高性能结构材料 科学和应用

本书是《技术需要的工程材料》系列丛书的第一卷。书中介绍一系列高性能结构材料，包括混凝土、钢、纤维增强水泥、纤维增强塑料、高分子材料、土合成材料、石工材料和涂层，讨论了这些高性能材料制造的科学基础和应用，包括试验和应用的实例，特别是相当新的高性能结构材料在设计实际中的应用，全书反映了高性能结构材料的最新进展。     

土工合成材料技术研究及工程应兵

结合土工合成材料的发展历程、分类和技术指标，对其工程应用作了评述，并阐述目前国内在土工合成材料的生产和应用方面的一些问题，指出随着加筋机理的逐步被弄清楚和各种理论计算方法的成熟，它在各个工程领域将会得到更加广泛的应用。     

钢纤维混凝土在建筑结构工程中的应用

钢纤堆混凝土是近年来迅速发展起来的一种新型复合材料，以其良好的抗裂性、弯曲韧性和抗冲击性能，正广泛地应用于各类工程建设领域。本文通过介绍钢纤维混凝土在某工程屋面板中的应用，为这一新型混凝土材料在建筑结构工程中的设计与施工提供了一些可资借鉴的经验。     

奥氏体钢的形变诱发组织特征

马氏体是密排六方晶体结构。在层错能较低的奥氏体中易产生马氏体。相变也是重要的相变类型之一。对于目前国内外研究开发的超低温奥氏体钢来说,相变及马氏体的组织、性能等问题的研究是很重要的。但到目前为止,对于相变行为及机理仍不很清楚。显然弄清这些问题对超低温奥氏体钢的设计和应用是具有一定的价值和意义的。 作者在奥氏体钢的研究开发过程中,对形变组织特征进行了初步探讨。材料的主要成分范围;0.05％C,0～0.45％N,24％～32％Mn,7％～13％Cr。材料经真空熔炼、锻造后进行热处理,然后加工成拉伸试样和冲击试样。利用光学显微镜、电子探针扫瞄仪观察     

含氮奥氏体钢时效析出Cr2N的数值模拟

研究Fe-24Mn-18Cr-3Ni-0．6N高氮奥氏体钢在1023～1223K温度范围内时效过程中Cr2N的析出规律。根据析出相变热力学和动力学建立Cr2N析出的定量计算的数理模型。利用人工神经网络进行计算和验证，结果是满意的。该数学模型可用于高氮奥氏体钢时效Cr2N析出的计算设计和预测。     

低温奥氏体钢韧度计算设计

研究了低温奥氏体钢的韧脆转变规律和三个重要特征参数：室温冲击韧度A^300KV,韧脆转变温度和韧脆转变曲线斜率Kc，根据实验结果，经计算机处理得到定量计算式：A^300KV=f(Me),AKV(J)=A^300KV^exp[-B(300-TK/300)^2]，B是合金元素和温度的函数，经验证，计算结果是满意的，可应用于低温奥氏体钢的冲击韧度计算和设计。     

基于Thermo--Calc的中锰中铝Fe--Mn--Al--C低密度钢类Schaeffler相图绘制与评估

含铝低密度钢由于其较好的综合力学性能和低密度特征引起结构钢领域研究人员的广泛关注。本文利用Thermo-Calc热力学计算软件结合TCFE 7数据库，计算中锰中铝含量Fe-Mn-Al-C钢在不同温度的热力学平衡状态，总结其两相区相比例的变化规律，通过平移和修正等处理方法，绘制针对中锰中铝钢合金成分和相设计的类Schaeffler相图。结合马氏体转变温度的计算讨论对应不同合金成分条件下相种类存在可能，并通过已有材料的相比例和相形貌实验结果分析绘制的类Schaeffler相图的准确性和适用性。绘制的Fe-Mn-Al-C类Schaeffler相图可以直观地提供不同合金成分所对应的相比例、相种类等信息，可用于新型含铝低密度钢的合金设计。     

新型贝氏体钢的弯曲疲劳性能

对新型GDL空冷贝氏体钢进行弯曲疲劳性能试验和微观结构分析。结果表明GDL钢的显微组织是由束状贝氏体和少量残余奥氏体组成，残余奥氏体以薄膜形态分割贝氏体板条而形成超细化亚单元，增加了材料的微观塑性。此外，稀土元素球化钢中的夹杂物、强化晶界，使疲劳裂纹萌生和扩展的抗力增加，该钢在不回火的情况下就具有优异的力学性能。     

环氧树脂在粘钢加固钢筋砼构件中的应用

研究了环氧树脂粘结材料的力学性能及其影响因素，并结合工程实例介绍了其在粘钢加固钢砼构件中的设计方法。施工工艺和质量检验等。     

贝氏体耐磨钢的应用研究

贝氏体组织具有高的强韧性和耐磨性，是一种很好的抗磨材料组织结构．本文综述了贝氏体相变的最新研究进展．随着先进技术和先进仪器出现，人们对贝氏体相变与贝氏体组织基础理论的研究也不断深入，表现在对贝氏体微观超精细结构的认识，即在黑金属和有色金属合金的下贝体组织中发现了超亚单元．以往贝氏体钢中添加Mo，Ni等贵重合金元素以及等温淬火工艺，才使贝氏体钢用作抗磨材料成为可能，基于贝氏体相变机理研究的长足进步，先后开发出奥氏体一贝氏体双相钢、马氏体-贝氏体双相钢、共晶体增强奥氏体一贝氏体钢(ABEG钢)等新型贝氏体抗磨钢。     

低温奥氏体钢及其断裂机理的研究进展

综述了低温奥氏体钢的研究进展 论述了高锰、高氮奥氏体钢低温脆断模式及其断裂机理 ,指出不同合金化的高锰、高氮奥氏体钢有着不同的层错能、相变临界分切应力、解理强度、屈服强度 ,因而有不同的断裂现象 ,包括晶间开裂、穿晶脆断、退火孪晶界开裂 着重探讨了穿晶脆断现象 ,指出穿晶脆断是高锰含氮奥氏体钢特有的脆性断裂形式 提出了今后的研究方向     

应变强化用奥氏体不锈钢力学性能影响因素

为合理确定应变强化工艺参数,试验研究了材料化学成分、板材厚度及应变速率等因素对奥氏体不锈钢的强度、塑性等力学性能的影响规律.研究发现,对于应变强化用奥氏体不锈钢,应确保Ni、Mn等奥氏体稳定化元素的含量.应变强化奥氏体不锈钢低温容器的设计制造应充分考虑冷热轧制工艺导致的不同厚度板材力学性能差异.拉伸应变速率越低,强化压...     

钛和钒对高锰钢高温热延性的影响

运用Gleeble-3500热力模拟试验机对700～1200℃温度范围内高锰钢Mn13单独加入钛(质量分数0.10％)、复合添加钛(质量分数0.11％)和钒(质量分数0.20％)后的高温热延性进行测试.采用扫描电镜和X射线能谱分析仪对不同温度下拉伸断裂后试样的断口形貌以及断口处的析出粒子进行了分析.温度-断面收缩率曲线表明在高锰钢中加入0.10％钛后,其断面收缩率出现了一定程度的下降,这表明钛的加入恶化了高锰钢的热延性;在此基础上加入0.20％钒,高锰钢的热延性出现了进一步的下降,即钛和钒的复合加入严重恶化了高锰钢的热延性.利用Thermo-Calc热力学计算软件对单独含钛以及复合含钛钒的高锰钢在700～1600℃存在的平衡析出相进行了计算,计算结果表明Ti(C,N)的平衡析出温度均约为1499℃,远大于其液相线温度,这说明Ti(C,N)在高锰钢的液相中就可以开始析出.扫描电镜-能谱分析结果表明在奥氏体晶界以及三叉晶界处存在大量的Ti(C,N)和(Ti,V)C粒子,这些粒子的出现抑制了动态再结晶的发生,并且加速了晶界附近裂纹的扩展.     

深水浮式海洋平台水动力性能计算研究

在以边界元方法（BEM）和计算流体力学方法（CFD）构建的软件平台基础上,实现了有关深水浮式海洋平台设计中诸多水动力性能计算,包括波浪中的运动响应与荷载计算、砰击荷载预报、气隙校验、立管动力响应分析、系泊与动力定位系统评价,以及出入水问题的解与工程应用等.所有算例计算表明,计算或预报结果具有工程应用精度,可以为工程设计提供参考.     

中空基础在输电线路黄土地基中的承载特性研究

随着杆塔基础承担的载荷不断增大,黄土地区常用的挖孔灌注桩呈现直径大、埋深大的工程特征,大大削弱了其经济性和环保性。联想到筒桩基础良好的工程性能,结合输电线路自身的行业特点和黄土的土质特性,提出了应用于黄土地区的中空基础。而对于中空基础的理论计算,没有现成的计算公式可以应用。基于单桩基础的内力和承载力理论计算方法,分析了中空基础相应的理论计算方法。利用数值模拟和现场原位试验,阐述了该理论计算方法的合理性,为中空基础的工程应用和设计提供参考;同时,现场原位试验表明中空基础承载力远远大于相应线路的设计值,可在工程中进行试点推广应用。     

SZJ型接地装置的接地电阻计算方法

通过理论分析、试验和工程实际应用表明,SZJ型接地装置是一种可以明显降低接地电阻的新型接地装置.该装置在土壤电阻率较高或地网占地土地面积较小的接地工程中,更具有独特的降低接地电阻的效果.同时研究了采用SZJ型接地装置的设计和计算方法.     

气-液两相流通过孔板的阻力特性

气-液两相流通过孔板的局部阻力计算是工程设计中有待于解决的一个问题。本文就这一问题提出了一种新的模型,并在低压空气-水两相流试验台上进行了试验验证。结果表明,计算与实验符合得较好。作者又将计算值与高压蒸汽-水系统的实验数据作了比较后发现,该模型亦基本适用于高压蒸汽-水系统。因此,本文提出的模型有较广的适用范围,其精度也能满足一般工程计算的要求。     

环形支护体系在石夏北深基坑中的应用

为论证环形支护体系的优缺点及适用性,促进环形支护体系的发展和广泛应用,结合石夏北深基坑工程实例,从工程概况及地质条件、支护方案设计、支护结构计算、基坑施工及监测成果等5个方面对环形支护体系的应用进行了详细的分析与研究,结果表明:环形支护体系较传统基坑支护方法具有整体刚度大、变形小、施工空间大、受力性能好等明显优势,但设计计算与实际受力不符,需进一步研究和完善,应提高施工质量与技术,减小环梁的不均匀沉降等。     

图像思维在化工原理教学中的应用

化工原理计算通常包括设计型计算和操作型计算两种类型.操作型计算变量多且通常又是非线性的、知识应用灵活、计算复杂,学生难以掌握.研究了图像思维在化工原理操作型计算中的具体应用,该方法直观、易学、快速、实用.