陶瓷材料维氏压痕形貌仿真与实验分析

基于有限元数值分析模型对陶瓷材料维氏压入过程中产生的压痕形貌进行仿真.以Si3N4和ZrO2两种典型陶瓷材料为例,对其有限元仿真压痕与实验测量压痕的对角线半长和维氏硬度进行对比,结果表明,Si3N4和ZrO2的有限元仿真压痕与实验测量压痕对角线半长分别相差0.39％和-0.53％,维氏硬度分别相差-2.7％和4.2％.随着压头与材料间的摩擦因数由0变化至0.5,有限元仿真压痕与实验测量压痕的对角线半长分别相差0.28％和0.27％,维氏硬度分别相差0.14％和0.21％.此外,应用本方法对其他几种典型陶瓷材料(A12O3,ZTA,SiC,Silica)维氏压入有限元仿真计算值与实验真实测量值进行了对比,其压痕对角线半长分别相差1.14％,-0.57％,-0.89％,0.41％,维氏硬度分别相差-2.24％,1.12％,1.85％,-0.86％.据此可知,陶瓷材料维氏压痕形貌可由有限元数值仿真方法获得,从而解决了陶瓷材料维氏硬度测试过程中因压痕不够清晰导致的测量数据不准问题,为下一步探索基于仪器化压入响应识别陶瓷材料维氏硬度以及其他各力学性能参数提供技术基础.     

Fe-C膜光纤光栅锈蚀传感器在模拟海洋环境中的特性研究

研究了一种基于与钢筋成分相似的Fe-C膜光纤光栅锈蚀传感器,在模拟海洋环境3.5%NaCl溶液中进行锈蚀监测,同时与电化学监测比较。对Fe-C膜进行电子探针、XRD和SEM测试,阐述了传感器的结构和原理。实验结果表明:光纤锈蚀传感器在2.5d达到最大漂移量430pm,锈蚀10d敏感膜出现脱落,波长发生回落。与电化学监测相比,光纤锈蚀传感器能够实现长期监测,并获得锈蚀时间、锈蚀速率和锈蚀程度等锈蚀状态,对钢结构的实时在线监测具有重要意义。     

改善减速电机斜齿轮共振问题研究

本文采用ANSYS软件,对减速电机斜齿轮进行了模态有限元分析[1],计算出了斜齿轮的低阶固有振动频率和主振型以及各阶对应的最大变形量和振动应力,得到了各阶振型云图,并对各阶振型云图进行了分析,为改善减速电机斜齿轮的共振问题提供了理论方面支持。     

建筑材料课程项目驱动法教学改革

针对建筑材料课程实验项目分散,学生实际操作能力差以及实践教学与理论教学脱节的问题,提出实践教学分步进行的方法,单项实验侧重提高学生的基本实验操作能力,而综合实验侧重考察学生综合素质。为了考察教学改革的成效,将土木工程专业2011—2013级的学生进行分组对比,结果证明,建筑材料实践课程项目教学法改革后,学生实验操作能力明显提高,知识掌握能力更强,分析解决问题能力也得到了提高。     

基于灵敏度分析的某密封结构优化设计

在某试验装置密封结构的设计中引入灵敏度分析理论,通过对密封元件的相关结构参数相对于密封时间以及最大Mises应力的灵敏度分析,确定各设计参数对密封时间和应力变化的影响程度。并根据灵敏度分析结果,确定最适合的优化方案,从而得到密封结构各元件的最优结构尺寸。该设计思路可以为优化参数的设置提供参考。     

电缆测井高速遥传系统中比特分配与星座映射的实现

通过在现有的硬件平台提高电缆的传输速率,优化系统硬件平台内部资源分配。采用"注水"算法进行信道比特及能量联合分配。该方法与子信道能量均匀分配方式相比,链路层传输速率提高9.13%。设计了一种OFDM系统中星座映射的新方法,与原有方法相比,新方法大大节约了硬件存储资源。     

ZL205A合金铸件在机械振动和低压条件下的爆发式补缩机制（英文）

采用浇注实验和物理模型研究ZL205A合金铸件在机械振动和低压条件下的爆发式补缩机制。实验结果表明,在机械振动条件下,爆发式补缩会多次出现,并使铸件中的缩孔呈层状分布。施加机械振动后,铸件的缩松减小、密度增大。物理模型计算表明,低压铸造中,施加机械振动会促使爆发式补缩自发进行;而在静态下凝固,爆发式补缩很难出现。振动可以破碎铸件中的堵塞部位,并使堵塞部位中的晶粒重排,在阻塞部位的内外压差的作用下,阻塞发生移动清除,产生爆发式补缩。     

锂离子电池正极材料LiMnBO_3/C的合成及其电化学性能

以LiOH·H_2O、Mn(CH_3COO)_2·4H_2O和H_3BO_3为原料,聚乙二醇6000(PEG-6000)为碳源,采用喷雾干燥法合成LiMnBO_3和LiMnBO_3/C正极材料。XRD测试表明,两种样品均为单一的六方晶体结构LiMnBO_3(h-LiMnBO_3);电化学测试表明,在电压范围1.0~4.8 V内,LiMnBO_3在0.5C倍率下的首次放电比容量为63.28mA·h/g,而LiMnBO_3/C的首次放电比容量高达135.21mA·h/g;循环50次后,两者比容量分别为31.15mA·h/g和109.69mA·h/g。碳源的加入有效地提升了LiMnBO_3的电化学性能。     

四川某粘土型钒矿工艺矿物学研究

通过矿相显微镜、扫描电子显微镜、电子探针、X射线能谱元素面分析等多种手段综合研究四川某地黏土型钒矿中钒的赋存状态。样品为铝质黏土岩，V2O5含量为0.93%。黏土矿物总量为61.7%，石英含量13.4%，黄铁矿含量17.1%。样品具典型的黏土结构，矿物粒度微细。钒有两种赋存状态，一种呈钒云母的独立矿物形式存在，另一种则呈类质同相的形式存在于绢云母和伊利石中。典型测点平均含钒量为0.873%，fm-5测点钒含量2.143%，为钒云母；fm-6测点钒含量0.138%，为含钒伊利石；fm-7测点钒含量0.333%，为含钒绢云母。与钒云母、伊利石、绢云母三者结构相似，且粒度极其微细，无法分离，故应作为一个整体单元来回收利用钒。建议通过浮选脱除黄铁矿，然后通过擦洗—脱泥的方式对石英和黏土矿物进行分离，从而实现钒的富集。     

大破口失水事故工况下碳化硅惰性氧化模型研究

与传统Zr包壳相比，SiC复合包壳具有更好的辐照稳定性、高温机械性能和抗氧化能力，可有效缓解事故进程，增加事故应对时间。在大破口失水事故工况下，SiC复合包壳会与低压高温水蒸气发生惰性氧化反应而持续损耗。SiC材料的惰性氧化反应分为两个过程：SiC抛物线型氧化过程和SiC表面氧化产生的SiO₂的线性挥发过程。本文应用修正的Deal-Grove模型和传热/传质类比法研究SiC的抛物线型氧化速率和SiO₂的线性挥发速率，并基于纯水蒸气环境下SiC氧化实验数据和SiO₂线性挥发实验数据，获得了SiC抛物线型氧化速率常数模型和SiO₂线性挥发速率常数模型。理论模型分析结果显示，在大破口失水事故后低压高温纯水蒸气氧化条件下，SiC材料的氧化速率常数较Zr合金低约2~3个数量级，导致SiC材料的损耗速率远低于传统Zr包壳的损耗速率。