双相型不锈钢角焊缝连接承载性能有限元分析

为研究双相型S22053不锈钢角焊缝连接的承载性能,对不锈钢母材和焊缝金属圆棒试样进行材性试验,分别获得了母材和焊缝金属材料的本构关系;对不锈钢正面和侧面角焊缝连接试件进行拉伸试验,测得试件极限承载力和焊缝变形发展情况;利用ANSYS有限元软件对不锈钢角焊缝连接试件单向拉伸试验进行了非线性有限元模拟,并将试验结果与模拟结果进行了对比。对比结果表明,考虑不锈钢母材和焊缝金属本构关系差异并使用材料真实应力-应变曲线的有限元模型能有效模拟角焊缝连接承载性能拉伸试验。最后,利用经试验验证的有限元模型对角焊缝承载力影响因素进行了参数分析,并将有限元模拟值与按照美国规范SEI/ASCE 8-02、欧洲规范EN 1993-1-4,以及中国不锈钢结构技术规程CECS 410:2015计算求得的规范设计值进行了对比,得出了承载力模拟值与各国规范设计值的比值,可为不锈钢设计规范的完善和工程应用提供参考。     

双相型S22053不锈钢角焊缝连接拉伸试验研究

焊缝连接广泛应用于不锈钢结构生产和装配领域,但目前国内外专门关于不锈钢焊缝连接承载性能的研究较少。为研究国产双相型S22053不锈钢角焊缝搭接接头的承载性能,对6个正面角焊缝连接试件和5个侧面角焊缝连接试件进行了拉伸试验,测得了焊缝连接在拉伸作用下的极限荷载、极限强度等,并对焊缝随荷载的变形情况进行了测量。试验结果表明：正面角焊缝连接试件破坏截面平均角度约29°,并非45°理论值,其极限强度平均值973MPa,焊缝平均变形量为1.139mm。侧面角焊缝连接试件破坏截面平均角度约46°,比较接近45°理论值,其极限强度平均为637MPa,焊缝平均变形量为1.792mm。正面角焊缝连接试件焊缝极限强度为侧面角焊缝连接试件的1.53倍。     

河湖长制下示范河湖建设研究

示范河湖建设是推动河长制湖长制从“有名”全面转向“有实”的有力抓手，第一批拟建设示范河湖的18个河湖已全部通过水利部验收。为研究河湖长制下示范河湖的建设情况，以长江流域的东湖、浏阳河、北潦河为例，通过文献浏览、资料分析等研究方法梳理示范河湖建设及验收过程，总结示范河湖建设在应对薄弱问题、制度建设、技术支撑等方面的经验做法，分析存在的问题，提出通过执法监管体系、信息化智慧化、长效管理机制建设和水污染防治能力提升，完善示范河湖的打造，为全国示范河湖建设提供可操作、可复制的案例。     

同步脉冲偏压对低温制备的CrSiN薄膜结构及性能的影响研究

利用高功率脉冲磁控溅射技术，研究了同步脉冲偏压对低温沉积的CrSiN薄膜的组织结构、力学、摩擦学及耐腐蚀性能的影响。研究表明，随着同步脉冲偏压升高，荷能离子轰击对薄膜表面的溅射作用增强，薄膜中的轻质元素含量略有下降，同时c-CrN(111)晶面衍射峰消失，薄膜呈明显的（200）晶面择优取向，晶粒细化，致密度提高。在-500 V偏压下沉积的薄膜硬度最大，达到16.5 GPa，腐蚀电流密度可达2.09×10-10 A/cm2；磨粒磨损及黏着磨损为CrSiN薄膜的主要磨损机制。调控同步脉冲偏压实现了低温下具有优良力学性能和耐蚀性能的CrSiN薄膜的可控制备，为拓宽CrSiN薄膜在温度敏感基体上的适用性提供了新的研究思路与解决途径。     

低表面能氟碳聚合物涂层真空热循环及防爬移特性研究

低表面能氟碳聚合物涂层是一种抑制空间用油脂润滑剂爬移流失的关键材料，该材料的应用可为空间油脂润滑活动机构实现长寿命、高可靠运行提供技术保障。采用水接触角测试仪、X射线荧光能谱仪、光学显微镜等对自研的氟碳聚合物涂层进行了真空热循环前后的接触角、表面能变化以及对多烷基环戊烷（MACs）润滑油防爬移特性的研究。结果表明，9Cr18不锈钢、2A12铝合金和TC4钛合金三种不同金属基体表面涂覆聚合物涂层后的表面能分别为8.797 mN/m、9.083 mN/m和9.203 mN/m；在温度-45～+90℃下，经过30天、60次真空热循环后，涂层的表面能分别为8.915 mN/m、9.209 mN/m和9.266 mN/m，仍然较低。涂层与MACs润滑油之间存在明显界面，涂层上距离润滑油200μm界面处的XPS分析未发现MACs润滑油的特征峰，表明没有润滑油爬移扩散至涂层处，低表面能氟碳聚合物涂层对MACs润滑油能够起到有效的“防爬移”作用。     

不同摩擦副条件下二硫化钼薄膜的摩擦学性能研究

为了研究MoS₂-Ti薄膜与9Cr18钢、W-DLC和DLC薄膜的摩擦学行为，分别采用磁控溅射技术和等离子体增强化学气相沉积技术在9Cr18钢表面沉积了MoS₂-Ti薄膜、W-DLC和DLC薄膜。用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究了薄膜的表面形貌、化学成分和相组成。利用纳米压痕仪和球-盘摩擦试验机对不同薄膜的纳米硬度和摩擦学性能进行了分析。研究结果表明，MoS₂-Ti薄膜与DLC薄膜的摩擦因数和磨损率最小。相比MoS₂-Ti薄膜与不镀膜的9Cr18钢球摩擦副，MoS₂-Ti薄膜与W-DLC薄膜摩擦副的摩擦因数和磨损率没有减小。MoS₂-Ti薄膜与W-DLC薄膜摩擦副的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损，与DLC薄膜摩擦副的磨损机制为黏着磨损。摩擦副表面沉积DLC薄膜有助于降低MoS₂-Ti薄膜的摩擦因数和磨损率。     

典型低轨辐照环境对MoS2-Ti薄膜真空摩擦学性能的影响

采用非平衡磁控溅射方法在9Cr18基底上制备了MoS₂-Ti薄膜，并对4组样品分别进行了电子辐照、电子/质子辐照、电子/质子/紫外辐照、电子/质子/紫外/原子氧辐照。采用SEM、XRD、XPS分析了辐照前后薄膜的结构和化学组成变化，通过摩擦试验考察了辐照前后薄膜的摩擦学性能，探讨了其损伤机制。研究结果表明，电子辐照、质子辐照、紫外辐照对MoS₂-Ti薄膜的显微组织结构、表面形貌及摩擦学性能没有明显影响。动能5 eV的原子氧对MoS₂-Ti薄膜表面有显著的损伤，主要表现在表面出现“绒毯”状形态，Mo、S和Ti元素被氧化成高价氧化物。原子氧辐照导致MoS₂-Ti薄膜摩擦起始和中段摩擦因数升高、中段摩擦因数不稳定，比磨损率增大。