢界面之间的接触时间,两者之间的接触、咬合效应尚不足以发挥作用进而减小了界面残余强度。研究结果预测了风积砂中掺入黄土的比例,可以为风积砂地基处理提供有益参考,也可为风积砂-黄土混合料施工力学行为研究提供科学借鉴。

AdaBoost自适应增益与排队论在铁-钢界面中的研究与应用

文章针对铁–钢界面中铁水运输过程中出现的问题与挑战,提出了一种结合AdaBoost自适应增益与排队论的优化方法。通过分析铁水运输领域的研究现状,介绍了AdaBoost算法的发展与应用,以及排队论在铁钢界面中的应用。结果表明,该方法可有效提高铁水运输的效率,降低铁水温降,优化铁包周转过程。文章的研究对于提高我国铁–钢界面运输效率,减少资源浪费,具有重要的理论意义和实际价值。

内河码头环氧沥青漆涂层-钢界面强度弱化影响因素分析

为解决内河码头中水工钢构件防腐涂层寿命短、维护成本高的问题,分析防腐涂层-钢界面结合强度弱化影响因素,探讨多沙与低沙条件下涂层-钢界面结合强度变化规律,得出防腐涂层-钢界面强度弱化机理。结果表明:1)涂层吸水率、涂层湿附着力、涂层厚度、涂层孔隙率都能涂层-钢界面结合强度产生明显的影响。涂层厚度的增加会使涂层内聚力减小;涂层孔隙率越大,腐蚀介质就越容易渗透到涂层-钢界面,引起腐蚀反应,导致涂层起泡、脱落;2)多沙条件下,随着水流速度的增大,涂层附着力整体下降趋势越明显,其附着力最大下降值逐渐由0°冲角向45°冲角偏移;低沙条件下,涂层附着力表现出的总体下降趋势与涂层在静态水的下降趋势相似;3)涂层-钢界面弱化过程大致分为"缓慢-加速-减缓"3个阶段,与涂层表面损伤趋势相似。

数智赋能“铁-钢界面”——铁水智能调度系统研究

在对长流程高炉炼铁-炼钢界面铁水调度工艺分析的基础上,提出“铁-钢界面”铁水调度系统建设的必要性及系统功能的设计内容,并举例说明典型钢铁企业配备铁水调度系统后所取得的良好应用效果。

接触压力下CFRP板-钢界面摩擦系数试验研究

CFRP板-钢界面摩擦系数是预应力CFRP锚具锚固性能的关键参数,为增大摩擦系数以提高锚固效率,首先采用抛光处理、化学腐蚀和滚花等得到不同粗糙度的钢夹片表面,然后对CFRP板-钢夹片界面在20~100MPa的接触压应力下的摩擦行为进行静力张拉试验,分析不同CFRP板厚、钢表面粗糙度和接触压力的CFRP板-钢夹片的摩擦力-滑移曲线和界面磨损情况,得到CFRP板-钢界面的静、滑动摩擦系数。结果表明,短期力学试验条件下静摩擦系数实测值范围为0.11~0.33,滑动摩擦系数较小,范围为0.04~0.31。接触压力作用下钢夹片表面粗糙颗粒对CFRP表面产生的犁沟效应是摩擦力的来源,而随着CFRP板-钢界面磨损量增加,滑移后产生自润滑效应,导致滑动摩擦系数减小。摩擦系数主要取决于CFRP板厚、接触面粗糙度和接触压力的相互匹配,较厚CFRP板具有较大的摩擦系数。

钙质砂与钢界面循环剪切刚度与阻尼比的试验研究

钙质砂与钢界面的动力响应对岛礁地质条件下结构物基础的安全与稳定具有重要意义。基于界面环剪仪,开展了一系列钙质砂?钢界面循环剪切试验,探究了法向应力、剪切位移幅值和粒径大小对界面剪切刚度和阻尼比的影响,并与石英砂进行了对比。研究结果表明:法向应力和剪切位移幅值对界面剪切刚度和阻尼比起控制作用;法向应力的增大导致界面剪切刚度增大、阻尼比降低;剪切位移幅值的增大,则导致剪切刚度近似呈反比降低,而阻尼比近似呈对数增大;对于均一粒径的钙质砂,存在着分界粒径,使其剪切刚度和阻尼比的变化规律呈现显著区别;石英砂粒径较大时,其界面剪切刚度和阻尼比与钙质砂明显不同,而粒径较小时两类砂表现出类似的剪切刚度和阻尼比特性。

黄河三角洲粉土-钢界面大型剪切试验研究

土-结构界面的剪切性能决定着构筑物承载能力,影响构筑物安全,在土与结构相互作用研究中至关重要。使用大型界面剪切仪,对黄河三角洲粉土-钢结构界面进行了剪切试验,研究了不同法向应力、含水率和钢板粗糙度对界面剪切特性的影响。结果表明:最大剪应力随着法向应力的增大、粗糙度的增加、含水率的减小而增大;粗糙度对黏聚力影响显著,粗糙度越大,黏聚力和内摩擦角越大;而含水率主要影响内摩擦角,含水率越高,内摩擦角越小,其黏聚力随含水率的升高呈先升高后下降的趋势;法向应力越低,含水率越低,界面剪胀性越明显;随着法向应力和粗糙度的增加,界面剪缩趋势增加,体变量也随之增大。研究成果可为黄河三角洲地区工程设计及数值模拟提供参考。

受剪应力影响的CFRP⁃钢界面蠕变本构模型

为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)⁃钢界面胶粘剂的蠕变特性,开展不同拉伸荷载作用下CFRP⁃钢双剪试件的长期加载试验,分析CFRP应变分布规律及其随加载时间变化特点.基于Burgers模型特性及胶层剪应变随时间变化规律给出了模型中各参数的求解方法.根据试验数据拟合得到了Burgers模型和Findley幂律方程中各参数的表达式.结果表明:在长期界面剪切应力作用下CFRP⁃钢界面胶粘剂发生了蠕变变形,CFRP应变从加载端到固定端非线性减小,其随加载时间增加而增大且增大速率逐渐减小;界面名义剪应力越高,胶粘剂蠕变变形越大,CFRP应变增加越多;Burgers模型中参数ηM和GK均是剪应力τ的一次函数,参数ηK是剪应力τ的二次函数;Findley幂律方程中参数m是剪应力τ的一次函数,参数n是剪应力τ的二次函数;Burgers模型和Findley幂律方程的均方根误差都很小,两类模型都能较好地预测胶粘剂的蠕变变形;当界面剪应力τ较高时,Burgers模型预测的胶粘剂蠕变变形与试验结果吻合程度要好于Findley幂律方程.

具有荷载作用历史的CFRP-钢界面粘结性能试验

为研究荷载作用历史对碳纤维增强复合材料(CFRP)加固钢结构界面粘结性能的影响,开展4种界面剪应力水平、6种持载时间的CFRP-钢双剪试件长期加载试验,对达到规定加载时间的试件进行静力拉伸破坏.根据CFRP轴向应变数据,给出了界面剪应力分布及粘结滑移曲线,考虑到界面蠕变损伤对粘结滑移本构关系的影响,在双线性模型中引入系数β、η、γ,回归分析得到了这3个系数的表达式.结果表明:胶黏剂的蠕变变形会引起界面应力重分布,随着时间的增加CFRP应变增大,界面剪应力峰值减小;加载90 d后,在12.5 mm处B组、C组、D组、E组试件界面剪应力分别减小了26.6%、59.2%、73.8%、85.4%;当界面剪应力水平较高时,应考虑界面蠕变损伤对粘结滑移曲线的影响,界面剪应力水平越高持续时间越长,蠕变损伤越显著;当CFRP粘贴长度大于有效粘结长度时,界面蠕变损伤对极限承载力没有明显影响.

重钢铁-钢界面“一罐制”运行实践及优化

对重钢铁-钢界面"一罐制"的设计特点、生产运行节奏、铁水罐周转和铁水温降等问题进行了阐述。通过对重钢"一罐制"大量的生产数据的统计分析和对比,为重钢铁-钢界面生产节奏控制、铁水罐周转优化、在线运行铁水罐数量、铁水温降等的优化,提出了科学的依据。认为重钢铁水温降最大的地方,是高炉出铁至KR脱硫开始的区间,占总温降的72%,有继续优化的潜力,是减少温降的重点环节。

钢界面粗糙度对界面强度循环弱化的影响研究

钢界面粗糙度的大小是界面强度循环弱化的重要影响因素之一。文中通过界面环剪仪,研究了打入钢管桩在循环剪切过程中,钢界面粗糙度的大小对界面强度循环弱化的影响,并通过粒子图像测速(PIV)技术从颗粒尺度对界面剪切过程中砂颗粒的运动进行了分析。试验结果表明,钢界面粗糙度越大,钢界面的移动对上部砂颗粒影响范围越大,砂样剪胀剪缩幅度均增大,界面法向应力衰减速度越快,且砂样的体缩主要集中在界面部分。

原状(重塑)土与钢界面的环剪力学特性研究

土—钢界面力学特性研究对进一步认识土与结构物接触问题具有借鉴意义,但从土的结构性以及基本物理特征角度出发,鲜有分析比较原状土和重塑土与钢制界面之间环形剪切力学特性的相关报道。本文着力开展原状土及重塑土与钢制界面之间环形剪切试验,探究原状土与重塑土之间结构性差异、干密度和含水率等因素对土—钢界面力学变形特性以及残余强度特征的影响机理。研究结果表明土的结构性提高了土—钢界面的残余强度,使得原状土—钢界面抗剪强度略高于重塑土,但结构性对土—钢界面破坏特征影响不明显。无论原状土还是重塑土,干密度的增大均提高了土颗粒之间接触,使得土—钢界面残余强度略有提高;含水率的增大使得土中易变形、强度低的大颗粒增多,增大了土—钢界面之间的滑动,进而降低了土—钢界面残余强度。试验结果可为进一步揭示结构性和关键物理指标等对土—钢界面剪切力学特征影响机制提供一定参考。

高应力作用下砂-钢界面抗剪强度的试验研究

通过在DRS— 1型微机高压直残剪试验系统上所进行的直接剪切试验研究表明 :高应力作用下砂-砂、砂 -钢的抗剪峰值强度与正应力、残余强度与正应力之间的关系 ,符合库伦强度准则 ;高应力作用下砂 -砂的剪切特性呈现出硬化现象 ,砂 -钢的剪切特性随法向应力的大小呈现出软化或硬化现象。基底对砂土的抗剪峰值强度准则影响稍小 ,但对抗剪残余强度准则影响稍大 ,界面峰值抗剪强度准则的选择与法向应力的大小有关 ,法向应力较低时剪切破坏发生在界面上 ,法向应力较高时剪切破坏发生在砂土中。

昆钢新区铁-钢界面模式技术方案选择

本文介绍分析了几种钢铁界面技术的应用情况，分析了其技术特征和优势，得出昆钢新区铁-铜界面采用铁水“一罐到底”工艺方案是可行的结论。

低合金钢/不锈钢双金属复合结构件界面行为研究进展

低合金钢/不锈钢双金属复合结构件兼具优异的耐蚀性能和较低的生产成本,被应用于含CO_(2)、H2S油田地面集输管道等领域,但由于低合金钢与不锈钢热物性能存在差异,在冶金结合过程中,双金属界面附近会存在较大的残余应力,在残余应力与腐蚀介质的双重作用下,双金属复合结构件界面附近容易发生应力腐蚀开裂。简要介绍了低合金钢/不锈钢双金属复合结构件的制造技术,对双金属连接界面附近不锈钢侧合金元素的扩散、应力腐蚀开裂的研究现状和关键技术进行了总结,分析了低合金钢/不锈钢双金属结构件过渡材料的选用原则,并提出了过渡材料或焊接材料的选用建议,为双金属复合结构件的研究和应用提供参考。

渣层对中间包内宏观流动及渣/钢界面附近速度的影响

中间包渣层对内部宏观流动的影响往往被忽略,且针对中间包渣/钢界面下方速度的研究较少。本工作以单流无控流装置中间包为研究对象,在水模型中使用墨水和盐水示踪剂研究宏观流动现象,并使用粒子图像测速(PIV)技术测定水油界面下方以及中间包内部区域的速度分布,从而探究油层对中间包内宏观流动以及水油界面处流场的影响。结果表明,油层对中间包内示踪剂在底部的传输和扩散有促进作用,油层的存在减缓了水油界面处墨水传输过程。无油层方案中墨水向上传输趋势明显,而含油层方案中墨水主要沿底部进行传输,与无油层方案相比,墨水从出口流出的时间有所缩短。在盐水示踪剂实验中,含油层方案的RTD曲线相比无油层方案整体向左偏移,盐水溶液较早地流出中间包出口。对于整体流场,无油层方案的速度基本都大于含油层方案速度。在靠近出口和右侧壁面的区域,存在局部速度含油方案略大于无油方案的情况,油层对流体的阻滞作用变弱。对于油层方案,靠近长水口区域的垂直速度最大,随着与水油界面距离增加,垂直速度有所增加。在靠近右侧壁面的区域中,水平速度最大,但其随液面高度变化较小。

Cu和Ni中间层对铝/钢异种金属搅拌摩擦搭接焊接头界面微观组织及剪切性能的影响

采用搅拌摩擦搭接焊(FSLW)对添加Cu和Ni中间层的6061-T6铝合金和QP1180钢进行焊接,研究接头微观组织及力学性能。结果表明, FSLW可以成功制备出成形性良好的Al-Cu-Fe及Al-Ni-Fe接头, Cu粉和Ni粉均与基体结合良好。Cu粉阻隔了Al-Fe之间的元素扩散,接头金属间化合物(IMCs)种类为Al Cu和Al_(3)Cu_(2),无Al-Fe IMCs生成;Ni粉无法完全阻隔Al-Fe之间的反应, IMCs种类为Al_(3)Ni_(2)和Al Fe_(3)。Al-Ni-Fe接头中产生的IMCs与基体之间的平均错配度低于Al-Cu-Fe接头中IMCs与基之间的平均错配度,表明Al-Ni-Fe接头中产生的IMCs与基体之间的结合强度优于Al-Cu-Fe接头中产生的IMCs与基体之间的结合强度,因此Al-Ni-Fe接头剪切强度(7.86 k N)优于Al-Cu-Fe接头剪切强度(4.62 k N)。

可再分散乳胶粉对钢结构界面砂浆的性能影响和机理分析

可再分散乳胶粉是钢结构界面砂浆制备的关键材料。本文研究了可再分散乳胶粉的掺量对界面砂浆28 d抗压强度、抗折强度、拉伸黏结强度的影响,同时结合扫描电镜、X射线衍射等微观分析手段对可再分散乳胶粉提升界面砂浆的黏结性机理进行了分析。结果表明:在钢结构界面砂浆的制备中,可再分散乳胶粉的适宜掺量为15%(质量分数);在适宜掺量下,界面砂浆的拉伸黏结强度达到1.12 MPa,压折比为2.3,乳胶粉的加入能有效改善砂浆柔韧性;乳胶粉的加入改变了砂浆的孔结构,孔隙率变大;界面过渡区的水化产物主要是聚合膜包裹水化产物C-S-H凝胶和Ca(OH)_(2)。

铜中氧对铜/钢扩散复合界面的影响

用扫描电镜、能谱分析和电子探针等方法研究了不同含氧量的铜/钢双金属棒扩散复合界面氧化物的形成及影响因素。结果表明:当铜中氧含量较少时,扩散复合中基本不形成氧化物。当铜中含氧量较高时,界面附近铜中形成弥散分布的氧化物颗粒;随扩散温度的升高和时间的延长,氧化物颗粒尺寸变大,分布区域变宽;界面剪切断裂时裂纹在氧化物处形成、扩展。从扫描电镜和电子探针结果中可以确定在铜/钢界面附近的氧化物为Fe2O3并从热力学角度分析了氧化物的形成原因。

基于蒙特卡罗方法的铝/钢熔钎焊界面金属间化合物层生长分析

针对铝/钢熔钎焊界面金属间化合物在SEM,EDS,XRD界面测试研究的基础上,确立了界面由Fe_2Al_5、FeAl_3等金属间化合物组成.在此基础上采用蒙特卡罗方法(monte carlo method,MC),建立了铝/钢界面铝、铁原子的扩散及Al-Fe金属间化合物生长模型,并进行了数值分析和对比研究进一步分析了金属间化合物的生长过程.结果表明,所建立的模型能够很好地反映钢侧Fe_2Al_5的生长,铝侧FeAl_3离散存在,且金属间化合物层的厚度接近试验测量结果.