《过程设备设计》是为过程装备与控制工程专业的专业必修课之一。本课程主要介绍过程装备焊接结构的设计。其中主要内容：适用与过程装备（压力容器、各种反应、传质、传热设备）焊接过程的焊接温度场、焊接接头及焊接规范、焊接应力分布、焊接结构受力分析、强度计算及其典型过程装备焊接结构的设计。学生通过本课程的学习，掌握典型过程装备焊接结构的设计基本原则和方法，并进一步运用它了解、分析、设计其他类型的设备与结构，进行创造性工作。突出焊接基本理论与过程装备焊接结构设计的有机结合，强化工程实用性和专业针对性，力求与过程设备技术的最新进展同步，培养学生的实际工程过程装备焊接结构的设计能力，以实现符合专业培养目标的要求

针对亚微米尺度晶体元器件在加工和服役中出现的反常力学行为和动态变形等问题，基于离散位错动力学理论建立了单晶铜塑性变形过程的二维离散位错动力学模型。该模型考虑外加载荷、位错间相互力和自由表面镜像力对位错的作用机制，引入了截断位错速度准则。与微压缩实验对比验证了模型的正确性，并且能够描述力加载描述的位错雪崩现象。应用该模型分析了不同加载方式和应变率下位错演化及力学行为，结果表明：当外部约束为力加载和位移加载时，应力应变曲线分别呈现出台阶状的应变突增和锯齿状的应力陡降，位错雪崩效应的内在机制则分别归结为位错速度的随机性和位错源开动的间歇性；应变率在102～4×104 s?1范围内，单晶铜屈服应力的应变率敏感性发生改变，位错演化特征由单滑移转变为多滑移面激活的均匀变形，位错增殖逐渐代替位错源激活作为流动应力的主导机制

以具有良好脱氮效果的改性沸石为原材料,制备抗菌吸附材料.将其用于处理大肠菌群浓度和氨氮含量较高的市政污水厂二级出水结果表明,分别采用银、锌和铜三种金属离子制备抗菌吸附材料,其中银离子的抗菌性能最好,有助于氨氮的去除.最佳制备条件为:AgNO3用量85mg·g-1,pH6～7,制备时间120min,制备温度40℃,转速150r·min-1.优化后材料的载银量为49.79mg·g-1.将该材料应用于再生水处理,在混合投加抗菌吸附材料0.5g·L-1和沸石2g·L-1条件下,反应120min,该材料的杀菌率98.87%,氨氮去除率66.54%,剩余氨氮的质量浓度为8.36mg·L-1,出水达到城市杂用水水质指标

在韧性断裂中微观孔洞演化机制的基础上,提出了一个基于孔洞演化机制的非耦合型韧性断裂预测模型.模型充分考虑了两种典型的孔洞演化机制:孔洞的长大机制和孔洞的拉长扭转机制.该模型引入了三个具有不同物理意义的材料参数:材料对不同孔洞演化机制的敏感度、应力状态敏感度系数和材料的损伤阈值,并使用等效塑性应变增量表征其对韧性损伤累积过程的驱动作用.为了使模型可以更好地反映三维应力状态对材料韧性断裂性能的影响,将该模型从主应力空间转换到由应力三轴度、罗德参数和临界断裂应变构成的三维空间,得到了由模型确定的三维韧性断裂曲面,并研究了相关参数对三维韧性断裂曲面及平面应力二维韧性断裂曲线的影响.利用5083-O铝合金、TRIP690钢和Docol 600DL双相钢三个典型的轻质高强板材的韧性断裂数据验证了该模型对不同材料和不同应力状态的适用性和准确性

为了确定适合工业应用的膏体浓度范围，从屈服应力角度完善了膏体定义：以屈服应力为（200±25） Pa时料浆中固相的质量分数为恰饱和质量分数，反推饱和率为101.5%～105.3%时料浆中固相的质量分数范围，即为工业应用膏体浓度.采用不同矿山的两种尾矿（1#尾矿和2#尾矿）对膏体定义分别进行室内实验和工程验证.结果表明：1#尾矿室内动态压密实验获得的底流中固相的最大质量分数为73.71%，膏体定义预测的理论膏体浓度最大值为73.89%，二者相差0.18%；2#尾矿通过深锥浓密机获得底流中固相的最大质量分数为68%，膏体定义预测的理论膏体浓度最大值为68.97%，二者相差0.97%.完善后的膏体定义对膏体浓度预测更可靠

为从力学本质上揭示SI-FLAT非接触式板形仪的检测原理,基于薄板流固耦合振动理论,建立了薄板振幅与残余应力关系的数学模型.在非协调Föppl-von Kármán方程组的平衡方程中引入惯性项与流体压强项,利用气动载荷在时间上的周期性将流体速度函数、流体压强函数、薄板挠度函数和薄板应力势函数的时间变量分离出来,得到描述SI-FLAT板形仪稳定工作状态的偏微分方程组.进一步利用分离变量法求解该方程组,最终建立起薄板振幅与残余应力的数学关系.同时结合实测残余应力数据,利用Siemens提出的振幅-残余应力模型反算得到实际薄板振幅分布,并将其与流固耦合振动模型计算的振幅进行对比,验证了提出的数学模型的可靠性.进一步利用流固耦合振动模型分析了气泵进风口流体速度、检测距离和激振频率对振幅的影响,为SI-FLAT板形仪科学合理的利用提供了理论依据

以某矿综放工作面开采过程为背景，利用微震监测技术进行现场监测，并借助有限差分FLAC3D进行数值分析，研究在采动应力场不断变化过程中底板岩体微震破裂事件的时空演化规律，揭示煤层采动条件下潜在导水通道的孕育、发展和贯通过程.微震监测结果表明：微震事件数一定程度上反映了开采扰动对底板岩体破坏程度的影响；采煤期间，回采工作面附近微震事件呈现密集分布，底板岩体采动破坏严重，底板破裂深度达15 m.数值分析表明：由于煤层采动导致采场周围应力重分布，工作面前方应力增高，采空区下方应力降低，底板岩体随工作面回采经历了应力集中、释放并最终破坏；底板塑性破坏区深度达14 m

利用背散射电子衍射技术对高速冲击前后高锰钢样品强制剪切区域的晶粒进行准原位观察,分析了剪切区域不同位置晶粒的相变情况,并借助有限元模拟及受力计算对不同晶粒相变程度差异的原因做了进一步分析.结果表明,在高速变形下,应力应变水平、奥氏体取向及晶粒间的相互作用共同影响TRIP行为:应力应变水平越高,相变程度越大;由于帽型样中剪切应力的存在,相比于近〈111〉取向奥氏体,近〈100〉和近〈110〉取向奥氏体相变程度更大,近〈110〉取向相变程度最大.具有有利取向的奥氏体,晶粒尺寸越大,其相变行为受周围晶粒影响越小,越容易充分相变;具有有利取向的长条状奥氏体晶粒,若其两侧晶粒难相变,则该晶粒相变将受到束缚;带有尖角的晶粒,变形时应力集中难以释放,易发生相变;当晶粒的孪生分力大于滑移,但其最大和次大的孪生分力相差不大,可能导致在这两个方向孪生互相竞争,反而不易相变.高速变形时体心马氏体多在晶界应力集中处产生,很少在晶粒内部大量产生,形态多为细片状,变体选择强

为了更好地了解镁电解中及熔盐氯化中铁的行为,对铁离子在氯化物中的化学平衡作了研究。求出在PCl3=101.325kPa和实验温度下,反应FeCl_2(熔)+1/2Cl2(气)=FeCl3(熔)的表观平衡常数K。在PCl2=0和实验温度下,FeCl3完全分解。K的测量值与回归方程的预报值很吻合。熔盐体系、氯分压和温度对K值影响较大,总铁浓度的影响稍小一些。在其他条件相同时,体系3的K值最大,这表明,用光卤石作为电解质时,镁电解的电流效率会低一些,而氯化钾含量高时,在熔盐氯化中铁的催化作用较好

在气体循环条件下采用H2、CH4和Ar的混合气体,利用100kW直流电弧等离子喷射CVD系统,在850和950℃下在Mo衬底上沉积了不同厚度的金刚石膜;并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱对膜的形貌、品质、取向和残余应力进行了分析.结果表明:在850℃下,随着金刚石膜厚度的增加,膜的品质不断提高,残余应力逐渐减小,且残余应力为拉应力,膜的生长稳定性很好;在反应气体流速不变的条件下,相比950℃沉积的厚度为120μm的金刚石膜,在850℃下沉积的厚度为110μm的金刚石膜有更好的生长稳定性,膜的品质更高,残余应力更小