高碾压混凝土重力坝分区材料-结构界面特性与变形协调仿真分析

高碾压混凝土重力坝不同功能部位"结构特性"与"材料性能"的差异产生的变形协调问题直接关系到工程结构的安全运行,现阶段变形协调分析多是对结构变形和受力进行分析,对异种材料变形协调机理认识不足,缺乏理论基础研究。本文基于界面力学理论,考虑混凝土坝分区中常见的两种双材料界面形式与理想界面的连续边界条件,基于奇异性特征值的特征方程,提出了以应力奇异性特征值作为异种材料变形协调的评价指标,并通过有限元分析验证了理论计算的正确性与有效性;进而分析了界面结合角度和异种材料组合对单侧自由界面端与埋入界面折点处应力奇异性的影响,通过非均质有限元数值仿真分析了复合试件破坏模式,研究了抗压强度与应力奇异性特征值的关系;最后通过统计实际混凝土坝工程中不同坝段内的双材料界面的材料参数(弹性模量)与结构参数(界面形式与结合角度),计算奇异性特征值,评价了该工程中界面的变形协调特性,为高混凝土坝分区材料-结构设计与材料选取提供新的思路。     

汽车起步抖动控制方法研究

针对离合器从空滑进入滑摩临界点对应的轴向压缩量与汽车起步抖动之间的关系进行了分析,提出了通过调大离合器由空滑进入滑摩临界点的轴向压缩量来解决起步抖动的方法;对离合器结构参数与离合器由空滑进入滑摩临界点的轴向压缩量之间的关系进行了分析,提出了通过改变离合器波形片结构和改变离合器摩擦片尺寸来增大离合器空滑进入滑摩临界点的轴向压缩量的措施,解决了汽车起步抖动问题。以某型号汽车为例,对提出的措施进行了应用验证。     

冷喷涂固态颗粒沉积中颗粒间结合形成机制研究进展

就目前主流的冷喷涂颗粒结合形成机理进行了系统总结和评述,为冷喷涂沉积体性能的调控和后续研究提供借鉴。分别就经典的颗粒界面绝热剪切失稳结合机理,颗粒界面应力波释放诱导材料射流形成结合机理,以及高速碰撞诱导颗粒表面氧化膜破碎、新鲜金属接触结合机理的基本概念、原理、特点进行了概括总结。通过大量系统文献的调研,指出现有理论目前存在的相悖和不足之处,并简要分析了现有颗粒间结合形成理论对冷喷涂沉积体质量调控方面的指导意义。最后基于现有研究的不足,对冷喷涂颗粒界面结合机制方面的研究进行了展望。     

相容剂HDPE-g-(MAH-co-St)的合成及对HDPE/WF复合材料力学性能和吸水率的影响

将高密度聚乙烯/木粉(HDPE/WF)复合材料熔融混合后制成,并研究了自合成相容剂高密度聚乙烯接枝马来酸酐和苯乙烯多单体共聚物(HDPE-g-(MAH-co-St))的含量对HDPE/WF复合材料力学性能和吸水率的影响,并用FTIR、SEM、DMA对其接枝情况、断面形貌、动态力学性能进行表征。同时又与相容剂高密度聚乙烯接枝马来酸酐(HDPE-g-MAH)增容HDPE/WF复合材料的力学性能和吸水率进行对比。结果表明:当HDPE-g-(MAH-co-St)添加量为5份时,HDPE/WF复合材料的力学性能最佳,其中拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、弯曲模量较未添加相容剂时提高了44.62%、29.09%、50.05%、32.65%;较添加5份HDPE-g-MAH增容HDPE/WF复合材料时提高了43.12%、8.06%、64.93%、22.98%。当HDPE-g-(MAH-co-St)添加量为5份时,HDPE/WF复合材料的30天吸水率最佳,较未添加相容剂时提高了68.47%,较添加5份HDPE-g-MAH增容HDPE/WF复合材料时提高了34.63%。     

CMAS对热障涂层界面裂纹和残余应力的影响

随着航空发动机涡轮叶片工作温度的提升,使得一种主要由CaO,MgO,Al₂O₃和SiO₂组成的玻璃态物质(CMAS)对热障涂层的危害越来越严重,从而对热障涂层的性能和耐久性有了更高的要求。本文以电子束物理气相沉积热障涂层为研究对象,利用有限元方法研究了CMAS的渗入对界面裂纹扩展及CMAS对陶瓷层(TC)内部残余应力的影响规律。采用波长固定、振幅变化的正弦曲线表示不同粗糙度的涂层界面,同时考虑了CMAS的弹性模量变化的影响及不同界面形貌与CMAS之间的相互作用。结果表明：CMAS弹性模量的增加对界面裂纹具有抑制作用,并且TGO幅值和厚度越小,抑制作用越明显。CMAS弹性模量对TC层最大残余应力S₂₂的影响存在临界点,在临界点之前,CMAS弹性模量的变化对TC层最大残余应力的影响较大,随着CMAS弹性模量的增加,TC层最大残余应力大幅度减小；在临界点之后,TC层最大残余应力基本不受CMAS弹性模量变化的影响。这些结果对电子束物理气相沉积喷涂的热障涂层失效机理的研究具有重要意义,可以为热障涂层界面的优化提供指导。     

夏季室内热环境与分区控温床垫的被褥气候匹配舒适域

通过设计一款能够进行3个分区独立控温的床垫探究在夏季室内24℃、26℃和28℃的热环境下人体局部和整体的热感觉关系以及与被褥气候的匹配舒适域。局部平均皮肤温度与局部热感觉呈现较好的线性关系且腿足部热感觉随其皮肤温度变化最敏感。头部其次,腰背部最后。头部的最佳舒适室内操温度为24.6～27.6℃,热中性温度为26.1℃;腰背部最佳舒适的人-床界面温度为33.0～34.8℃,热中性温度为33.9℃;腿足部最佳舒适的人-床界面温度为32.1～33.0℃,热中性温度为32.6℃。平均心率的数据变化的趋势随着整体热舒适性数据进行变化,当全身热感觉投票均增大时,心率也会逐渐升高。     

石墨电极表面聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及性能

为了充分利用纳米纤维膜的多孔特性,同时克服其低机械强度的缺陷,以聚丙烯腈(PAN)为主要原料,采用静电纺丝法在石墨电极表面制备PAN纳米纤维膜,形成隔膜-电极一体化结构单元(SAA),并对SAA的孔道结构、力学性能、电解液性能、热尺寸稳定性及电池性能进行系统研究.结果表明:SAA中PAN隔膜与石墨电极的粗糙表面结合紧密,PAN隔膜呈现出发达的孔道结构,电解液亲和性良好;在150℃热处理0.5 h,SAA表面隔膜的热收缩率小于2％,显著优于市售聚烯烃隔膜.基于良好的理化特性,SAA装配的钴酸锂全电池表现出优异的循环容量和倍率容量保持性,如在0.2 C下,经历200次循环后电池的放电容量保持率为98％,在32 C下电池的放电容量为0.5 C下的44.3％.因此,电极表面直接制备纳米纤维膜可形成完整的隔膜-电极一体化单元,在充分发挥纳米纤维膜优势的同时,可优化电极与隔膜的界面相容性、改善电池的充放电性能,并能够提高电池的装配效率.     

玻璃纤维增强建筑用聚乙烯树脂复合材料的性能

采用剥离测试方法来表征制得的玻璃纤维增强建筑用聚乙烯树脂复合材料的界面黏结强度,并对其进行红外光谱、接触角、微观组织测试与分析。研究结果表明:采用浸润剂处理可以使玻璃表面生成新基团;浸润剂能够提高玻璃表面接触角,从而更易与树脂形成浸润状态,由此改善玻璃和树脂的界面结合状态,实现界面黏结特性的显著优化。在剥离测试中发现经浸润剂处理后,玻璃可以和树脂之间形成更强的界面结合作用;树脂从玻璃表面发生剥离之后,形成了光滑的玻璃片,同时还有部分纵横交错的划痕。