质子交换膜燃料电池阴极扩散层若干参数仿真研究

运用基于商用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件Fluent及其质子交换膜燃料电池模块,建立质子交换膜燃料电池三维稳态数学模型,考察了膜电极中阴极扩散层孔隙率和厚度对燃料电池性能的影响。通过对扩散层内部三维流场的分析,验证了阴极扩散层孔隙率和厚度的变化对反应气体从流道到扩散层和催化层的气体扩散量的影响以及对扩散层和流道内液态水的排出情况的影响,进而影响了燃料电池电化学反应的活跃程度和电池整体性能。在Fluent软件环境下通过对比扩散层不同孔隙率和厚度下的内部流场及电池性能,选择合适的参数可以显著改善扩散层的传质特性,使燃料电池获得最佳性能。     

发动机Cu-Pb合金轴瓦软镀层的扩散性试验研究

发动机轴瓦的耐磨性能对曲轴的使用寿命有着很大的影响，由于轴瓦的工作条件比较恶劣，因此增强轴瓦的耐磨性能，就显得十分重要，轴瓦镀层是提高耐磨性能的方法之一。本文通过不同试样的扩散试验，研究了3层铜铅合金轴瓦的铅基镀层中包含锡和铟的扩散性能，根据扩散而引起的镀层含量变化和反应层厚度，分析了扩散对镀层结合强度的影响；根据腐蚀试验，分析了不同合金扩散后的耐腐蚀性能，准确地分析了锡和铟的扩散过程，并研究了镀层随时间而变化的力学特性。     

公路钢护栏锌铝镁防腐层主要性能指标及其测试方法

从经济、环保、节约能源等多角度出发,介绍了使用预镀锌铝镁防腐层作为公路交通工程钢护栏新的防腐方法,对锌铝镁防腐层的定义、防腐原理、涂层生产工艺、涂层特点、涂层适用范围等进行了说明,并介绍分析了公路钢护栏锌铝镁防腐层的外观质量、防腐层厚度、防腐层均匀性、防腐层附着性、防腐层耐盐雾腐蚀性等主要性能指标及其测试方法,对比分析了热镀锌钢护栏和预镀锌铝镁防腐层钢护栏的循环盐雾试验结果,最后介绍分析了预镀锌铝镁钢护栏带来的社会经济效益。     

铺装层对正交异性钢桥面板疲劳性能影响效应研究

为研究铺装层对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响,以港珠澳大桥标准联边跨跨中为背景,选择3类典型正交异性钢桥面板疲劳细节,考虑铺装层与钢桥面顶板的层间结合状态,铺装层的厚度、弹性模量、组成成分,建立该桥正交异性钢桥面板有限元模型,分析铺装层各因素变化下3类疲劳细节的应力幅变化;通过分析铺装层轮载扩散效应的扩散角对各疲劳细节应力幅的影响,提出合理扩散角,以此来考虑铺装层对钢桥面板的作用。研究结果表明,铺装层与钢桥面板间接触状态对正交异性钢桥面疲劳性能的影响较小;铺装层各参数对正交异性钢桥面板的疲劳性能影响较大;当进行钢桥面板抗疲劳设计时,可取轮载扩散角≤30°或采用BS5400所推荐的26.5°,或者偏安全地忽略铺装作用效应,以简化分析过程。     

谈车身修补漆面涂层的干燥固化工艺

正车身涂装均是多层涂装,涂层一般由底漆层、中间漆层和面漆层组成,各层使用不同的油漆,每个涂层要求干燥迅速,各层间结合力优良。本文针对车身表面涂层的涂膜及特性要求,论述了车身表面涂层涂料的干燥固化,介绍了车身涂层的干燥设备及干燥方式,分析了对流式烘干设备的选用及烘干室的安全要求,提出了车身涂膜的烘干作业,指出了车身涂膜固化工艺的发展趋势。一、引言汽车涂层是涂层复合材料的一     

气门锥面等离子喷焊钴基合金层的高温磨损特性研究

为适应高温、腐蚀、冲击载荷等恶劣的工作条件,采用等离子喷焊方法在气门锥面制备了钴基合金涂层。在气门模拟磨损试验机上进行了磨损试验,用扫描电镜观察了焊层磨损面的组织形貌,用能谱仪分析了焊层磨损面的成分,测试了焊层磨损后的硬度变化。结果表明,该喷焊层具有良好的耐高温磨损性能。     

海洋环境桥梁混凝土结构清水防腐涂层性能研究

采用正交试验研究了清水防腐涂层体系对黏结强度和氯化物吸收量降低效果的影响,并采用直观分析方法分析了最大影响因素,表明面层厚度对涂层的黏接强度影响最大,中间色差调整层对氯化物吸收量降低效果影响最大。提高涂层体系面层厚度不仅可提高黏结强度,还可降低氯化物吸收量降低效果,涂层体系的面层厚度与黏结强度呈二次函数关系,合理地提高涂层面层厚度可有效提高涂层黏结强度,但面层厚度超过100μm后进一步提高面层厚度,氯化物吸收量降低效果并不显著。涂层混凝土试件电通量要显著低于无涂层混凝土试件,且试件的电通量随面层厚度增加而减少,涂层厚度由200μm增加至270μm时,混凝土试件的电通量变化并不显著,混凝土电通量与面层厚度可用二次函数关系表示。     

活塞环表面多元多层纳米膜的组织分析

采用离子镀表面处理技术,在活塞环表面获得了多元多层纳米膜。利用视频显微分析仪、扫描电子显微镜对涂层显微组织进行分析,用X射线衍射方法测定了涂层中的物相,用显微硬度计测定了涂层的显微硬度。分析结果表明,活塞环表面获得了致密且与基体结合良好的多元多层纳米膜,其厚度为2-5μm,单层膜的厚度为100～230nm。多元多层纳米膜由TiN、Ti2N、CrN等物相组成,显微硬度为1400～2027HV。     

隔热涂层对活塞温度场及应力场的影响分析

以汽车发动机铝合金活塞为研究对象，建立等离子喷涂涂层隔热性能分析仿真模型，综合分析粘接层材料及孔隙率对涂层隔热性能的影响，并对涂层样块进行隔热性能试验。结果表明：隔热涂层的存在使活塞金属基体的温度显著降低，其中ZrO₂隔热层+NiCrAlY粘接层的组合隔热性能最好，且随着粘接层孔隙率的增加，涂层隔热性能提升，但孔隙率过大会导致涂层与基体的机械结合强度降低，综合考虑隔热性能与结合强度结果，涂层粘接层的最佳材料为NiCrAlY、最佳孔隙率为10%，喷涂上述隔热涂层后，在实际工况条件下活塞的等效热应力值满足产品设计要求。     

汽车涂层样本单颗粒冲击破坏仿真分析

研究汽车涂层在冲击载荷下的破坏现象,对于预测涂层抗石击性能以及指导涂层结构设计和优化具有重要意义。建立了汽车涂层样本单颗粒冲击破坏有限元模型,使用自主开发的显式有限元求解器模拟汽车涂层冲击破坏过程。涂层层内破坏、基底与涂层界面分离破坏模式的仿真结果与试验结果的良好一致性,验证了仿真分析方法的有效性,揭示了涂层在冲击载荷下的层内破坏与界面分离破坏的失效机理。     

冻融循环对沥青混合料内水气扩散的影响

水气是沥青混合料水损害的重要来源之一,沥青混合料内部的水气运动不容忽视。大部分沥青路面常年经受冻融循环作用,为探究冻融循环前后沥青混合料内水气运动的变化规律,设计以相对湿度梯度为驱动力的水气扩散试验装置,以密级配沥青混合料AC-20C和开级配沥青混合料OGFC-13为研究对象,测量冻融循环前后沥青混合料水气穿透量随时间的变化情况,并采用菲克第一定律计算水气扩散系数。试验结果表明：5 cm厚OGFC-13试件在常压、20℃、100%~60%湿度差下的水气穿透量与时间呈线性正相关,可获得其扩散系数,而相同条件下的AC-20试件内水气较难穿透,水气穿透量与时间呈不规则变化,无法计算得到扩散系数,OGFC试件水气扩散速率明显大于AC试件,说明空隙结构对混合料水气扩散影响较大,但经历1个冻融循环后2类试件相同时间段内水气穿透量均有显著提高;负压环境下（13.325 kPa）进行试验可以增大AC-20试件的水气扩散速率,使水气穿透量与时间呈线性正相关,从而测量得到冻融循环前后AC试件的扩散系数;经冻融循环作用后,相同时间内2种沥青混合料水气扩散系数均显著增长,OGFC试件连通空隙率明显增大,说明冻融循环作用使沥青混合料内部结构发生变化,水气在沥青混合料内部的运动路径增多,更易进入沥青内部及沥青与集料界面,进一步加速沥青混合料水损害进程。     

广西柳州凤凰岭大桥抗震设计

以广西柳州凤凰岭大桥建设工程为例,采用两水平的抗震设计方法,对含有桥上建筑的大跨度连续梁桥在E1、E2地震作用下采用反应谱和非线性时程方法,进行地震反应分析与验算,最终给出结构的抗震性能安全性评价,对该类桥梁的抗震设计提供了有益的参考。     

Grace车队密度散布模型的更正及应用

首先剖析Grace的交叉口车队密度散布模型，发现其错误所在。进而研究车队散布中的密度变化规律，提出正确的密度散布模型。并且将该模型用来推导下游信号灯交叉口绿灯开始被截的车辆数的数学表达式，这个结果可用于相邻交叉口信号灯协调控制。     

基于表面润湿理论的再生剂-老化沥青界面扩散行为评价

为研究再生剂-老化沥青界面扩散行为及其影响因素,采用Wilhelmy吊片法测试了不同温度下再生剂的表面张力及其与老化沥青间的接触角,计算得到润湿过程中的热力学参数浸润功和动力学参数润湿速度（润湿时间）,研究了再生剂自身性质、环境温度及沥青老化程度对界面扩散行为的影响。结果表明：环氧大豆油（ESO）的掺入降低了再生剂的接触角,增大了浸润功,加快了润湿速度,缩短了润湿时间,提升了再生剂的润湿性能,促进了再生剂-老化沥青的界面扩散,而十二烷基苯磺酸（DBSA）的掺入则对再生剂-老化沥青的界面扩散有不利影响;温度对再生剂-老化沥青界面扩散行为影响显著,随着温度升高,再生剂的黏度降低,接触角减小,润湿速度加快,再生剂在较短时间内即可充分包裹老化沥青表面;再生剂表面张力越大,其在老化沥青表面浸润功越大,界面扩散动力越大,扩散过程更易自发进行;再生剂在老化沥青表面的接触角越小,其在老化沥青表面的润湿速度越快,再生剂液滴更容易形成包裹老化沥青表面的再生剂膜;再生剂的黏度越低,流动性越好,其在老化沥青表面的润湿速度越快,有利于再生剂-老化沥青界面的扩散;沥青的老化对再生剂-老化沥青的界面扩散有不利影响,随沥青老化程度的加深,再生剂在其表面的润湿性能下降,界面扩散程度降低。故为保证再生剂对老化沥青的再生效果,在再生剂选择及研发时,应优先选用表面张力更大、黏度更低且与老化沥青间接触角更小的再生剂。     

弯曲荷载作用下水位变动区域混凝土中氯离子扩散规律试验

为了明确氯离子在水位变动区域混凝土中的扩散特性,研究了干湿交替条件和弯曲荷载共同作用下氯离子在混凝土中的扩散规律。试验过程中考虑3个试验因素:混凝土强度等级、弯曲荷载水平、应力性质。试验结果表明:随着混凝土强度等级的提高,氯离子扩散性能降低;随着荷载水平的提高,受拉区混凝土抗氯离子侵蚀的能力降低,受压区混凝土抗氯离子侵蚀的能力有所提高;受拉区混凝土抗氯离子侵蚀能力明显低于受压区;无论承受受压荷载还是受拉荷载,随着时间的延长,氯离子在混凝土中的扩散系数均逐渐降低。     

CA6102型发动机装用半圆,整圆油槽主轴瓦的试验研究

对两台装有半圆，整圆油槽主轴瓦的ＣＡ６１０２型发动机进行了强化试验，并对试验后的主轴瓦及连杆轴瓦进行了表面形貌观测和电子扫描。经分析指出，若使用高锡铝合金轴瓦，则必须提高整机清洁度及改进主轴瓦结构。     

齿轮“点蚀”的正交试验研究

评定碳氮渗齿轮质量好坏的主要参数是渗层深度、表面碳浓度和渗层中碳浓度梯度,而要获得较为准确的渗层深度、合适的表面碳浓度及平缓的碳深度梯度,除了要有正确的碳势、温度和渗碳总时间外,还要有合适的强渗时间与扩散时间之比。齿轮早期磨损点蚀的原因很多,齿轮精度、材料和热处理规范及润滑油选择不当都会造成齿轮早期磨损点蚀。研究齿轮渗碳层深度超出21．67％是否会导致齿轮点蚀,通过正交试验、工艺参数研究、金相检测及碳化物分析,找出合适的工艺参数。     

盾构隧道壁后注浆试验与浆液扩散机理研究进展

盾构隧道壁后注浆具有控制地层变形、确保管片受力均匀等作用,但壁后注浆施工中也常出现隧道上浮、管片破损、螺栓剪断等现象,壁后注浆效果与注浆施工参数的控制密切相关。为达到预期注浆效果,深入研究壁后注浆过程中浆液的扩散机理,提出合理的壁后注浆施工控制策略具有重要现实意义。基于目前国内外学者在盾构隧道壁后注浆浆液扩散机理方面所开展的工作,从现场实测、模型试验、理论分析3个方面进行梳理总结,分析现有研究的进展和不足。在现场实测方面,目前常用的监测手段是探地雷达无损检测法和埋设仪器法;室内模型试验包括整体模型试验和局部模型试验,整体模型试验主要用于模拟盾构掘进过程中的同步注浆施工,局部模型试验主要用于分析浆液固结变形以及压力消散过程;在理论分析方面,当前主要从盾尾间隙特征、浆液流体特性以及浆液-土体相互作用机理研究浆液扩散过程,浆液扩散过程可概括为充填、渗透、压密和劈裂4个阶段,充填注浆浆液的扩散模型主要是环形充填扩散和扇形充填扩散,渗透注浆浆液的扩散模型有球面渗透扩散和柱面渗透扩散,压密注浆浆液的扩散模型有球形压密扩散和柱形压密扩散,劈裂注浆过程很少考虑;在数值计算方面主要侧重于研究盾构壁后注浆对管片受力和地表沉降的影响。最后,分别从盾构隧道断面形式、理论模型的地层适应性、统一扩散理论模型、浆液扩散微观机理等方面展望了盾构隧道壁后注浆浆液扩散机理研究的发展趋势。     

新型涡轮增压器烧结止推轴承材料的研制

研制了涡轮增压器止推轴承烧结黄铜材料和钢背—烧结合金双金属材料。结果表明:与目前使用的锡青铜基材料相比,烧结黄铜具有较高的硬度、拉伸强度和耐磨性能;双金属材料在保持良好摩擦性能的同时,具有更高的强度和承载能力。     

塑料铁皮罐压扁打包机的研究和设计

目前市场上机械化的压扁机已应用得十分普遍了,但基本上都是体积庞大、笨重,费用高昂,是专业处理废弃物的设备。文章研究与设计一种专门针对汽车行业的塑料罐和铁皮罐的压扁打包机,体型小巧简单,对废弃品进行压扁和打包,减少存储空间,节约存放和运输成本。