热处理对等离子喷涂铁基非晶合金涂层微观结构和耐腐蚀性能的影响

采用等离子喷涂技术在Q235钢基体上制备Fe48Cr15Mo14C15B6Y2非晶合金涂层,之后对涂层进行200,300,500,600,700℃热处理,研究了热处理对涂层微观结构、耐电化学腐蚀性能和耐均匀腐蚀性能的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,涂层的非晶含量降低,孔隙率先减小后增大,经300℃热处理后涂层的孔隙率最低,且低于未热处理涂层的;热处理后涂层中的晶体相主要包括α-Fe,Fe-Cr,Fe63Mo37,Fe3C等;随着热处理温度的升高,涂层的自腐蚀电流密度先减小后增大,经300℃热处理后,自腐蚀电流密度最小,涂层的耐电化学腐蚀性能最好;经过热处理后,涂层在NaCl溶液中浸泡31d后的单位面积质量损失减小,且热处理温度越高,单位面积质量损失越小,涂层的耐均匀腐蚀性能提高。     

基于近场动力学方法的含缺陷板Ⅰ型应力强度因子计算

针对含多缺陷板脆性断裂问题,引入非局部近场动力学理论,结合J积分计算含缺陷板Ⅰ型应力强度因子。通过含Ⅰ型单裂纹脆性板以及系列含等长双裂纹板的应力强度因子计算,验证该方法的可行性和计算精度。进一步应用于含不等长双裂纹、含孔及孔边裂纹脆性板的应力强度因子计算,验证了该方法对于计算含复杂缺陷板Ⅰ型应力强度因子的适用性,并分析了裂纹位置和长度及孔径等多缺陷板裂尖应力强度因子的影响。     

基于进化策略的海上风电支撑结构多参数同步优化设计

针对典型海上风电场3 MW固定式三桩单立柱风力机支撑结构主尺度优化问题,文章采用参数化建模方式进行力学建模,在有限元分析的基础上,结合生物进化策略,以风机塔顶位移、结构最大Mises应力为限制条件,以减小支撑结构整体体积为优化目标,对海上三桩单立柱风力机支撑结构主尺度参数进行多参数同步优化设计。研究结果表明:在保证风机塔架刚度和结构强度的前提下,通过结合有限元分析与进化策略对风机主尺度参数进行同步优化,风机支撑结构整体体积明显下降,优化效果明显。该多参数同步优化设计方法可为海上风电固定式支撑结构设计提供参考。     

移动式防洪墙模型系统整体力学性能测试

研究了在正常蓄水条件下2.4m高及4m高移动式防洪墙模型系统整体的力学性能。在试验场地用混凝土墙及移动式防洪墙围建扇形和方形试验系统,用缓慢蓄水过程来模拟移动式防洪墙在真实工况条件下抵挡洪水的过程。用拉线式位移计、应变片等来监测移动式防洪墙的位移特征。结果表明:随着蓄水高度的增加,立柱和挡板的应力和变形不断增加,立柱的危险点在立柱主体和加强件的过渡位置,挡板的危险点为从下往上数第二、第三块挡板的中部,上述危险点为影响防洪墙力学性能的关键位置。     

双相不锈钢表面激光熔覆钴基合金组织和性能研究

目的提高2205双相不锈钢的耐磨性和耐腐蚀性能。方法采用激光熔覆技术,在2205双相不锈钢基体表面制备钴基合金熔覆层。用X射线衍射仪、光学显微镜检测钴基合金熔覆层的相组成和显微组织,用能谱仪测定熔覆层和基体界面区域的Fe和Cr元素分布,确定熔覆层界面过渡区域的宽度。用显微硬度计和湿砂磨粒磨损试验机,测试熔覆层硬度和耐磨性能。采用扫描电镜观察摩擦表面的磨损特性,分析钴基合金熔覆层的磨损机理。用电化学工作站测试熔覆层的电化学腐蚀特性,并用2205双相不锈钢作为对比试样做相应的性能试验。结果熔覆层由γ-Co固溶体和少量的Cr7C3、Cr2Ni3化合物相组成,界面处的熔覆层相组织是少量的平面晶和胞状晶,其他区域是发达的树枝晶。由于熔覆层由多道搭接和多层熔覆形成,树枝晶生长有方向性,但不是成固定的方向,并出现明显的分层现象。熔覆层过渡区范围为50μm左右,熔覆层平均显微硬度达477HV(0.1),远高于2205双相不锈钢基体(265HV(0.1))。当磨程达到3354m时,熔覆层的质量损失仅为10.3 mg,约为基体质量损失的1/3。在3.5%NaCl溶液中,熔覆层具有较高的极化电阻与电荷转移电阻和较小的自腐蚀电流。结论熔覆层组织致密,无气孔、裂纹等缺陷,与基体呈良好的冶金结合,钴基合金熔覆层具有良好的耐磨粒磨损性能和耐腐蚀性能。     

马来酸三乙醇胺酯对水泥水化的影响

为克服三乙醇胺早强剂对水泥抗折强度和后期强度的影响,合成了马来酸三乙醇胺酯,并通过背散射电子成像(BSE)和BET分析,研究了马来酸三乙醇胺酯对水泥水化程度、C-S-H含量和水泥水化28 d分形维数的影响。结果表明:马来酸三乙醇胺酯可促进水泥水化尤其是水泥中硅酸盐相的水化;复掺马来酸三乙醇胺酯和聚羧酸减水剂,可显著提高水泥水化产物中C-S-H的含量;三乙醇胺降低了水泥石28 d的分形维数,马来酸三乙醇胺酯单掺及与聚羧酸减水剂复掺则使水泥石28 d的分形维数提高。由此可见,马来酸三乙醇胺酯作为增强型水泥早强剂具有广阔的应用前景。     

水化硅酸钙组成对蒸压硅酸盐材料力学性能的影响

为探究水化产物对加气混凝土(AAC)力学性能的影响规律,采用BET/XRD半定量水化硅酸钙组成,构建基材力学性能随其水化硅酸钙胶体(C-S-H)含量和托勃莫来石含量变化的等值线图,确定基材力学性能与水化产物的关系,建立AAC抗压强度模型。结果表明:砂质AAC中胶体及晶体含量明显高于粉煤灰质AAC;基材抗压强度最优时,水化硅酸钙胶体含量和托勃莫来石晶体含量有着一定的函数关系。抗压强度模型验证表明抗压强度计算值与实测值误差小于2%,抗压强度模型比较可靠。     

生物负载微孔渗水型混凝土对土壤中残留毒死蜱的去除试验

为了解决农村农药面源污染问题，利用小流量渗透法将毒死蜱降解菌负载在微孔渗水型混凝土上，研究不同降雨强度下不同孔隙率混凝土对毒死蜱的降解截留效果。结果表明:对于3种不同透水系数的微孔混凝土，微孔渗水型混凝土负载生物量和生物活性随孔隙率增大呈先升高后降低趋势；对于两种不同的降雨强度，毒死蜱降解率最优的都是孔隙率为48.1%的试样；降雨强度较大时，土壤中毒死蜱析出质量浓度较高，且降雨强度越大析出速度越快，试样对析出的毒死蜱降解效果越差。微孔渗水型混凝土对土壤中残留毒死蜱具有较好的去除效果，材料本身具有高强度、高寿命、低成本等特点，在土壤护坡、河流护岸等方面具有较好的应用前景。     

玻璃纤维复材筋与水泥基复合材料界面力学性能试验研究及精细化有限元仿真

玻璃纤维复材(GFRP)筋水泥基复合材料(ECC)构件受力变形过程中,筋材与基体协调变形能力影响构件及组合构件的工作性能。本文通过GFRP筋ECC黏结-滑移试验建立界面黏结滑移本构,结合ECC变形及开裂后力学属性,采用ABAQUS有限元软件进行GFRP筋ECC构件黏结界面力学性能分析,研究筋材及基体应变分布随加载过程的演化及不同黏结-滑移关系对构件工作性能的影响。研究表明,GFRP筋材直径影响黏结滑移性能及界面破坏模式,界面力学属性的提高能够增加二者协同工作性能,改善构件的开裂属性;基于试验中筋材应变分布,分析基体破坏、应力分布,研究构件受拉破坏过程整体拉伸刚度变化,为反演宏观构件正常工作状态下工作机理提供分析方法。     

纤维增强复材筋增强纤维水泥基复材桥面连接板工作性能研究

桥面无缝化设计能够提高桥梁主体结构的耐久性能,是解决桥面伸缩缝维护难题的重要方法。结合高耐腐蚀纤维增强复材(FRP),充分发挥纤维水泥基复合材料(ECC)的高延性。对GFRP筋、BFRP筋和钢筋增强连接板的工作性能、裂缝发展、应变及变形能力进行对比研究,针对GFRP筋连接板设置低配筋率对照组,研究其对整体性能的影响。结果表明,正常服役状态下,连接板最大裂缝宽度均小于限值,满足裂缝宽度要求;钢筋增强连接板的残余变形量远高于FRP增强连接板; FRP筋与ECC较低的刚度差异使得ECC材料多裂缝充分开展; FRP筋连接板主体结构受连接板变形影响较小,且在大变形条件下工作性能良好。依据连接板正常服役筋材应力水平与筋材应力限值,定义连接板正常服役安全系数,定量反映结构构件安全程度。同等配筋率FRP筋增强连接板安全系数均远高于钢筋增强连接板,且GFPR筋配筋率的降低对安全系数影响较小。