5083铝合金高温流变本构关系研究

采用动态热模拟技术进行高温压缩变形试验, 分析了5083铝合金的流变行为, 建立了该材料的高温流变应力模型。结果表明: 应变速率和变形温度显著影响5083铝合金流变应力, 流变应力随变形温度升高而降低, 随应变速率提高而增大, 在高应变速率下出现明显的动态软化。     

岩土流变本构模型的可辨识研究

系统辨识的成功实施，应建立在系统的可控、可观测和可辨识性3个基本条件之上．通过构建新的状态空间变量，将岩土材料流变本构模型这种典型的SISO线性定常系统模型转换为状态空间描述，证明了该模型的可控性和可观测性矩阵均为满秩阵，因而是完全可控可测的．然后，利用CHNN的优化计算能力，探索了一种流变本构模型可辨识的新的有效途径，获得相关的辨识算法，并用Matlab软件开发了相应的辨识程序．有关考题验证表明，该辨识算法成功可行．表2，参9．     

黏土水泥浆流变本构模型及其时变特性研究

黏土水泥浆具有可注性好、性能优良等特点,但现有注浆压力、扩散半径等参数的确定方法已无法满足工程实际的需要,有必要深入系统地研究黏土水泥浆的流变本构模型及其时变特性以指导注浆参数的合理选择。通过设计室内试验探究了黏土水泥浆的本构模型及其时变特性影响,并通过理论分析构建考虑本构时变特性的黏土水泥浆裂隙扩散方程。主要研究结论如下:(1)黏土水泥浆符合宾汉流型,且随连续流动时间的延长能够保持宾汉流型不变;(2)黏土水泥浆的屈服应力和塑性黏度随流动时间呈幂指数增长模式;(3)以宾汉流型为基础构建了黏土水泥浆时变本构方程及考虑时变特性影响的裂隙层流扩散方程。     

流变特性对冶金渣纤维化过程的影响机理研究

冶金渣的干法处理及其资源化利用是研究者关注的热点问题,然而降温过程中熔渣流变特性对纤维化和粒化这两种破碎形式的影响机理的研究还不够充分,造成在制备矿渣纤维或矿渣微珠进行高附加值利用的过程中,产品的形态和质量难以进行有效控制.在对不同配比的硅渣、铁渣混合料进行黏温特性及流变特性研究的基础上,基于熔渣的非牛顿流体特性,从流...     

基于混合物理论的含瓦斯煤本构方程

以混合物理论的Truesdell公设为基础,认为含瓦斯煤是由固相煤、游离相瓦斯和吸附相瓦斯组成的饱和混合物,采用理论推导的方法构建含瓦斯煤的本构方程.方程表明,含瓦斯煤的力学变形特性由各组分特性、瓦斯吸附解吸作用和煤体的孔隙分布共同决定.不同瓦斯压力条件下含瓦斯煤的应力-应变曲线表明：吸附瓦斯促使煤体产生膨胀变形,降低其弹性模量;围压也将对含瓦斯煤的弹性模量和变形产生重要影响.     

地基土非线性流变特性试验与归一化模型研究

通过对湖南地区两种典型黏性土,即深黄色粉质黏土与浅紫色粉质黏土进行室内单剪循环加卸载蠕变试验研究,发现当应力水平大于屈服极限时,两种黏性土均具有明显的非线性蠕变特性与体积蠕变特性;并对两种黏性土进行非线性流变特性分析,在此基础上,建立了统一的本构模型。通过模型检验证明其效果良好。图4,表2,参6。     

采动裂隙场条件下损伤煤岩体本构方程初步研究

应用损伤力学、材料力学、采动岩体力学以及传质学原理等,推导了二维平面及三维空间采动裂隙场条件下损伤煤岩体的本构方程,揭示了各种应力及其变化与损伤煤岩体的关系,为研究煤岩瓦斯耦合提供参考。     

深部砂岩力学特性试验与本构模型

为深入探究岩石强度劣化特性对深部开采工程稳定性的不利影响。以红庆梁深立井工程为背景,对现场砂岩岩样开展不同围压条件下三轴压缩试验,结合Mohr-Coulomb强度理论研究了砂岩应力-应变、强度与变形等特征;基于岩石损伤变量服从Weibull分布的特点,推导出砂岩损伤软化本构模型,探讨了模型参数F_0和m与围压的函数关系,结合模型参数对模型的影响及砂岩应力-应变曲线变化特点,采用非线性拟合方法对模型参数进行修正,最后得到修正的损伤软化本构模型;利用FLAC~(3D)对修正后的本构模型数值求解,将理论计算结果与砂岩全应力-应变曲线对比验证;通过构建马头门硐室围岩数值模型对修正后本构模型进行工程应用,并分析了数值计算结果的合理性。结果表明:①砂岩变形参数对围压敏感度较低,强度参数受围压影响较大,不同围压条件下,当应力达到峰值后,砂岩呈现出明显的应变软化特性;②通过FLAC~(3D)数值验证结果可知,损伤软化模型理论计算应力-应变曲线与试验曲线高度吻合,说明模型具有较高的真实性,能反映砂岩在复杂应力状态下的破坏全过程;③利用数值模拟方法对深部马头门硐室围岩与支护结构破坏规律分析表明,在拱顶及拱肩位置较易出现塑性剪切破坏,并且与实际工程中支护结构破坏位置及范围基本相同。     

冻粘土粘弹塑本构方程及试验验证

通过冻土单轴蠕变试验结果分析,以西源模型为基础,假定冻土服从Mises屈服准则,推导出应用与数值计算的柔度矩阵;用三轴蠕变试验检验了冻土粘弹塑本构模型;获得了相应的试验拟合曲线。结果表明：蠕变理论模拟值与三轴实测蠕变结果相吻合,该模型可用于人工冻土工程设计。     

炭质页岩常规三轴试验和本构方程的研究

利用XTR01-01型微机控制电液伺服岩石三轴试验仪,研究了堡镇隧道大变形段的裂隙岩体(炭质页岩)在围压为0～25MPa下的应力—应变全过程曲线,建立了屈服强度、峰值强度、残余强度与围压的关系。根据塑性力学的相关理论,提出三线性弹性—线性软化—残余理想塑性五线性模型,并应用于炭质页岩,得到了炭质页岩各段的本构方程,并讨论了软化段。结果表明,理论模型和试验结果吻合较好。     

高温熔渣中TiO2与碳还原引起发泡过程的定量表征

对TiO2在高温熔渣中被碳还原的发泡过程进行实验室研究。结果表明,温度是影响发泡过程的主要参数,1580℃时的熔渣发泡过程较1480℃时更为激烈。随熔渣中TiC含量增加,熔渣黏度上升,易促进熔渣发泡。但当渣中TiC含量较高,而温度较低时,熔渣黏度过高,熔渣发泡能力明显下降。增加渣中TiO2含量,会使熔渣的发泡能力增加,但如果渣中TiC的含量过高,温度又低,即使增加TiO2加入量,熔渣发泡性能也会下降。TiO2与碳还原引起的发泡过程会发生二次发泡或多次发泡现象,原因是熔渣动力学变差,界面反应强度降低,TiO2被完全还原所需的时间增长。     

含铜和锡铁液渣化过程中富FeO熔渣的EPMA观察

在感应炉熔炼条件下,研究含铜、锡等元素的铁溶液的渣化过程,并对熔渣进行EPMA观察。结果表明,向熔池中 吹氧氧化铁的同时,有部分铜、锡等元素被氧化,由于金属渣间反应进行的不充分而使金属滞留于熔渣中。富FeO熔渣与铁溶液 的分离不好也是造成熔渣中铜、锡含量偏高的原因之一。在电子探针显微分析中观察到铜、锡等元素在熔渣中的偏析现象。     

金川镍渣熔融炼铁及熔渣制备微晶玻璃的研究

以金川镍渣为主要原料提铁,以及采用浇铸工艺制备二次熔渣微晶玻璃,获得了可用于炼钢的生铁原料和建筑装饰用微晶玻璃.利用正交试验设计方法探讨了不同原料配比组成条件下渣铁分离和熔渣微晶玻璃晶化的效果,确定了可用于工业试验的最佳原料配比:85.1%镍渣,1.8%氧化铝粉,6.6%生石灰,5.0%萤石,1.6%氧化钠,5.1%焦炭.通过X射线衍射分析、物理化学性能测试、光学显微分析等手段确定了微晶玻璃的物相组成及性能特征.     

MgO掺杂对高炉渣熔融调质钢渣物相组成及结构的影响

为了探明MgO掺杂对高炉渣熔融调质钢渣(混合渣)物相组成与结构的影响,采用X射线衍射仪和SEM-EDS扫描电镜对高温调质后混合渣物相组成及形貌进行了分析。结果表明,掺杂MgO能有效抑制MgFe₂O₄相和非胶凝性Ca₂Al₂SiO₇物相生成、促进MgFeAlO₄物相生成,提高混合渣熔点。MgO掺杂量2%的高温调质混合渣截面呈层状结构,内层MgFeAlO₄物相占比增加,孔洞均匀且细小;中间具有层状结构的MgFe₂O₄尖晶石包裹在MgFeAlO₄物相周围;外层Ca₂Al₂SiO₇物相孔洞均匀,致密度适中;此结构的混合渣是较好的重金属离子过滤材料。     

铜渣贫化的选择性还原过程

借助于金相分析、SEM和EDX等方法,研究炼铜炉渣加炭粉、通惰性气体搅拌选择性还原贫化过程。结果表明,通过选择性贫化过程,渣中残余铜含量可由5％降低到0．35％以下。随气体搅动时间延长,渣中Fe3O4含量降低,二价铁含量增加,有效地降低了渣黏度．促进冰铜滴沉降。在还原过程中,渣中Fe3O4含量逐渐降低,渣中主要存在的相组成为残余磁性氧化铁、(FeO)2·SiO2及FeO·CaO·SiO2的连续固溶体。每1kg铜渣配人17g炭粉既可满足还原反应要求。     

基于BP神经网络的熔融锌液流量检测

用神经网络算法建立质量与流量关系数学模型，研究称量锌液质量间接测量锌液流量的方法，实现锌液流量的在线检测。结果表明，平均流量5144mL／min的情况下，测量平均绝对误差为73mL／min，相对误差为1.42％，满足实际生产要求的精度要求。研究成果已成功应用于某冶炼厂。     

电化学还原TiO2反应机理及电极电势的研究

采用循环伏安法和记时电流法研究800～860℃下TiO2电极在CaCl2熔盐中还原过程的反应机理及还原电极电势与温度的关系。TiO2电极在CaCl2熔盐中的循环伏安曲线、SEM和微区元素成分分析结果表明，可以通过电化学方法由TiO2制取金属钛。对TiO2电极在CaCl2熔盐中的时间-电流曲线的计算表明，TiO2的还原是逐级进行的，TiO2先还原为TiO，TiO再还原为Ti。温度升高。两个还原步骤的还原电极电势都降低。     

钙熔盐电解中石墨阳极氧化及防护

在对钙熔盐电解过程中石墨阳极氧化机制分析的基础上，进行石墨阳极抗氧化研究。研制出适合于钙熔盐电解的石墨阳极抗氧化涂层，XRD和SEM分析及氧化失重试验结果表明，涂层致密无裂纹且附着力强，具有较好的抗石墨阳极氧化能力。     

熔盐电解TiO2/SiO2混合物制备钛硅合金的热力学分析

以熔盐电解TiO2/SiO2混合物制备钛硅合金为研究对象,通过热力学计算,分析了TiO2/SiO2在直接电解还原过程中可能的反应路径。结果表明,TiO2和SiO2的电脱氧反应倾向于TiO2在单质Si基础上电解还原得到TiSi2,以及SiO2在单质Ti基础上得到Ti5Si3合金。中间产物CaTiO3和CaSiO3稳定,较难被还原。增大熔盐中O2-的活度有利于降低CaTiO3和CaSiO3的分解电压。CaTiO3在电脱氧后优先与Si反应生成TiSi2,CaSiO3在电脱氧后优先与Ti反应直接生成Ti5Si3。     

钙熔盐电解石墨阳极破损机理探索

研究钙熔盐电解过程中石墨阳极的破损机理及延长阳极使用寿命的方法。结果表明石墨阳极的破损主要原因是凝结在石墨孔隙中的挥发电解质水解和脱水膨胀产生应力，其次是石墨阳极孔隙中活性高的颗粒氧化。延长石墨阳极寿命的措施是提高石墨阳极质量或进行表面处理。