增材制造设计(DfAM)下的金刚石晶格结构研究

基于机械零件的增材制造设计,用仿自然式方法设计了一种金刚石晶格结构,对晶胞相对密度和等效弹性模量建立了数学模型,并拟合得到二者关系式,一系列的仿真验证结果显示理论研究所得关系式具有一定的正确性;对金刚石晶格填充结构提出变密度假设,并用仿真和压缩试验的方法进行了验证,结果显示,填充单元密度以受力点为中心渐渐减小的变密度结构拥有更好的抗压性能,同时验证了本文得出的等效弹性模量数学模型具有一定的正确性和适用性.本研究结果可应用于承压机械零件的实体夹层填充,对机械零件进行应力匹配变密度设计,以达到机械结构轻量化的目标.     

高熵形状记忆合金的研究进展

高熵形状记忆合金是在等原子比NiTi合金的基础上,结合高熵合金的概念,逐渐发展起来的一种新型高温形状记忆合金。近年来,已开发出了综合性能优异的(TiZrHf)50(NiCoCu)50系和(TiZrHf)50(NiCuPd)50系高熵形状记忆合金,引起了广泛的关注和研究兴趣。本文从物相组成、微观组织、马氏体相变行为、形状记忆效应和超弹性等角度出发,综述了高熵形状记忆合金的研究进展,并对高熵形状记忆合金未来的研究重点进行了展望。     

硅酸盐水泥水化动力学模型与试验方法研究进展

水泥水化过程决定水泥基材料强度、耐久性等诸多性能，深入理解水泥水化机理具有重要的科学意义和工程价值。本工作回顾了硅酸盐水泥水化动力学模型的最新研究进展，评述了GEMS热力学计算、HymoStruc3D和CEMHY3D等水化数值模拟方法及其局限性，总结了准弹性中子散射和核磁共振等先进测试手段在研究水泥水化过程中水态演变和孔结构发展中的具体应用，提出了该领域未来研究的趋势和挑战。     

深水管道防腐涂层耐热水浸泡试验设计及应用研究

某深水管道工程在进行补口防腐层热水浸泡试验中发现管道主体 3LPP防腐层脱落的情况，对主体防腐层和补口防腐层耐热水浸泡性能的要求及实验等进行失效分析。通过对 3种不同质量的主体防腐层分别取环状试样和片状试样开展了 7d、30 d和 100 d热水浸泡试验。结果表明：延长热水浸泡试验周期更容易发现涂层质量问题，片状试样较环状试样更容易出现脱落，质量良好的防腐层受试样形式和浸泡周期的影响较小。为了更好地保障海底管道涂层质量，基于标准比对和试验结论对海底管道主体防腐层提出了 100 d热水浸泡的指标要求。     

桥面覆层用弹性环氧胶粘剂的研究

在对桥面覆层用弹性环氧胶粘剂进行制备时，结合对相关稀释剂、增韧剂、固化剂的研究，从不同配方出发进行优化，最终获得性能良好的弹性环氧胶粘剂。结合拉伸测试发现:该桥面覆层用弹性环氧胶粘剂的拉伸强度、断裂伸长度和混凝土粘接强度等方面均表现不错，其综合性能优异，能够适用于桥面铺装工程。     

基于动态弹性力学模型的煤系致密砂岩储层裂缝预测方法

为了提高强非均质性煤系致密砂岩储层裂缝识别效果，根据测井资料，利用动态弹性力学模型对该类储层进行裂缝预测。首先利用寻优算法及阵列声波测井资料获取岩石各模量参数，然后利用微分等效介质（DEM）理论模型计算岩石孔隙纵横比（α），进而对裂缝进行定量表征。单井裂缝预测结果与岩心裂缝实际发育情况的符合率较高，约为90%，表明利用DEM模型预测煤系致密砂岩储层裂缝的可靠性较高。在此基础上，根据测井资料，利用DEM模型对沁水盆地南部地区山西组Ⅱ砂组的裂缝平面分布进行了预测，裂缝预测结果与断裂性质、构造部位及岩心裂缝观察结果均较为吻合。研究表明，动态弹性力学模型适用于煤系致密砂岩储层的裂缝定量表征。      

超深层碳酸盐岩储层孔隙弹性动力学起裂规律

深层碳酸盐岩储层天然裂缝发育,为保证井壁不被压裂而引发严重漏失,必须明确地层的起裂规律。采用孔隙弹性动力学方法,考虑钻进过程中井壁上的载荷变化和地层中的流体流动,得到井眼周围的应力场变化。与传统计算模型相比,模型考虑了应力场的时变特性、井壁载荷的传播、流固耦合以及流体和固体惯性的影响。以一组深层井参数为例,求解井周应力场,分析发现得到的井周应力分布与弹塑性力学规律相同;但随着井壁载荷以弹性波形式向地层内传播,孔隙弹性动力学得到的井周应力场随时间迅速变化,在无因次时间■=100 (2.87 ms)之后趋于稳定。分析了井壁对不同井底压力的起裂响应,发现当井底压力达到135 MPa,井壁在■=105 (3.01 ms)时起裂;弹性模量对井壁的起裂影响很小,泊松比对起裂的时间和范围有较大的影响,随着泊松比的增大,井壁对井底压力的起裂响应更加迅速,且起裂的区域范围增大。     

基于传统清管球接收器的滤杂防堵工艺设计

清管球回收操作过程中,清管球接收器的泄压、排液和惰化导致泥、砂、垢等杂质积聚在清管球接收器中,并随油气物流进入闭排系统管线,造成杂质流失、闭排系统管线堵塞和压力无法完全释放,影响对海底油气管道腐蚀、析蜡、结垢及地层出砂等情况的判断,存在很大的安全隐患。通过对清管球接收器实施工艺改造,使清管球接收器具备滤杂防堵功能和自动取样功能,有效解决了闭排管线堵塞、杂质流失和安全隐患问题。该工艺研究对于海上油气田海底管线的运营和维护具有较高的借鉴意义。     

砂质海床条件下海底电缆埋深研究

  目的  为了得到海底电缆在砂质海床条件下的安全埋深，确保海底电缆免受船锚威胁，给出了海砂海床条件下的船锚的安全埋深的建议。  方法  为了建议验证埋深的合理和安全性，依托于海南联网一回工程，通过对船锚在典型砂质海床中的拖锚全过程进行数值仿真，建立了典型霍尔锚部件的三维有限元模型，同时建立了基于有限元-光滑粒子流（FEM-SPH）的三维砂质海床土体数值模型。对拖锚全过程进行模拟，得到不同船锚在砂质海床中的拖拽曲线，并分析船锚质量以及砂质海床土体本构参数等因素对船锚贯入深度、船锚拖拽力的影响。  结果  仿真结果表明:不同土质的砂质海床条件下海缆埋深不宜小于0.35 m。  结论  利用研究成果，能为砂质海床条件下的海底电缆保护设计工作提供了理论依据和技术支撑，能够对砂质海床条件下海底电缆的埋设深度进行优化。     

变厚齿RV传动多齿弹性啮合效应的研究

对变厚齿RV传动中的少齿差行星传动进行了有限元接触分析,分析结果表明,变齿厚少齿差传动存在多齿弹性啮合效应,其啮合性能不同于按传统齿轮设计理论所得的结果。研究了一个啮合周期内,不同载荷下的多齿弹性啮合效应对变齿厚少齿差传动的轴向力、接触力、实际接触齿对数、各齿对间载荷分布、齿面接触应力及齿根弯曲应力的影响规律,分析结果为提高变厚齿少齿差行星齿轮传动的承载能力、齿轮参数优化、变齿厚齿廓修形及零部件的强度计算提供了理论依据。