冷喷涂固态颗粒沉积中颗粒间结合形成机制研究进展

就目前主流的冷喷涂颗粒结合形成机理进行了系统总结和评述,为冷喷涂沉积体性能的调控和后续研究提供借鉴。分别就经典的颗粒界面绝热剪切失稳结合机理,颗粒界面应力波释放诱导材料射流形成结合机理,以及高速碰撞诱导颗粒表面氧化膜破碎、新鲜金属接触结合机理的基本概念、原理、特点进行了概括总结。通过大量系统文献的调研,指出现有理论目前存在的相悖和不足之处,并简要分析了现有颗粒间结合形成理论对冷喷涂沉积体质量调控方面的指导意义。最后基于现有研究的不足,对冷喷涂颗粒界面结合机制方面的研究进行了展望。     

工业纯钛动态压缩特性及破坏的实验研究

用分离式霍普金森压杆对TA2工业纯钛进行了动态压缩及绝热剪切破坏实验研究,得到了不同应变率和不同温度下的宏观应力-应变曲线。通过对压缩本构特性及微观金相破坏的比较分析,讨论了应变率、表观压缩本构特性对绝热剪切形成的影响。结果显示:TA2试样动态压缩呈现绝热剪切破坏特征,绝热剪切带在空间呈对称的双锥形状;应变率越高,形成绝热剪切带的临界应变越小;分析表明,动态压缩实验无法得到关于绝热剪切起始、发展过程的本构软化信息。     

钛／钢爆炸焊接界面区形变特征研究

详细观察了钛／钢爆炸焊接界面区内的变形组织特征,研究了复合板的钢侧塑性变形层和钛侧绝热剪切线与焊接工艺参数的关系。结果表明,过大或过小的变形层都将导致界面区内产生有害缺陷。合理的变形层宽度应控制在５０μｍ￣２００μｍ之间,绝热剪切线长度不宜超过１０００μｍ。     

垂直侵彻钢靶过程中钨合金壳体破坏机理研究

进行了钨合金壳体垂直侵彻45钢靶板的实验，成功地获得钨合金壳体侵彻钢靶板时变形破坏演变的完整过程。通过对回收的钨合金壳体微组织结构的观察与分析，发现钨合金壳体的主要破坏机制是危险截面区域形成绝热剪切带；其次，内腔前端区域发生粘结相撕裂。建立了壳体侵彻过程危险截面区域失效演变的3个阶段：绝热剪切带的形成、带内微裂纹的萌生和剪切裂纹的扩展。材料的失效方式与壳体存在应力集中区域密切相关，只有在壳体的结构设计中尽可能降低局部的应力集中系数，钨合金材料才能既可以发挥优异的侵彻性能，又可以保证侵彻过程完整性的要求，从而实现工程应用和军事应用。     

0.716 H2O+0.284 n-C4H9OH二元体系的热力学性质

用全自动低温绝热量热计测定了水和正丁醇二元体系（0.716 H₂O+0.284 n-C₄H₉OH）在78～320 K温区的摩尔热容C_p,m.建立了C_p,m与温度T的函数关系.结果表明,该水和正丁醇二元混合体系在（111.9±1.2）K发生玻璃化转变,在（179.26±0.77）K和（269.69±0.14）K发生分别对应正丁醇和水的固 液相变.获得了水的相变焓和相变熵.计算了以298.15 K为基准的混合物的热力学函数.     

桐柏电站混凝土基础水化热温度场有限元分析

 基于考虑温度和化学反应物浓度对化学反应速率影响的混凝土水泥水化反应放热模型，编制二维混凝土水化热温度场有限元分析程序。该程序通过控制各单元对整体刚度矩阵及整体荷载矢量列阵的贡献模拟大体积混凝土分层浇注时温度场的变化。根据单元参与组集情况对计算机内存实行动态分配，不但提高计算效率又可避免常规做法导致的整体刚度矩阵病态。将该程序用于桐柏抽水蓄能电站大体积混凝土基础的施工期温度场分析。计算结果表明，该方法能较好地反应混凝土施工期温度场的变化，同现场实测数据吻合较好。     

绝热剪切带内微孔洞演化规律研究

为深入了解绝热剪切带内微孔洞的演化规律,进而揭示高应变率加载条件下绝热剪切破坏的特殊规律,本文对D35钢进行了约束爆破实验,爆破后回收圆筒的微观观察表明,绝热剪切破坏要经过绝热剪切带内微孔洞形核、长大和相互联接形成裂纹等一系列演化过程.在Guduru P等人的测试结果和Li Shaofan等人数值仿真结果基础上,通过简化(剪切带内的温度分布为由剪切带中心向边缘线性降低,并最终降至与基体温度相同; 微孔洞的形核、长大受温度控制,长大速度随温度呈指数规律降低)对Timothy S P和Hutchings I M的模型进行了修正,修正后的模型可以定量的描述绝热剪切带内微孔洞的演化直至破坏的全过程,模型的描述与微观分析获得的实验结果有较好的一致性.     

基于温度场反分析的堤坝多个集中渗漏通道探测方法

在作者已提出的初始温度均匀堤坝中形成单个渗漏通道的温度场解析解的基础上,运用叠加原理建立了多个渗漏通道的温度场解析式,随后通过六参数Bursa-Wolf模型进行坐标变换,运用反分析建立出基于温度场探测多个集中渗漏通道的模型。将该模型用于分析陡河水库的渗漏问题。分析中将模型简化,建立圆柱状多个渗漏通道温度探测平面模型,先进行单个集中渗漏通道数据拟合,再计算各测点相对于该拟合曲线的残差,对残差作三次样条插值曲线,从而直观地判断集中渗漏通道的数量。计算结果表明,该工程存在3个明显的温度波谷。最后用优化方法计算出左坝肩的3个渗漏通道的确切位置,与实地调查结果一致,较同位素等综合方法定性分析更为精确。     

长江口深水航道(一、二期工程)回淤变化

利用长江口深水航道回淤资料,研究了北槽航道回淤的时空变化特征及其对流域来水来沙、河槽地形的关系.长江口深水航道治理一、二期工程实施后,北槽航道年淤积强度明显下降,工程治理效果得以显现.从空间上看,一、二期工程航道回淤的峰值位置和重心位置经历了下移和上提的过程.从时间上看,一、二期工程后北槽航道回淤年内呈现洪季多淤、枯季少淤;洪季淤积位置下移,枯季淤积位置上提的变化特点,季节性上、下移动约7～11km.深水航道淤积的泥沙来源有多种,仅流域悬沙输沙量减小并不能明显降低深水航道的回淤量.     

Three‐dimensional numerical simulations of smooth,asymmetrically roughened,and baffled culverts for upstream passage of small‐bodied fish

Traditional box culvert designs lead to development of high velocity zones in the culvert barrel that often impede upstream migration of fish. Herein, three‐dimensional Reynolds‐averaged Navier‐Stokes (RANS)‐ and Large eddy simulation (LES)‐based computational fluid dynamics (CFDs) simulations were performed to compare the effectiveness of smooth, asymmetrically roughened, and corner‐baffled barrels, in creating low‐velocity zones (LVZs) and providing opportunity for upstream passage of small‐bodied fish. The results revealed distinctive benefits provided by the asymmetrically roughened and corner‐baffled barrels relative to the smooth barrel. Cross‐sectional asymmetry, corners, and obstructions are important factors that contribute to the generation of LVZs conducive to fish passage, albeit contiguity of LVZs is required, particularly for weak swimmers. The study demonstrates the adequacy and effectiveness of CFD models to complement traditional laboratory studies in understanding basic mechanisms beneficial to fish passage and to provide insights into future designs.