摘要：多孔储液介质是启发自关节软骨的仿生摩擦材料,因具有良好的自润滑性能,在工业生产中发挥着重要作用。早期多孔储液介质多是针对不同基体材料及骨架结构进行优化设计,或是根据单因素理想边界建立润滑数值模型,对多孔储液介质的润滑机理缺乏系统的理论描述,限制了其大规模的工业应用。根据不同的结构形式和润滑机理,将多孔储液介质分为有限直孔储液介质和随机多孔储液介质,总结了有限直孔储液介质中空化现象、流体运动、惯性效应、气-液耦合对润滑性能的影响,论述了基于渗流力学、流-固耦合作用的随机多孔储液介质自润滑理论的发展,以及多孔储液介质的应用现状。分析和讨论了多孔储液介质自润滑机理研究的难点问题,对推动多孔储液介质润滑机理的研究和工程实践应用具有重要的参考意义。

摘要：多孔储液介质凭借其独特的孔隙结构可以储存并释放润滑介质,具备良好的自润滑性能.利用计算流体力学(CFD)方法研究了孔隙深度对多孔储液介质摩擦界面流体压力分布的影响;考虑气-液界面的弯月面力作用,研究了不同孔隙深度的多孔储液介质气-液承载模型以及气-液二相的最小压差分布规律.基于模拟计算结果,采用3D打印技术制备了不同孔隙深度的多孔储液介质,进一步考察了孔隙深度对其摩擦学性能的影响.CFD模拟结果表明合理设计孔隙深度能够增强多孔储液介质的流体动压润滑效应,孔隙深度较低会使得润滑升力不足,孔隙深度过高又会使得孔隙中流体产生回流循环,削弱楔形效应.气体进入多孔储液介质摩擦副表面后,在孔隙中形成气-液二相受压承载,其最大承载力随着孔隙深度的增加先升高后趋于平稳,但孔隙深度越小,对润滑作用的积极效果越显著.摩擦试验表明多孔储液介质的摩擦系数随着孔隙深度的增加呈先降低后增加的趋势,与模拟计算结果一致.因此合理设计多孔储液介质的孔隙深度,能优化多孔储液介质的润滑性能.

摘要：为了提升微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)技术在海洋环境下对钙质砂的加固效果,在以往研究的基础上,设计进行了人工海水环境下巴氏芽孢杆菌多梯度人工驯化培养试验,并结合MICP固化钙质砂柱的力学试验和微细观结构分析,对巴氏芽孢杆菌的驯化效果进行了综合评价。结果表明:(1)海水环境下五梯度驯化后细菌的菌液浓度可达到淡水环境的97%以上,其与胶结液作用后碳酸盐的生成量较淡水环境下有一定幅度提高;(2)驯化后的巴氏芽孢杆菌具有很好的温度适应能力,在10~30℃温度下均有较好的MICP性能;(3)海水环境下加固的钙质砂柱无论是碳酸盐生成量还是无侧限抗压强度均较未驯化前高,尤其是五梯度驯化后的细菌,驯化后的细菌菌体变小,在海水环境生成的碳酸盐(碳酸钙和碳酸镁)晶体更小,更加致密,能更好地填充钙质砂颗粒的孔隙并胶结相邻的钙质砂颗粒,具有更优异的MICP性能。相关研究思路和方法可为MICP技术在海洋环境钙质砂地基加固方面的研究与应用提供参考。

摘要：氧化钨(WO_(3))一直是太阳能驱动CO_(2)减排领域的一种备受关注的催化剂.作为一种无毒、廉价的n型半导体,WO_(3)可以吸收大约12%的太阳光,因此被认为是最具吸引力的光催化候选材料之一.然而,WO_(3)的红外响应性能受到带宽(Eg=2.5‒2.8 eV)的限制,从而影响其光热催化条件下CO_(2)的还原活性.因此,在太阳能驱动的WO_(3)催化CO_(2)还原反应中,主要生成C1产物(包括CO,CH_(4)),很少有C2烃类产物的报道.本文采用一锅法合成了WO_(3‒x)纳米片,并利用X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电镜、电子自旋共振和拉曼光谱表征了其基本结构.光致发光光谱表明,WO_(3‒x)比WO_(3)有更强的光生载流子分离能力和更弱的载流子复合能力,这与WO_(3‒x)更强的光电流响应和更小的阻抗一致.此外,CO_(2)吸附和程序升温脱附结果表明,氧空位的存在使WO_(3‒x)具有更强的CO_(2)吸附能力和更弱的CO_(2)脱附能力,这为CO_(2)高效参与反应并实现C‒C偶联生成C2产物提供了条件.另一方面,氧空位的引入有效地拓宽了WO_(3)材料的光响应范围,漫反射光谱结果表明,WO_(3‒x)材料对红外光的吸收能力更强.由此造成的热效应通过热成像数据显示出来,WO_(3)的光热平衡温度为92.3°C,WO_(3‒x)的平衡温度可达177℃.在光热协同催化下,辐照4 h后,WO_(3‒x)产生的C_(2)H_(4)和C_(2)H_(6)分别达到5.30和0.93μmol·g^(–1),生成C2产物的选择性大于34%.采用光热催化CO_(2)还原生成产物的产量远高于同样温度下热催化反应结果,说明WO_(3‒x)较好的CO_(2)还原性能得益于光诱导的光热催化性能.最后,通过原位傅里叶红外光谱以及理论计算,进一步考察了WO_(3‒x)光热催化得到C2产物的反应路径:催化剂吸附CO_(2)后,光生电子还原CO_(2)得到-COOH,-CHO,-CH3中间体,WO_(3)上的中间体容易发生脱附,并生成CH4和CO产物;而WO_(3‒x)表面存在的大量氧空位为-CH2/-CH3进一步偶联生成C_(2)H_(4)/C_(2)H_(6)提供了条件.具体反应路径为:CO_(2)→COOH→CHO→CH2/CH3→C2H4/C2H6.综上,本文采用WO_(3‒x)光热催化CO_(2)还原可高效制备C2产物,分析了反应机理,为设计太阳能驱动的高活性CO_(2)还原C‒C偶联催化剂提供了新思路.

摘要：与单线圈电磁翻边成形相比,双向加载式电磁翻边成形的电磁耦合更加复杂,导致系统的鲁棒性降低,易出现屈曲问题。为此,对屈曲现象形成的原因进行分析,发现轴向线圈在翻边区域产生的磁通的分布差异过大是形成屈曲的主要原因。采用优化轴向线圈结构参数的方法,建立仿真模型,设计探究方案,揭示轴向线圈结构参数对双向加载式电磁翻边成形的影响规律,而后根据仿真分析结果选择表现较佳的参数组合形成新方案。将原方案与新方案的双向加载式电磁翻边成形结果进行对比,结果表明:轴向线圈参数优化后的双向加载式电磁翻边方案在更宽的放电范围内保持成形效果良好,成形性能得到了改善,拥有更强的鲁棒性。

摘要：大模数齿轮齿条驱动式起升机构服役环境和运行工况复杂、系统组件之间的相互耦合性日益增强,在多齿-单齿-多齿交替的运行周期中,单齿啮合较多齿啮合承载应力更大,因此,需要对单齿啮合的强度和刚度变化进行分析,提高齿轮齿条副承载能力研究的准确性。以三峡升船机为研究对象,搭建立式齿轮齿条起升机构传动系统工况模拟实验台,研究其中6种工况,对齿轮齿条起升机构的接触强度和弯曲强度进行理论分析,使用有限元软件对单齿工作期间内的两种应力及刚度变化进行仿真分析,并与理论分析进行比较,最后通过实验验证理论与仿真的准确性,误差均在10%左右。仿真分析结果表明:各工况下单齿啮合刚度随着转角和载荷的增加而增大,强度的变化趋势与其一致。

摘要：针对点式波浪采集系统中齿轮传动系统动力学特性及动态可靠性问题,结合中国海域波浪的波况特点,考虑波浪的随机性和不稳定性,在模拟实际波浪激励的基础上,建立了齿轮传动系统的动力学模型,求解了随机波浪载荷作用下的系统动态响应。采用雨流计数法,统计分析了齿轮接触应力的时间历程,得到了各齿轮副接触应力谱和概率分布函数。基于应力-强度干涉模型随机过程函数,采用Monte Carlo方法计算分析了齿轮传动系统的可靠度随时间的变化规律。结果表明,在20年内齿轮传动系统的可靠度随着时间的增加逐渐降低,最终可靠度均在0.8左右,齿轮5对传动系统可靠性的影响最大,为了使波浪能发电传动系统正常运行,应该及时更换齿轮5。

摘要：库岸边坡消落带岩体处于长期水-岩作用和频发中低强度水库地震作用之下,岩体的力学特性劣化直接影响库岸边坡的动力响应及抗震能力。基于此,模拟库岸边坡消落带的环境条件,设计进行了模拟库水位周期性升降变化过程的水-岩作用试验,在试验过程中采用循环加卸载方式模拟地震作用的影响,并重点考虑了水-岩和循环加卸载的次序作用。研究结果表明:(1)在水-岩作用下,岩样的动力参数总体呈先陡后缓的指数形式变化,考虑水-岩和循环加卸载次序作用后,岩样动力参数的劣化速度和劣化趋势明显增大,说明频发中低强度水库地震对长期处于水-岩作用环境的岸坡岩体损伤发育有明显的促进作用。(2)在水-岩作用和循环加卸载作用下,岩样的微细观结构由密实状态逐渐趋于松散,对应的完整性劣化系数和次生孔隙率亦呈现先陡后缓的变化趋势,其中,周期性水-岩和循环加卸载次序作用下岩样的微细观结构变化最显著,含初始循环加卸载损伤的岩样次之,单独水-岩作用下岩样的变化趋势最小,不同方案下岩样微细观结构的变化及差别也决定了其动力特性的劣化规律。(3)在长期水-岩作用和频发中低强度水库地震作用下,库岸边坡岩体内部的损伤会逐渐累积发展,直接影响库岸边坡的动力响应特性及抗震能力,因此,在库岸边坡长期抗震性能分析评价中,应该比较系统地考虑岸坡岩体动力特性的劣化规律。

摘要：选择性激光烧结技术制备的石墨预制体致密度不高,且内部疏松多孔导热系数也相对较低。本文通过改变选择性激光烧结工艺参数制备了相对密度在18.78%~24.95%的多孔石墨预制体,并利用瞬态平板热源法测定其在室温下的有效导热系数,研究了激光能量密度对选择性激光烧结石墨预制体导热性能的影响。结果显示在0.05~0.15 J/mm^2之间激光能量密度与导热性能呈正相关的关系,而在能量密度小于0.136 7 J/mm^2时预制体的相对密度随着能量密度的增大而增大,当能量密度大于0.136 7 J/mm^2时预制体相对密度基本不变。通过引入能量密度与导热系数的相关系数,建立了激光能量密度与多孔石墨预制体导热系数相关的导热理论模型,并通过实验验证导热模型有效性。结果显示所建导热模型的预测值与多孔SLS石墨预制体实际测量值偏差小于1.5%。

摘要：为探讨红河(元江)流域的典型洄游鱼类游泳能力,给过鱼设施修建设计和鱼类行为学研究提供基础参数,本研究以该流域的野生暗色唇鲮(Semilabeo obscurus)、华南鲤(Cyprinus carpio rubrofuscus)和红魾(Bagarius rutilus)3种鱼类(体长范围0.05~0.45 m)为研究对象,在野外现场布置游泳能力测试水槽分别测试了感应流速、临界游泳速度和突进游泳速度.研究结果表明:(1)对比绝对游泳能力与体长相关性,3种鱼的相对游泳能力与体长的相关性更高,均呈显著负相关;(2)3种鱼之间的游泳能力存在差异,红魾的感应流速最大,为(0.10±0.01)m/s,华南鲤的临界游泳速度最大,为(0.66±0.01)m/s,华南鲤的突进游泳速度最大,为(1.48±0.18)m/s;(3)拟合趋流率与水流速度的相关曲线,所有测试鱼的趋流率与流速的函数关系为Pre=19.80 V-1.13(R 2=0.96,P<0.05),得出95%目标鱼的趋流速度为0.11 m/s;利用生存分析方法,得出95%目标鱼累积疲劳的临界和突进游泳速度分别为0.58、1.01 m/s.(4)当以暗色唇鲮、华南鲤和红魾为主要过鱼对象时,建议过鱼设施的内部流速不应小于0.1 m/s,入口的设计流速范围为0.6~1.0 m/s,休息区域的流速范围为0.1~0.6 m/s,孔口或竖缝等高流速区的设计流速不宜超过0.8 m/s,若过鱼设施孔口边壁或底部加糙,可适当增至0.8~1.0 m/s.本研究中红河(元江)流域鱼类游泳能力等资料为过鱼设施修建及珍稀鱼类保护提供了数据支撑.