沉积原子动能对失配位错成核时原子团挤出的影响

本文运用分子动力学模拟方法,研究了在外延铝簿膜中单个入射原子动能对失配位错成核时原子团挤出的影响。模拟结果显示:当沉积原子动能为0.14eV时,在原子动能和原子压力的共同作用下,倒正四面体构型原子团在紧挨着沉积原子边缘被挤出;当沉积原子动能大于1.4eV时,在原子动能的影响下,倒正四面体构型原子团能被挤出。位错形核后,失配位错也随之形成。     

高速公路岩溶塌陷物理模拟试验研究

岩溶灾害常常给高速公路建设带来威胁,本文采用物理模拟的方法,探讨了岩溶灾害形成与发育机理,并揭示了降雨与抽水对岩溶塌陷的诱发作用。     

基于PFC的桩承式路堤土拱效应机理研究

应用PFC3D软件,模拟桩承式路堤土拱效应,分析土体颗粒体系中力链的分布情况及土体孔隙比、配位数与土拱效应的关系。研究结果表明:桩土相对位移出现时,路堤土体中力链明显偏转,并发展成一拱形;土体成拱过程中,孔隙比会发生突变;桩土相对位移对路堤土体的影响存在渐进性;配位数在路堤土体中的分布,呈现中部高于上、下部的趋势,证明土拱拱体的形成;在较小或较大相对位移情况下,土体内部颗粒运动比较活跃,土拱效应发挥明显。     

燃烧室形状对天然气发动机燃烧影响的研究

采用试验及三维数值模拟的方法,研究了圆柱、缩口和敞口等燃烧室形状对CA6SE1—21N天然气发动机燃烧性能的影响规律。验证结果表明:天然气发动机混合气形成及燃烧过程的数值模拟结果和试验结果吻合较好,所选模型适合对天然气发动机进行模拟分析。试验和模拟结果均表明燃烧室形状对火焰传播速度影响较大。在3种燃烧室形状中,缩口燃烧室所对应发动机的燃烧及排放性能最好,圆柱形燃烧室次之,而敞口形燃烧室最差。缩口燃烧室的缩口设计使得该处形成较强的挤流,湍流动能增加且维持期较长,火焰传播速度明显提高,改善了发动机的燃烧及排放性能。     

可变气门升程与正时对直喷汽油机缸内流动特性的影响

利用CFD三维数值模拟软件模拟了1台缸内直喷汽油机的进气及压缩过程,分析比较了不同最大气门升程及进气正时下缸内流场的变化规律。结果表明:减小最大气门升程可以使进气行程中缸内气体的速度及湍动能显著增加,但在压缩末期的滚流比要略小;在小气门升程下,进气门早开或者晚开都会使得进气过程的湍动能显著增加,在距上止点5mm,10 mm,15 mm的3个横截面上,早开和晚开进气门会使最大平均湍动能分别增加28.29%和43.47%,20.7%和40.81%,23.07%和49.58%,但在压缩后期间,进气门早开或者晚开时对缸内的平均湍动能影响不大;在小气门升程下,进气门的开启时间对压缩末期湍动能的分布有较大的影响,早开或者晚开进气门会使缸内的湍动能趋于一致。     

制造工艺对铝缸盖高周疲劳耐久性的影响

由于铸造工艺的缘故,导致气缸盖的材料高周疲劳特性分布不均匀。为了模拟制造工艺对铸件机械性能的影响,Ford汽车公司开发了虚拟铝铸造工具。虚拟铝铸造的特点之一是能预测高周疲劳强度分布。由于残余应力对气缸盖的高周疲劳也起着重要作用,因此对残余应力也进行了模拟,并将其用于气缸盖的高周疲劳分析。采用ABAQUSTM软件对气缸盖总成、热应力和工作应力进行模拟。将工作应力与残余应力结合在一起,进行高周疲劳计算。采用FEMFATTM疲劳测试有限元分析软件进行高周疲劳分析。基于虚拟铝铸造模拟获得的局部材料特性,建立了用户定义的赫氏图。结果证明,利用在FEMFATTM软件中得到的局部特性分布,可显著提高气缸盖高周疲劳模拟结果的精确度。     

交通荷载作用下压缩薄膜效应对GFRP筋混凝土桥梁面板工作性能的影响分析

为了研究采用玻璃纤维增强筋作为配筋材料的混凝土桥梁面板的工作性能,结合板内的压缩薄膜效应对该结构类型在交通衙载作用下的工作性能进行了非线性有限元分析.通过对已建的GFRP筋混凝土桥梁结构、现行GFRP筋桥梁面板设计规范和数值模拟结果的比较分析,可以发现由于压缩薄膜效应的作用,实际的桥梁面板中所需的配筋率要远低于规范的计...     

用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铝锡合金中的铜和锡

将铝锡合金样品用盐酸-过氧化氢溶解后,以电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定样品中铜和锡的含量。对等离子体原子发射光谱仪的分析线、高频强度、载气流量、观测高度、背景、溶样酸的种类及其用量、铝基体等影响铜、锡测定的因素进行了试验并予以优化。结果表明,线性范围：铜为5.0～30.00mg/g、锡为15.0～270.0mg/g;检出限：铜为0.11mg/g、锡为3.06mg/g;相对标准偏差（n=11）：铜为0.85%、锡为1.03%。用电感耦合等离子体原子发射光谱法分析了铝锡合金标准样品。结果表明,该方法的精密度和准确度均符合GB/T20975.25—2008的要求。     

基于CFD的网格絮凝池栅间距特性研究

以广东中山某镇给水厂单体竖井建立分析模型,借助CFD软件对网格絮凝池单个竖井内湍流场进行数值模拟。通过对图形曲线及模拟变量--湍动能k分析探讨,确定了单层栅条板栅间距D=4cm或5cm的栅条布置方式,其具备较高湍动能级、较强速度差异优点,对现有网格絮凝池网格分布改造具有重要意义。     

山崖地震飞石的地震动力学特征试验研究

“5·12”汶川地震诱发了众多崩塌和滑坡等次生地质灾害，地震飞石是一种较为常见的特殊地震现象。为了探究地震飞石蕴含的地震动力学特征，利用弹射模拟试验与PIV高速成像技术，研究了不同弹射力下岩体材料、重量和形状等参数对山崖危岩从脱离母岩抛射到飞跃落定整个过程的影响。结果表明:弹射力越大，质量越小，等效半径越大，块体抛射初动能越大；通过分析抛射角对抛射初动能的影响，得出0°对应的抛射初速度公式，并建议抛射角大于15°时系数值取1.52，小于-15°时取2.89，其他角度线性内插；结合理论分析与试验研究间接求出地震动加速度，并通过映秀飞石的计算得到验证。     

隧道偏压明洞错台成因及工程对策

明洞衬砌结构对隧道工程安全运营起到至关重要的作用,衬砌发生错台会对隧道洞口结构安全产生严重影响。针对华东地区某公路隧道偏压明洞段衬砌错台等病害,采用现场调研和数值模拟相结合的方法分析其产生原因,并提出相应的对策。研究成果表明： 隧道错台主要与边坡坡体浅层土体的侧压力有关,建议对边坡进行位移监测和对边坡坡脚位置及抗偏压墙处采用反压回填法进行处治,实施效果较好,可为类似隧道病害的整治提供参考。     

旧水泥混凝土路面错台对沥青加铺层产生反射裂缝的影响分析

针对某旧水泥混凝土路面改造工程中,沥青加铺层中出现严重反射裂缝的问题,利用有限元软件ANSYS建立了考虑错台的三维线弹性路面结构有限元模型,分析了施工阶段压路机荷载和运营阶段标准轴载下、荷载作用位置、沥青加铺层厚度和水泥路面板错台高度等因素对沥青加铺层中最大剪应力分布规律的影响。计算结果表明,沥青加铺层中的最大剪应力是反射裂缝产生的原因,荷载作用下,错台显著地加剧了沥青加铺层中最大剪应力的集中程度。得到错台条件下的最不利荷位为荷载刚好完全作用在错台高板一侧,并给出了临界错台高度及临界加铺层厚度。最后指出施工中应重视错台的危害,轻微错台也要严格消除,并提出了进一步的研究方向。     

地震波斜入射下桩承式加筋路基动力响应分析

为了研究地震荷载作用下桩承式加筋路基的动力特性,基于显式有限元法结合黏弹性人工边界的时域波动分析方法,建立了三维地震SV波斜入射的输入方法。采用所建立的斜入射输入方法,研究了地震波斜入射作用下桩承式加筋路基地震反应规律。计算结果表明:与垂直入射相比,SV波倾斜入射可显著减小对路基抗震安全性起控制作用部位的位移、速度、加速度动力反应;加筋体的存在,可在一定程度上缓解地震荷载的冲击;同时,加筋层数、土工格栅的模量也对路基的抗震性能有很大的影响。     

CFD的水泵数值分析

CFD模拟可以直观了解产品内的复杂流动现象,对提高设计能力、改进和优化设备具有重要的作用。文章建立了发动机冷却水泵的实际工作模型,对水泵体内部的三维湍流流场进行CFD模拟;研究了水泵内部复杂流场中各个位置上压力分布、速度分布和湍动能情况;分析水泵的水力损失,对发动机水泵的扬程和水力效率性能进行分析和预测,计算结果与试验结果相差不超过8％,表明利用CFD数值模拟分析具有很高的可靠性,能充分反映水泵内部流动的复杂情况,可以为水泵结构设计和性能改进提供理论依据。     

A1-A1接头共晶接触反应钎焊的研究

本文研究了用Zn和Zn—Cu作中间夹层金属与Al形成共晶液相实现Al—Al接头的共晶反应钎焊。试验表明用Zn作中间夹层虽可与母材铝形成低熔点共晶液相,但由于对铝的强烈溶蚀作用,无法形成钎焊接头;在Al和Zn之间添加很薄的一层铜箔,可以防止Zn对Al的溶蚀,并与Zn、Al形成共晶液相,形成良好的钎焊接头。     

混凝土桥面板中压缩薄膜效应的非线性有限元分析

当混凝土板受到平面内的侧向约束时，由于压缩薄膜效应（Compressive Membrane Action—CMA）的存在，板的极限承载力大幅提高。为了研究混凝土单向板在压缩薄膜效应作用下的结构性能，应用非线性有限元方法进行了数值模拟分析。ABAQUS作为主要的分析软件，其数值模拟结果与试验结果进行比较，验证数值模型的正确性和可行性，并应用Atena和Ansys分析软件的数值模拟结果对ABAQUS的结果进行了对比和校核。本次研究中对一组带有侧向约束的混凝土单向板进行了非线性有限元模拟。在该组试验中通过改变单向板的横向约束刚度来反映桥梁面板的工作性能。通过与试验结果的对比，可以发现有限元模型提供的极限承载力分析结果与实验结果有着良好的吻合。     

柴油机进气流动的数值模拟

利用CFD软件对载重车用4气门6缸直喷水冷柴油机进气系统进行三维气体流动数值模拟计算,模拟结果给出了气道及气缸内三维流场的分布。从流场切面图可看出,切向气道和螺旋气道的气流之间存在着相互作用,这种作用有利于形成较大的进气湍流;在进气结束时,发现除了涡流以外还存在纵向的涡,在随后的压缩行程中,这些涡在高速转动的同时能量不断耗散,并将能量传递给周围流场,诱导出一个反方向的纵涡;最后给出了TKE(湍流动能)随曲轴转角的变化图。     

沥青混凝土超声波检测的衰减特征与影响因素研究

为有效获得沥青混凝土的超声波检测结果，基于压电换能器模拟和沥青砂浆Burgers黏弹性模型，建立三相介质的沥青混凝土有限元模型，在20~100 kHz频段范围内，比较9种入射频率下沥青混凝土中超声波细观的衰减特征及宏观的振幅变化，分析3种集料粒径（13.2，19.0，26.5 mm）及不同温度（-10℃~60℃）对沥青混凝土中超声波衰减的影响；针对数值模拟结果，使用超声横波成像仪MIRA-A1040进行室内试验验证，研究9种入射频率下实测振幅和断面重构图的衰减规律。研究结果表明：当温度为20℃时，在频段20~100 kHz内，入射频率每升高10 kHz，反射波振幅线性降低约3 dB；随着入射频率的升高，沥青砂浆中声压等值线的规则性、连续性及试件断面重构图的辨识度均大致呈线性降低趋势；当入射频率和温度不变时，集料粒径引起的散射衰减会引起振幅小幅度的降低；当集料粒径不变时，影响振幅降低速率的主要因素是温度，本质为沥青砂浆黏弹性引起的吸收衰减；以入射频率为30 kHz的沥青混凝土AC-13为例，温度每升高10℃，振幅约线性降低5 dB；2种衰减综合决定了反射波振幅的数值；沥青混凝土检测的入射频率不宜超过60 kHz，温度不宜超过40℃；用于沥青路面面层的检测时，建议入射频率范围为20~60 kHz；较低的入射频率与温度有利于沥青混凝土的超声波检测。     

盾构法隧道穿越活动断裂带方案探讨

为研究隧道穿越活动断裂带的合理抗错设计措施,结合胶州湾第二海底隧道采用案例调研、数值模拟等手段分析了3种不同抗错方案下隧道结构变形、接缝张开、错台形态以及钢筋应力、螺栓轴力等关键控制指标,探讨不同措施的抗错效果。研究表明： 1）3种不同抗错措施在断层错动作用下管片结构沿纵向受力变形规律相同,断层错动对隧道结构影响主要集中在破碎带上盘边界外30 m到下盘边界外30 m的范围; 2）断层错动作用下钢筋受力整体表现为“顶底部钢筋受压、两腰部钢筋受拉”状态,环宽1.5 m钢筋拉应力最大为436 MPa,3种工况下钢筋均未发生屈服; 3）环宽1.5 m管片环缝张开量为3.8 cm,比其他2种工况减小60%~70%; 4）提出了管片环宽1.5 m以及抗震设防区域为上盘左边界2D至下盘右边界2D（D为15.0 m）范围的抗错设计方案。研究成果对盾构法穿越大错动量断层带的抗错方案研究具有一定的参考作用。     

铝基复合材料的摩擦磨损机理的应用研究

选择不同的基体(LD31、LY12)和不同的增强体颗粒大小(3．5、10、20μm)，对铝基复合材料在汽车制动过程中的摩擦磨损机理进行了研究，包括汽车制动盘在制动过程中复合材料表面转移膜的形成机制、转移膜的作用及制动过程中复合材料的磨损机制。研究结果表明，在制动过程中，复合材料的摩擦表面迅速形成对磨材料的转移膜，并且该转移膜均匀牢固，不易剥落，对复合材料的摩擦因数和磨损量起着非常重要的作用。现制造出的铝基复合材料制动盘实用件已经进入相关的台架试验，为指导汽车制动盘用非连续增强铝基复合材料的设计和优化提供了重要的理论依据。