不同介质中电爆炸金属丝断路开关性能的实验研究

进行了不同绝缘介质，如空气、N2、去离子水、变压器油等对电爆炸丝断路开关性能影响的实验研究，结果表明要提高电爆炸金属丝断路开关的性能，除了选用合适的电路参数、金属丝尺寸以外,还必须选用高性能的绝缘介质。     

电子封装技术中金属基板结构的热失效行为研究

本文将电子散斑干涉与有限元数值计算相结合，对金属基板结构的热失效行为进行了研究。获得了低维氧化物绝缘薄膜的热失效温度，以及失效过程中基板表面的变形分布；测定了25μm厚度绝缘氧化薄膜的热膨胀系数，室温下弹性模量和失效应力等三个重要的材料常数；结合实验所测定的材料常数和研究的基板结构及性能，用有限元数值方法，模拟计算了绝缘氧化薄膜在不同缺陷形状时的失效过程。并给出了不同温度下绝缘氧化薄膜的最大应力集中值。     

两种含硫硼酸酯的合成及十二胺对其抗磨性能的影响

人们已对有机硼酸酯的减摩抗磨性能作了许多研究，但还很少见有含硫硼酸酯减摩抗磨性能之研究的文献报道．因此，合成了两种分子链烷基中含硫的有机硼酸酯，利用四球试验机和ＭＨＫ－５００型环－块试验机考察了它们添加到基础油（四球试验和环－块试验使用的基础油分别为液体石蜡和正十四烷）中的抗磨性能，以及十二胺对它们抗磨性能的影响，并用Ｘ射线光电子能谱仪对摩擦表面的元素组成和硼、硫元素的化学结合状态进行了分析，四球试验表明，含硫硼酸酯的承载能力比不含硫硼酸酯的更高；环－块试验表明，含硫硼酸酯的抗磨性能比不含硫硼酸酯的差．十二胺的加入能够明显提高含硫硼酸酯的承载能力和抗磨性能，Ｘ射线光电子能谱分析发现，在摩擦表面膜中硼是以降解的硼酸酯的形式存在，而硫则是以有机硫化物和ＦｅＳＯ４这两种形式存在；十二胺的加入降低了硫和硼在摩擦表面膜中的含量，其结果是提高了油品的抗磨性能和承载能力．     

硫代磷酸三正辛酯的合成及其摩擦学性能研究

合成了一统代及四硫代磷酸三正辛酯，用电感耦合等离子体原子发射光谱仪、质谱仪和傅立叶转换红外光谱仪等表征了所合成的一硫代及四硫代磷酸三正辛酯的组成和结构，并在四球摩擦磨损试验机上考察了其在液体石蜡中的摩擦学性能；用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪对钢球磨痕表面进行了分析表征。结果表明：所合成的一硫代磷酸酯具有比二烷基二硫代磷酸锌更优异的摩擦学性能，可以显著提高液体石蜡的承载能力和抗磨能力，并能在适当浓度和较高载荷（≥400N）下改善液体石蜡的减摩性能；而活性元素含量较高的四硫代磷酸酯对液体石蜡的极压、抗磨和减摩性能的影响不大，这可能是由于其导致腐蚀磨损所致，磨损表面分析结果表明，含添加剂的石蜡油在摩擦过程中发生腐蚀磨损，主要形成了由物理吸附膜和摩擦化学反应膜组成的复合膜。     

硼酸酯对ZDDP和氯化石蜡减摩抗磨性能的影响

通过摩擦学性能测试和摩擦表面膜成份的ｘ－射线能量色散谱（ＥＤＳ）分析，研究了硼酸酯同氯化石蜡和二烷基二硫代磷酸锌（ＺＤＤＰ）相互作用机理。试验结果表明；硼酸酯具有良好的减摩效果。氯化石蜡含量影响其与硼酸醒的相互作用效果。石油磺酸钙用作分散剂使硼酸酯的抗磨性能变差，ＺＤＤＰ与硼酸酯在摩擦过程中互相竞争金属表面，从而改善硼酸酯的抗磨性，硼酸酯，氯化石蜡，ＺＤＤＰ之间在减摩抗磨性能方面产生“协同效应。     

二烷基二硫代磷酸镧与硼酸酯的协同减摩抗磨作用机理

用四球摩擦磨损试验机考察了油溶性二烷基二硫代磷酸镧(LaDDP)和有机硼酸酯(OB)的减摩抗磨性能，探讨了LaDPP与有机硼酸酯的协同减摩抗磨作用及其协同摩擦化学反应机理；采用X射线光电子能谱仪和俄歇电子能谱仪对比分析了磨斑表面典型元素组成、化学状态和深度分布。结果表明，LaDDP和有机硼酸酯具有优良的减摩抗磨性能，且二者具有优异的协同减摩抗磨作用，其主要原因在于稀土元素镧促进了有机硼酸酯的分解及硼的渗透，生成了由La、La2O3、B2O3、FeS、硫酸盐和磷酸盐等组成的边界润滑膜，形成了镧与硼的渗透层。     

铁心切割对静电悬浮用方波变压器性能影响的研究

高压变压器是静电悬浮系统的关键元件之一.微晶合金C型铁心的采用使方波变压器的制作工艺变得简便,但铁心截面的切割质量和装配工艺对变压器的性能有着很大影响.该文从理论和实验两方面对这种影响进行了研究,提出了采用细砂纸手工研磨铁心截面的办法改善变压器的性能.测试表明,铁心研磨后变压器的静态功耗降低57.6%,通频带拓宽29%,出力系数提高8%.结果表明,铁心研磨的措施能够显著减小铁心切割对变压器性能的影响,这对于变压器的设计和性能优化具有重要参考价值.     

合成酯型摩擦改进剂的制备及摩擦学性能研究

通过酯交换以及酯化反应制备了一种新型合成酯型润滑添加剂(SE).采用四球试验机对比考察了SE与甘油单油酸酯(GMO)在聚α烯烃(PAO)基础油以及发动机油中的摩擦学性能.研究了不同添加浓度、载荷和温度对其摩擦学性能的影响规律.结果表明:SE在PAO以及发动机油中均具有良好的减摩、抗磨损性能,其中SE的减摩性能优于GMO而抗磨损性能则相反,同时对SE与GMO在PAO中的摩擦学机理进行了探讨.加压差示扫描量热试验表明由于受阻酚官能团的存在,SE在PAO以及发动机油中均表现出一定的抗氧化性能.     

几种含氯硼酸酯添加剂的摩擦学性能研究

利用四球试验机和环－块试验机对自行合成的几种含氯硼酸酯作为润滑油添加剂的摩擦学性能与不含氯硼酸酯及氯代十六烷的进行了对比试验研究，利用Ｘ射线光电子能谱对摩擦表面的组成及Ｂ１ｓ和Ｃｌ２ｐ的电子结合能进行了分析。环－块试验结果表明，含氯硼酸酯与不含氯硼酸酯的摩擦磨损性能相差不大；四球试验结果表明，含氯硼酸酯的最大无卡咬负荷比不含氯硼酸酯的高，而且含氯硼酸酯的减摩抗磨效果比氯代十六烷的好，承载能力也比氯代十六烷的高。Ｘ射线光电子能谱分析表明，硼在摩擦表面是以降解的硼酸酯的形式存在，而氯在摩擦表面则是以铁的氯化物和含氯硼酸酯的两种形式存在。     

超低温摩擦学研究进展

近年来，随着深空探测、超导和量子计算等技术的发展，越来越多的装备需要在极端低温工况下服役，超低温引起的润滑问题日益显现.目前超低温摩擦学研究相对较少，主要集中在材料摩擦学性能的变化研究方面，对其背后作用机制的研究并不深入.超低温下大多数固体润滑材料的耐磨性能变差，难以满足长时间服役需求；材料的摩擦学行为受环境、制备方法以及材料种类等众多因素影响，摩擦学性能变化趋势和程度有所不同，难以形成统一的认识.本文作者从超低温对材料原子和电子运动抑制作用的本质出发，归纳分析了超低温对润滑材料摩擦学性能的影响机制，从超低温引起力学性能变化、摩擦界面间的化学反应活性变化、相结构及界面结构变化以及电子-声子耦合等微观能量耗散形式等4个方面的影响机制进行了介绍，并对未来超低温摩擦学的发展方向和亟需解决的问题进行了展望.     

油溶性有机钼与二烷基二硫代磷酸锌(ZnDDP)在酯类油中的协同抗磨减摩性能及机理研究

采用四球摩擦磨损试验机分别考察了两类油溶性有机钼二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP)和二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)在季戊四醇脂中的减摩抗磨性能,探讨了MoDDP和MoDTC与二烷基二硫代磷酸锌(ZnDDP)的协同减摩抗磨性能;用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)观察分析了磨斑表面形貌和主要元素的化学状态,探讨了MoDDP和MoDTC的摩擦化学机制.结果表明,油溶性有机钼与ZnDDP复配具有优良的协同减摩和抗磨性能,这是由于ZnDDP促进了有机钼分解,生成了由MoS2、MoO3、ZnS和FePO4等组成的摩擦化学反应膜.     

可生物降解二聚酸酯类的合成及其摩擦磨损性能研究

以二聚酸和不同链长的醇为原料,合成了一系列二聚酸酯并对其结构进行表征;考查了其流变学性能以及摩擦磨损性能和抗磨剂在二聚酸二异辛酯为基础油中的摩擦感受性,并对其磨损表面主要元素进行分析;按照DIN-51828-1,2标准对各种试样进行生物降解性测试.结果表明:所合成的二聚酸系列酯的粘温性能良好,醇基烷链越长,二聚酸酯的粘度越高,倾点越低,尤其是异构体的倾点更低;醇基烷链越长,二聚酸酯的抗磨性越优良,承载能力越强;链长相同的二聚酸酯的承载能力和抗磨性随分子支链化(异构化)程度增加略有增加;所合成的二聚酸二异辛酯具有最佳综合性能,其流变学性能和摩擦磨损性能优于季戊四醇酯,是一种性能优良的基础油,并可以生物降解.     

基于XFEM-MBEM的嵌入式离散裂缝模型流固耦合数值模拟方法

离散缝网的表征与模拟是目前国内外研究的热点. 在非常规油气开发过程中, 由于地应力场的存在会对裂缝的流动属性产生显著影响, 若将裂缝视为静态对象, 与矿场数据会出现极大偏差, 因此要基于动态裂缝做更深入的研究. 本文针对致密油藏应力场?渗流场耦合力学问题, 提出了一种高效的混合数值离散化方法, 其中采用扩展有限元法 (XFEM) 求解岩石的弹性形变, 采用了混合边界元法 (MBEM) 精确计算基岩与裂缝间的非稳态窜流, 这两种数值格式是完全耦合的, 并对整体计算格式的时间项进行了全隐式求解, 可准确表征致密油藏开采过程中的裂缝变形及流体流动机理. 此外, 本文采用了嵌入式离散裂缝前处理算法显式表征大尺度水力压裂缝, 并考虑了支撑剂的作用; 采用了双孔有效应力原理和双重介质隐式裂缝表征方法, 可捕捉基质与小尺度天然裂缝的动态信息; 由此, 本文所提出的混合模型综合表征了基质?天然裂缝?水力压裂缝共同组成的致密油藏复杂渗流环境, 并通过几个实例论证了模型的准确性, 研究表明: 对致密油藏压裂水平井进行产能评价时, 应力场所引起渗流参数的改变及裂缝开度降低的影响不可忽略. 本文研究可为非常规油气资源的开发提供理论指导.      

Analytical,numerical and experimental investigations of architectural sandwich panels

Architectural sandwich panels with thin-walled cold-formed steel facings and rigid foamed insulating core are becoming more and more popular as enclosures for system buildings. In this paper, the structural behavior, including flexural stresses/deflections, flexural wrinkling, axial stability, thermal stresses and vibration, is presented, summarizing more than a decade of research. Methods used are analytical (boundaryvalued approaches), numerical (finite-strip, finite-layer, finite prism approaches) and experimental (full-scale testings). Key equations are formulated, and results by different methods are compared.     

含硫硼酸酯中硫和硼在菜籽油中的协同减摩抗磨作用

合成了一系列含硫硼酸酯 ,在四球摩擦磨损试验机上考察了含硫硼酸酯化合物作为菜籽油添加剂的摩擦学性能 ,并用扫描电子显微镜和 X射线光电子能谱仪观察分析了钢球磨损表面形貌和表面膜中元素的化学状态 .结果表明 :含硫硼酸酯的摩擦学性能与其分子内硫和硼的含量密切相关 ;结构相似、元素组成不同的硼酸酯的抗磨效果与所含活性元素的数量不存在对应关系 ,而结构相似且 S和 P含量相同的硼酸酯的摩擦磨损行为相似 .钢球磨损表面分析结果表明 ,在摩擦过程中含硫硼酸酯与钢球表面发生摩擦化学反应 ,形成了含硫、硼、氧及碳等元素的表面保护膜     

酯化型环氧化合物摩擦成膜对润滑油摩擦学性能影响之研究

用油酸和环氧树脂合成了一种能够形成摩擦聚合膜的酯化型环氧化合物润滑油添加剂——DE成膜剂。以液体石蜡或二线油为基础油,在栓-盘式试验机和四球试验机上就DE成膜剂对润滑油摩擦学性能的影响进行了研究。结果表明,添加DE成膜剂明显地改善了润滑油的摩擦学性能;在基础油中加入DE成膜剂比加环氧树脂、脂肪酸酯或油酸时的摩擦系数低、表面擦伤少、承载能力高、磨损量小。文章还对DE成膜剂在摩擦表面上形成的摩擦聚合膜的作用机制进行了分析和探讨。     

基于实验的反演识别方法及其在材料力学性能研究中的应用

本文介绍了基于实验的反演识别方法,综述了该方法在材料力学以及界面力学性能研究中的应用。内容包括：讨论了基于实验反演识别整体化策略与若干关键技术,比较了几种识别算法的优缺点,给出了在金属基复合材料界面力学损伤与破坏及考虑时间效应的粘接界面力学模型与实验表征方面的应用,简介了在其它材料力学性能研究等方面取得的进展。最后,对该实验分析方法发展趋势进行简要评述。     

基于局部搜索算法的自然邻接点方法

自然邻接点方法(NNM)采用自然邻接点形函数进行插值，其插值形函数具有严格定义，且与 有限元形函数一样形式简洁、性能优良，因而避免了EFG法里难以准确施加位移边界条件和 材料不连续条件等诸多主要困难. 但是从形式上看自然邻接点方法仍然属于有网格的方法， 其研究和应用受到了较大的限制. 为了克服这个缺点，对于任意给定的数值积分点，提出了 一种基于局部搜索自然邻接点的寻找算法对NNM进行改进. 改进后的NNM与无单元伽辽金法 (EFG)的插值和求解过程类似，兼具有EFG的真正无网格特性及NNM的便于处理边界和材料 不连续条件等优点. 所得计算结果表明，改进后的NNM的计算精度和计算时间与NNM相当， 是一种比较理想的数值求解方法.     

轻质点阵超结构设计及多功能力学性能调控方法

随着先进制造技术、多学科交叉和人工智能科技的飞速发展,高端装备呈现出轻量化、集成化、复合化、功能化、智能化、柔性化和仿生化等发展趋势.传统结构研究存在结构设计和制造相互分离,复杂结构制造效率低、实际制造结构的性能指标和使用可靠性大幅低于设计理论预测、结构多功能一体化程度不足、经济成本过高等问题.此外,先进工业装备对材料、结构的使用性能、使用环境要求越来越高,亟需开展结构的设计、制造、功能、应用一体化研究,为解决我国先进制造“卡脖子”技术难题提供理论依据和技术支持.轻量化多功能点阵超结构具有轻质高强、抗冲击吸能、减振降噪等性能优势,在航空航天、交通运输、国防、生物医疗、能源、机械等工业领域具有巨大的应用潜力.有鉴于此,受多晶体微结构的多尺度力学设计启发,以“点阵超结构力学设计”为主题,开展点阵超结构的节点、杆件组元,胞元类型、双相结构、梯度结构、多层级结构等典型点阵超结构的几何构筑和力学设计,并阐明多晶体多尺度微观结构启发的点阵超结构力学设计基本原理、多功能力学性能调控方法,以及点阵超结构在不同类型载荷下的结构变形和失效物理机理.     

页岩气高效开采的力学问题与挑战

页岩气是指赋存于富含有机质泥页岩中以吸附和游离状态为主要存在方式的天然气,中国资源量丰富,地域分布广泛.页岩气开采能缓解我国常规油气产量不足、煤化石燃料引起环境污染等问题,已成为中国绿色能源开发的重要领域.尽管北美页岩气"革命"取得了成功,目前也仅有预期产量5%～15%的采收率.与北美地区相比,中国页岩气埋藏深,赋存条件差,自然丰度低,因此,高效开采面临更多的困难和挑战.近年来,围绕国家重大能源战略需求,瞄准技术发展前沿,学术界和工业界联合对页岩气高效开采的关键科学和技术问题展开研究.本文结合近三年四川、重庆地区的页岩气试验区块遇到的新问题,针对中国未来3 500 m以下深部开采的新挑战,如地质沉积、裂缝发育构造不同、上覆压力增加、水平应力场变化等新问题,介绍和总结了目前中国页岩气高效开采面临的力学科学问题,主要包括多重耦合下的安全优质钻完井力学理论和方法、水力压裂体积改造和多尺度缝网形成机制、多尺度渗流力学特性与解吸附机理等."深部页岩气高效开采"的研究面向国家重大能源需求,科学意义重大,工程背景明确,需要工程力学、石油工程、地球物理、化学工程和环境工程等多学科专家合作,开展理论研究、物理模拟、数值模拟及现场试验等综合应用基础研究,取得高效开采页岩油气理论与技术的突破.学科交叉是研究页岩气高效开采问题、突破技术瓶颈的桥梁,只有力学与石油工程、地球科学等学科实现深度交叉融合,才能更加有效地推动页岩油气等非常规油气资源的开发.