基于IRSM和IP-GA的车架非概率可靠度优化

以某牵引车车架为研究对象,对车架进行有限元分析,求车架结构的强度值。制造车架材料的密度和弹性模量存在不确定性,在求解可靠度时,要考虑这些参数的不确定性。运用改进响应面法(IRSM)构建不确定变量、设计变量与强度值之间的近似模型,求得车架原厚度的非概率可靠度指标。以设计变量相关车架部件的质量最轻为目标函数,车架原厚度可靠度指标为约束构建非概率可靠度优化模型。运用隔代遗传算法求解不确定性优化,并与确定性优化相比较。计算结果表明:在不降低车架原厚度可靠度指标的基础上,确定性优化和不确定性优化都能够做到轻量化,且不确定优化比确定性优化多减轻20 kg质量,有重要的优化设计价值。     

可网络控制的温控实验系统的设计

该系统是以Kenetis K60单片机作为微处理器。系统由硬件电路将温度信号进行滤波、放大和整形处理,通过一个滞回比较器,实现对温度的自动控制。通过单片机对电桥上面的一个电阻进行控制,实现对温度控制间隔的调节。最后运用读取电桥一端电压,将得到的数据传送到TFT液晶彩屏显示。通过串口将单片机控制模块与PC连接起来,就可以实现在PC上对实验数据进行监测以及对单片机进行控制。同时利用LebVIEW制作一个操作界面,发布到WEB上面,实现远程监控。     

木聚糖酶基因XynB在毕赤酵母中的表达及酶学性质研究

目的:将来源于Thermotoga maritima的酸性耐高温木聚糖酶基因Xyn B通过密码子优化整合到毕赤酵母GS115基因组上,构建高效表达木聚糖酶Xyn B的毕赤酵母工程菌并研究其酶学性质。方法:通过分子克隆手段构建目的基因重组质粒以及二拷贝重组质粒,并将重组质粒导入毕赤酵母进行发酵表达,用DNS法测定发酵液酶活,并对酵母工程菌分泌的木聚糖酶进行一系列的酶学性质研究。结果:木聚糖酶的最适p H和温度分别为6.0和60℃;在p H4~6之间,稳定性较好,相对比酶活均在80%以上;在60℃和70℃保温2 h残留酶活分别为80%和70%左右;Co~(2+)对木聚糖酶活性有较明显的促进作用,Fe~(2+)、K~+和Zn~(2+)对酶的活性有微弱的促进作用,而Cu~(2+)、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Mn~(2+)、Na~+对木聚糖酶活性有不同程度的抑制作用。TLC检验该木聚糖酶可以将木聚糖水解为二糖和少量单糖。通过10 L发酵罐发酵,最大酶活达到了8000 U/m L。结论:木聚糖酶在毕赤酵母中实现了高效表达,并获得了木聚糖酶的最适反应条件等一系列酶学性质,该酶性质优良适合用于饲料添加剂。     

CNTs添加对原位自生Ti2AlC增强高Nb-TiAl合金组织与力学性能的影响

以碳纳米管(CNTs)、高纯Al、高纯Ti与高纯Nb颗粒为原料,采用真空电弧熔炼的方法制备了原位自生Ti₂AlC增强Ti-45Al-8Nb合金,研究不同CNTs添加量对Ti-45Al-8Nb合金组织与力学性能的影响。结果表明：合金的组织主要由(α₂-Ti₃Al+γ-TiAl)片层、γ-TiAl相、B2相、Ti₂AlC相及微量TiC相构成,Ti₂AlC增强相呈棒状存在于片层团内部和晶界处,随着CNTs添加量增加,Ti₂AlC相体积分数增多同时长径比减小。合金的硬度随CNTs添加量增加而增加,当CNTs添加量为0.9 mass%时,合金硬度达到658 HV。当CNTs添加量为0.6 mass%时,合金室温抗压强度与压缩率最佳,分别为1784 MPa与21.8%,相较未添加CNTs的Ti-45Al-8Nb合金,抗压强度提高了约48.7%,压缩率提升了约59.1%。CNTs的添加显著提升了合金在800℃下的抗压强度,CNTs添加量为0.6 mass%时,抗压强度由...     

原位自生Ti2AlC增强TiAl合金组织与力学性能影响研究

采用真空电弧熔炼炉制备了原位自生Ti2AlC增强Ti-48Al-2Cr-2Nb合金,研究了CNTs含量对TiAl基合金的组织演变和力学性能的影响。结果表明,随着CNTs的增加,合金的凝固路径向高Al方向移动,γ相含量增多,与此同时片层组织逐渐细化,Ti2AlC的长径比逐渐减小。在固溶强化、细晶强化以及Ti2AlC析出相强化的作用下,合金的力学性能得到显著提高。随着CNTs含量的增加,合金的维氏硬度由358.4±19.2 HV提高到了428.5±23.1 HV。合金的室温压缩强度和高温压缩强度均随着CNTs的增加先增加后减小。当CNTs添加量为3.0 at.%时,其室温压缩强度和最大应变分别达到1890.61 MPa和29.09%,分别提升54.95%和28.31%。在800 ℃压缩中,合金的硬化和软化效果受CNTs含量影响,3.0 at.% CNTs的合金表现出最高的压缩强度,相比于未添加CNTs时提升约31.42%,而4.5 at.% CNTs的合金在不影响压缩强度的情况下表现出较好的软化效果。     

双金属复合翅片管振动特性的研究

双金属复合翅片管是一种高效传热元件,容易发生流体诱导振动破坏,对其进行振动模态理论分析具有重要的工程指导意义。针对双金属复合翅片管的结构特征,将其简化为串、并联刚度系统,采用组合截面等效弯曲刚度、等效扭转刚度和等效抗拉压刚度,并结合等效质量和等效转动惯量的方法,对其弯曲、扭转和轴向振动模态进行理论解析。为了验证理论分析方法的准确性,对双金属复合翅片管的振动模态进行了实验测试和有限元分析。研究了翅片几何参数对双金属复合翅片管振动频率的影响规律。结果表明,对于矩形翅片形式的钢铝双金属翅片管,其弯曲、扭转和轴向振动频率均随翅片高度和翅片厚度的增大而减小,随翅片间距的增大而增大。     

硫磺改性聚丙烯纤维材料及其流变行为的研究

采用熔融接枝法制备了相容剂硫磺接枝聚丙烯(PP-g-S),同时制备了不同硫磺(S)含量的聚丙烯(PP)/PP-g-S/S改性纤维材料。分别用哈克转矩流变仪、红外光谱仪、核磁共振仪、熔体流动速率仪、扫描电子显微镜对接枝相容剂进行对比分析,再用旋转平板流变仪研究了S含量对PP/PP-g-S/S改性纤维材料的动态流变行为的影响。结果表明,在过氧化二异丙苯的引发下可以通过熔融接枝法制得相容剂PP-g-S,而且相容剂PP-g-S对PP/PP-g-S/S改性纤维材料起到了明显的增容作用;随着S含量的增加,PP/PP-g-S/S改性纤维材料的复数黏度、储能模量、损耗模量及损耗因子均增大,Cole-Cole曲线圆弧半径增大,零剪切黏度增大、S呈均相均匀分散。     

含石蜡玻璃屋顶动态传热性能分析

开展了含石蜡玻璃屋顶大庆地区动态传热实验,研究了熔点、石蜡厚度对玻璃屋顶传热的影响情况。实验结果表明:石蜡材料熔点对含石蜡玻璃屋顶室内温度和延迟时间均有较大影响,且熔点越高,效果越明显;石蜡材料厚度对含石蜡玻璃屋顶室内温度有一定影响,对延迟时间影响不大,且不考虑光学特性时,厚度越大,蓄热效果越好。     

煤储层流速敏感性“气液等效”评价方法

油气储层的敏感性评价是合理制定钻采技术措施和储层保护原则,防止储层伤害的基础,而储层临界流速的确定又是其他敏感性评价的前提。流速敏感性评价通常采用模拟地层水进行,而对于气藏,尤其是煤层气的开采不同于常规油气储层,大多渗透率低,且存在排水和采气两个环节,因此现有的液测岩心流动实验的评价方法无法对其进行全面、有效的流速敏感性评价。为此,以动能定理为依据建立了“气液等效”的流速敏感性评价新方法,使得气测法和液测法取得的临界流速能够进行等效替代,并充分考虑气体滑脱效应,推导出了气测法确定临界流速的计算方法,从而建立了煤层气储层流速敏感性气测实验方法。实验结果表明,气测法能够应用于流速敏感性评价中,且临界流速的推导结果与液测法结果误差在20%以内,具有较强的参考性,适合于煤储层的流速敏感性评价。     

新型低伤害高性能微泡沫钻井液性能评价与现场应用*

针对在煤层储层段钻井过程中出现的易伤害、易塌等技术难题,研发了新型低伤害高性能微泡沫钻井液体 系。将双子型阴离子起泡剂（LHPF-1）、两性离子起泡剂十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）和生物聚合物增黏剂 （XC）复配,利用响应曲面优化实验分析了3种处理剂间的交互作用对于泡沫综合指数的影响,在此基础上优选 了降滤失剂和抑制剂,确定微泡沫钻井液的最佳配方;研究了微泡沫钻井液的综合性能,并在滇东地区老厂勘探 区进行了现场应用。结果表明,微泡沫钻井液最佳配方为：0.25% LHPF-1+0.25% BS-12+0.25% XC+1%褐煤树 脂+1%聚丙烯腈胺+0.2%聚丙烯酸钾。钻井液密度为0.49 g/cm³,起泡量可达420 mL,泡沫半衰期可达33 h以 上。泡沫液膜厚度能达到泡沫尺寸的50%,对煤层岩心的封堵率和渗透率恢复值均在90%以上,同时可抗7%的 岩屑和煤粉污染。钻井液在现场应用中,钻进时间4 d,无任何井下复杂事故,全井段平均井径扩大率为5.9%,滤 失量小于5 mL。微泡沫钻井液具有良好的流变性、携岩性、抑制性、封堵性和储层保护效果。