基于经典晶体塑性理论,建立了耦合孪生的晶体塑性本构模型并进行了全隐式积分的数值实现.该本构模型采用饱和硬化法则,并采用孪生阻力与滑移硬化之间的正比关系来描述孪生对滑移硬化影响及孪生硬化行为.针对该本构模型的13个参数,结合各参数物理意义提出了参数的分类确定方法.以孪生诱导塑性（TWIP）钢Fe-22Mn-0.6C为例,着重对硬化参数的局部灵敏度进行了分析,研究了各硬化参数对宏观力学响应、孪生激活和演化的影响,根据变形机制的不同宏观变形过程可区分为孪生硬化阶段和孪生硬化失效阶段,进而给出了硬化参数确定的步骤及其建议取值范围.结果表明：初始滑移阻力与屈服极限线性相关,取值范围在80~160 MPa之间;孪生硬化指数增大使得孪生硬化阶段减弱,其取值范围应在0~3之间;孪生阻力与滑移阻力比值增大,则孪生增长率降低,硬化率拐点后移,直至拐点消失,其取值范围在1~1.3之间

假定氩-氢等离子体处于局部热力学平衡状态,利用理想气体分子运动论和经典查普曼-恩斯科格(ChapmanEnskog)方法,在获取符合直流电弧等离子体喷射法实际工况的等离子体热力学和输运参数的基础上,基于FLUENT软件进行二次开发,添加电磁场相关的电流连续方程、安培定律等方程及洛伦兹力、焦耳热等源项,模拟研究氩氢摩尔比对等离子体放电特征影响规律.结果表明:在气压为8 k Pa,工作电流150 A,氩氢摩尔比由3∶1降至1∶3时,等离子体最大流速由829 m·s-1增至1127 m·s-1,最高温度由20600 K逐渐降低至16800 K,电弧对基体的加热能力逐渐增强的同时使基体表面温度均匀性变差.在其他条件不变的前提下,氩氢摩尔比为1∶2时能获得适宜金刚石生长且相对均匀的基体表面温度

针对现有注浆加固试验装置难以平衡高压注浆所需密封效果和多功能试验所需空间结构的缺点,研制了一套新型多功能综合注浆加固试验系统.该试验系统的优点为:(1)尺寸适中、结构合理,既具有布设监测元件的试验空间又具有良好的密封效果;(2)适用范围广,可针对不同岩土体介质开展多类注浆加固试验;(3)具备多元物理信息并行采集功能;(4)可同时满足加固体宏观物理力学性质测试及浆-岩界面微观耦合机制的研究需求.该系统成功应用于断层角砾介质注浆加固室内模拟试验,分别从应力响应-传递特征、加固体强度增长规律及加固模式等方面探究了断层角砾介质的注浆加固机理,提出了角砾介质强度增长的经验公式,揭示了加固过程中注浆压力的传递分配机制

利用高性能吸氢-歧化-脱氢-再复合(HDDR)NdFeB各向异性磁粉,通过两步法伴温磁场取向工艺制备高性能柔性各向异性NdFeB黏结磁体,重点研究了两步法伴温磁场取向工艺制备出不同成分配比磁体的磁性能和力学性能.结果发现:制备出磁体的取向度有大幅度提高,当成分配比(质量分数)为96.5%磁粉+1%偶联剂+2.5%黏结体系的磁体在120℃加热保温30 min磁场取向后,磁能积达到97 kJ·m-3,而磁体的矫顽力最大降幅只有1.3%,论证了两步法伴温磁场取向工艺制备柔性各向异性NdFeB黏结磁体在实际生产的可行性.环氧树脂润滑剂的加入使得制备出磁体的延伸率和柔性均大幅度下降,并且加入量越多,下降幅度越大,因此环氧树脂润滑剂最大加入量不应超过1%(质量分数)

以碳纤维作为载体,采用电沉积法制备碳纤维负载零价铁(PCF-ZVI),利用扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪对其进行了表征,并考察了其对水溶液中Cr(VI)的去除效果.实验结果表明:碳纤维负载零价铁对水溶液中的Cr(VI)具有很好的去除效果.当铁碳质量比为2∶1,投加量(以Fe0计)为2 g·L-1,Cr(VI)初始质量浓度为20 mg·L-1,pH值为5,反应时间40min后,Cr(VI)的去除率可达99.96%,碳纤维上负载的零价铁对Cr(VI)的还原过程为准一级动力学,并且还原速率与反应温度的关系符合Arrhenius定律,反应活化能为20.683 k J·mol-1

针对以往分析凿岩机入射应力波为定值的情况,基于应力波在不同介质中传递原理,计算经过多次透射和反射到达缓冲活塞的应力波大小,并运用傅里叶级数推导入射应力波模型.采用应变片实验法测试入射应力波波形,依据实验结果对入射应力波模型进行修正.基于牛顿力学理论,构建双缓冲系统的蓄能器等效刚柔耦合模型和双缓冲机构模型.借助Matlab工具,分析缓冲活塞运动规律以及一、二级缓冲腔压力变化规律.采用多目标优化方法对双缓冲系统的性能参数进行优化,获得双缓冲系统性能参数的最优参量:缓冲流量8.5 L·min-1、环形间隙0.017 mm、蓄能器初始充气压力2.3 MPa以及工作压力7.6 MPa

为了改善露天矿边坡钻机穿孔作业粉尘质量浓度超标的现状,依据气固两相流动及梯度输送理论,对粉尘在风流中运动、扩散及沉降过程进行分析,建立粉尘在空气中的运动、扩散及沉降方程.以某铁矿S03#采场为例,运用计算流体力学的Fluent软件对边坡钻机粉尘质量浓度分布进行数值模拟,并与现场实测数据对比分析,模拟结果与实测数据基本吻合.研究结果表明:采场内粉尘质量浓度沿测点线方向先急剧上升,达到最大值后迅速下降至一个较小值,后逐步缓慢下降;穿孔开始后,粉尘质量浓度随时间推移逐步升高,至一定值时保持恒定.当采场风速为3.5 m·s-1、供气压力为1 MPa、钻孔深度为12 m及钻具转速为84 r·min-1时,粉尘质量浓度较低

由于镁对钢的脱氧、脱硫、净化钢水及转变夹杂物形态的良好作用,近年来许多冶金工作者致力于加镁精炼钢水的研究工作,但因在冶金温度下镁的蒸汽压很高,而其在钢水的溶解度又极小,加入困难,这方面的研究多归于失败。本文利用阿亨大学热力学数据库计算了以氩作为载气喷镁的脱氧、脱硫作用,以及压力和氩量对其影响,通过实验制定了行之有效的喷吹工艺,选择了合适的控制参数。在1-3大压下,氩量为0.1-0.3N.L/m:n,可以向钢水成功地喷入镁。经过镁精炼的钢水,氧含量可降至4ppm,硫含量降至10ppm,氧化物及硫化物的评级均为0级,其尺寸均在5μm之下。随着喷镁量的增加(钢水重量的0.062至%0.56%),夹杂物中镁的氧化物及硫化物量增加,夹杂物总量减少且呈球形,此种夹杂物在热形变中不变形。因此在通常材料中所存在的各向异性完全消失,特别是缺口冲击韧性横向性能值提高了2~3倍。文章对材料在不同温度下的冲击韧性、过渡温度及断口夹杂物的形态进行了研究和论述

Ca和Sr是铸造铝硅合金中最有效的变质元素,一般在浇铸前以中间合金的形式加入.然而在废杂铝熔铸再生工业中,原料中常含有微量的Ca和Sr,预控它们在熔炼过程中的含量变化是它们再利用的前提.本文以工业A356铸锭为原料,实验研究了熔炼温度和保温时间对Ca和Sr质量分数变化规律的影响.结果表明:Ca和Sr质量分数随着保温时间延长均呈Exp3P2规律下降,且随熔炼温度升高质量分数下降速率均逐渐提高.根据热力学和动力学分析可知,在废杂铝熔炼再生过程前期主要发生[Ca]和[Sr]与熔体中的氧发生氧化反应生成CaO和SrO,这些氧化物又会与Al2O3反应生成Al2O3·6CaO和Al2O3·SrO,经扒渣操作后Ca和Sr质量分数下降.在熔炼中后期,[Ca]和[Sr]以扩散至熔体表层还原Al2O3的方式使它们的质量分数降低.计算得出在660~740℃熔炼A356合金时Ca和Sr氧化反应的表观活化能分别为182.6 kJ·mol-1和117.8 kJ·mol-1,两者均受化学反应过程控制.根据Ca和Sr质量分数的变化规律建立了它们的质量分数预报模型,经生产验证表明预报误差均小于10%,可用于预报废杂铝熔炼再生过程Ca和Sr的质量分数

本工作用化学平衡法研究了本熔盐体系中铁离子的存在价态。证明:在Pc12→O时,FeCl3几乎全部分解。在Pc12=1atm时,Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)=1.36(700℃)。温度升高,Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)减小。用循环伏安法研究了铁离子在本熔盐体系中的电极反应的动力学特点。实验证明,阴极反应Fe(Ⅱ)+2e→Fe(O)受离子扩散控制,其表观活化能为12.9±2.4KJ/mol,Fe(Ⅱ)的扩散系数为(4.31±0.79)×10-5cm2/s。阳极反应Fe(Ⅱ)-e→Fe(Ⅲ)也受离子扩散控制,且其产物Fe(Ⅲ)随即迅速分解。因此,铁离子的交价对电解除铁的电效影响不大。电解除铁的实验室实验证实了上述结果,并找出:镁与铁共同析出是降低除铁电效的主要原因;电解除铁的较好条件为:700℃,阴极电流密度为0.2A/cm2,阴极区氯分压应尽可能低。在这些条件下,电效可达70%