基于图像相关分析的砂土模型试验变形场量测

高分辨率数码相机的出现为砂土模型试验变形场非接触量测法的研究开发提供了一条简便经济而且实用的途径,在模型试验观测面上,不再需要布置嵌入式量测标志点或描画网格,直接用数码相机在试验各阶段拍摄照片,然后对照片序列进行图像相关分析,即可得出模型试验的变形场分布。利用图像匹配技术追踪模型上点的位移,借用FEM常用的等参单元的概念进行图像校准和应变计算,采用双线性插值技术可以实现微小变形量测,并提出同时用平移和旋转搜索方法,以适应砂土模型的变形特点。精度检验试验结果表明,一个像素以下的平移量测标准方差达到0.19个像素,数值试验表明,15°旋转刚体变形量测,非旋转搜索和旋转搜索的标准方差分别为0.49和0.08个像素。最后给出一个在砂土地基承载力离心机模型试验中的应用实例,分析结果包含砂土模型位移场、最大剪应变场和体积应变场的分布图。结果表明这一方法使得砂土模型局部化变形、剪切带和渐进破坏过程的量化分析成为可能。     

基于最优传质系数的槽型结构参数对液膜机械密封汽化特性影响及优化

在获取Lee相变传质方程中最优传质系数的基础上,研究了螺旋角、槽径比、槽堰比以及槽深等槽型结构参数对液膜机械密封汽化特性(平均汽相体积分数表征)的影响规律,并基于均匀试验设计方法和响应面法探明了槽型结构参数之间的交互作用。最后以槽型结构参数为设计变量,以平均汽相体积分数为优化目标,采用遗传算法获得了结构参数的最优解范围。研究表明：平均汽相体积分数随着螺旋角、槽堰比、槽深的增大而增大,随着槽径比的增大先增加再减小;槽堰比和槽深交互影响极其显著,螺旋角和槽深交互影响较为显著;螺旋角、槽径比、槽堰比以及槽深分别在25.0°~28.0°、0.10~0.30、0.10~0.25和4.0~6.0 μm时,可以获得较优的平均汽相体积分数值。     

电网频率变化对水轮发电机组影响及其应对措施研究

研究了电网频率变化对水轮发电机组气隙磁场过饱和、发电机中性点接地装置、阻尼绕组温升及铁心损耗的影响。提出限制发电机运行方式、接地方式等应对策略,保证水轮发电机组能在频率不稳定的电网中可靠运行,为海外工程水轮发电机组选型及运行提供参考。     

不同金锡合金中金含量的火试金测定

当金锡合金中锡含量超过35%,直接进行灰吹时,金、银合粒松散,不聚珠,灰皿中存在灰吹残留渣,导致火试金测定结果偏低。对高含量样品,研究采用熔炼-灰吹的操作可去除锡干扰,得到完整的合粒。对不同含量的样品宜选择不同的分金硝酸浓度。根据不同含量采用不同的操作步骤,测定金锡合金中金的加标回收率为99.74%~100.27%,方法精密度(RSD)为0.021%~0.127%。     

接触式机械密封基本性能研究进展

研究包括端面摩擦特性和密封特性(泄漏指标)的接触式机械密封基本性能,有利于延长机械密封的使用寿命,减少因泄漏带来的损失。通过对前人在机械密封端面摩擦特性及泄漏特性方面的研究成果包括摩擦特性参数、表面形貌的影响及其表征、端面材料配对、泄漏通道模型及界面流体流动特性的综述,分析了现有研究存在的不足,指出了机械密封基本性能研究的后续方向:全面考察机械密封的摩擦及泄漏特性,优化密封界面泄漏通道模型,建立密封界面流体流动模型。     

钢渣对水溶液中砷的吸附动力学和热力学特性试验

以炼钢厂固体废弃物钢渣为材料,通过批量平衡吸附法,并结合宏观热力学和动力模型应用,分析和研究了钢渣对水溶As(III)的吸附特征。结果表明钢渣在吸附As(III)过程中,初始阶段吸附量迅速增加,随着浓度的增加,吸附逐渐趋于饱和,最后达到平衡,具有"快速吸附、缓慢平衡"的特点。钢渣吸附材料具有极高的最大吸附容量,高达3.58×104mg/kg。钢渣对As(III)的吸附均符合Langmuir和Freundlich吸附等温线,其中钢渣对As(III)的吸附特征与Freundlich等温吸附方程吻合性最好,相关系数(R2)达到0.99以上。钢渣对As(III)的吸附动力学数据均符合一级动力学方程、Elovich方程和双常数方程,拟合优度用相关系数(R2)为0.92~0.98,相比较而言,钢渣对As(III)的吸附以Elovich方程为最佳模型。     

锆硅包膜金红石型钛白粉工艺优化及性能

采用溶胶–凝胶法制备了锆硅包膜金红石型钛白粉。通过正交实验研究了浆液浓度、分散剂用量和Zr O2、Si O2两种包膜剂含量对锆硅包膜金红石型钛白粉的影响,得到了制备锆硅包膜金红石型钛白粉的优化工艺条件。采用Nano-ZS型粒度仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和能谱仪、Fourier红外光谱仪等测试手段,考察锆硅包膜金红石型钛白粉的效果和包膜机理。结果表明:金红石型钛白粉表面包覆了两层均匀而致密的Zr O2膜和Si O2膜。包膜后金红石型钛白粉的失光率、吸油量和遮盖力都有所下降,白度值增加。同时,证实了这两层膜是以化学键Zr-O-Ti和Si-O-Zr的形式结合在金红石型钛白粉颗粒表面。     

纳米银-聚吡咯导电复合薄膜的制备

为研究制备纳米银-聚吡咯(Ag-PPy)导电复合薄膜的最佳聚合工艺,分别采用静置、超声和磁力搅拌三种聚合工艺制备了纳米银-聚吡咯导电复合薄膜。用四探针法测量了复合薄膜的表面电阻值,用三维视频显微镜(3-DVM)观测其表面形貌并测定了膜层的厚度,用X射线衍射仪(XRD)分析了膜层物质的晶型。结果表明:采用频率为25kHz、功率为70 W的超声工艺制备的Ag-PPy导电复合薄膜的综合性能最好,在该条件下得到的复合薄膜表面平整,纳米银粒子在聚吡咯中分布连续且均匀,表面电阻值可达到0.68kΩ,复合物粒子在基体上沉积的厚度为56.28μm,沉积速率为8.67mg·cm-2·h-1。     

W掺杂对Nb固溶体抗氢脆及透氢性能的改性研究

元素掺杂是消除Nb金属氢脆问题的有效方法。本文制备了W掺杂的Nb100-xWx (x=2,5,8,10,16)合金，采用XRD、SEM、Sieverts 气体吸附技术、电化学方法和三点弯曲试验研究了掺杂量对合金结构、氢化物形成焓、氢扩散系数和抗氢脆机械力学性能的影响。研究证实，熔炼制备Nb100-xWx为Nb-bcc结构的固溶体合金，W掺杂引起晶体结构畸变收缩，其畸变行为随掺杂量增大更为明显。Nb基固溶体在匀晶转变时存在非平衡转变，形成富W和贫W区相间分散的枝状结晶形貌。随W掺杂量增大，其枝状结构趋于更加细化和致密、分界明显。W掺杂引起合金的氢化物形成焓增大、有利于H原子的释放，Nb84W16合金样品具有最大的氢扩散系数（1.66×10-9 cm2·s-1），约是Nb98W2合金的1.8倍。W掺杂提高Nb100-xWx固溶体合金的抗氢脆性能，Nb84W16合金膜有最大的临界载荷值（78.4N）和最大位移量（0.83mm），分别是Nb98W2合金膜的1.9倍和1.8倍，力学性能的改善与其枝状结晶结构有关。