实时高温作用下花岗岩冲击压缩力学特性研究

为研究实时高温作用对花岗岩冲击力学特性的影响，以川藏铁路色季拉山施工区域加里东期花岗岩为研究对象，利用分离式霍普金森杆（SHPB）及同步箱式电阻炉，对20～800 ℃实时高温下的花岗岩试件进行冲击压缩试验，分析高温作用及加载应变率对试件破碎特征、动态抗压强度及能量吸收情况的影响，基于粉晶X射线衍射分析矿物成分变化与花岗岩动力学强度的内在关联。研究表明:20～400 ℃高温试件以脆性劈裂破坏为主，碎片形态呈纺锤形，两端尖锐，而600 ℃高温试件以塑性破坏为主，形状趋于圆钝；试件峰值应力随温度升高具有先增大后减小的变化趋势，200 ℃时达到强度阈值，随后持续降低；单位体积岩石耗散能与加载应变率呈线性正相关关系，与温度呈二次函数关系，与峰值应力呈指数关系，拟合效果良好；石英、云母和长石三种主要矿物成分的含量波动、相态变化等因素共同导致花岗岩动力学强度在200 ℃后逐步劣化。     

混凝土高温动态劈拉行为细观数值分析

为研究高温作用下混凝土的动态劈裂拉伸破坏行为，考虑了力学性能的高温退化与应变率增强效应的联合作用，结合混凝土材料内部非均质性，建立了细观尺度数值分析模型与方法。将该数值方法分为两个步骤:首先对混凝土进行热传导行为模拟，进而将输出结果作为初始条件对混凝土动态劈裂拉伸行为进行细观模拟。在模拟结果与已有试验现象良好吻合的基础上，分析了高温下混凝土动态劈裂拉伸行为及其细观破坏机制，对比了不同应变率及加热温度下混凝土的劈裂拉伸应力-应变关系，揭示了混凝土应变率效应与温度退化效应的相互影响规律。研究结果表明:(1) 高温作用后，试件损伤区域较常温下更集中；(2) 名义应变率较大时，破坏过程急促，常温下骨料发生破坏，而经历高温后骨料基本没有破坏；(3) 由于混凝土试件细观结构的非均质性，其内部应力呈枣核状不连续分布；(4) 相比于应变率效应，混凝土劈裂拉伸强度受温度退化作用的影响更显著。     

无定形水化硅酸钙纳米压痕模拟及卸载段处理

基于预测水泥及其水化物体积性能的简化物理模型Wittmann模型，结合分子动力学研究方法，构建水 化硅酸钙(C-S-H)凝胶模型用来模拟纳米压痕实验．在弛豫阶段使用高温淬火方法将模型转变为无定形态，并 测定模型高温淬火前后的径向分布函数，确定了无定形态下的水化硅酸钙(C-S-H)压痕模型，计算得出荷载深 度曲线 （P-h 曲线）．考虑到高温淬火对模型内粒子热力学运动的影响以及带来的位错效应，分别采用 OliverPharr方法与 Cheng-Cheng 方法对荷载深度曲线的卸载段进行分析处理．其中 Oliver-Pharr方法计算得到硬度 H 为 0.92 GPa，折合模量 Er为 29.56 GPa；Cheng-Cheng方法计算得到折合模量 Er为(34.92±7.57) GPa．与文献结 果及标准试块实验结果进行对照，探究两种计算方法的合理性及适用范围，并提出研究展望     

水冷却对高温花岗岩的细观损伤及动力学性能影响

为探讨高温花岗岩经水冷却后的细观结构损伤及动态力学性能，对水冷却后高温花岗岩开展波速和核磁共振测试，分离式霍普金森压杆冲击试验，以及冲击破碎试样的扫描电镜观察，分析比较不同状态下花岗岩波速、孔隙度和动力学参数的变化规律。研究发现:随着温度升高，经水冷却处理后高温花岗岩波速非线性下降，大孔径孔隙度分量增大，且水冷却后试样的孔隙孔径尺寸和数量均大于自然冷却；水冷却后高温花岗岩动力学参数呈现出随着温度升高，峰值应力减小，峰值应变增大，弹性模量则先增大后减小的规律；由于水冷却使高温花岗岩表面温度急剧降低，产生额外的温度应力，花岗岩内部损伤加剧，表现出更低的波速与峰值应力；而水的冷淬作用一定程度上提高了表层花岗岩的硬度，降低了高温后花岗岩的塑性能力，与自然冷却相比水冷却后花岗岩的峰值应变减小，弹性模量增大，表现出脆性破坏特征。在温度低于400 ℃时，冷却方式对冲击裂纹影响不大，随着温度升高到800 ℃，自然冷却后花岗岩冲击断面呈蜂窝状，而水冷却后冲击断面则相对平整。     

碳化物抗氧化稳定性及其与基体的协同作用对Cr—Ni合金铸铁高温耐磨性的影响

通过改变Cr-Ni合金铸铁中共晶碳化物的抗氧化稳定性,在可控气氛高温磨料磨损试验机上研究了碳化物及其与基体的氧化协同性对合金耐高温磨料磨损能力的影响。结果表明：碳化物的抗氧化稳定性以及碳化物与基体的氧化大无畏同性对合金在大气气氛中的高温耐磨性起着重要的作用。在Cr-Ni合金铸铁中,碳化物在高温氧化气氛中将优先于合金基体发生氧化腐蚀,使合金的耐磨性得到极大损害,因此,使碳化物与合金基体在高温下保持协同的高温稳定性对合金的高温耐磨性非常有利。     

高温固体润滑研究的现状及发展趋势

从高温固体润滑剂及高温自润滑材料等方面对高温固体润滑的研究现状进行了综述,并在此基础上提出了高温摩擦学领域的几个值得注意的问题。     

SiC—Ni—Co—Mo—PbO系高温自润滑金属基陶瓷材料摩擦学性能的试验研究

采用粉末冶金工艺中和中频励套感应力高温快速热压法制备了ＳｉＣ－Ｎｉ－Ｃｏ－Ｍｏ－ＰｂＯ系高温自润滑金属基陶瓷材料，并且对这种材料的机械性能和摩擦磨损性能进行了试验研究。同时还就其高温自润滑机理作了分析与探讨。     

高温条件下材料与结构力学行为的研究进展

本文回顾了最近10年来材料与结构高温力学行为若干热点问题的研究进展,包括高温下材料力学行为的多尺度特性、多组元材料的蠕变力学性能、拘束条件下的高温断裂理论、高温下的结构安全评定理论等。指出：为了保障重大高温装备的安全运行,并为高技术工艺装备的实现提供理论支撑,必须实现时间尺度与空间尺度上的事件的转换与关联,解决高温材料老化的物理化学动力学问题,理清应力应变场与化学动力学过程的相互作用;应强化材料界面缺陷及高温结合强度的微观测量方法与理论分析的研究;需要进一步研究损伤影响下的实际蠕变裂尖应力场,精确描述拘束效应的蠕变裂纹扩展速率模型,以进一步建立拘束下的高温断裂理论;在高温结构的安全评定方面,在目前的失效评定图基础上引入与材料、结构同时关联的损伤维度（时间相关）,可望实现较为复杂损伤机制下的失效评定。     

等离子喷涂高温自润滑涂层的发展概况

为了满足高新技术发展的需要，研制从常温到８００℃乃至１０００℃都具有良好摩擦学性能的固体润滑材料，是高温固体润滑领域的一个重要研究课题，而开展等离子喷涂高温自润滑涂层的研究，则是达到这个白的有效途径之一。因此，在已有研究工作的基础上，通过文献调查对国内外等离子喷涂高温自润滑涂层的发展概况作了综合介绍与评述，并就其基（连续相）润滑相和耐磨相等进行了比较全面的分析与讨论，结论认为，要加速解决了工程实际     

THE MECHANISM OF EXPLOSIVE SPALLING OF HIGH STRENGTH AND HIGH PERFORMANCE CONCRETE EXPOSED TO ELEVATED TEMPERATURE

高强高性能混凝土已得到广泛应用,然而高温或火灾下的性能衰减与爆裂成为制约其应用的瓶颈问题,高温爆裂破坏机理尚不清楚. 该文对国内外高温或火灾下高强高性能混凝土爆裂机理的研究进行综述,阐述了蒸汽压、热应力、热开裂3 种热爆裂机理及其影响因素,分析了目前研究存在的困难与挑战. 提出建立一个以蒸汽压致爆机理为主,热应力和热开裂机理为辅的多因素耦合的爆裂模型来定量分析高强高性能混凝土的高温爆裂机理.     

稀土元素的摩擦学研究发展概况

本文对稀土元素的摩擦学研究发展概况作了综述与讨论,主要涉及的是稀土金属及稀土无机化合物和稀土配合物作为润滑油、脂及润滑涂层的添加剂的摩擦学特性,并对稀土无机化合物的高温润滑特性、稀土金属及其化合物在高温涂层中的应用作了简要讨论,最后还提出了稀土的摩擦学研究中当前值得注意的几个重要课题。     

沥青混合料高温变形特性的实验研究

利用先进的ＭＴＳ和加州揉搓压实机对沥表混合料的高温变形特性进行了系统的研究。分析了沥青混合料的高温变形规律，测定了为生产所急需的动态修正系数，并首次建立了沥青混合料黏滞劲度模量Ｓ＿（ｍｉｘ，ｖ）与温度Ｔ的转换方程。     

气相沉积TiN和Ti（C,N）镀层的热磨损性能

气相沉积法制取的ＴｉＮ和Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）镀层在室温工作的磨损部件上得到了广泛的应用，但对其在高温下的磨损性能之研究却还很少。为了探讨其在高温磨损下应用的可行性，利用ＳＲＶ滑动摩擦磨损试验机和改进型Ｔｉｔｔａｇａｌａ热冲击磨损试验机，对以热作模具钢３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ为基体的气相沉积的ＴｉＮ和Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）硬质镀层的热磨损性能进行了试验研究，同时还通过多种表面分析手段对膜基体系的失效机制作了观测与讨论，结果表明，ＴｉＮ和Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）镀层都具有良好的高温耐磨性，在８５０℃以上的高温条件下，几种有镀层试样的热冲击磨损量都明显地比无镀层３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ试样的低。ＳＲＶ高温滑动摩擦磨损试验发现，镀层的高温软化和氧化都不明显；只有当膜基界面结合不良或膜基体系的承载能力不足时，才会发生镀层的剥落或碎裂。     

高温封隔器胶筒与套管接触压力的实验研究

本文利用所研制的高温封隔器测试装置,应用高温电阻应变测试技术与有限元相结合的方法,研究了油井高温封隔器胶筒与石油套管内壁接触压力大小和分布规律,为优化高温封隔器的设计,提供有价值的数据。     

材料高温力学性能理论表征方法研究进展

随着科学技术的迅猛发展,材料在高温领域的应用越来越广泛。然而高温下材料的力学性能和常温相比有很大差异,材料的高温力学性能研究和表征已成为当前的研究热点。论文文对材料在高温下力学行为理论表征方法研究的最新进展进行了总结和回顾。着重介绍了近年来高温陶瓷材料的断裂强度、金属材料的屈服强度、弹性模量与本构关系的温度相关性理论表征方法的研究进展。最后,总结已有研究工作的特点和不足之处,对材料高温力学性能理论表征方法的后续研究进行了展望,就进一步研究提供建议。     

高温后钢筋与混凝土粘结性能试验与损伤机理分析

钢筋与混凝土的高温粘结性能是研究钢筋混凝土结构抗火性能的基础,通过制作15个立方体混凝土试块和11个中心拉拔粘结锚固试件,分别进行200~800℃高温后抗压试验和拔出试验,研究了经历不同温度后混凝土抗压强度和与钢筋粘结性能的变异情况。对历年来高温后混凝土粘结试验数据进行了统计分析,并通过有限元拟合对试验温度场进行了修正,总结了高温后钢筋与混凝土粘结性能的退化规律和影响因素,同时比对了高温后粘结强度与混凝土抗压强度、弹性模量和抗拉强度的相关性。基于现有高温后混凝土材料微观试验结果,从微观结构层面解释了宏观粘结性能变化规律,并分析了高温后粘结性能微观损伤机理。结果表明:高温后钢筋与混凝土的粘结强度随着温度升高呈现下降的趋势,且与高温后混凝土抗拉强度衰减规律相近。同时,高温后混凝土残余粘结强度与混凝土高温微观结构密切相关,与水泥凝胶体HCP孔隙率之间具有良好的相关性。     

单向应力状态下钢材高温分析的损伤模型

本文结合结构钢材火灾高温分析的特点，通过对Ｌｅｍａｉｔｒｅ关于常温下金属材料延性损伤模型和修改，提出一种适用应力状态下钢材高温分析的损伤模型，为进行钢框架在火灾高温作用下及火灾冷却后的２和损伤分析提供可能性。     

高温环境下结构模态试验技术

由于高超声速飞行器长时间在大气层内工作会面临恶劣的气动热环境,飞行器结构地面模态试验必须考虑高温影响,但高温环境下结构模态试验远比常规试验复杂,目前仍存在很多技术难点亟待解决.本文首先对高温环境下的结构模态试验技术国内外发展现状进行了综述,详细分析了现有的高温环境下结构模态试验中的激励力与振动响应测量技术的特点及适用性,最后展望了高温环境下结构热模态试验技术的发展方向和研究重点.     

高灵敏度,高温全息云纹光栅及其应用

本文简要介绍了高灵敏度，高温全息云纹光栅技术，主要包括旋转点光源激光全息干涉制栅系统，折射率介质超高频光栅制作技术，双镀层抗高温氧化制栅技术，耐高温光刻胶模板及转移技术，现场变形栅转移技术。在此基础上还给出了高灵敏度，高温全息云纹光栅的几个典型应用实例     

ADVANCE OF EXPERIMENTAL TECHNOLOGIES FOR STRUCTURAL MODAL TEST IN HIGH TEMPERATURE ENVIRONMENTS

由于高超声速飞行器长时间在大气层内工作会面临恶劣的气动热环境,飞行器结构地面模态试验必须考虑高温影响,但高温环境下结构模态试验远比常规试验复杂,目前仍存在很多技术难点亟待解决.本文首先对高温环境下的结构模态试验技术国内外发展现状进行了综述,详细分析了现有的高温环境下结构模态试验中的激励力与振动响应测量技术的特点及适用性,最后展望了高温环境下结构热模态试验技术的发展方向和研究重点.