摘要：采用自行研发的水下激光填丝熔覆装备,在304奥氏体不锈钢板材表面进行激光填丝熔覆试验,并对空气环境和水下环境的熔覆结果进行对比分析,以探索在水下环境进行304不锈钢的缺陷修复.通过XRD,EDS,光学显微镜分析了熔覆层的显微组织、化学成分和物相组成,采用显微硬度仪进行了硬度测试,利用动电位极化与交流阻抗谱技术研究熔覆层电化学腐蚀行为.结果表明,在两种环境下均制备了单层多道熔覆层,且无明显气孔、裂纹等缺陷;熔覆层包括熔覆区、搭接区、相变影响区、熔合区、热影响区,显微组织主要由奥氏体、铁素体、马氏体组成;由于各区域内微观组织及晶粒的大小不同,使得熔覆层硬度呈阶梯分布;在3.5%NaCl溶液中,两种环境熔覆层均呈现出明显的钝化行为,且两种熔覆层耐腐蚀性能相近;所研制的水下激光填丝熔覆装备及工艺,可以满足实际工程对于熔覆层高效制备、成形质量控制及耐蚀性能的要求,可用于水下环境304不锈钢表面的防护与修复.创新点:(1)在300 mm的水下环境采用局部干法水下激光填丝熔覆工艺制备了单层多道无缺陷的熔覆层.(2)分析了水下环境对熔覆层的微观组织演变、物相组成和化学元素的影响.(3)水下环境的单层多道熔覆层的显微硬度和耐腐蚀性能与空气环境制备的熔覆层相近.

摘要：为了真实模拟香菇物料在干燥箱内的热风干燥过程,本实验开发了物料-干燥箱一体化的香菇热风干燥模拟方法,首先通过热风干燥试验探究香菇在不同工况下的干燥特性,得到不同空气温度、空气相对湿度和风速下的定工况条件下香菇干燥动力学模型;其次,为了可以预测任意变工况条件下香菇的干燥过程,推导适用于变工况条件下的香菇干燥动力学导数模型,并采用该导数模型计算得到任意空气温度、空气相对湿度和风速变化下的香菇液态水蒸发速率;然后将香菇内部液态水的蒸发速率与传热传质方程耦合,构建出物料-干燥箱一体化的数学模型,通过求解该数学模型可以得到干燥箱内任意位置空气温度、空气相对湿度、风速和物料水分比随时间的变化规律。最后,基于开发的物料-干燥箱一体化香菇热风干燥模拟方法,求解并分析干燥箱中香菇干燥的特性。结果表明,物料与干燥箱一体化的热风干燥数值模拟方法可以用于准确模拟大批量的香菇热风干燥过程。在干燥过程中,香菇整体存在明显的干燥不均匀性,且随着干燥过程的进行,不均匀程度逐渐降低;在空气流动方向上,越靠近干燥箱顶部或底部,香菇干燥不均匀性越明显;在横向方向上,越靠近干燥箱中部,香菇干燥不均匀性越明显。综上,本研究开发的香菇热风干燥模拟方法在干燥箱结构设计、干燥工艺优化和提高产品质量等方面具有一定的指导意义。

摘要：利用电阻加热(ERH)和土壤气相提取(SVE)耦合技术,针对有机污染土壤,采用COMSOL软件模拟方法对场地加热电极的布置进行优化,以温度为探针,对比物理场种类、电极间距、电极的边界距离、电极个数、耦合物理场边界等因素对土壤温度的影响。结果表明,在固体传热和电磁热的耦合场下的加热效果比单独物理场更好,40 d后温度可达201.20℃。电极间距最优为3 m,升温104.71℃。当边界距离为0.5 m时,边界土层温度能够达到ERH工程要求的100.15~220.15℃。7电极排布相比其他排布方式的升温速率更高,平均温度为153℃,加热更均匀。本研究可为有机物污染土壤场地修复的工程设计提供参数。

摘要：以车载加油油气回收系统(ORVR)碳罐吸附过程的传质传热过程为研究对象,以正丁烷/氮气模拟挥发油气,采用固定床吸附实验测试和CFD数值模拟相结合的方法,结合物种转移模型、层流模型和多孔介质模型,建立了三维非稳态ORVR碳罐的数值模型,以穿透时间和温度为特征量,从腔体体积比和进出口直径两个方面对其结构进行初步优化设计。结果表明,吸附过程床层温度模拟值与实验值偏差率低于7%,双腔体体积比为5∶3时,ORVR碳罐吸附过程中温度升高值相比其他结构低0.9~1.6℃,安全性高;进出口直径为12 mm时,在吸附穿透时间和床层温度升温方面综合性能最好。本研究可为ORVR碳罐结构优化设计提供参考。

摘要：水下原貌修复是核电厂乏燃料水池和内置换料水箱修复的优选方案之一。采用第三代核电站乏燃料水池用S32101双相不锈钢母材以及ER2209不锈钢焊丝,进行了V形坡口激光填丝焊接修复工艺的试验探索,并对焊缝性能进行了综合检测,主要结论包括:激光填丝焊接+激光再热的复合焊接工艺可以获得外观良好的焊缝成形,焊缝组织主要由铁素体及奥氏体构成;参照核电建造标准,焊缝的室温拉伸、高温拉伸、低温冲击、铁素体含量和耐晶间腐蚀性能均满足要求。研究结论为核电厂乏燃料水池和内置换料水箱的水下焊接工艺研究奠定了良好基础。

摘要：针对现有Mini/Micro LED巨量转移运动定位平台不具有轴向微高度调整能力的问题,提出了一种基于轴向平动单自由度洛伦兹磁轴承的复合构型运动定位平台(Motion positioning platform,MPP)。为提高平台轴向悬浮控制带宽与控制精度,设计了“L”型永磁体和倾斜磁化永磁体叠加的多通道磁轴承拓扑构型,利用等效表面电流法建立了气隙区域磁通密度数学模型,得到了影响磁通密度大小和均匀性的结构参数,借助灵敏度分析筛选设计参数并进行优化设计。优化后轴承气隙磁密强度为478.20 mT,气隙磁密轴向波动率为10.6%,分别比原始方案的323.07 mT和10.8%提升48.02%和1.8%。根据优化结果研制了一台基于洛伦兹磁轴承的复合支撑运动平台,并应用于巨量转移设备,进行磁密测量验证和芯片转移效果测试。结果表明,优化方案轴承气隙平均磁密强度为476.75m T,气隙磁密轴向波动率为11.1%,与设计结果相符。转移中使用轴向轴承主动承接芯片,可消除因芯片未完全剥落产生的转移坏点,对提升巨量转移效率和良率有重要意义。

摘要：针对微纳卫星飞轮用单圈磁钢无刷直流电机气隙磁密低且干扰磁密大的缺陷,提出了一种新型双圈磁钢构型的无刷直流电机。介绍了飞轮及新型无刷直流电机的结构和工作原理,基于等效面电流法建立新型无刷直流电机的数学模型,推导了气隙磁通密度公式。采用有限元法对有效气隙磁密和干扰磁密进行了磁密分析,结果表明,与传统无刷直流电机相比,新型无刷直流电机有效气隙磁密由0.45T提高到0.55T,气隙平顶宽度由54°拓宽到87°,干扰磁密由0.31T降低到0.065T,有效提升了电机的稳定性能和力矩输出性能,降低了功耗。

摘要：以3 mm厚6082-T6铝合金板为母材进行激光填丝焊接,研究激光功率与焊接速度对焊缝成型、微观组织及力学性能的影响。结果表明,在激光功率为1800 W、焊接速度为0.9 m/min时,焊缝成型最好。接头显微硬度从母材到焊缝中心呈现先减小后增大的趋势,热影响区处存在明显的软化。接头抗拉强度可达300 MPa,伸长率为3.60%。在焊缝背面熔透的条件下,随激光功率增大或焊接速度减小,焊缝的整体成型质量逐渐变好,焊缝中心晶粒尺寸增大,力学性能变差。同时随着激光功率增大,接头气孔数量、尺寸及气孔率均增大。由于6082铝合金本身具有较高的热裂纹敏感性,而且在填丝焊过程中加入Zn,易形成低熔点共晶相,在热循环作用下局部液化导致沿晶开裂。

摘要：我国现役超超临界(Ultra-supercritical,USC)火电机组锅炉受热面管系中有大量由铁素体耐热钢与镍基合金/奥氏体耐热钢构成的异种钢焊接接头(Dissimilar metal welded joints,DMWJs)。生产实践表明,大量的DMWJs在服役7万~10万h后发生早期失效,使用寿命远低于设计寿命30年或20万h。DMWJs早期开裂事故的频发,不仅对机组的安全运行造成极大危害,而且给发电企业带来了巨大的经济损失和负面的社会影响,同时也反映了当前对异种钢焊接,尤其是DMWJs高温服役性能的认识仍存在不足。为深入解析DMWJs的早期失效原因,回顾并总结了国内外近20年对9-12%Cr钢/镍基合金、9-12%Cr钢/奥氏体耐热钢DMWJs在高温蠕变、高温疲劳等高温力学性能方面的研究结果;分别从环境温度、加载应力、DMWJs的热力学特性、焊接残余应力、微观组织演变等方面,总结了不同因素对DMWJs高温断裂模式和断裂特征的影响,详细阐述了DMWJs在高温蠕变和疲劳条件下的断裂机理,归纳了当前较流行的高温断裂损伤物理模型及其发展应用。最后,本文建议了两种较为有效的可改善接头高温力学性能的方法,并对未来的研究方向进行了建议和展望。

摘要：针对水下应急修复提出了一种压力环境水下激光熔覆表面修复技术。通过常压环境的正交实验得到了一组最优工艺参数,利用最优工艺参数进行激光填丝熔覆实验,并对熔覆层进行检测分析。结果表明:熔覆层宏观形貌良好,内部无明显缺陷;熔覆层微观组织主要由贝氏体和马氏体组成,力学性能良好,硬度分布均匀;先沉积的熔覆层硬度低于后沉积的部分。通过高压焊接实验舱模拟水下压力环境并开展了高压熔覆实验,证明激光填丝熔覆工艺在高压环境下有较好的适应性,熔覆层成形良好。