傅里叶变换离子回旋共振质谱技术在稠油高低温氧化评价中的应用

为了认识稠油开发过程中低温氧化与高温氧化阶段原油变化规律,利用静态氧化釜开展稠油的高低温氧化实验,借助傅里叶变换离子回旋共振质谱分析技术对高低温氧化前后的原油分子量及O、N、S杂原子化合物特征开展研究,结果表明:原油低温氧化阶段分子量分布特征与原样相似,相对分子量分布范围在200~750,整体呈平缓状单峰型分布,高温氧化阶段分子量分布范围前移,呈明显的前峰单峰型分布;杂原子化合物中的O元素在低温氧化阶段主要以无环的饱和二元酸形式存在,在高温氧化阶段受环化、芳构化及脱甲基作用的影响,伴随着侧链烷基及杂原子基团的断裂和芳构化过程,造成原油中杂原子化合物向着碳数更小、双键当量(double bond equivalents,DBE)值更低的方向演化。该研究探索了温度与原油结构及化学组成之间的关系,对于指导稠油开发现场具有重要意义。

高压交流断路器的选相控制分析

随着社会经济的蓬勃发展及工业领域的不断进步,各行业对电力系统供电持续性和稳定性的要求越来越高。在发电站和各级变电站中,负荷的种类和运行工况越来越复杂,在关合和开断这些特殊负载时,会出现非常大的操作过电压和涌流,损坏设备的绝缘性能,导致故障率较高。文章通过对断路器关合和开断过程中应用选相控制装置的分析研究,同时结合工程实践,确定了选相控制装置的目标控制和温度补偿策略,即高压交流断路器能够在每一相的电压或电流过零点关合或开断这些负荷,降低过电压和涌流的不利影响,并通过自适应和补偿方案提高关合和开断目标点的精确度。

某镍基粉末合金高温疲劳裂纹扩展行为与模型研究

针对涡轮盘用某镍基粉末高温合金材料,开展了高温疲劳裂纹扩展试验,分析了环境温度、载荷比、紧凑拉伸(CT)试件厚度等因素对于疲劳裂纹扩展行为的影响规律,建立和评估了考虑影响因素的裂纹扩展速率模型。结果表明:随着温度的升高和载荷比的增大,疲劳裂纹扩展速率会显著增大,而CT试件厚度对于扩展速率的影响较小;通过观测断口截面发现,在500~700℃内,疲劳裂纹的扩展机制与温度之间没有显著关联,而在700℃下,高载荷比的条件使得裂纹扩展断面更为粗糙;提出了一种温度相关的疲劳裂纹扩展速率模型,可较好地描述不同温度下的疲劳裂纹扩展曲线;对比了Walker模型和Newman裂纹闭合模型的应用效果,发现Walker模型在描述不同载荷比下的裂纹扩展速率方面更为优秀。

2023年夏季气象条件对农业生产的影响

2023年夏季(6-8月),全国平均气温为22.1℃,较常年同期偏高0.8℃,为1981年以来历史同期第2高。全国平均降水量为311.3mm,较常年同期偏少3.3%,但空间分布差异大。全国平均日照时数为661.6h,较常年同期偏少1.7%。全国夏收夏种期间多晴好天气,夏收夏种进展总体顺利,仅河南、陕西出现持续阴雨天气,夏收受阻。夏季大部农区光温适宜、降水充沛,利于秋收作物形成丰产群体;但京津冀和东北等地强降水导致部分农田出现渍涝灾害,华北黄淮和新疆等地高温极端性强,北方和西南部分农区出现阶段性夏旱,导致部分秋收作物长势偏弱,产量下降。

高压重载螺旋传动副流固耦合与间隙优化分析

梯形丝杠副正常工作时,丝杠与螺母接触表面变形使间隙油膜厚度和压力分布不均匀,进而对梯形丝杠副的工作状态、油膜润滑特性和承载能力产生一系列影响,因此采用流固耦合分析方法对油润滑梯形丝杠副进行仿真研究。分别建立了梯形丝杠副固体模型和丝杠螺母间隙油膜的流体模型,采用流固耦合仿真分析方法,考虑油膜承载时压力升高而导致梯形丝杠副结构变形这一现象,得到相同工况、不同间隙下,丝杠与螺母的应力和变形情况以及油膜厚度对其承载性能和刚度的影响。研究结果显示:高压重载工况下,梯形丝杠与螺母均满足材料的屈服强度要求;综合考虑梯形丝杠副间隙与油膜承载刚度和承载力的关系,其润滑与承载性能在间隙为0.15~0.20 mm时最佳。

2种有机功能分子的高温重载摩擦学行为和缓蚀性能研究

首先通过摩擦学和电化学方法,对比研究了B-N系添加剂(三乙醇胺硼酸酯,TAB)和P系添加剂(磷酸三甲酚酯,TCP)2种有机功能分子高温重载条件下在聚乙二醇(PEG)基础油中的摩擦学行为,以及在盐酸腐蚀溶液中的缓蚀性能.然后采用扫描电子显微镜与X射线光电子能谱等表面分析手段对磨损表面和腐蚀表面的微观形貌进行深入研究,并分析讨论了2种有机功能分子的高温润滑承载和缓蚀机理.2种有机功能分子作为PEG添加剂的承载能力均超过了400 N,表现出优异的高温极压性能.在高温重载摩擦磨损试验中,TAB作为添加剂能够显著降低PEG基础油的摩擦系数和磨损量,表现出良好的减摩抗磨效果;对于TCP而言,作为添加剂可以明显降低PEG基础油摩擦系数,却表现出加剧磨损的现象.电化学试验结果表明,2种有机功能分子都具有一定的缓蚀作用,TAB缓蚀效率优于TCP.结合表面分析结果发现,TAB作为添加剂能够在金属表面形成较强吸附膜以及以硼酸酯、硼的氧化物和氮化物为主的非牺牲性摩擦膜,从而表现出良好的缓蚀性能和优异的高温极压抗磨性能;TCP作为添加剂与金属表面发生了较为剧烈的摩擦化学反应,生成以磷酸铁和氧化铁为主的致密摩擦膜,因此其极压减摩性能较好,但缓蚀性能较差,甚至表现出加剧高温磨损的效果.

高温重载条件下钢桥面浇注式沥青铺装结构优化设计研究

针对武汉青山长江公路大桥钢桥面铺装高温天气和重载交通条件,经综合评分法比选初步推荐采用浇注式沥青混合料GA10+高弹改性沥青混合料SMA方案。对(25~50)mm厚GA10+(20~40)mm厚SMA的组合方案建立考虑材料黏弹性的实桥节段梁有限元模型,进行最不利工况力学响应状态分析,同时制作不同厚度组合的试件进行60℃、70℃的组合结构车辙动稳定度试验。结果表明:磨耗层SMA厚度对层间剪应力影响较大,单层铺装厚度均不高于40 mm时,车辙深度有良好的鲁棒性;综合有限元计算分析结论及车辙试验验证结果,考虑GA10最大公称粒径,提出了30 mm厚浇注式沥青混合料GA10保护层+40 mm厚高弹改性沥青混合料SMA13磨耗层作为铺装实施方案,对比35 mm厚浇注式沥青混合料GA10+35 mm厚高弹改性沥青混合料SMA10铺装,其整体抗重载能力提高了10%,累计车辙深度未超过2 mm。通车1年后全桥钢桥面铺装技术状况仍保持极高的水平。

高速重载齿轮齿面闪温变化特性分析

以一对高速重载条件下的渐开线圆柱直齿齿轮副为分析对象,以Blok瞬时温升法则为计算依据,推导了啮合线上任意啮合点处的闪温计算公式,综合分析了不同的齿轮传动参数对齿面闪温的影响,并利用MATLAB对多个传动参数下齿面闪温沿啮合线的分布特性进行了数值分析。结果表明,增大模数、齿宽、压力角以及降低转速、转矩可以在一定程度上降低齿面闪温,研究结果可以为提高齿轮胶合承载能力和使用寿命提供一定的理论依据。

海南省典型沥青路面结构早期损坏原因分析

为全面评价海南省公路沥青路面早期病害特征,确定当地高温多雨的自然环境与严重超载的交通状况下的公路沥青路面早期损坏的主要原因,对海南地区公路沥青路面使用现状、自然环境、交通状况等进行了调研。基于沥青路面使用现状调研,分析评价了典型路段的公路技术状况。基于自然环境调研,分析了当地主要的气候特征及其对沥青路面病害的影响。基于交通状况调研,计算考虑实际轴载条件的等效轴载换算系数与累计当量轴次,分析实际交通状况对路面病害的影响。最后,从自然环境、交通状况、路面设计、路面施工、材料选择共5个方面总结归纳了海南省沥青路面早期损坏的主要原因。

高温重载条件下沥青混合料的蠕变试验研究

在4种应力水平、3种温度水平和2种空隙率水平下进行了沥青混合料的重复加载动态蠕变试验,得出了其永久变形与荷载作用次数关系曲线及竖向和横向流动数、竖向塑性应变、竖向塑性弹性应变比等永久变形参数.研究表明,重载车辆对沥青路面产生的高接触应力加剧了其横向流动失稳变形的发展,加速了车辙的产生;车辆轴载增大对沥青路面产生车辙的影响要大于温度变化的影响.

Superpave沥青混合料在重载高温条件下的性能研究

为了对Superpave混合料在重载情况下的高温性能进行研究,通过对Sup—25、Sup—19和Sup—13进行在模拟重载条件下的APA试验,分析Superpave沥青混合料的压实斜率及空隙率对车辙深度的影响,以及加大成型压力和减少沥青用量与车辙深度的关系,结果表明Superpave混合料旋转压实过程中的压实特性与混合料的高温性能密切相关,重载车辆使路面车辙病害急剧产生,在Superpave路面应用中应考虑采用改性沥青,并采取"减少沥青用量、加强碾压"的措施。

高压微间隙下4010航空油的润滑特性研究

在自制的新型膜厚测量仪上,测量4010航空油在不同接触压力、温度和卷吸速度下的干涉图像,分析接触区的润滑特性.结果表明:在低温高速区主要表现为弹流润滑,中心膜厚与接触压力呈负相关;而在低温低速、高温区主要表现为薄膜润滑,中心膜厚受接触压力的影响较小.在弹流润滑区内高接触压力下油膜形状呈平坦状分布,而薄膜润滑区内油膜形状总体上比较平滑.随着载荷的增加,弹流润滑区内由Ham rock-Dowson理论算得的膜厚值和实测值逐渐偏离,理论公式中卷吸速度和载荷的指数需要调整;而薄膜润滑区的膜厚值基本上保持平稳.

高速重载工况下静压推力轴承的热特性表征

在高速重载工况下静压推力轴承由于强剪切和强挤压联合作用,油膜发热量大,温升高且分布不均,会产生热变形。不同工况下静压推力轴承对流换热不同,进一步导致工作台和底座热变形不均匀。为表征其热特性,提出等面积分割法,通过区域计算不同工况下静压推力轴承对流换热系数。运用软件ANSYS Workbench对工作台和底座温度分布及热变形进行仿真,得到工作台热变形分布及载荷和转速对轴承的影响,搭建实验台并进行验证。结果表明:承载0~8 t时,随载荷增大和转速减小,变形量逐渐增大。承载8~24 t时,随载荷增大和转速减小,变形量逐渐减小。承载24~32 t时,旋转工作台为Z向负变形,且最大变形在工作台边缘处,底座最大变形集中在底座最下面肋板部分。底座变形比旋转工作台变形小。承载16~30 t时静压推力轴承变形较小,最优承载在16~30 t之间。建议通过优化其内部结构或增强散热进一步提高抗热变形性能。

高速重载轴承座多变量参数化设计方法研究

为了缩短轴承座的开发周期,提高相同类型零/部件设计效率,运用现代数字化设计手段建立了与物理性能相关联的高速重载轴承座智能三维参数化模型。以UG10. 0为三维参数化设计平台,采用物理热分析方法建立降温油槽深度与轴承尺寸、轴承转速和载荷等变量之间的数学关系表达式;根据数学表达式建立降温油槽深度与轴承尺寸、轴承转速和载荷等条件变量之间相关联的三维参数化模型;运用NX FLOW求解器对其进行有限元分析、验证。结果表明,通过改变几何尺寸或载荷等条件变量所得到的参数化模型满足实际工作要求,实现了高速重载轴承座的智能三维参数化设计,为同类新产品的研发提供了一种智能高效的设计方法。

高温环境下钢压杆受轴向动载作用时的稳定性

基于结构弹性稳定理论原理,导出了高温环境下钢结构构件在轴向动力荷载作用时发生横向共振的动力稳定荷载的计算式,分析了不同杆端约束、杆件长细比、杆件尺寸、阻尼力和激振频率等参数对杆件动力稳定性的影响,进一步提出了在实际工程中如何减小杆件振动的有关措施,可为高温环境下钢结构工程设计与分析提供参考依据。

复合改性沥青混合料组成及性能研究

选用车辙试验、单轴贯入试验及小梁弯拉疲劳试验,进行了重载长效路面复合改性沥青混合料组成及性能研究.车辙试验和单轴贯入试验结果表明,掺加抗车辙添加剂PR.S不仅能提高普通沥青混合料的高温性能,对于改性沥青混合料同样具有显著效果.PR.S掺量为0.4%和0.6%(质量分数,下同)的沥青混合料其高温性能差异并不显著,说明就经济性而言,PR.S掺量可以选择为0.4%.小梁弯拉疲劳试验结果表明,掺加纤维及PR.S均能有效提高改性沥青混合料的疲劳性能.研究得到的复合改性沥青混合料(SUP-19+泰普克改性沥青+0.4%PR.S)具有良好的高温性能和疲劳性能,能满足重载长效路面对沥青混合料组成的要求.

火灾环境下变截面杆的临界荷载和临界长度

根据弹性稳定理论研究了变截面杆在火灾环境下的静力特性问题,导出了火灾条件下变截面杆件的静力稳定临界荷载和临界长度计算式,讨论了温度、长细比、杆件截面形式、材料特性等因素对杆件稳定临界荷载和临界长度的影响.研究表明,温度、长细比、杆件截面形式、保护层厚度对杆件稳定临界荷载和临界长度影响较大,构件自重的影响可忽略,在此基础上给出了不同约束条件下杆件的计算参数.

高温(火灾)下横向荷载对钢构件稳定承载力的影响

基于高温环境下钢构件的受力特点,根据压弯构件的平衡方程,导出了不同横向荷载形式下钢构件的稳定承载力计算公式,分析了横向荷载及火灾参数对钢构件稳定承载力的影响,提出了在实际工程中采取的一些相应措施。

高温下具有弹性支座钢构件的动力稳定荷载

根据弹性稳定理论原理研究了弹性支座钢构件在高温环境下的动力特性问题,导出了高温下杆件的动力稳定临界荷载计算式,并讨论了保护层厚度、长细比、阻尼、材料特性等因素对杆件动力稳定临界荷载的影响,探讨了在实际工程中如何减小结构失稳的问题,可为钢结构抗火设计提供参考.

重载交通沥青稠度指标的应用研究

采用新型沥青稠度仪,对国内常用的几种基质沥青、相应的改性沥青以及掺加添加剂的沥青进行了稠度试验,并对稠度试验结果和其他高温指标试验结果做了比较分析,结果表明稠度可以作为评价沥青的高温指标,尤其是作为改性沥青的补充评价指标。