锌液流速对Fe-B合金耐锌液冲蚀性能的影响

采用圆盘旋转技术,研究了锌液流速对Fe-B合金耐锌液冲蚀性能和冲蚀界面形貌的影响。在锌液温度和冲蚀角度一定时,随锌液冲蚀速度的增加,与316L不锈钢相比,Fe-3.5B(质量分数,%)合金的冲刷腐蚀率呈现较为缓慢的线性增加趋势,表现出低的锌液冲蚀率。在较低的锌液冲蚀速度下,Fe-B合金的冲蚀率仅为316L不锈钢的1/3,传质过程主要通过锌液在Fe2B网状间隙中的物理流动而进行;而在较高的锌液冲蚀速度下,Fe-B合金的冲蚀率远低于不锈钢,表现出更优异的抗锌液冲蚀性能,此时的传质方式主要是铁、锌原子在界面前沿直接的扩散反应。界面形貌分析表明,Fe-B合金良好的抗锌液冲蚀性能得益于冲蚀初期基体快速腐蚀所产生的界面前沿裸露、密集Fe2B抗蚀骨架对流动锌液良好的隔离、阻挡效应。     

防砂筛管金属平纹编织网冲蚀模拟分析

针对金属平纹编织网在油井防砂过程中的冲蚀磨损问题,基于Realizable k-ε模型和离散相模型模拟固液两相流动,采用McLaury模型计算壁面冲蚀速率,研究了金属平纹编织网冲蚀磨损的特点及流场分布特征,分析了各因素影响下的冲蚀磨损规律。结果表明:金属平纹编织网冲蚀严重区域集中在下纬丝靠经丝区域;在不考虑砂粒堵塞的工况下,金属平纹编织网冲蚀率随流体流速增加呈指数增长,随含砂质量分数及砂粒直径增加呈线性增长;冲击角度越大,冲蚀率越高,当冲击角度为90°时冲蚀率最大,随着冲击角度的降低,冲蚀破坏区域逐渐向经丝上表面和下纬丝与经丝交汇处发展。     

压实黄土淤地坝“陡坎”冲蚀特性研究

近年来短时强降雨导致我国黄土高原地区淤地坝水毁灾害频发,鉴于该领域研究基础薄弱,不同因素影响下压实黄土冲蚀特性和“陡坎”冲蚀机制尚不明晰。开展黄土材料微观孔隙结构的定性和定量测试,以及14组压实黄土“陡坎”冲蚀水槽试验,重点研究初始含水率和压实度对“陡坎”冲蚀过程的影响,揭示压实黄土微观孔隙结构对“陡坎”冲蚀模式和冲蚀速率的影响机制。试验结果表明：压实黄土持水状态是影响“陡坎”冲蚀模式和冲蚀速率的重要因素,水分子通过影响黄土的微观孔隙结构进而改变土体的宏观冲蚀规律;土体在低含水率状态下,“陡坎”以层状冲蚀为主,由基质吸力提供的“假黏聚力”对冲蚀速率影响较小;随着土体含水率提高,“陡坎”冲蚀模式发生转变,以间歇性块体失稳的形式向上游溯源冲蚀;压实度的改变不影响“陡坎”冲蚀模式,而是通过调整颗粒骨架、颗粒接触面积影响“陡坎”冲蚀速率,其量值提高能够显著增强黄土的抗冲蚀能力。研究成果可为压实性黄土淤地坝溃坝机制研究及灾害预测提供理论支撑。     

斜交网格筒结构角部X形节点受力影响分析及实测验证

目前关于斜交网格筒结构力学性能研究多集中于结构整体受力性能分析,忽略了局部复杂区域对结构整体受力效应的影响。基于这一背景,本文首先进行了结构分析,针对斜交网格外筒角部存的局部复杂区域,通过改变角部空间节点的模型参数建立了不同折线模型;探讨了在竖向和侧向荷载作用下该节点区域传力路径和内力分布特点;分析了复杂局部区域对结构整体以及局部相关构件内力分布的影响。依托实际斜交网格筒超高层结构,对该结构角部复杂区域建立现场应力监测系统,实测了相关构件施工过程中的应力变化,并与施工过程模拟结果进行对比分析。揭示了实测中环梁轴力以及斜柱弯矩的变化规律,补充说明了角部区域的复杂性,验证了结构局部复杂区域、相关构件的传力路径以及内力分布特点。     

工作深度与速度对仿生松土部件工作阻力影响的试验研究

松土部件被广泛应用于工程机械施工及农田耕作等作业过程中,合理优化松土部件结构及工作方式,对减小工作阻力、降低能耗意义重大.自然界中的某些动物在长期的土壤环境生活过程中,其爪趾经过亿万年的进化,逐步形成了特定的几何形状,表现出优良的脱土减阻功能,这为改进具有类似几何形状的松土部件结构,优化其在工作过程中的力学性能提供了仿生研究的基础.借助某些动物爪趾轮廓形状的测试与分析结果,设计、制作了一种仿生弯曲型松土部件,通过室内大型土槽均匀试验研究了工作深度与速度对该种松土部件工作阻力影响的变化规律,对仿生松土部件的研究与优化设计作了初步的探索.     

城门洞形风道三通局部阻力系数模拟与实验

将流体流态限定在阻力平方区,对城门洞形风道三通(分流三通、封堵三通)的局部阻力系数进行模拟,将封堵三通局部阻力系数的实验结果与模拟结果进行比较。当流动处于阻力平方区时,分流三通、封堵三通局部阻力系数稳定在某个常数附近,几乎与雷诺数无关;分流三通局部阻力系数与当量粗糙度无关。     

环氧树脂及其复合材料的固体颗粒冲蚀磨损

针对戈壁风沙流环境特点,采用气流挟砂喷射法,对环氧树脂及其复合材料进行冲蚀试验,研究了冲蚀速率、角度、冲蚀方位、纤维类型等对冲蚀的影响.结果表明:环氧树脂及其复合材料的冲蚀行为表现出半塑性材料的冲蚀特征,最大冲蚀率的冲蚀角为45°~60°,其冲蚀率随冲蚀速率的增加而增大,冲蚀率与冲蚀速率呈指数关系,速率指数为2.1~2.8.冲蚀方位对冲蚀有重要的影响,在相同的冲蚀条件下,垂直冲蚀的冲蚀率比平行冲蚀高.用扫描电子显微镜观察了复合材料冲蚀后的表面形貌,并讨论了可能的冲蚀机制.     

建筑排水三通入流角度对流态影响的数值模拟

本文采用数值模拟的方法,针对建筑排水三通入流角度的改变对流态的影响进行初步研究。数值模拟运用FLUENT软件,采用标准k-ε湍流模型,分析T型三通管(0°)、30°斜三通管、45°斜三通管及60°斜三通管内部流态,进而得知,增大建筑排水三通入流角度有助于改善管件内部的水流状态,使得排水更加顺畅。     

主管壁加厚方钢管T型节点滞回性能研究

为了研究主管壁局部加厚对方钢管T型节点滞回性能的影响,对一个主管壁局部加厚的方钢管T型节点试件和一个主管壁未加厚的方钢管T型节点试件进行试验测试和有限元模拟。试验中,通过控制支管的竖向位移对方钢管T型节点试件施加低周往复循环荷载,研究试件的变形和破坏模式,并进行相关抗震性能指标（延性系数和能量耗散）分析。试验结果表明：主管壁局部加厚能够明显改善节点的滞回性能,同时能够使节点由带有明显延性特征的断裂破坏转变为主管壁厚改变处的延性屈服破坏。利用有限元软件ANSYS对试验试件进行有限元模拟,结果与试验结果吻合较好。最后利用有限元软件分析了主管壁加厚方钢管T型节点加厚参数（主管的加厚长度l和加厚厚度Δt）对节点滞回性能的影响。分析结果表明：为了改善节点滞回性能,加厚长度不超过支管截面边长的3倍,加厚厚度不超过主管壁厚的0.8倍。     

钢网格盒式结构空腹桁架与柱相交节点抗震性能试验研究

为了研究装配整体式钢网格盒式结构体系空腹桁架与柱相交节点的抗震性能,设计制作了5种不同构造参数的钢网格盒式结构空腹桁架与H型钢柱强轴相交节点试件,进行了低周反复荷载试验,分析和研究了节点的破坏过程、承载能力、滞回曲线、骨架曲线、延性和耗能性能等指标。试验结果表明:在桁架与柱连接空腹处设置连续槽形焊缝和加劲板的构造措施可使塑性铰外移,避免了桁架根部焊缝的脆性破坏;对于焊有加劲板的试件,不同加劲板尺寸对试件的抗震性能有一定程度的影响。焊有加劲板试件在应力集中部位易形成裂缝,而利用连续槽形焊缝替代加劲板补强节点则可以缓解试件应力集中;这两种构造形式均由于腹板受压而出现一定程度的腹板局部屈曲现象。为盒式结构节点的实际应用提供了一定的理论支持。