掺钪AlN材料特性及HBAR器件性能研究

该文基于掺钪AlN薄膜制备了高次谐波体声波谐振器(HBAR),研究了钪(Sc)掺杂浓度对AlN压电薄膜材料特性及器件性能的影响。研究表明,当掺入Sc的摩尔分数从0增加到25%时,压电应力系数e₃₃增加、刚度 下降,导致Al₁-_xSc_xN压电薄膜的机电耦合系数 从5.6%提升至15.8%,从而使HBAR器件的有效机电耦合系数 提升了3倍。同时,当Sc掺杂摩尔分数达25%时,Al₁-_xSc_xN(x为Sc掺杂摩尔分数)压电薄膜的声速下降13%,声学损耗提高,导致HBAR器件的谐振频率和品质因数降低。     

跌坎式底流消力池边墙突扩宽度对池长的影响研究

对于山区峡谷,底流消能工长度方向工程布置往往受限。通过水工模型试验,研究跌坎深度10cm,跌坎式底流消力池边墙突扩宽度变化时,池内水流流态、底板时均压强及脉动压强不均匀系数的变化对消力池池长的影响。成果表明:流量Q=12L/s,相对于传统的底流消力池,突扩宽度由5cm依次增加到10、15、20cm时,消力池池长缩短长度分别为24、27、29cm。     

新型装配式混凝土框架节点火灾后抗震性能有限元分析

该文采用Abaqus有限元分析软件进行了模拟火灾分析,考察某新型装配式混凝土框架火灾后节点的抗震性能,通过提取节点的P-Δ滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能等参数,对比分析了轴压比和受火时长对装配式节点性能的影响.结果表明:受火时长的节点在滞回过程中滞回环下降更快;而加载初期各节点弹性阶段的骨架曲线基本重合,在弹塑性阶段,受火时间较短的节点上升高于受火时间较长的节点;轴压比较大的节点的极限荷载、延性、耗能均大于轴压比较小的节点,这种差距随着受火时间增长有减小趋势.这一试验过程和研究结果,为新型装配式混凝土框架的防火与抗震性能提供了有价值的数据资料和理论依据.     

基于频率最大化目标的六杆四面体网壳截面尺寸优化研究

随着计算机技术的发展,基于有限元优化的拓扑优化算法在工程设计领域得到广泛应用,以提高结构性能和节约材料.在空间结构领域,目前还并未形成系统性的结构优化策略,主要还是依靠工程师的工作经验来进行优化设计.董石麟教授等提出的六杆四面体网壳是一种由相似的四面体模块组成的空间结构,具有重复性和装配性等特点.本文以六杆四面体网壳为分析对象,进行了结构频率最大化的优化设计.根据挑选出的质量参与系数总和超过90%的7阶模态,建立优化函数最大化这7阶模态的频率,以此提高整个结构的动力学性能.优化结果表明,在结构整体减重18.31%的前提下,各阶频率增加了20%到30%,起到了良好的效果.     

节能型低导热性内衬耐火材料

为了有效地控制工业窑炉在间歇式操作时的热能损失,降低内衬材料的热容量和导热系数非常重要。开发了低导热性内衬耐火材料,使导热系数降低约30%。新开发的耐火材料在100t的LF炉中应用证实LF处理时间缩短10%、LF耗电量降低8%。在185t钢包中使用,获得了大幅度抑制钢水温度降低的效果。     

地源热泵系统变水温控制节电效果分析

以苏州市某办公楼的地源热泵系统为研究对象,针对其长期在部分负荷下的运行特点,提出了相应的变水温控制策略。测试并分析了其变水温调节后系统能耗情况,并运用TRNSYS模拟软件对比分析了不同运行策略下变水温调节的节电效果。结果表明整个测试期间通过变水温调节累计节约电能6480kW·h,节能率达19.6%。机组连续运行10年可节能281 412 kW·h,节能率达20.2%,若该地源热泵系统基于变水温控制采用间歇运行策略,将进一步减少大约9%的系统能耗。     

减少IF钢钢包渣向钢水中传氧的研究

分析了因RH钢包渣氧势高而向钢水传氧对钢水纯净度的影响。通过计算确定出合理的RH进站溶解氧位,确保与之平衡的顶渣FeO活度在较低的范围内。另外分析了顶渣成分对顶渣FeO活度系数的影响,确定了合理的炉渣成分:转炉出钢结束后至RH脱碳期间,IF钢钢包顶渣w(SiO_2)=4%～5%,w(MgO)=8%～9%,w(CaO)/w(Al_2O_3)控制在1.8～2.2;RH脱氧结束后,确保RH结束渣w(CaO)/w(Al_2O_3)=1.3～1.5,既可以减少钢渣间传氧,又可以确保顶渣吸附夹杂的能力。