壳聚糖改性聚乳酸的阻燃性能分析

为解决聚乳酸(PLA)易燃、熔滴等问题,以绿色天然高聚物壳聚糖为原料,采用甲磺酸、五氧化二磷、三聚氰胺对其改性,得到了一种绿色环保型阻燃剂———MPCS,与三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复配,形成了膨胀型阻燃剂(IFR)。将IFR、α-磷酸锆(α-ZrP)和PLA用转矩流动仪熔融共混制备了阻燃聚乳酸复合材料。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)对MPCS的结构进行了表征;用垂直燃烧法(UL-94)、锥形量热测试(CCT)、热重分析(TGA)及电子扫描电镜(SEM)研究了聚乳酸复合材料的阻燃性能及其阻燃机理。结果表明,当添加3%α-ZrP和22%IFR时,PLA复合材料的阻燃性能达到UL-94V-0级且无熔融滴落;由于α-ZrP具有片层阻隔作用和催化成炭作用,α-ZrP能提高PLA/IFR复合材料的阻燃效果,降低热释放量和烟密度。     

超音速激光沉积WC/Cu复合涂层的微观结构及耐磨性能表征

针对纯铜具有良好的导电、导热和加工性能,但同时也具有硬度低,耐磨性能差的特点。采用超音速激光沉积(Supersonic laser deposition,SLD)和冷喷涂(Cold spray,CS)技术在纯铜表面制备了WC/Cu复合涂层,并对所制备涂层的微观结构、相组成、显微硬度和摩擦磨损性能进行了对比分析。研究结果表明,CS涂层的厚度约为1128μm,WC含量为7.73%,显微硬度为147.4HV0.2,但涂层/基体结合处存在明显间隙。SLD涂层厚度随着激光功率的逐渐升高而增加,最高涂层厚度达2344μm,WC含量可高达17.22%,显微硬度可达161.3HV0.2,且涂层/基体结合良好。SLD涂层能基本保留原始粉末的相组成,但高激光功率下制备的样品存在轻微氧化。SLD涂层相比于CS涂层和铜基体具有更小的摩擦因数、磨损宽度以及磨损量,表现出更好的耐磨性能,为铜及其合金的表面性能优化提供了一种新方法。     

氩气中1000℃下热处理对碳钢Q235工件表面金属铝粉涂层性能影响

为了增强承重普碳钢件的耐海水腐蚀性能和耐500℃高温性能,将两种没有气味的环保型水性纯铝粉涂料在室温下喷涂至Q235普碳钢片表面,制得单层和双层两种铝粉涂层.将涂层试样浸泡在室温质量分数为3.5%的NaCl的模拟海水中,考察涂层的抗腐蚀性能.为提高单层涂层的耐腐蚀性和双层涂层的粘接强度,研究了1000℃氩气处理对涂层性能的影响.实验结果表明:原始单层铝粉涂层试样泡在盐水中2天后就开始生锈,而经过1000℃氩气加热处理10 min后,涂层在10天内都没有生锈,同时涂层的粘接强度由11.6 MPa增加到14.0 MPa;原始双层铝粉涂层试样泡在盐水中10天内没有生锈,经过1000℃氩气加热处理10 min后,涂层防腐蚀性能没有降低,而涂层的粘接强度由9.9 MPa增加到11.3 MPa.XRD表征结果表明,原始双层铝粉涂层表面只有金属铝,经过1000℃氩气加热处理10 min后,涂层表面也出现了极少量Al_2O_3.SEM表征表明:经过1000℃氩气加热处理10 min后,单层涂层中球形铝粉颗粒熔化形成了片状颗粒,片状颗粒层在垂直于涂层方向的间隙明显减少,这可能是单层铝粉涂层经1000℃氩气加热10 min后防腐性能明显提高的原因;球形铝粉颗粒熔化也导致了涂层粘接强度的增加.     

支墩型消能子结构设计方法研究

支墩型连接是消能减震结构常用的连接方式。针对消能子结构设计方法不统一、不可靠及设计结果不合理的问题,对支墩型消能子结构提出弹性设计方法。建立子结构弹性设计验算关系式,给出弹性设计验算关系式中各参数的取值方法,推导阻尼器对支墩型子结构产生的附加内力。以某框架结构为例,对弹性设计方法及新疆、云南设计方法设计的子结构进行构件极限承载力验算。结果表明:满足弹性设计验算关系式的消能子结构可以满足《建筑消能减震技术规程》(JGJ 297—2013)第6. 4. 2条关于子结构设计的有关要求;仅提高设计准则的中震设计方法和提取大震下构件内力进行承载力复核的方法没有全面考虑《建筑消能减震技术规程》(JGJ 297—2013)第6. 4. 2条有关规定,设计结果不满足要求。     

组合式闸板胶芯性能的正交试验和回归分析

带压作业的闸板防喷器胶芯密封结构多采用组合密封,橡胶基体和耐磨块的材料特性同时影响胶芯的密封性能。为了分析闸板胶芯的材料参数对其密封性能的影响,选择胶芯密封面上的有效接触应力和橡胶基体上最大应变能密度作为密封性能的评估指标,基于正交试验法分析影响闸板防喷器胶芯密封性能的主次因素及规律,建立了材料参数与有效应力之间的多元完全二次非线性回归模型,并分析了各参数的交互作用。分析结果表明:各因素对密封面上有效接触应力和橡胶基体上最大应变能密度的敏感性大小顺序为操作压力>耐磨块弹性模量>橡胶基体硬度>耐磨块泊松比;建立的多元回归模型的拟合剩余标准差分别为0. 513 0和0. 314 1,可以用该模型精确地分析材料参数与胶芯密封性能的关系;组合式闸板防喷器胶芯耐磨块最佳弹性模量为700～800 MPa,泊松比为0. 40～0. 47。所得结果可为组合式闸板防喷器胶芯的材料参数设计提供依据。     

基于3D打印技术复制砂浆节理的剪切试验及峰值抗剪强度模型

为进一步研究节理三维形貌特征与节理峰值抗剪强度的关系,首先采用巴西劈裂试验获取了自然劈裂岩石表面,通过三维扫描技术获取了节理面形态的高精度点云,通过逆向建模得到了自然岩石表面的立体模型,结合3D打印技术制作出了与自然岩石表面一致的PLA模具,以3D打印获得的底模通过水泥砂浆浇筑了含有自然结构面形貌的相似节理面试样。PLA模具与复制材料差异较大,复制材料在凝结过程中不易与PLA模具黏结,进而使脱模过程较为方便,不会破坏节理面。同时PLA模具可重复进行相似材料复制工作,具有可重复使用的优点。然后进行了具有5组形貌面的20个水泥砂浆节理面在4种不同法向荷载情况下的结构面剪切试验,得到了结构面剪切位移-荷载曲线。研究了结构面峰值抗剪强度、峰值位移、剪切刚度影响因素。节理经过剪切后形貌面出现不同程度的磨损,其磨损范围与等效高差分布范围基本一致,并且在等效高差为剪断破坏模式且成片的区域磨损较为严重。在新粗糙度指标基础上提出了新的峰值抗剪强度模型,经试验对比显示出新模型的有效性。在新模型基础上提出了一个简化模型。对比发现新模型简化后其计算精度较新模型有所降低但由于所需参数减小计算较为方便,新模型简化结果精度虽然有所下降但是还是比Barton公式精度高。     

园区多能互补供能系统设计方法研究

为提高园区多能互补工程的能源综合利用效率及整体效益，对供能系统设计中的负荷统计、逐时负荷匹配、供能系统、设备选型、容量配置及运行策略等问题进行了分析和总结，提出园区多能互补供能系统设计的基本流程与方法，可为园区多能互补供能系统的设计提供参考。     

焙烧铁尾矿制备透水砖试验研究

为了改善尾矿制砖的力学性质，解决尾矿堆积问题，采用焙烧铁尾矿、水泥和粉煤灰为胶凝材料，2.36~4.75 mm粒级铁尾矿为粗骨料，通过搅拌、成型和养护工艺制备透水砖，探究了焙烧铁尾矿用量、水胶比、目标孔隙率和振动时间对透水砖性能的影响，对比未焙烧尾矿制备透水砖的性能。结果表明：① 焙烧尾矿制备透水砖最佳试验条件为：焙烧尾矿掺量60%，振动时间40 s、水胶比0.3，目标孔隙率20%；此时，透水砖抗折强度为3.34 MPa，符合国家标准Rf3.0，抗压强度为15.44 MPa，符合国家标准MU15，透水系数为2.58×10-2 cm/s，符合国家标准A级标准，实测孔隙率为23.41%。② 焙烧尾矿掺量为60%时效果最佳；未焙烧尾矿掺量为50%时效果最佳，抗折、抗压强度分别为3.38 MPa和14.54 MPa，透水系数符合国家A级标准；焙烧尾矿比未焙烧尾矿多替代水泥10%的情况下，力学性能焙烧尾矿透水砖较好，而透水性能则未焙烧尾矿透水砖较好。     

基于局部应变能密度的厚板T形接头焊趾和焊根疲劳性能分析

以装载机前车架疲劳寿命评估为目的，从前车架焊接结构关键部位中提取三种典型焊接接头，对其进行疲劳试验和分析.以局部应变能密度法为理论基础，对获得的试验数据进行处理，得到了基于局部应变能密度的疲劳寿命曲线，并采用文献中十字接头的疲劳数据验证该理论的准确性和适用性.结果表明，局部应变能密度法既可用于焊根失效疲劳评估，也可以用于焊趾失效疲劳评估；不同位置的疲劳裂纹会影响结构的刚度，进而影响结构的疲劳寿命.此外，研究了焊脚尺寸和熔深对焊接接头疲劳寿命的影响，推导了基于局部应变能密度法的疲劳失效位置转换区间.并通过文献中的疲劳数据验证了文中提出的焊趾失效和焊根失效转换区间的准确性，为合理设计未焊透厚板T形接头抗疲劳性能提供依据.