缸套珩磨网纹模拟及流动特性分析

目的 研究缸套珩磨网纹表面计算机模拟方法,对比缸套网纹表面确定性分析流量因子与Patir & Cheng高斯分布流量因子差异。方法 采用快速傅里叶变换技术(FFT)及坐标变换,对高斯分布平台表面及具有任意方向的各向异性沟槽表面进行了计算机模拟,并叠加合成满足要求Rpq、Rvq及珩磨角度参数的双高斯缸套珩磨网纹表面。通过表面概率支承率曲线分析,验证该方法的精度。在此基础上,进行给定边界条件下网纹表面的流动分析,对比确定性分析流量因子与Patir & Cheng高斯分布流量因子差异。结果 调整表面高度标准差、珩磨角度及自相关长度,可实现不同参数珩磨网纹的建模,生成的珩磨网纹表面参数与给定输入参数偏差较小。相比Patir & Cheng高斯分布流量因子,珩磨网纹确定性分析压力流量因子能更好地反映珩磨角度对不同方向流量的影响。同时,珩磨网纹沟槽对小间隙下剪切流量的影响更加明显。结论 网纹表面的确定性分析流量因子与Patir & Cheng高斯分布流量因子存在较大差异,缸套网纹表面建模及流动特性分析可更好地反映表面粗糙度对表面润滑性能的影响,为进一步开展缸套-活塞环多尺度摩擦学分析及珩磨网纹参数优化奠定了基础。     

基于分布位错法研究多条微裂纹对偏折主裂纹的影响

目的 采用理论方法求解多条微裂纹对偏折主裂纹的影响,重点分析偏折主裂纹尖端的力学行为及微裂纹对主裂纹扩展角度和闭合区域的影响等问题,为实际的工程应用提供理论依据。方法 运用叠加原理将主问题分解成2个子问题,通过材料力学方法求解子问题一;基于分布位错方法求解子问题二。进一步建立关于位错密度的奇异积分方程,利用Gauss-Chebyshev数值求积分法解决位错密度方程的奇异性问题,并通过计算机编写程序,最终得到相关力学参量的数值解。结果 得到了偏折主裂纹附近的应力场以及微裂纹长度、微裂纹个数对偏折主裂纹尖端应力强度因子的影响等相关力学参量。分析了主裂纹不同偏折角度时的闭合区域,以及微裂纹的方位角、微裂纹个数等对偏折主裂纹扩展角度的影响。结论 裂纹面对拉应力有屏蔽作用,导致拉应力在裂纹面附近应力松弛,而裂纹尖端对拉应力有放大作用,随着应力增加将导致裂纹的扩展。一条微裂纹位于主裂纹尖端约–30°<θ<50°时,将使主裂纹尖端应力强度因子增加,促进主裂纹的扩展,而微裂纹位于50°<θ<90°或–90°<θ<–30°时,将使主裂纹尖端应力强度因子减小,抑制主裂纹的扩展。主裂纹尖端应力强度因子随微裂纹长度的增加而变大,随微裂纹与主裂纹间距离的增加而减小。     

Cu_(y)Bi_(2)Te_(2.62)S_(0.08)Se_(0.3)热电材料的微观结构与热电性能EI北大核心CSCD

采用合金设计、真空熔炼、快速凝固、球磨制粉、冷压成形和常压烧结工艺,制备了Cu、S掺杂的n型Bi_(2)Te_(2.7)Se_(0.3)热电材料,采用XRD、SEM和ZEM-3热电测试系统等表征热电材料晶体结构、微观形貌和热电性能,研究Cu、S掺杂的n型Bi_(2)Te_(2.7)Se_(0.3)热电材料热电性能机理。结果表明:Cu_(y)Bi_(2)Te_(2.62)S_(0.08)Se_(0.3)热电材料晶体结构为R-3m空间群斜方晶系的六面体层状结构;掺杂Cu的Cu_(y)Bi_(2)Te_(2.7)Se_(0.3)热电材料,形成Cui间隙缺陷和Bi′Te反位缺陷,随着载流子(电子)浓度增加,载流子迁移率降低,电导率显著增大;掺杂S的Bi_(2)Te_(2.62-z)SzSe_(0.3)热电材料,生成化学键健能较Bi-Te强的Bi-S,抑制反位缺陷Bi′Te形成,少数(空穴)载流子浓度减小,同时增强声子对声子散射和点缺陷对声子散射,从而使晶格热导率和双极扩散热导率降低,总热导率明显降低,抑制塞贝克系数的减少;Cu、S共掺杂的协同作用,n型Cu_(y)Bi_(2)Te_(2.62-z)SzSe_(0.3)热电材料电导率增大,而热导率基本不变,由此ZT值和功率因子显著提高;在300~400 K温度范围内,Cu_(0.03)Bi_(2)Te_(2.62)S_(0.08)Se_(0.3)的电导率约为7.0×10^(4)S/m,塞贝克系数约为220μV/K,功率因子约为2.4 m W/(m·K^(2)),热电优值(ZT值)约为1.0。Cu_(0.03)Bi_(2)Te_(2.62)S_(0.08)Se_(0.3)热电材料可广泛应用于低温尤其室温条件下的热电制冷器件和温差发电电池。     

基于因子分析和灰色关联的边坡稳定性分析

为保证公路的安全运营,本文从R型因子分析和灰色关联的角度为公路边坡稳定性做出分析。最终选定6个指标因子作为边坡稳定性分析的评价指标;在公路边坡工程实际中,运用因子分析法对所得观测数据进行降维,然后分析各项指标的相关性,最后计算出各项指标的权重。然后,运用灰色关联的相关知识,计算出各公路边坡关于不同稳定性等级的多指标综合关联度,进一步判断出公路边坡的综合稳定性等级。     

基于改进蚁群算法的无人机航迹规划仿真研究

目前,无人机在低空摄影测量中得到了广泛应用,航拍前需要对无人机进行航迹规划,由人工录取的航迹在地形起伏较大时存在易坠落坠毁的情况。本文针对无人机坠毁的情况,对空间进行划分,构建地形启发因子,通过改进后的蚁群算法寻找一条避开地形的航迹,最后利用B样条曲线对航迹进行平滑处理,实验结果表明改进后的蚁群算法在地形起伏较大时无人机飞行有较好的安全性且航迹真实、可飞。     

微生物诱导碳酸钙沉积加固有机质黏土的试验研究

利用尿素水解菌ATCC 11859,开展了不同胶结液浓度下MICP压力灌浆加固有机质黏土的研究试验。通过试验前后试样的无侧限抗压强度、CaCO_3含量、渗透系数、有机质含量以及灌浆过程中流出液Ca~(2+)与NH_4~+浓度的变化,综合评价了MICP压力灌浆加固有机质黏土的效果。结果表明:MICP压力灌浆加固有机质黏土是有效的,处理后试样有机质含量可降低1%～4%,无侧限抗压强度提高可达370%,渗透系数可降低约1个数量级;在本试验的菌液活性(即每分钟水解尿素的量为9.68毫摩尔每升)及浓度(约108 cell/mL)下,胶结液浓度对处理效果有明显影响,提高0.25M胶结液中的urea浓度,可显著提高处理后土体的无侧限抗压强度。     

碳纤维增强复材补强含中心裂纹及缺陷孔钢板的疲劳性能研究

碳纤维增强复材(CFRP)加固是改善含裂纹钢结构疲劳性能的重要手段。基于试验和有限元分析方法,研究了CFRP加固含多缺陷孔钢板的裂纹扩展情况及疲劳寿命。疲劳试验结果表明:缺陷孔会降低钢板的疲劳寿命,但经CFRP加固后,疲劳寿命可接近于不含缺陷孔的加固试件。缺陷孔对裂纹的扩展路径及疲劳寿命均有影响,具体影响方式与程度取决于缺陷孔数量及分布方式。有限元分析表明:缺陷孔对裂纹扩展的影响主要在于改变应力强度因子幅值ΔKI和ΔKII的相对大小。     

海底悬跨管道表面裂纹应力强度因子分析

为了分析海底悬跨油气管道外表面环向裂纹应力强度因子在不同载荷条件下的变化情况,以X60管道为研究对象,采用ABAQUS有限元软件与1/4节点位移法,通过改变管道悬跨长度、海流速度、裂纹形状等参数大小,分析各参数变化对裂纹应力强度因子的影响,得到了应力强度因子的变化规律;通过改变管道内压波动幅值并应用Paris应力强度因子理论,分析了压力波动对裂纹应力强度因子的影响,得到了应力强度因子幅度值的变化规律以及能确保管道安全运行的压力波动范围;结果显示:裂纹深度越大,应力强度因子极大值位置将在裂纹形状越小时发生改变;压力波动范围越广,对管道影响越大,裂纹扩展速度越快。     

钛微合金钢形变诱导析出规律的热模拟

采用Gleeble 3800热力模拟实验机模拟了钛微合金化低碳钢的两阶段控轧技术,通过应力松弛法得到了其应力松弛曲线及析出—时间—温度(PTT)曲线,研究了钛微合金钢在变形过程中的析出规律。结果表明:两阶段轧制后钛微合金钢的组织显著细化,比较不同变形量下的应力松弛曲线,可以发现随着变形量的增大,应力松弛的速度加快,形变诱导析出的PTT曲线会向左偏移,最快析出的鼻尖温度由910℃降低到900℃,析出的开始时间提前,由65 s缩短至50 s,析出开始的孕育时间减少;此外,晶粒由于形变诱导析出的作用而逐渐细化,但随着保温时间的持续延长,晶粒会由于形变诱导析出的完成继续长大直至粗化。     

平直翅片管换热器的换热性能和压降特性研究

应用Fluent软件对换热器在不同的工况下换热性能进行模拟,结果表明:换热系数、Nu和压降随翅片进口风速增大而增大,摩擦因子随进风速度增大而减小;换热系数、Nu、压降和摩擦因子随翅片间距增大而减小;换热系数和Nu随进风温度增大而先增后减,压降和摩擦因子随进风温度增大而增大。