Effects of surface modification on thermal cycling lifetime of thermal barrier coatings with HVOF NiCrAlY bond coat

NiCrAlY bond coat was prepared by HVOF (high-velocity oxygen fuel) spray on nickel-based superalloy. Surface treatments like grit-blasting, shot-peening and vacuum treatment methods were carried out in order to study the effects of surface modification on thermal cycling lifetime of TBCs. The surface-modified TBCs exhibited better thermal shock resistance. Failure of TBCs with the as-sprayed bond coat occurred within the top coat and at the interface between spinels and the top coat, while that of after shot-peening, grit-blasting and vacuum treatment occurred mainly within the top coat. TGO (thermally grown oxide) formed on as-sprayed bond coat was composed of a Ni(Al,Cr)2O4 spinels outer layer and a Al2O3 inner layer. But, a continuous and uniform Al2O3 formed after surface modification . Formation of the mixed oxides (spinels) on the as-sprayed bond coat accelerated the failure of TBCs.     

专家系统在确定露天矿台阶爆破参数的应用

露天矿台阶爆破质量的好坏，对后序作业有很大的影响，因此对现场爆破技术人员的素质有很高的要求。结合我国矿山的实际情况，从理论上综合利用人工智能原理，模糊数学，数据库及多目标决策，开发出一个适合我国特征的确定露天矿台阶爆破参数的专家系统。此系统不仅能够进行露天矿台阶爆破的设计，同时也可以用来训练爆破技术人员。     

水工钢结构的热喷涂防腐技术

简要介绍了水工钢结构件的喷锌原理、喷射设备、喷锌工艺、影响涂层的质量因素以及在喷涂操作中应注意的问题。     

爆炸应力波作用下的凿岩爆破破岩模拟

爆破破岩是爆炸应力波和爆生气体载荷共同作用的结果,本文采用改进的DDA方法模拟爆炸应力波作用下的爆破破岩过程. 采用Hopkinson层裂算例验证了DDA方法对应力波传播和动态断裂破坏问题模拟的准确性. 通过在炮孔壁上施加三角冲击载荷,模拟再现了凿岩爆破中爆炸应力波作用下的孔周破坏、自由表面剥落、碎裂漏斗区域形成、较远区裂纹的扩展,以及岩体的抛掷,结合应力波传播模拟结果对破岩过程与机理进行了分析. 研究为进一步采用DDA模拟两种形式爆破载荷共同作用下的凿岩爆破创造了条件.     

关林子隧道下穿既有道路爆破振动影响

在下穿既有道路的新建隧道爆破施工中,爆破振动极易引起上部路面结构的损伤和破坏.以宝汉高速新建下穿316国道的关林子隧道为例,采用有限元法模拟路面关键点峰值振速、路面应力以及路面位移,并结合现场爆破振动与振速监测结果,对比分析爆破振动对既有道路的影响.主要研究结论如下:10个关键点爆破峰值振速均发生在掏槽眼爆破时,既有道路的应力以及路面位移均较小,不足以引起既有道路的破坏;根据数值模拟和现场测试结果,下穿段地表质点振速的合速度峰值不超过0.035 m/s时可保证既有道路安全.     

边坡分段装药炮孔的压力变化与爆破效果

具有分段装药结构炮孔的缓冲孔爆破是边坡控制爆破方法之一。通过对分段装药炮孔中填物的轴向压缩运动分析。计算出了爆破作用初期炮孔压力随时间的变化关系。缓冲单孔和普通单孔的台阶爆破漏斗试验,以及带缓冲孔的爆区和普通孔生产爆区爆后的坡面裂隙调查都证明了,由于分段装药缓冲孔的初期压力较低,减轻了对孔壁的破坏,对边坡的完整及稳定大有好处。     

水平边界条件下深孔微差爆破的数值模拟

目的 研究水平边界条件下深孔微差爆破的作用机理。方法 采用动态非线性有限元法对单个水平自由面深孔微差爆破进行数值模拟。根据模拟结果分析岩块运动和槽腔内岩块的破坏方式。结果 孔底部分的岩石主要以冲击压缩破坏为主,而自由面附近的岩石主要以层裂破坏为主。结论 掏槽孔的爆破作用和微差时间的确定是影响微差爆破的重要因素,使用含定向裂纹的弹塑性模型可较好地描述脆性岩石本构行为。     

Investigation of Heat Transfer in the Spray Cooling of Continuous Casting

The heat transfer coefficient between spray water droplets and hot surface is measured in the laboratory. The effect of spray water flow rate, water pressure, spray distance of nozzle from the surface of strand, spray water temperature on the heat transfer is made a detail studied. And meanwhile, the effect of the strand surface FeO scale on the heat transfer is also investigated. According to the experimental results, the influence of above factors on the heat transfer coefficient has been discussed and a experience formula between the heat transfer coefficient and spray water flow rate is given out.     

爆区软弱带对爆破效应的影响原理

定向爆破工程中，爆区地质条件往往很复杂，因此对爆破效应的影响也是多方面的。本文就一种较简单的地质条件，用一维应力波理论，解释了软弱带对爆破效应的影响原理。     

隧道爆破作用下邻近输油管道安全距离

为了避免隧道爆破施工时邻近地表及地下输油管道受到爆破振动造成的不良影响,需确保爆破施工工作面与输油管道保持一定安全距离。基于青岛胶州湾第二海底隧道黄岛端斜井工程,通过对斜井一期工程隧道爆破施工引起的地表振动进行监测,研究了工作面前方地表振速的衰减规律,并采用Hilbert-Huang变换及小波包分析了爆破振动频域特征。结果表明：在距工作面0～40 m的高振速区范围内,振速呈现震荡变化,峰值合振速出现在距工作面一定距离的地表区域,而在高振速区之外部分呈指数衰减趋势;爆破振动的频域分布主要集中在0～200 Hz的低频区域,50 Hz左右为其最集中区域,瞬时能量峰值出现在0～1 s内,其中在0～25 Hz范围内能量占比最高为13.41%,与输油管道自振频率范围存在部分重叠。同时,引入萨道夫斯基修正公式并拟合出适用于本工程条件下的振速预测公式模型,从法律规范、工程实践及抗震能力3个方面考虑提出输油管道安全振速为1 cm/s,计算得到50 m范围内最大单段齐爆药量和安全距离之间的关系,为后续斜井二期工程下穿输油管道区域时的爆破方案优化提供参考。     

Influence of blasting on the properties of weak intercalation of a layered rock slope

A precondition for correctly analyzing the stability of a slope and designing its bracing structure is to study and determine the influence of excavation blasting on the properties of weak intercalation in the layered rock slope. On the basis of in-situ stratification-cracking blasting tests, the properties of weak intercalation were investigated using the LS-DYNA3D program. The displacement distribution and compactness of weak intercalation at different positions away from the charge center and their various laws are discussed. The critical displacement of stratification-cracking (0.1 mm) was obtained, and an approximate expression of compactness were deduced. Furthermore, through the simulation of a layered rock blasting under the same geological conditions, the stratification-cracking effect of deep-hole blasting on the properties of weak intercalation was compared with that of short-hole blasting, and the influencing differences, in addition to their causes, were analyzed. The results indicated that the blasting cavity of weak intercalation in short-hole blasting with a radius of 40 mm was nearly a circle, whose radius was about 28.7 cm; whereas in deep-hole blasting with a radius of 150 mm, the shape of the blasting cavity was different from that in short-hole blasting, the radius of the cavity behind the charge (89.1 cm) was further smaller than those of the other three (138.7 cm), and there were sharp crinkles on the surface of weak intercalation. When the distance from the charge center (DCC) was less than 40 and 150 cm in short-hole and deep-hole blasting, respectively, the displacement of weak intercalation was reduced remarkably with the increase in DCC.     

采用液压驱动行走的同步碎石封层设备

为了提高同步碎石封层设备的沥青洒布质量,在研究了同步碎石封层设备以及沥青泵和沥青喷嘴等主要元件工作特性的基础上,指出现有的调节沥青泵转速为适应车速变化、保持沥青洒布量恒定的做法,会引起沥青喷洒系统元件工作点的频繁变换,不利于沥青洒布精度的提高。提出了一种采用液压驱动行走的同步碎石封层设备,其作业车速稳定,沥青喷洒压力不发生改变,沥青洒布精度高,同时还可以获得更高的碎石撒布质量。     

深孔松动爆破切顶在保护层开采中的技术实践

深孔松动爆破可以增加煤层透气性系数、缓慢排放煤体瓦斯、降低瓦斯压力和瓦斯含量,从而降低了煤体瓦斯压缩内能,提高了煤体的机械强度,达到减弱或消除煤与瓦斯突出危险的目的。同时有利于使煤体原集中应力带及高压瓦斯带移向煤体深部,即增加卸压带的宽度,减少瓦斯抽放时间,从而提高工作面回采速度。对于松动控制卸压爆破,在爆破孔周围布置了不装炸药的控制孔,控制孔在爆破过程中起到控制爆破方向与补偿爆破裂缝空间作用。由于控制孔的控制导向作用,结果是在介质内部的炮孔周围产生一柱状的压缩粉碎圈和一沿爆破孔与控制孔连心线方向的贯穿爆破裂缝面。控制孔的存在相当于在爆破孔周围增加了辅助自由面,相对缩小了爆破抵抗线的长度,使爆破更有利于形成更大范围的破碎圈带和松动圈带。松动控制卸压爆破可以极大地破坏了煤岩体的整体性,可以消除回采过程中大跨度悬顶悬露以及回转下沉对沿空留巷围岩的影响,同时提高被保护层煤层的透气性,提高抽采钻孔的预抽率,有效地释放地应力,消除煤与瓦斯突出危险性。十二矿作为埋深达千米的矿井之一,在己15-31010工作面采取了该防突措施后,大大提高了抽采钻孔的预抽率,使瓦斯应力和地应力得以提前释放,有效地防治煤与瓦斯突出和冲击地压,并成功优化了留巷区域应力场,确保了保护层开采的正常安全进行。     

隧道掘进爆破时掌子面前方开挖段的地表振速预测

将掏槽孔的爆破简化为一系列球形药包的爆破.通过复变函数中的保角变换,将爆破点与隧道挖空段的拱顶映射到复平面的同一侧,即可将隧道挖空段的地表振动问题转化为半空间中的地表振动问题,最终得出隧道挖空段地表振速的计算方法.最后,通过实际工程,对比理论计算和实际监测的隧道轴线地表质点的振速峰值分布情况.结果表明:验证理论计算的可行性.     

切割爆破在城市控制爆破中的应用

在城市控制爆破技术中，切割爆破是应用的主要手段。从单体薄砖的切割爆破入手，以循序渐进的方式探讨了切割爆破的相关理论和技术，并对建筑物爆破拆除工作提出了相应的力合成简化分析方法。     

防波堤基础的爆炸处理方法及应用

为了快速有效地处理防波堤地基，采用了爆炸法处理地基的新方法，包括堤端推进爆填、边坡拓宽爆填、加抛密实爆历、边坡整理爆夯等方法，通过玉环坎门防波堤工程中的应用、观察、比较，结果显示此方法费用省、工期短、沉移少、效益好，能够比较彻底的置换淤泥层，夯实堆石体，形成符合设计要求的各部位尺寸及深度。     

Surface modification of titanium using steel slag ball and shot blasting treatment for biomedical implant applications

Surface modification is often performed using grit or shot blasting treatment for improving the performances of biomedical implants. The effects of blasting treatments using steel slag balls and spherical shots on the surface and subsurface of titanium were studied in this paper. The treatments were conducted for 60–300 s using 2–5 mm steel slag balls and 3.18 mm spherical shots. The surface morphology, roughness, and elemental composition of titanium specimens were examined prior to and after the treatments. Irregular and rough titanium surfaces were formed after the treatment with the steel slag balls instead of the spherical shots. The former treatment also introduced some bioactive elements on the titanium surface, but the latter one yielded a harder surface layer. In conclusion, both steel slag ball and shot blasting treatment have their own specialization in modifying the surface of metallic biomaterials. Steel slag ball blasting is potential for improving the osseointegration quality of implants; but the shot blasting is more appropriate for improving the mechanical properties of temporary and load bearing implants, such as osteosynthesis plates.     

煤矿深部岩巷掘进爆破试验研究

分析了影响煤矿深部硬岩巷掘进爆破效果的因素。通过对试验工作面岩石物理力学性能的测试，结合试验工作面的具体条件，提出了不同地质条件下合理的炮眼直径、装药直径、掏槽方式和装药方式。介绍了一个典型工作面试验方法、炮眼布置和爆破参数的选取。试验表明：在条件允许的工作面使用煤矿许用二级水胶炸药具有较优的爆破效果和较高的安全性；采用大直径掏槽炮眼和小直径其它炮眼相结合的炮眼布置形式，司达到较好爆破效率和光爆效果。     

钢筋混凝土中爆炸破坏效应数值模拟分析

根据钢筋混凝土介质在内部爆炸载荷作用下毁伤破坏特性,利用LS-DYNA程序流固耦合算法,使用能够反映拉伸破坏的Tayler-Chen-Kuszmanul(TCK)和反映压缩破坏的Holmqust-Johnson-Cook(HJC)材料模型,通过建立分离式钢筋混凝土有限元模型,进行了钢筋混凝土在内部爆炸载荷作用下毁伤破坏效应的数值计算分析. 数值模拟能够很好地模拟钢筋混凝土内部爆炸时中心爆炸空腔压缩面和自由面的拉伸层裂破坏及漏斗坑形成过程,且与试验结果和理论计算吻合较好. 同时,由于钢筋的增强和止裂作用,钢筋混凝土中爆炸漏斗坑成阶梯型,且其破坏范围远小于混凝土介质.     

缸内直喷汽油机高压涡旋喷油器的油束模型

根据燃油薄膜模型和表面波破碎理论，在KIVA3程序的基础上建立了适合于计算缸内直喷汽油机高压涡旋喷油器油束特性的模型。应用此模型计算出了油束特性的主要参数，包括贯穿度、油束整体和轴向横截面上的索特平均直径等，并研究了高压涡旋喷油器在不同喷射压力和不同背压下的油束外形结构和油束特性参数。计算结果表明，高压涡旋喷油器油束边缘有环涡存在；随着喷射压力的增加燃油薄膜厚度减小，速度和油束贯穿度增加，轴截面索特平均直径减小；随着背压的升高，油束贯穿度减小而整体索特平均直径增加。该油束模型与实验结果吻合良好。