建立了超声场下直径630 mm的铝合金大铸锭热顶半连铸过程中多场耦合的数学模型,采用有限体积法及自定义函数获得超声作用下结晶器内声场、流场和温度场的分布,并进行工业化实验研究.综合工业实验和仿真结果分析超声对热顶半连铸铝合金大铸锭细晶的机理.模拟结果表明,超声波对宏观物理场的影响非常明显,施加超声后,辐射杆端面下方形成向上的回流区,强烈的紊流促进铝熔体的传质传热,减小液穴深度,使液穴更加平缓,同时初始凝壳点下移,过渡带变窄,铸锭中心处过渡带宽度从342 mm减小到120 mm左右.分析实验结果发现,经超声处理,铸锭组织普遍变得细小、均匀,平均晶粒尺寸减小103μm,最大最小晶粒尺寸差从135μm减小到64μm,且凝固组织晶界变细

通过粗、细两种颗粒花岗岩的冻融循环试验和岩石力学试验,研究了不同粒径岩石的冻融循环作用对岩石物理力学特性的影响.利用核磁共振技术对冻融循环前后的岩样进行检测,得到了横向弛豫时间谱的变化和岩样核磁共振成像,分析了岩样在冻融前后的孔隙度变化、空隙结构及分布的演化特性等.采用宏观唯象损伤理论和自洽理论对不同粒径花岗岩在冻融条件下的宏、细观损伤演化规律进行了分析.研究发现在冻融循环作用下,岩石内部的孔隙逐渐增多,不断造成岩石的强度损失;损伤模型的计算值与实际相符,但不同损伤理论对花岗岩损伤程度趋势变化的反应存在差异;细颗粒花岗岩呈现出较高冻融耐久性

根据作者关于应力、变形和裂断所进行的试验结果,证明斜轧穿孔过程中金属的组织状态发生了一系列的变化,具有一个变形—裂断的发生发展过程,这个规律可以用“五段三层”加以概括。作者分析了金属变形和裂断相互伴随又相互制约关系,论述了中心金属的断裂性质属于正断型的韧性断裂,揭示了在斜轧时金属中心存在一个特殊的加工状态——利于穿孔成型的裂而未断的疏松状态,提出了穿孔工艺实质和最佳穿孔工艺图示以及对中心金属裂断发展过程必须加以利用同时加以控制的观点,试图为正确进行穿孔工艺控制奠定理论基础

以六元CaO-SiO2-FeO-P2O5-Fe2O3-Al2O3炼钢渣系为研究对象,结合热力学计算和实验检测,分析(Al2O3)和二元碱度B综合变化对该六元渣系中磷酸盐富集行为的影响.结果表明:炼钢炉渣中生成游离C2S含量对磷酸盐富集相nC2SC3P内的(P2O5)至关重要.该渣系中增加SiO2会降低总的C2S生成量,增加Al2O3可促进钙铝黄长石C2AS相生成,降低游离C2S (f-C2S)的量,进而影响磷酸盐的富集.六元CaO-SiO2-FeO-P2O5-Fe2O3-Al2O3炼钢炉渣获得较好磷酸盐富集程度,渣中二元碱度B和Al2O3含量需满足的耦合关系为:(%Al2O3)=-27.70+21.62B,(Al2O3)<20.0%,B>1.3

通过分析生物质合成气气氛下，不同组分复合球团（添加和未添加生物质）的还原速率、还原度、表面微观结构和失重变化规律．对球团中添加生物质的作用机理以及含生物质球团还原过程的限制性环节展开研究．添加生物质的复合球团表面结构比无生物质球团疏松，孔隙率高，有利于后续还原的热质传递，增加产物还原度，降低反应活化能；复合球团的还原以收缩核方式进行，在1123~1323K温度范围内，界面化学反应是两种球团还原反应的主要控速环节；添加生物质后，有利于界面化学反应的进行．使得球团的还原表观活化能由95．448kJ·mol-1降低到68．131kJ·mol-1．

采用理论分析、物理相似模拟与工程实践相结合的方法，对坚硬厚层顶板群结构的破断冲击效应进行了分析，得到了工作面采场冲击来压的主要影响因素、来压特征及工作面合理支护强度等.研究表明：多分层坚硬顶板群结构的破断冲击载荷在短时间内会产生剧烈的震荡；工作面来压特征受多分层顶板垮断的动、静载荷联合作用；采场冲击来压强度主要与顶板厚度、岩性及节理弱面有关，对于岩性相近的顶板岩层，厚度越大，对采场的矿压冲击影响也越剧烈，但厚层顶板垮断后的结构对其上覆顶板岩层的冲击载荷强度具有一定的缓冲.以大同矿区坚硬顶板群结构下的煤层开采为例，通过在综放工作面选择应用ZF15000/28/52型高强度支架，保证了首个关键层顶板破断前后的安全开采；同时，采取水压致裂辅助控制上部关键层顶板，有效减缓了工作面强矿压的显现

通过试验研究含初始损伤混凝土在硫酸盐腐蚀和干湿循环共同作用下的性能,分析了不同初始损伤程度混凝土随腐蚀时间的增加,其质量、超声波传播速度、强度、单轴压缩应力应变曲线以及声发射活动的变化,运用损伤力学对腐蚀损伤进行定量评价和参数拟合,基于声发射特性建立含初始损伤混凝土的腐蚀受荷损伤模型并进一步分析其损伤演化过程,借助环境扫描电镜与电子能谱技术观测分析受硫酸盐腐蚀作用初始损伤混凝土微结构的变化,揭示其损伤机理.试验结果表明,随着腐蚀时间的增加,不同初始损伤程度混凝土的质量、超声波传播速度和强度均呈先增大后减小,初始损伤程度增加会加速混凝土在腐蚀作用下物理力学性能的劣化,其影响存在阈值,分别以抗压强度、超声波速为损伤变量可以建立混凝土的腐蚀损伤劣化方程,并进一步得出不同损伤表达式间的函数关系;相同腐蚀时间下,初始损伤的增加使声发射活动减弱且产生明显的声发射的时间滞后;初始损伤下,基于声发射特性的混凝土损伤演化过程可分为初期压密阶段、损伤稳定演化阶段和损伤加速发展阶段3个阶段;初始损伤的增加使混凝土内部腐蚀反应更为活跃,微裂纹网络体系比无初始损伤状态下更加发达,呈现龟裂状延伸和扩展,进而改变了混凝土的宏观物理力学性质

立方氮化硼(CBN)刀具在加工合金铸铁的实际切削中破损问题十分严重。生产中要求找出有效措施以改变这种现象。本文根据弹性力学的原理,推导出了刃口区的应力分布,并在此基础上进行了光弹性模拟试验和实际切削试验。理论推导与试验结果基本吻合。当其它切削条件一定时,刀具前角由正值变为负值时,极限应力点由拉应力区移向压应力区,并根据实测数据计算出径向应力由正值变为负值。用两种不同前角的CBN刀具加工同一根合金铸铁,无论从刀具寿命或破损率及形貌上均可表明,采用本文给出的几何参数的合理性,从而找出了合理的前角数值。此外,论述了选取负倒棱的必要性。为进一步研究CBN刀具的切削性能和破损机理奠定了基础

为了研究硬岩与软岩交界面方向对其破坏形式的影响,对含岩石-水泥砂浆(代替软岩)交界面的组合试样进行了多组加载角度的巴西劈裂试验,获得了不同交界面方向的组合试样的\抗拉\强度,并利用颗粒流程序PFC2D研究了交界面的破坏机理.计算得到的\抗拉\强度随交界面与加载方向夹角的增大而增大.当交界面平行于加载方向时,沿交界面发生劈裂破坏,计算得到的\抗拉\强度可认为是交界面的抗拉强度;当交界面与加载方向不平行时,发生更为复杂的拉-剪复合破坏.此外,为了进一步分析交界面的抗拉强度对破坏形式的影响,采用提高水泥用量和增大交界面粗糙度两种方法增加交界面的抗拉强度,并进行了一系列试验.试验得到了含交界面的巴西劈裂试验的典型破坏模式分布图,对更好地理解硬岩与软岩交界面的破坏形式具有指导意义

基于CFD多相流欧拉模型,针对后混合式磨料水射流除鳞喷嘴中磨料与水混合均匀性差、射流能量利用率低的缺点,应用Fluent软件对磨料侧进式、切进式和平行多射流式3种进料方式的喷嘴进行三维数值模拟,通过喷嘴内部流场速度矢量图分析了3种进料方式下高压水与磨料的作用机理,并通过磨料体积分数云图比较了流场的均匀性.结果表明:与磨料侧进式喷嘴相比,磨料切进式和平行多射流式喷嘴能够改善磨料与水的混合效果,使流场内磨料分布均匀.但切进式喷嘴会增加喷嘴内部的磨损,需要采用更耐磨的材料.与前两种喷嘴相比,平行多射流式喷嘴可得到磨料与水最好的混合均匀性,实际应用中还可以根据需要对水射流的流量及作用方式进行调节