基于金属磁记忆的钢结构焊缝疲劳试验

金属磁记忆检测技术已经在对接焊缝疲劳损伤检测方面有了诸多研究成果,但是目前的研究主要集中于对接焊缝的拉压疲劳,与实际结构中焊缝的弯拉疲劳过程之间存在差异.为此,本研究开展了含对接焊缝的工字钢梁疲劳试验,旨在真实地模拟实际工程中对接焊缝的疲劳开裂过程,揭示疲劳过程中磁信号的变化规律.试验结果表明:焊缝的初始焊接状态对于磁信号分布曲线的变化趋势有一定的影响,对于同一焊缝,当其初始磁信号曲线分布趋势相似时,其峰值及谷值随疲劳周次的变化趋势基本一致;研究发现,磁信号分布曲线的突变可以表征宏观疲劳裂纹出现,但是在疲劳稳定阶段,磁信号法向分量对于疲劳损伤的累计更加敏感;经过标准化处理后的矢量合成磁场平均值特征曲线可以表征焊缝疲劳的变化过程,捕捉到疲劳裂纹萌生的广义时间节点,从而对宏观疲劳裂纹的出现起到预警作用.     

金属磁记忆检测方法在钢结构静载与疲劳试验中的应用研究

结构裂纹无损检测是钢结构性能评价的基础。介绍了一种基于金属磁记忆的无损检测方法。为验证该方法对于钢结构性能检测和评价的适用性,首先开展了全母材和带焊缝的钢材标准试件的静力拉伸试验研究,获取了矫顽力随荷载和应变的变化规律。然后,通过开展钢桥面板疲劳试验,对矫顽力与裂纹萌生扩展之间的相关性进行了研究。相关成果可为该方法推广应用提供参考。研究表明:内力水平越高,矫顽力值越高;相比于弹性应变,矫顽力值对塑性应变更为敏感。当宏观疲劳裂纹出现时,矫顽力值出现10%的下降,而在出现前矫顽力值仅发生2.5%左右的波动,因此该方法对宏观裂纹的检测较为适用,而对于微观裂纹的检测效果较差。     

光合细菌燃料电池的开路电位法研究

随着能源危机的严重,新能源的开发与探索成为了人们关注的热点。其中微生物燃料电池作为生物质能的一个重要代表也获得了广泛的关注。通过使用硫酸铁铵和硫酸亚铁铵制备的磁流体来吸附微生物,使得微生物与电极接触更好,将微生物聚集在电极表面增大微生物的密度,增大电极的产电性能。选用开路电位法来研究微生物燃料电池的产电性能,是在无电场干扰的纯自然条件下对电池的产电性能的检测和表征,使得微生物能正常的进行生理代谢而不会受到伤害。研究的微生物燃料电池的开路电位高达1.44V,而且在检测的100min内比较稳定。     

新型交直流电流表设计

系统以AT89C51系列单片机为控制单元,介绍一种以ACS712霍尔电流测量芯片为测量工具的新型电流测试方式,系统电流测量范围为0～5 A,且具有结构新颖、电路简单、测试精确、生产成本低廉和体积小巧等优点,特别适合应用于工业、商业和通信系统等各个领域的高精度交流或直流电流测试.     

基于西门子S7-200PLC的步进电机控制

以步进电机为控制对象,用西门子S7-200PLC为核心控制器,设计了步进电机硬件控制系统,应用PLC高级指令中的PTO和PWM指令控制步进电机的转速和转向.     

大间隙磁力传动系统电磁场切换相位角研究

基于ANSYS软件建立了行波磁场驱动的大间隙磁力传动系统的二维电磁场仿真模型,分析了电磁体四种磁极状态下,永磁体角位移位于0°到360°之间所受的磁力矩情况.为使系统获得最大驱动力矩,提出了电磁体磁极状态切换的最佳切换相位角的概念,并对其进行了求解.通过分析系统中电磁体和永磁体间耦合距离及两电磁体间磁极距离对系统最佳切换相位角的影响,得到了最佳切换相位角的近似计算公式.通过轴流式血泵负载实验,结合血泵负载力矩模型,计算并比较了各种切换相位角下血泵的最大负载力矩.结果表明:按仿真所得的最佳切换相位角进行相位切换可使系统具有最大驱动能力.     

图纹结构Co/Pt多层膜的制备及垂直磁各向异性研究

采用自组装技术制备大面积有序聚苯乙烯微球模板.在此基础上,制备Co/Pt多层膜纳米碗列阵阵列.利用扫描电子显微镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)对样品表面形貌和磁性进行了分析.结果表明:纳米碗阵列保留了聚苯乙烯微球模板的有序形貌.磁性多层膜随着Pt或Co厚度的增大,矫顽力和Mr/Ms变化的总体趋势是先增大后减小.随着衬底胶体球半径的增加,曲率诱导作用逐渐减弱,矫顽力降低.     

磁场辅助水热法合成α-Fe2O3粒子研究

以氯化铁(FeCl3.6H2O)为反应前驱物,采用磁场辅助水热法合成α-Fe2O3粒子,并运用XRD、TEM、VSM对所得α-Fe2O3粒子的结构、形貌以及室温磁性能进行研究。结果表明,在水热反应过程中引入外磁场,对合成的α-Fe2O3粒子晶粒尺寸、粒径分散性有明显的影响,同时还发现磁场的引入能使产物饱和磁化强度增强。     

树叶状Co和Co3O4的水热合成与磁性研究

以氯化钴(CoCl2.6H2O)和氢氧化钠作为反应前驱物,采用水热法合成微米级树叶状钴单质,在500℃退火条件下得到形貌相似的Co3O4粒子,并运用XRD、SEM和VSM对所得粒子的结构、形貌和磁性能进行了初步研究。结果表明,树叶状钴单质表现出室温铁磁行为,具有较高的磁参数,其中饱和磁化强度为139.3emu/g、矫顽力为29.5kA/m。同时发现,在500℃×1h退火后的Co3O4还出现极弱的铁磁性行为,可能是未完全氧化的Co单质所产生。     

电趋肤效应机理与应用

比较研究了电趋肤效应机理及电趋肤效应的应用问题,讨论了静电趋肤效应和电流趋肤效应（直流电趋肤效应和交流电趋肤效应）,分析了直流电趋肤效应和交流电趋肤效应机理上的差别,分析了高压交流输电和高压直流输电的优缺点.认为静电趋肤效应是由于外电场对处于场中导体内负电荷做功,使之在晶格势场中的能态升高,从而分布在导体的外表面上;直流电载流子在横向电场和磁场共同作用下产生趋肤效应;交流电载流子除了与直流电载流子具有产生趋肤效应相同的原因外,还会受到感应电场的作用,能态升高后产生趋肤效应,因此交流电趋肤效应明显强于直流电趋肤效应.正因为如此,现代发展起来的高压直流输电较高压交流输电更节省电能.