承压容器内甲烷爆炸及泄爆特性研究

开展了中低压和高压工况下甲烷空气爆炸及泄爆试验,分析了爆炸及泄爆过程压力、压升速率等参数变化规律。结果表明,在低压工况下,甲烷体积分数达到12%时,不同初压下升压速率均不超过10 MPa/s。体积分数小于11%时,最大爆炸压力与体积分数近似呈二次函数的关系,大于11%时最大爆炸压力明显下降。在高压工况下,低体积分数的甲烷对于升压速率的影响更为显著,各个初压下升压速率基本相同。当采用直径100 mm反拱开槽爆破片进行泄爆时,在低升压速率工况下,反拱带槽爆破片在各个工况下均有较好的动态响应能力,在高升压速率工况下,爆破片的动态响应能力降低。分析了不同应变率下爆破片断口形态的变化,低升压速率工况下断口为韧性断裂,在高升压速率下断口向脆性断裂转变。

高温高应变率下钛合金Ti6Al4V的动态力学行为及本构关系

采用分离式霍普金森压杆实验技术,研究了钛合金Ti6Al4V在温度为25~800℃、应变速率为2 000~7 000 s-1的冲击压缩下的动态力学行为和微观组织演变,分析了其力学响应的温度依赖性和应变率敏感性,构建了可准确表征材料塑性流动行为的修正Johnson-Cook模型。结果表明,Ti6Al4V具有显著的应变硬化、应变率强化、应变率增塑和温度软化效应。随着加载温度和应变率的升高,材料的应变硬化效应减弱。温度敏感性随加载温度的升高而显著降低。应变率敏感性因子与加载温度呈负相关,随真实应变的增大呈下降趋势。高温高应变率下细小等轴α相、拉长型α相和块状α相取代初始等轴α相成为Ti6Al4V微观组织的典型特征。考虑率-温耦合作用和绝热温升影响的修正Johnson-Cook模型能够准确地预测Ti6Al4V的塑性流动应力-应变响应。

基于离散元方法的混合砂土剪切特性细观分析

目的为研究不同成分的砂土剪切破坏时的抗剪强度和体积变形差异。方法采用室内试验与离散元模拟结合的方法,通过建立剪切带PFC2D模型,对剪切过程中单一质砂土和混合砂土细观参数的变化规律进行了研究。结果发现粗砂、细砂、标准砂与混合砂土的剪切带形态、体积应变率等细观参数存在明显差异。结论研究表明:砂土剪切应力大小受颗粒组成影响,表现为砂土剪切应力随粗颗粒含量的增加而增大,混合砂土剪切应力高于与其成分相同的单一质砂土;砂土中颗粒运动以上跨和下跨式为主,颗粒粒径越大运动位移越大,表现为体积应变率越大。砂土剪切时体积应变率受颗粒组成影响,表现为粗砂体积应变率高于标准砂和细砂;混合砂土体积应变率高于与其成分相同的单一质砂土。研究结果可为此类砂土地质结构破坏问题提供理论借鉴。

新疆乌什7.1级地震前GNSS变形特征分析

2024年1月23日新疆乌什发生7.1级地震。为了研究震前GNSS变形特征,通过对比分析GNSS基线时间序列结果和区域应变结果,发现迈丹断裂带东西两段的地壳运动有所差异,东段的运动较强,乌什地震即发生在断裂带东段;利用4期速度场结果,计算得到动态应变场变化,从NS向应变场结果可以看出该区域的应变量值持续增加,应变持续在积累状态,从长期背景场可以看出7.1级地震发生在应变高值区的边缘;发震断层东西两侧的挤压滑动速率存在明显差异,西侧为(1.0±0.35)mm/a,东侧为(4.1±0.51)mm/a,且东侧的闭锁程度较高。研究认为迈丹断裂带两侧运动差异明显,乌什7.1级地震发生在滑动速率较高的东段,且该区域处于应变高值区的边缘。

腊肉源酵母菌对发酵牛肉品质特性的影响

在发酵牛肉加工中,添加源于河南信阳腊肉的季巴蒙毕赤酵母以及四川绵阳腊肉的汉逊德巴利酵母作为发酵菌株,以研究特色腊肉源单菌株发酵对发酵牛肉品质的影响,选择地方特色产品和空白作为对照,进行产品水分含量、水分活度(aw)、pH值、蛋白质含量、亚硝胺含量、质构及感官评价等特性指标的测定与分析。结果表明,两株菌株单菌株发酵牛肉硬度适中,弹性和咀嚼性显著高于传统产品,其整体可接受性和传统腊肉未见显著差异,而且水分含量,pH值与亚硝胺含量显著低于传统腊肉制品。综合分析显示两种酵母菌均可作为发酵剂用于发酵肉制品生产,以提升产品品质和安全性。

特色腊肉源细菌发酵剂对发酵牛肉品质的影响

目的:研究特色腊肉源细菌对发酵牛肉品质的影响。方法:将来自于湖南湘西腊肉的马葡萄球菌和来自信阳腊肉的肠膜明串珠菌作为发酵菌株,生产发酵牛肉,并将其与地方特色产品及空白组进行对比,分析产品的水分含量、水分活度、pH、蛋白质含量、色泽、质构及感官评价、N-亚硝胺类物质含量等品质指标的差异性。结果:两株菌株单菌株发酵产品亚硝胺含量,显著低于传统腊肉制品(P<0.05);弹性显著高于传统产品(P<0.05);肠膜明串珠菌发酵产品咀嚼性和四川腊肉没有显著性差异(P>0.05);马葡萄球菌发酵产品的硬度显著低于其他处理组(P<0.05),且马葡萄球菌发酵产品的整体接受性最高,但四川绵阳腊肉及湖南湘西腊肉的整体可接受性没有显著差异性(P>0.05)。结论:两种菌株对发酵产品品质影响不同,但都可以作为发酵剂应用于肉制品加工,未来可以考虑将两种菌株进行复配发酵,综合改善产品品质,提高产品安全性。

巴旦木分级破壳机设计与试验

为解决巴旦木破壳机械生产效率低、破壳率低和核仁损伤量大等问题,通过研究坚果破壳原理,选用适宜机械加工的大巴旦木(‘莎车3号’)为研究对象,设计了巴旦木分级破壳机,同时进行巴旦木尺寸、破壳力加载方向及加载速度、巴旦木含水率的物料特性分析。结果表明:破壳机破壳辊间隙和含水率对巴旦木破壳力和变形量影响显著。使用试验法优化了巴旦木分级破壳机构工作参数,当两轧辊间距离调整为Ⅰ级14 mm、Ⅱ级13 mm和Ⅲ级12 mm,含水率控制在9.8%~10.5%范围内,转速为1 000 r·min^(-1)时,测得平均破壳率为95.57%,平均破损率为3.37%,满足实际生产需求。

基于纤维解离水曲柳压缩解离特征与能量耗散机制研究

目的以水曲柳为研究对象,研究高应变率压缩载荷作用下水曲柳试件的解离特征和能量耗散机制。方法利用压缩加载试验分析应变率、加载方向对受载水曲柳的形态特征影响和动力学特性,并利用弹塑性基本原理分析其受压解离的能量耗散机制。结果解离后径向加载试件主要呈火柴棍状,弦向加载试件主要呈片状,轴向加载试件主要呈不规则块状,试件的解离程度随应变率的增大而增大;当应变率在400~1000 s^(-1)时,水曲柳试件的应力-应变曲线由弹性阶段和屈服后弱线性强化阶段两部分组成;水曲柳试件的屈服强度随应变率的增大而增大,当应变率从400s^(-1)增加到1000s^(-1)时,径向、弦向和轴向加载试件的屈服强度分别增加了0.45倍、1.34倍和0.71倍;木材原料沿径、弦向解离时主要依靠木材细胞的压缩变形来耗散能量,沿轴向解离时主要依靠木材细胞纵向结构的弯曲来耗散能量。结论弦向最易解离,轴向最难解离;水曲柳是一种应变率敏感材料;木材原料径、弦向解离主要依靠压缩变形来耗散能量,轴向解离主要依靠弯曲变形来耗散能量,木材原料解离能够耗散能量的多少主要受加载方向、木材细胞的结构尺寸和力学性能的影响。

热变形参数对TB15钛合金动态再结晶行为的影响

采用热模拟压缩试验机对TB15钛合金进行变形温度为810~930℃、应变速率为0.001~10 s^(-1)、压下量为60%的等温热压缩试验,研究了热变形参数对TB15钛合金动态再结晶行为的影响。结果表明:TB15钛合金不同应变速率下的应力-应变曲线呈现出不同特征。随应变速率增大,流动软化曲线呈现“V”型特征。当应变速率在0.001~0.1 s^(-1)范围时,随变形温度升高和应变速率减小,动态再结晶(DRX)体积分数和DRX晶粒尺寸增大,且DRX晶粒尺寸增幅较DRX体积分数更加显著。在低应变速率变形时,原始β晶粒被小角度晶界分成形状规整的多边形亚晶粒,小角度晶界通过连续吸收位错和渐进晶格旋转的方式向大角度晶界转变从而实现连续动态再结晶。随着应变速率增大,再结晶晶粒形核位置从原始β晶粒内部逐渐向晶界附近转移,在原始β晶界形成均匀细小的“项链状”再结晶晶粒,此时易于由晶界弓弯机制引发不连续动态再结晶。

等应变条件下增压式真空预压固结解析解

从注气增压对土体作用效果的角度出发,建立增压式真空预压固结解析理论模型。提出基于注气增压压力等效的受力简化模型;引入新参数——径向渗透系数增大系数η,反映注气过程对土体渗透性质的改变。根据Barron等应变假定和达西定律,考虑排水板涂抹效应与井阻作用、土体径-竖向渗流以及上部堆载,推导增压式真空预压固结控制方程及其解析解,并利用弹性力学方法推导等效注气增压压力p(t)的计算公式。针对瞬时增压和线性增压两种特例给出具体解析解公式,并通过与工程案例对比分析,验证了解析解及等效力计算方法的合理性。通过对固结性状的分析得出如下结论:注气增压方法可增大土体负孔隙水压力值,加速土体排水固结;“参数η”对固结速率的影响较大,分析模型中考虑注气过程对径向渗透系数的改变会更加合理;井阻作用会导致土体固结速率减慢,径-竖向渗流时孔压能够消散完成,而只有径向渗流时孔压无法消散完成。

新疆及邻区现今GNSS变形特征与地震关系研究

基于GNSS观测数据,采用球面最小二乘配置方法计算了新疆及邻区的应变率张量特征,在统计分析研究区域应变率分布以及1900—2022年M≥6.0地震分布之间的关系的基础上,研究了GNSS应变率特征对强震地点的指示意义。通过构建三维弹性块体模型反演得到的区内主要断裂的运动变形特征,结合震源机制解结果,对比分析了断裂运动变形特征与不同区域强震类型之间的关系。结果表明:天山西段—帕米尔地区、阿尔金断裂带邻近地区呈现第二应变率高值特征,其中帕米尔构造结附近高值特性最明显;最大剪应变率方向在南天山西段—帕米尔地区主要为NE-NEE向,反映了该区以倾滑变形为主的特征。研究区域的M≥6.0地震主要分布在应变率高值区及其边缘,特别是帕米尔构造结东部地区的强震集中非常明显。区内断裂运动性质具有明显的分类特征,除整体以挤压运动为主外,NE走向断裂带以左旋走滑运动为主,NW走向的断裂以右旋走滑运动为主。NE走向的柯坪、迈丹和那拉提断裂带与NW走向的克孜勒陶、塔拉斯—费尔干纳断裂带汇集的南天山西段和帕米尔西构造结东部地区强震密集分布,强震的震源机制类型与断层运动方式较为一致。

库水作用下滑坡土体渗流与蠕变耦合试验研究

水库滑坡变形具有显著的渗流与蠕变耦合效应。为此,采用自主研发的渗流与蠕变耦合三轴试验仪,分别开展了渗流对蠕变的影响以及变形对渗流的影响试验研究,并改进GDS三轴仪完成了高精度控制和量测的渗流与蠕变耦合试验。结果表明:渗流作用下,土样体积变形随时间先逐渐增大后缓慢减小,主要原因是超孔隙水压力导致围压卸荷,使得土样产生回弹变形,但渗透压力持续作用于土体,使得土样体积持续缓慢减小;获取了渗流过程中土样体积的变化结果,分别建立了渗流开始前试样e-k(孔隙比-渗透系数)关系曲线及渗流稳定后试样e-k关系曲线,结果表明考虑变形影响的e-k关系曲线更能反映土体的流固耦合效应。研究成果可望为水库滑坡变形演化预测提供更加科学严密的理论和方法。

土工格栅加筋粉煤灰改良黄土力学特性研究

随着西部黄土地区城镇化进程的加快,填挖结合的新增用地方式要求地基处理技术需要重点解决填方区的强度与变形问题。论文将粉煤灰作为改性填料对黄土进行改良,通过直剪试验、三轴试验、湿陷试验与扫描电镜试验,分析不同粉煤灰掺入比条件下加筋与未加筋黄土试样的强度变化规律、宏观破坏特征和微结构特征。结果表明:采用粉煤灰改良和土工格栅加筋后,黄土的最优含水率增大,最大干密度降低。当粉煤灰掺入比λ=20%时,加筋改良效果最好,黄土的峰值强度、残余强度和等效内摩擦角均有大幅提高,侧向变形显著减小,且能有效降低其湿陷性。微结构分析表明:粉煤灰对黄土的改良主要体现在颗粒直接填充和化学结晶体交织成的网状填充两种类型的强化作用,改良后黄土的孔隙率与孔隙尺寸均有所下降。研究结果可为黄土地区填方边坡与填方路基的改良加固提供参考。

甘露醇对草菇继代菌株生产性状和ROS清除能力的影响

【目的】研究甘露醇对草菇继代菌株的生产性状和活性氧(ROS)清除能力的影响,探索一种简便、有效的草菇退化菌种复壮方法。【方法】以笔者课题组前期获得的组织分离继代菌株T6、T12、T19为试验菌株,T6为连续继代6次,T12为连续继代12次,T19为连续继代19次;草菇原种V844(T0)为商业栽培种。将传统马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)中的葡萄糖替换为等质量的甘露醇,进行菌丝生理性状测定;在栽培基质中添加甘露醇,测定子实体农艺学性状;以硝基四氮唑蓝(NBT)染色、超氧阴离子(O_(2))、过氧化氢(H_(2)O_(2))含量反映活性氧(ROS)积累;采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)测定抗氧化酶基因表达量;利用试剂盒测定抗氧化酶活力;通过菌丝染色法测定细胞核数量和线粒体膜电位;利用高效液相色谱仪(HPLC)测定菌丝能量指标。【结果】甘露醇处理对未退化菌株T0、T6的影响不显著,但能有效恢复草菇退化菌株T12、T19的生产性状和ROS清除能力。甘露醇使T12、T19的菌丝生长速度分别提高31.46%、20.99%,菌丝生物量分别提高97.33%、76.36%;使T12的生产周期缩短12.24%,生物学效率提高17.97%,恢复至T0水平;并使退化严重、失去出菇能力的T19重新长出子实体。同时,甘露醇使T12、T19的Cu/Zn超氧化物歧化酶基因(Cu/Zn-sod)相对表达量分别上调24.64%和61.54%,Mn-sod2相对表达量分别上调19.76%和267.09%,谷胱甘肽过氧化物酶基因(gpx)相对表达量分别上调25.67%和55.82%,并使SOD活力分别提高10.79%和72.32%,GPX活力分别提高16.98%和103.85%;使T12、T19中的ROS积累量显著降低,T12、T19中的O_(2)含量分别下降35.96%和41.62%,H_(2)O_(2)含量分别下降14.44%和18.26%;并使T12、T19的细胞核数目和线粒体膜电位显著增加;使T12、T19中的ATP含量分别提高17.08%和14.55%,EC值分别提高4.52%和0.92%。【结论】甘露醇能显著提高草菇退化菌株T12、T19的抗氧化能力和线粒体功能,并有效恢复其生产性状。

越南非洲猪瘟疫苗AVAC ASF LIVE(ASFV-G-ΔMGF)研究工作分析与思考

非洲猪瘟(Afcrian swine fever,ASF)是由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)感染引起的烈性传染病。近日,越南正式将经临床试验验证的非洲猪瘟弱毒疫苗AVAC ASF LIVE(ASFV-G-ΔMGF)在其全国推广使用。本文对越南非洲猪瘟弱毒疫苗ASFV-G-ΔMGF相关研究数据进行了总结分析,分别从ASFVG-ΔMGF株攻毒保护能力评价、传代细胞培养株临床动物实验、野猪口服接种试验、毒力返强验证等方面,结合国内相关ASFV基因缺失株试验数据进行了分析。总结分析发现:越南上市的ASFV-G-ΔMGF疫苗株,二次免疫接种后攻毒保护效果更好,但在对野猪的口服接种评价中,其口鼻接种效果存在不确定性;随着疫苗株在动物体内的不断传代,其存在毒力返强和毒株变异风险,导致接种猪只临床症状明显;ASFV-G-ΔMGF株虽然有较好的攻毒保护能力和可靠的生产优势,但仍缺乏相关研究数据,特别是在垂直传播、交叉保护、基因突变等方面。后续仍需对ASFV-G-ΔMGF株的临床应用效果进一步评价。

聚氨酯-泡沫铝复合材料的性能研究

目的制备一种具有可恢复阻尼机制的聚氨酯-泡沫铝(PU-AF)减震复合材料,研究PU-AF减震复合材料的阻尼机制,泡沫铝体积质量对PU-AF静态压缩力学性能、吸能性能的影响。方法将制备的PU-AF复合材料在万能材料试验机上进行单调循环压缩试验,由应力-应变曲线研究复合材料的阻尼机制和吸能性能。结果当泡沫铝体积质量为0.70~0.85 g/cm 3时,在相同应变值下,随着泡沫铝体积质量的增加,PU-AF复合材料的屈服强度、弹性模量均增大。吸能效率在应变为30%以后有所降低,最佳吸能效率对应的应变为25%~35%。结论聚氨酯可以显著提高复合材料的应变恢复率;PU-AF是一种很好的减震复合材料。

泸定M S6.8地震震前变形特征及鲜水河断裂南东段地震活动性

针对鲜水河断裂带南东段的历史地震活动性和近10 a该断裂带上发生的中小震群展布特征,利用GNSS观测数据给出2022年泸定M S6.8地震震源区及周边区域的速度场、应变率场,识别此次地震震前的变形特征。GNSS速度场显示,鲜水河断裂带南东段走滑速率约为10 mm/a,区域整体运动为ES向,与断裂构造运动具有一致性;应变率场结果显示,发震断裂仍存在较强的剪切应变积累,汶川特大地震后随着应变能不断释放,龙门山断裂带的卸载作用间接影响鲜水河断裂带的南东段,该断裂长期处于应变积累高值的过渡区,现今仍具有较高的断层闭锁状态,该地区的地震活动趋势和地震危险性值得进一步关注和研究。

高应变率下不同初始相变温度NiTi合金的力学响应

为获得高应变率下不同初始相变温度NiTi合金的屈服应力等基本物理特性和力学响应规律,采用10^(−3)s^(−1)应变率下准静态压缩与拉伸、10^(5)s^(−1)应变率下准等熵压缩及10^(7)s^(−1)应变率下冲击加载实现跨量级的不同应变率加载,高应变率加载实验中通过控制样品初始温度实现不同初始相态NiTi合金的力学响应测量。结果显示,初始马氏体相和初始奥氏体相NiTi合金的准静态加载应力-应变曲线中均出现2次模量变化,初始马氏体相中的模量变化由晶体重定向和马氏体相塑性变形引起,初始奥氏体相中的模量变化由马氏体相变和相变后塑性变形引起。准等熵加载下,初始马氏体相NiTi合金的Lagrangian声速随粒子速度增大而增大,未观察到间断等非线性变化;而初始奥氏体相中声速曲线存在间断,声速由初始横波值间断减小至体波声速后再随粒子速度线性增大。冲击实验中,初始马氏体相NiTi合金后自由面速度约34 m/s处出现双波结构,而将样品初始温度升至402 K后再冲击加载,则在约100 m/s处出现双波结构,二者速度曲线拐点分别由马氏体相弹塑性屈服和奥氏体相塑性屈服引起;在初始奥氏体相NiTi合金冲击实验中,在样品后自由面速度达到220~260 m/s时才出现显著的奥氏体相弹塑性转变。随着应变率从约105 s^(−1)升高至10^(7) s^(−1),相同组分奥氏体相NiTi合金的弹性极限由约2 GPa增大至约4 GPa,10^(7) s^(−1)应变率下,随着初始样品温度升至402 K,弹性极限降至1.7 GPa,表明NiTi合金的弹性极限存在显著的温度和应变率效应。

金属材料瞬时拉伸应变硬化性能的标准化

随着用户使用技术的不断发展,现有的加工硬化性能测试标准已不能满足先进钢铁产品性能表征的需求,需增加结构钢圆形试样与3 mm厚度以上厚板试样的n值测定、拉伸瞬时应变硬化指数的测定、拉伸应变硬化率的测定方法。随着T/CSTM 00514—2022团体标准的颁布和实施,国内拉伸应变硬化性能的试验标准日趋完备与系统化。

含钪超高强铝合金在应变速率10^(-3)s^(-1)下的热流变及动态再结晶行为

采用等温热压缩实验和电子背散射衍射分析技术,研究了Al-11.1Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.05Sc合金在应变速率10^(-3)s^(-1),变形温度653~733 K条件下的热流变及动态再结晶行为,建立动态再结晶临界应力、临界应变、相对含量、晶粒平均尺寸的拟合方程。结果表明:相关特征参数的拟合方程可以较好地描述含钪铝合金在实验条件范围内的动态再结晶行为。变形温度的升高会增加晶粒内部的取向差,减弱晶粒沿法向的择优取向,有助于动态再结晶的发生。动态回复是含钪铝合金的主要软化机制。随着温度的变化,铝合金微观组织存在不连续动态、连续动态及几何动态三种再结晶机制。