絮状纤维集合体压缩回复特征的研究

压缩性能是纺织材料及纺织制品的主要物理机械性能之一,影响材料的各种使用性能.通过单向施力挤压,研究了羊毛、山羊绒、腈纶、鹅绒、木棉5种常用絮状纤维集合体的压缩回复性能,对它们的压缩回复特征曲线进行了表征,并完成了特征值的提取发现由于纺织纤维的黏弹性导致集合体的压缩曲线与压缩回复曲线不重合.5种絮状纤维集合体形成的压缩回复圈大小及形状各不相同.这主要与纤维的形态结构及性能有关.集合体压缩变形回复的能力几乎不受纤维排列方式的影响,主要由纤维自身的回弹能力决定.     

低碳钢热塑性成形过程本构模型

根据高温流动应力行为的主导软化机制不同,建立了低碳钢热塑性成形过程的动态回复和动态再结晶两阶段本构模型.采用单一内变量的位错密度演化模型描述加工硬化和动态回复对流动应力的影响;应用Avrami方程表达动态再结晶软化作用对流动应力的影响.采用Gleeble1500热模拟实验机对低碳钢进行热压缩实验,依据实验流动应力曲线确定本构模型中的参数,并分析了模型参数随变形条件的变化规律.应用建立的本构模型计算实验条件下的流变曲线,结果计算值与实验值吻合良好,表明所建立的本构模型可以用于低碳钢热压缩成形过程的数值模拟.     

采用WAXD、DSC技术研究山羊绒、羊毛纤维的结晶结构

我国山羊绒纤维的产量、质量均居世界首位,对其微细结构进行深入研究具有重要的理论及实践意义。采用X-射线衍射仪、差示扫描量热仪两种近代测试仪器,较深入地比较研究了山羊绒、羊毛纤维结晶结构的异同。研究结果表明,山羊绒纤维结晶度、α-结晶度高于羊毛纤维,大分子排列规整性好;羊毛纤维的结晶度、α-结晶度分别为山羊绒纤维的81.2％及75.8％。山羊绒、羊毛纤维DSC曲线均表现出α-结晶的双熔融峰,其熔融温度没有明显差异。     

变异山羊绒压缩弯曲性能与拉伸性能对比研究

测试了变异山羊绒单纤维压缩弯曲性能、拉伸性能和结晶度.经过对变异山羊绒各种纤维类型的分析比较,发现在压缩弯曲性能中,绒纤维和二细纤维的峰值力和抗弯刚度较小,而两型纤维和粗毛较大;在拉伸性能中,粗毛的断裂强力和断裂伸长率都较大;对于各纤维类型的断裂强度,则是绒纤维较大,其次是两型纤维、粗毛,最后是二细纤维.X射线衍射法测试了变异山羊绒不同类型纤维结晶度,其中二细纤维较小.     

压缩真空场与运动二能级原子相互作用系统的光场压缩效应

文章采用求解Schrdinger方程和数值计算方法,研究了单模压缩真空场与运动二能级原子相互作用过程中的光场压缩效应。数值计算结果表明:原子运动速度以及场模结构参数增大,引起时间演化曲线显著上移;原子基态几率幅越大,光场压缩越深,反之,则压缩越浅,甚至不能实现压缩;相位角对时间演化曲线的影响规律与原子基态几率幅影响规律基本一致;压缩因子由小变大过程中,光场随之表现为不能压缩,实现部分压缩,然后压缩逐渐消失的过程。     

超纯Cr17铁素体不锈钢热变形过程的动态回复行为

采用热力模拟试验机进行单道次压缩试验,旨在揭示超纯Cr17铁素体不锈钢在热变形过程中的动态回复行为.在变形速率为1 s-1,最大真应变为0.8的条件下研究了900~1 150℃范围内的热变形行为及组织演化规律.结果表明,单道次压缩得到的应力-应变曲线均呈动态回复型.变形温度越高,动态回复越快.当变形温度较低时,微观组织演化以晶界拱出和变形晶粒的形成为主要特征;当变形温度较高时,微观组织演化以大量亚晶界和亚晶的形成为主要特征.     

铝合金热变形的本构模型研究

利用Gleeble-1500热模拟机,研究轧制态6016铝合金在变形温度为300～500℃,应变速率为0.1～10 s-1以及真应变为0～0.8时高温单道次压缩过程中热变形流变应力行为.研究结果表明:6016铝合金在高温单道次压缩下的热变形经历了从应变硬化阶段过渡到稳态变形阶段的过程,其软化机制主要为动态回复;据流变应力指数函数中系数A和β与应变的关系,建立Zener-Hollomon参数的指数关系本构方程;计算所得的温升修正值与实测值较吻合.     

温度对高凝油流变性能影响研究

油藏温度是影响高凝油流变性的重要因素。测试了高凝油的黏温曲线、触变环曲线和蠕变-回复曲线;并对其进行了小幅振荡剪切应力扫描和振荡频率扫描,确定了流变性参数。研究表明,高凝油的黏度会随着温度的变化而改变;确定了高凝油体系的线性黏弹性区域,分析了储能模量、耗能模量、损耗角和复合动态黏度随温度的变化规律。总体而言,高凝油表现出正触变性,温度越低,体系触变性越强;不同温度高凝油蠕变阶段产生的变形都因流动而完全损耗,表明了在测试条件下高凝油不具有弹性;其中,52~87℃为有利于高凝油开发的温度区间。     

深海多金属硫化物破碎能量分析及试验研究

以深海多金属硫化物破碎过程中的能量为研究内容,综合分析该矿物破碎过程中的能量分布情况,提出多金属硫化物破碎过程中能量的计算方法,在不同围压条件下对该矿物试件进行单/三轴破碎实验,得到其应力-应变曲线和单/三轴压缩条件下的总输入能、弹性能和耗散能与应变之间的关系曲线,并对曲线和破碎过程中的能量转化情况进行分析。研究结果表明:得到深海多金属硫化物破碎块的数目等与能量之间的关系;获得多金属硫化物破碎过程中弹性能、耗散能和总输入能的变化曲线以及峰值弹性能与围压之间的关系。     

钨丝的回复和再结晶形核机制研究(英文)

采用扫描电镜、透射电镜系统地研究了在1000～2400K温度范围内退火的dia.0.43mm的纯钨和掺杂钨丝的显微组织变化。研究结果表明,这两种钨丝在退火过程中所出现的纤维宽化现象主要是由于平面亚纤维边界离解、亚纤维聚合所至。这种纤维宽化并非为一次再结晶或原位再结晶,而是加工态钨丝回复过程中的一个特殊阶段。纯钨和掺杂钨丝主要都是通过宽化纤维中的粗大亚晶空间胞壁离解、粗大亚晶的二次聚合而形核。但是由于钾泡对于位错和晶界运动的钉扎作用,掺杂钨丝的纤维宽化和形核过程严重受阻,其回复和再结晶过程缓慢、同步发生并延缓到2000K高温。     

基于W-W算法的须丛曲线准确度考察

基于纤维集合体的结构特征和纤维对光的反射、散射和吸收特性,前期已推导出由透光信号计算纤维集合体的光学面密度新算法,被称为Wu-Wang算法或W-W算法.利用此算法由试样各点的透光强度计算纤维堆砌的面密度,进而获取随机须丛的线密度曲线,即须丛曲线.5种羊毛条子的试验结果证明:基于此算法获取的须丛曲线与单根长度测量法、Almeter法测得数据换算的须丛曲线非常一致,可进一步精确测量羊毛和其他纤维的长度分布;由于手工制样和纤维条的随机波动,目前随机须丛的随机波动明显,一种毛条试样需要测量5个不同横截面的须丛,5个须丛的平均须丛曲线非常稳定;与单根长度测量法、Almeter法的测量结果对比,发现随机须丛中纤维的伸直度偏低,需对须丛曲线进行卷曲修正.     

秸秆二次压缩中的比能耗试验

农业纤维物料在二次压缩过程中的比能耗受物料本身特性和压缩条件的影响.为探究不同因素对农业纤维物料二次压缩比能耗的影响,对秸秆捆在不同的压缩方向、初始压缩密度和含水率条件下进行压缩试验和分析.结果表明:不同压缩方向对压缩比能耗没有显著影响;对应相同的压缩量,存在最适宜初始压缩密度使得压缩比能耗达到最小值;当压缩密度小于500 kg·m-3时,压缩比能耗和压缩密度具有正比例关系;在安全含水率范围内,压缩比能耗随含水率的增大而减小.     

楔横轧高铁车轴钢25CrMo4塑性损伤形成机理

为揭示楔横轧高铁车轴塑性损伤形成机理,采用近似分析方法对车轴钢25CrMo4试件在三个温度(1040,1100和1160℃)和两个应变速率(10和100s-1)下做不同形变量的压缩和拉伸,获取各应力曲线以及微观组织.结合微观组织对比应力曲线得出结论:压缩时的软化机制由回复和再结晶主导,而拉伸时的软化机制由塑性损伤主导;塑性损伤分为晶界损伤和夹杂损伤两种,且经历形核,长大和汇聚三个阶段;流线处是晶粒细化,晶界损伤及夹杂损伤最容易发生的变形带;夹杂损伤分为晶界和晶内两种;拉应力是造成楔横轧高铁车轴塑性损伤的主要原因.     

水泥-聚苯乙烯轻质材料的制备及抗冲击性

采用半干料压缩成型工艺制备一种水泥-聚苯乙烯轻质材料,通过压缩试验获得其应力-应变曲线,采用高低两种冲击能量测试抗冲击性,利用自制装置测试和计算其对冲击力、冲击能量的吸收比,分析了水泥掺量以及纤维、乳胶粉对冲击力、冲击能量吸收比的影响.结果表明:该水泥-聚苯乙烯材料具有与传统聚苯乙烯混凝土完全不同的破坏形式,不发生脆性破坏,具有较高的韧性,在压缩作用下的应变可达到0.6以上;随着水泥掺量增加,材料对冲击力的吸收比先降低后升高,加入纤维、乳胶粉可提高材料对冲击力的吸收比;材料对冲击能量的吸收比先升高后降低,加入纤维、乳胶粉可提高低水泥掺量下冲击能量的吸收比,但降低了高水泥掺量下的吸收比.具体分析了各种因素的影响规律和作用机理.     

深圳湾海相淤泥的压缩特性研究

海相淤泥压缩特性的研究对于其地基处理沉降准确预估具有重要的实践意义。通过对深圳湾吹填淤泥与海相原状淤泥压缩曲线特征分析,对其压缩特性进行了对比研究,结果表明:1)吹填淤泥的e-P曲线不同于海相原状淤泥,压缩过程分为扰动压缩、弹性压缩、塑性压缩三个阶段,第一阶段压缩系数比海相原状淤泥大一倍以上;2)吹填淤泥的e-lgP曲线转折点对应的固结压力为结构强度,将曲线分为两近似直线;3)由吹填淤泥压缩曲线特征得到的地基沉降简化计算方法,无需事先确定先期固结压力,使用方便且简洁。     

花岗岩受压宏-细观破坏特征及能量演化规律

为揭示花岗岩单向受压时的破坏特征及能量演化规律，首先，通过偏光显微镜观察分析了花岗岩的矿物成分、含量及颗粒形貌；其次，开展了花岗岩的室内单轴压缩及巴西劈裂试验，得到了相关应力应变曲线及力学参数；然后分别从宏-细观角度分析了花岗岩单轴压缩的破坏特征，并借助场发射扫描电子显微镜观察了破坏断口的形貌特征；最后，基于能量理论分析了花岗岩在单轴压缩过程中的能量演化特征。结果表明，花岗岩属于典型的非均质脆性岩石，其单轴压缩应力应变曲线几乎没有屈服阶段，弹性阶段应力达到峰值后瞬间爆裂，且无残余强度；花岗岩单轴压缩破坏机制为剪、拉耦合破坏，且二者空间分布位置不同；花岗岩在达到强度极限前储存了大量的弹性应变能，这是孕育岩爆的根本原因，而花岗岩单轴压缩过程中能量的演化不存在减速损伤阶段和残余损伤阶段，这是导致岩爆产生的主要原因。     

单轴压缩下交叉裂隙花岗岩变形与能量演化分析

为了更好地了解交叉裂隙对岩体力学性质和变形特征的影响,对不同主次裂隙夹角的花岗岩试件进行了单轴压缩试验.根据试验结果,对交叉裂隙试件的应力-应变曲线规律、变形与强度特性以及能量演化过程进行了分析.研究结果表明:交叉裂隙试件的力学性质和变形特征与主、次裂隙的夹角密切相关,裂隙试件的应力-应变曲线比完整试件更早进入裂纹萌生和扩展阶段,峰值应力前应力-应变曲线会出现一定的应力波动现象;裂隙试件的峰值强度和弹性模量明显降低,弹性模量随交叉裂隙夹角的增大先减小后增大,但峰值强度受夹角的影响不大;裂隙试件在单轴压缩过程中的总能量、弹性应变能和耗散能相较于完整试件显著降低.     

Cu-Cr-Zr-Ce合金高温流变应力的研究

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对Cu-Cr-Zr-Ce合金在变形温度为600~800 ℃、应变速率为0.01~5 s^-1条件下进行了热压缩试验,测定了其应力-应变曲线,并通过光学显微镜观察了其热压缩过程中的微观组织.结合两者分析了动态回复和再结晶机制.结果表明,动态再结晶是该合金软化的主要机制.     

翼型绕流电磁力控制效率分析

电磁力可有效对流体流动进行控制,增升减阻,抑制流动分离,制约其推广应用的瓶颈为控制效率问题。为提高其控制效率,需要深入研究电磁与流场的相互作用及其能量传递过程。对电磁力增升减阻的控制效率问题进行了数值研究。根据能量守恒定律,推导电磁力控制能耗,基于升力和阻力计算节省能量。定义电磁力的控制效率为η=能量节省/电磁力控制所需能耗,研究电磁力控制过程,分析其能量损耗,为电磁力控制效率的提升提供理论基础。研究结果显示在控制开始阶段,电磁力控制能量的损耗主要体现流体动能损耗,其最高损耗率可达95%,其次体现在焦耳热上,最高可达28%;随着时间推移,流体动能损耗η2下降,电磁力控制效率η及焦耳热损耗η1增加,控制效率η在控制结束时增加到了33%。其机理为流动动能损耗与边界层速度的改变程度紧密相关,电磁力作用一段时间后,边界层速度剖面图再无明显变化,因此流体动能损耗下降,在控制开始阶段流体动能损耗为主,流体动能损耗为主其损耗的下降会提升电磁力的控制效率。     

大倾角煤层飞矸运移能量演化特征仿真与实验研究

大倾角工作面飞矸运移过程能量演化特征对设备(人员)损伤影响显著,是科学防护飞矸灾害的基础。以大倾角大采高工作面为工程背景,通过理论分析、数值计算及物理模拟方法对飞矸运移方式、能量演化、距离定量进行了研究。结果表明:飞矸运动按阶段可分为一次碰撞与倾向碰撞滑移阶段,按方式分为一次碰撞滑移、多次间歇碰撞及多次间歇碰撞滑移3种;飞矸随煤层倾角增加走向、倾向滑移(滚)距离增加,对人员及设备的伤损程度相应提高;飞矸在扰动力和重力作用下,一次碰撞及倾向碰撞滑移阶段能量耗散为变形能、摩擦热和其它形式耗散能,宏观上能量演化表现在飞矸速度、位移发生变化;对工作面飞矸损物事故进行实验模拟,运移距离理论计算值与实测值较好的吻合。