泥沙性质对高速水流消失空化数的影响

消失空化数是表征高速水流空化状态的重要判别数,水流含泥沙后对消失空化数的影响引起了研究者的关注。利用自主研发的小型循环式水洞试验装置,对不同含泥沙条件下与清水介质下的水洞喉部(即空化区)消失空化数进行了试验研究。通过配制不同泥沙质量浓度、泥沙粒径、泥沙颗粒级配和泥沙矿物成分等挟沙水流,调节分流阀门降低水流流速,由动态压力数据采集系统(YE6263)实时测量空化区压强,直到压强由负压变为正压的临界压强(相应的消失空化数压强)。研究结果表明:在不同泥沙质量浓度的条件下,循环式水洞喉部的消失空化数随泥沙质量浓度的增加先增大后减小,与清水对比,表现出先促进后抑制空化的发生;在不同泥沙粒径的条件下,喉部消失空化数随粒径的增大而增大,说明泥沙粒径的增大促进了空化的提前发生;在不同泥沙级配的条件下,喉部消失空化数随小于某一粒径泥沙质量分数的增大而增大,表现出随着小于某一粒径泥沙质量分数的增大越容易发生空化;在不同泥沙矿物成分条件下,喉部消失空化数随矿物成分摩氏(Mohs)硬度的增大而增大,说明矿物成分硬度越大越促进空化的发生。

5059铝镁合金TIG焊接接头组织性能研究

通过开展5059铝镁合金4 mm自动TIG焊对比试验,当热输入为13.8 kJ/cm时,焊缝组织为尺寸较大的等轴晶组织,晶内呈树支状生长,平均晶粒度约为2.56级,焊缝区域能谱(EDS)发现第二相含有7.78%Mg、9.20%Mn,接头的抗拉强度低于330 MPa。当降低热输入为12.5 kJ/cm时,通过调整焊接压力架工装的工作状态,保证焊接试板有效压紧,提高焊缝冷却速度,焊缝组织为尺寸较小的等轴晶组织,呈条状规则排列,平均晶粒度约为4.91级,焊缝区域能谱(EDS)发现第二相含有11.10%Mg、8.86%Mn,接头中形成含有Mg、Mn的金属化合物强化相,弥散地分布在铝基体中,且Mg、Mn元素含量较高,焊缝区显微硬度可达到基材显微硬度的90%以上,接头的抗拉强度满足规定值(大于330 MPa)。

工艺因素影响焦炭颗粒耐压强度的试验研究

焦炭颗粒的耐压强度一直是焦炭颗粒最重要的性质之一。利用最近提出的表征焦炭颗粒耐压强度的新方法,就模压压力、加压方式、粒度组成范围、粒度大小、粒度配比等因素对单粒度或多粒度组成焦炭颗粒耐压强度的影响进行了较为详细的试验研究。结果表明:(1)焦炭颗粒的粒度大小和粒度范围均可用其原始平均细度来表征。焦炭颗粒的原始平均细度越大,其耐压强度系数也就越高;(2)多粒度组成焦炭颗粒混合料的耐压能力比单粒度组成混合料的耐压能力要高得多。对多粒度组成焦炭颗粒而言,模压压力及粒度组成配比对其耐压强度系数的影响不甚明显;(3)分阶段缓慢加压到位比一次快速加压到位有利于提高焦炭颗粒的耐压强度系数。

1Cr12Mo钢晶粒细化热处理工艺的研究

针对1Cr12Mo耐热钢调质热处理后晶粒粗大的问题进行晶粒细化热处理工艺的研究。提出了多种晶粒细化热处理工艺方法,并对其处理结果进行比较。指出该材料最佳的晶粒细化热处理工艺是:两次亚温淬火+高温回火工艺。

碎石粒径对寒区路堤自然对流降温效应的影响

介绍了一种研究路堤碎石层自然对流效应的实验方法。对由碎石、卵砾石和砂砾石组成的6种试样进行了实验研究和理论分析,结果表明,在表面温度周期波动条件下,碎石层中能产生有利于寒区路基稳定的自然对流降温效应,利用平均Rayleigh数可确定碎石层自然对流的发生情况。在相同边界条件下,不同粒径的碎石层将产生不同的自然对流降温效应,其强度随粒径的增大而增大,并随表面温度周期波动而具有时间累加性。同时,确定何种粒径碎石的冬季降温效应为最佳还需要综合考虑其热传导性质。

反向凝固复合不锈钢带的研究

分析了由反向凝固工艺得到的复合不锈钢带的组成情况，以及钢带中元素的偏析，并对不锈钢凝固层的实际晶粒度进行了测定．研究结果表明：不锈钢凝固层组织为铁素体和碳化物；母带组织为铁素体和马氏体;过渡区为铁素体和珠光体，过渡区的宽度为50μm．不锈钢凝固层的实际晶粒度为5．8～6．3．

通过弹钢材料提升榴弹威力的原理与方法

针对典型的自然破片杀伤榴弹,研究通过弹丸壳体材料提升威力的原理与方法,为弹钢材料创新、发展与应用等提供理论和技术支撑。采用理论推导与试验研究相结合的手段,提出了通过调控弹钢材料的晶粒平均直径d和破碎尺度参数μ、实现有效破片数暨杀伤威力提升的原理与方法。试制了两种新弹钢40SiMn2X和50SiMnX,选择一种122 mm榴弹弹丸结构,进行制式壳体材料50SiMnVB和两种新材料各2发的静爆威力对比试验。研究结果表明,所提出的榴弹威力提升原理与方法具有科学性、合理性和实用性;新弹钢40SiMn2X和50SiMnX力学性能优越,对轻型装甲车辆和人员目标的杀伤威力半径比50SiMnVB分别提高了31.6%和12.3%,且均能够兼顾两种目标实现共同提升,具有重要的工程应用前景。

颗粒静水沉降的统一规律

通过对国内较推崇的几家沉速公式剖析认为(1)选择沙粒雷诺数R_(ed)和无因次粒径D_*作为颗粒沉降规律的控制参数,则所有与R_(ed)有关的参数均可表示成D_*的函数,流态亦由D_*判别,从而可建立避免试算的沉速公式.(2)绕流阻力一般式按阻力叠加原则取滞性阻力与形状阻力之和,其中滞性阻力宜取Stokes阻力与Oseen阻力的线性组合并转化为Newton阻力形式,形状阻力遵循Newton阻力定律,而两者的相对大小则通过以分离角表达的作用面积来反映.据此获得各绕流区统一的准理论性沉速公式(18),集各家公式之优点,经实测资料验证正确,可供实际应用.

竖直管道中固—液两相流动流态化实验探讨

主要探讨竖直管道中不同颗粒级配、流体流速条件下的固-液两相流动的流态化规律.首先通过量纲分析获得关键控制参数,然后以玻璃珠(粒径:0.25 mm～2.0 mm)、粉细砂(d10=0.044 mm)两种固体和水为实验介质,开展了两相流动流态化实验,考虑流体流速(相对于管道雷诺数介于640～3 300之间)和颗粒级配的影响.通过分析发现:具有均匀粒径分布的玻璃珠床,床层膨胀高度随流速的增加而增加,流速与浓度的对数呈线性关系,与Richardson--Zaki公式一致;具有较宽粒径分布的粉细砂,细颗粒随水流逐渐流出管道,剩余颗粒质量与雷诺数呈指数递减趋势.

体现水流与沙粒摩擦阻力相对作用的糙率公式

在对水流阻力公式述评的基础上,指出了已有公式的优缺点及所选检验资料的不足。利用大量河流资料进行系统拟线分析,发现对数型或幂函数型糙率公式在佛汝德数较小时存在不足。利用黄河典型河段模型试验结果与理论分析,梳理出物理含义明确的两个无量纲综合参数作为关键参量,分别体现水流强度对河床形态的作用,以及河床表面颗粒对水流的摩擦作用。以两者之比作为主参量,综合体现水流动力与床面摩擦相对作用的影响,建立了新的糙率公式。采用国内外河流大量水文实测资料进行检验,结果表明新糙率公式不仅计算精度较高,而且适用范围也较广。

4种榕树的授粉方式及其花粉特征

定量花粉是植物繁殖生物学中的一个重要环节,榕属(Ficus)植物花粉粒小、数量多,难于定量,一直用花药—胚株比(anther-to-ovule ratio,A/O)来判断榕树属于主动还是被动授粉方式。本研究选择4种雌雄同株榕树,通过比较榕树A/O,榕小蜂的授粉结构、行为来确定它们的授粉方式;同时测量了它们的花粉粒大小和数量,并研究授粉方式及其花粉特征的关系。结果表明:菩提树、高榕和垂叶榕的A/O小于0.16,并且它们的榕小蜂有发达的授粉结构和主动授粉行为,属于主动授粉方式。而钝叶榕A/O高(0.85),其榕小蜂的传粉结构、行为消失,是被动授粉的方式。4种榕树的花粉粒大小各有差异,每朵雄花产生的花粉量种间差异显著,而且每种果内的雄花数量也不相同,以至于单个果生产的花粉总量种间有显著差异,变异范围从11~4 000多万粒,最大相差340倍,而且花粉数量与花粉粒大小之间存在权衡关系。主动授粉的榕树雄花少、生产的花粉粒大、花粉量少;而被动授粉的榕树雄花多、花粉量大、花粉粒小。表明榕—蜂互惠系统中榕树的授粉方式、花粉的特征与榕小蜂的授粉结构已协同演化和匹配。4种榕树的花粉胚珠比(pollen-to-ovule ratio,P/O)种间差异也大,且P/O高的种类A/O不一定高,进一步用P/O替换A/O可完善榕树传粉生物学研究。用ElzoneⅡ5390颗粒计数与粒度分析仪计数花粉,高效、准确地自动输出结果,可批量研究该属更多种类的花粉量,并对应计数它们专一传粉榕小蜂携带的花粉量,有利于揭示榕树在雌雄繁殖功能上的分配策略,以及榕—蜂互惠繁殖系统的协同演化的机制。

不同接触方式的导线短路熔痕金相晶粒尺寸分析

当前所进行模拟短路实验,往往只是将实验的导线随意搭接,并没有考虑到实际短路时,导线存在各种类型的触碰,而不同类型的触碰往往导致不同的接触电阻,从而影响接触电弧的变化。本文将实际短路中导线的常见触碰方式进行归纳分类,形成点接触、线接触、面接触三种抽象实验模型,并进行一次短路模拟实验,得到对应不同电流下的熔珠金相图谱,并利用IPP软件处理并测量晶粒尺寸进行分析。实验结果表明:熔痕金相晶粒尺寸明显体现出面接触>线接触>点接触、阳极>阴极的特点;随着初始短路电流增大,各种熔痕金相晶粒的平均长轴长度普遍表现出抛物线型的变化趋势,平均短轴长度规律性较差;阳极熔痕金相晶粒平均长短轴比均表现出抛物线型的变化趋势,且大体上体现面接触>线接触>点接触的特点。

对GB/T 5310《高压锅炉用无缝钢管》修订的几点思考

值此GB/T 5310《高压锅炉用无缝钢管》修订之际,就统一数字代号在锅炉管材料上的推广和应用、新材料纳标、液压试验以及细晶粒不锈(耐热)钢晶粒度要求等方面问题进行了思考和探讨,并据此对该国家标准的修订提出了建议.

中间热处理对0Cr18Ni10Ti不锈钢管组织及性能的改善

研究了0Cr18Ni10Ti不锈钢管制备过程中中间管坯的热处理工艺对成品管组织和性能的改善。研究表明:中间管坯经不同温度真空热处理后,管坯表面光洁,无明显氧化层且管材组织均匀,其中经1080℃×8min热处理后管坯晶粒度为6级;经900℃×60min真空热处理后管坯晶粒度为10级。中间管坯在大气环境中经1100℃×3min热处理后,管坯表面氧化严重,管坯晶粒组织粗大不均匀,在管坯内壁出现明显细晶区域。成品钢管拉伸试验表明,采用1080℃×8min真空热处理后的中间管坯所制备的成品钢管拉伸综合性能优良。

泥沙在驻波条件下的沉降规律

泥沙沉积是海洋和河道中的一个常见现象,沉积后泥沙在表观形态上表现为沙波。文章通过建立二维泥沙沉降模型,研究了驻波场中泥沙沉降的规律,对沙波的形成机理作了初步的探讨。研究发现泥沙直径、水深、波幅、波数均对泥沙的沉降轨迹有重要影响,但是投放位置xo/L为0、0.5和1的泥沙的落地点和初始投放位置之间没有位移,表明了沙波形成与波浪场关系很大。

江坪河混凝土面板堆石坝冰渍砾岩石料冲击碾压试验研究

江坪河混凝土面板堆石坝,是当前国内外的第二高坝,坝体材料采用栗山坡料场的冰渍砾岩(Zant)。目前,国内外尚未见采用冰渍砾岩填筑高面板堆石坝的工程实例,在可研阶段对筑坝材料进行了现场爆破和填筑碾压试验,但由于爆破料的级配尚未达到良好级配的要求,而压实密度(孔隙率),虽然采用目前国内吨位最大常规振动碾压,但密度(孔隙率)仍不理想,所以此次引进冲击碾进一步进行试验研究。

正火次数和保温时间对EA4T钢调质组织的影响

研究了正火次数和保温时间对EA4T钢调质组织的影响,结果表明:晶粒尺寸、晶粒度和金相组织与正火次数无关,而与保温温度有直接关系。EA4T钢采用900℃保温4 h出炉风冷的一次正火工艺后,是否进行850℃保温4 h出炉风冷的二次正火工艺,对调质晶粒度和金相组织无影响。

利用iTEM软件测定铝合金晶粒级别指数

通过iTEM图像处理软件,可以将金相图片进行标尺变换,使其名义放大倍率满足标准要求。利用iTEM软件测量功能,在图片上做一圆周,软件会自动计算出其在标准倍率下的面积。点击其中的点计数测量选项,可以快速计算出圆周内部以及与圆相交的晶粒数,从而得出单位面积内的晶粒数。再按照ASTM E112-2013中的晶粒级别指数定义公式,就可以计算出试样的晶粒级别指数。测定结果表明:采用iTEM软件计算的晶粒级别指数与试样的标准值符合良好。

结晶器铜管的失效分析

针对结晶器铜管在生产中出现的硬度不均、表面"桔子皮"、脱方现象,秦皇岛首钢长白结晶器有限责任公司采用调整加热温度和保温时间的方法,保证硬度符合标准,并解决了铜管裂纹和难以加工问题;控制铜管的变形量>15%,消除了铜管的"桔子皮"现象;采取时效处理使铜管不在出现脱方现象。

晶粒拓扑学的实验和仿真研究

采用系列截面法获取了纯铁晶粒组织的拓扑学数据,同时结合正常晶粒长大的Monte Carlo仿真,对三维晶粒拓扑学进行了研究。