美国铁路激光熔凝钢轨的在线试验

研究目的:我国重载货运线路年运量目前已接近5亿吨,利用激光表面工程技术来改善轮轨关系,延长钢轨大修周期,已成为一个迫切的任务.当今我国该领域在实验室和现场研究应用较多的是激光相变硬化技术、激光熔覆技术,轮轨表面激光熔凝技术的研究应用在国内还鲜有资料.本文详细介绍美国联邦铁路局研究发展处2007年5月公布的激光熔凝钢轨的环线铁路试验及事后分析研究报告,以供给国内研究者参考和借鉴.研究结论:(1)激光熔凝钢轨失效的原因是源于激光加工引起的裂纹在疲劳条件下的不断扩展;(2)激光重熔搭接带是残余应力促进裂纹形成和传播最敏感的区域;(3)激光熔凝钢轨上道前一定要进行完整的金相评价以决定它们的完整性.     

基于Al-Si-Cu-Mg-Zn合金的套管式储热系统设计

本文针对应用在太阳能热发电中的以Al-Si-Cu-Mg-Zn合金作为相变储热材料、以空气作为传热介质的储热室结构进行了研究设计。合理的结构设计可以提高储热室的热交换能力、提高储热效率、延长储热系统寿命、增强系统运行稳定性。本储热系统针对金属相变储热材料采用一种新型的套管式结构。此外,本文设计了优良的保温材料组合,探讨了铝合金管道材料的合理选择,管道中储热材料的密封等一系列相关问题。经过计算比较,使用硅酸铝耐火纤维和膨胀珍珠岩70号一等品组合作为储热室保温材料,能有效降低储热室热量损失,并减少保温层厚度;陶瓷内衬复合钢管材料可作为铝合金储热材料的管道材料。     

隧道湿热环境下冷却服相变材料试验研究

为寻找合理冷却服类型及冷却材料,为高温高湿隧道环境中施工人员的生命健康提供保障,分析高温高湿环境对人体生理指标、舒适性的影响及目前主要的降温措施;并根据相关行业卫生标准,对国内外冷却服的发展现状进行调研。最后,对相变材料进行试验分析。认为应对隧道高温高湿环境,应选择相变冷服,并提出相变材料改进方向。     

CuAlBe合金的M相变及其内耗特性

本文用电阻法和ＤＳＣ法测量了ＣｕＡｌＢｅ合金的Ｍ相变，并用扭摆法测试其内耗温度谱，内耗应力应变振幅谱及内耗频率谱以研究合金的内耗特性。     

蓄冷材料应用于舰船空调的数值仿真

为了研究蓄冷材料在舰船空调系统中的应用,分别对冰和某型高温相变蓄冷球两种材料的蓄释冷过程用有限元分析方法进行了模拟仿真,找出蓄冷量和蓄释冷时间的变化规律,并分析比较两种材料的蓄释冷的性能,结果表明：采用高温相变材料,其蓄冷周期短,制冷机组相对较节能,可满足水面舰船蓄冷空调的要求.     

新型相变水泥砂浆热力学性能研究

为降低温度变化对隧道水泥砂浆材料强度和变形的影响，在隧道工程中引入具有自调温能力的相变材料，制备成相变材料水泥砂浆。首先,将石蜡、高密度聚乙烯和膨胀石墨熔融共混，获得复合相变材料；然后，掺入水泥砂浆中，得到新型相变水泥砂浆。通过搭建热响应测试平台，分析其热应变随温度变化规律，评估其蓄热性能,并对比得出相变材料对不同水灰比砂浆试样的热力学性能影响。结果表明： 复合相变水泥砂浆能发挥相变材料的蓄热性能，其相变潜热为34.82 J/g，热应变比普通水泥砂浆材料最大降低36.63%。相变材料的掺入有效降低了试样的表面温度和热应变，这对改善水泥砂浆材料的温度变形及控制裂缝的发展具有重要作用，可为能源地铁隧道及其裂缝修复等提供新型材料。     

基于DMA方法的相变改性沥青黏弹特性及低温性能研究

为了探究相变改性沥青的黏弹特性与低温性能，采用DMA方法进行了频率扫描试验和温度扫描试验，对试验结果进行了统计分析，测定计算了不同掺量的相变改性沥青的储能模量、损耗因子扫描曲线及玻璃态转变温度，分析了相变改性沥青的黏弹特性，通过沥青弯曲蠕变劲度试验，研究了相变改性沥青的低温性能，并对黏弹特性和低温性能进行了相关性分析。研究结果表明：相变材料的加入可降低沥青的玻璃态转变温度、储能模量和蠕变劲度模量，提高损耗因子和蠕变劲度变化斜率，可提升沥青“黏性”分量，改善低温性能；相变改性沥青的储能模量、损耗因子和玻璃态转变温度均与蠕变劲度模量存在良好的相关性，可利用黏弹特性指标对相变改性沥青的低温性能进行评价。     

X65管线厚板控制冷却时的相变效应

为明确相变效应对X65管线厚板控制冷却的影响,通过开发线性混合热膨胀模型、拓展Avrami相变动力学模型和应用Leblond模型建立了热力耦合有限元模型.用该模型研究了X65管线厚板在上下层流冷却系数分别为3和1 kW/(m2.K)的非对称控制冷却时,相变效应对温度、残余应力和应变的影响.结果表明:相变期间,潜热减缓心部和下表面的冷却速度达50%、25%;潜热和TRIP效应分别产生峰值为89、-89 MPa,并且130、-170 MPa的应力可减小整体残余应力;相变膨胀产生峰值为723、-479 MPa的组织应力决定了整体残余应力大小及分布.     

毛细相变流体回路中蒸发器的预热启动特性研究

通过分析毛细管内液柱的动量方程,从力平衡的角度获得毛细相变流体回路系统的启动判别条件,并建立蒸发器的三维导热模型来研究系统的启动特性.研究表明:蒸发器的启动预热时间随启动热流的增大而减小;减小液体补偿腔的高度可以加快蒸发器的启动过程,且启动热流愈小该现象愈显著;在较低的启动热流条件下,减小蒸气槽道的宽度,可以减小启动预热时间,改善蒸发器启动性能,而在较高的热流密度下,其对蒸发器的启动性能影响不大.