一种改进的CRLP最大许用操作压力设计方法

与传统管线钢管相比,复合材料增强管线钢管(CompositeReinforcedLinePipe,CRLP)具有承压能力高和质量轻等优势,但对其压力设计的研究尚不充分。CSAZ662-2015《油气管道系统》和GB/T35185—2017《石油天然气工业用复合材料增强管线钢管》中最大许用操作压力的设计思路不同,且设计结果差别较大。针对此问题,基于组合薄壁圆筒模型对承压CRLP进行分析,对最大许用操作压力下材料的名义许用应力和真实许用应力进行了区分,进而导出真实许用应力的显式表达形式,并以此作为设计安全裕度的评价指标。分析表明:现有规范和标准中的设计公式均无法保证管线钢和复合材料的真实许用应力为常量,对应两种设计方法,各组分材料的真实许用应力均随CRLP规格差异而发生变化,并且随着试压/预应力处理的历程而改变。基于上述分析和CRLP极限状态下的承载特征,提出一种改进的压力设计方法。新方法优先保证复合材料的真实许用应力为常量,并可由设计系数直接确定;在最大许用操作压力的计算中,考虑了加载历程的影响,物理意义明确。算例表明,其设计安全裕度较现有方法更为合理,对于CRLP压力设计的改进有参考价值。     

黄土高原陡坡土坎植被根-土复合体抗剪强度研究

以黄土高原陡坡土坎6种典型植物群落类型为研究对象，在分析植被根系密度指标的基础上，通过直剪试验，探讨不同植物群落的根-土复合体抗剪强度以及根系对提高抗剪强度的作用。结果表明:1）6种群落的根系密度指标值均具有显著性差异，白刺花-铁杆蒿群落的根重密度、根长密度和根表面积密度在所有群落类型中均为最高，分别为2 757.07 g/m³、17 886.22 m/m³和16.96 m²/m³；2）6种群落之间的根-土复合体的抗剪强度均显著高于素土抗剪强度，其中白刺花-铁杆蒿群落相对于素土的抗剪强度增加值最大，为32.98 kPa，且抗剪强度增加值随土层深度增加而降低；3）根-土复合体抗剪强度相对于素土抗剪强度的增加值与根系密度指标值呈对数函数关系，随根系含量增加而升高。     

大花黄牡丹枝条二次发育特点的观察

在西藏林芝地区和河南芍药科迁地保护中心观察了中国特有植物大花黄牡丹(Peaonia ludlowii)的枝条发育。结果表明:大花黄牡丹春季花枝在花期前后第2次萌发枝条,二次枝秋季并不"枯枝退梢",这是区别牡丹组其他种和栽培品种的特征之一。二次枝顶芽分化成具花、叶原基和腋芽原基的复合芽,从分化起始到开花结实历经3个年周期,约17~20个月。二次枝的生长、顶芽分化与种实发育同步并可增加群落冠层高度。非采挖性砍伐有利于枝条更新。     

白果壳遗态HAP/C复合材料对水中氨氮的吸附

为综合利用农林废弃物，以白果壳为植物模板、羟基磷灰石（HAP）为改性材料，制备了白果壳遗态HAP/C复合材料（PBGC-HAP/C-G），并通过X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和扫描电镜（SEM）等对其进行了表征，同时研究了溶液pH、初始浓度、吸附剂投加量等对其去除水中氨氮的影响。结果表明，PBGC-HAP/C-G是一种大孔材料，孔径主要介于35~200 μm之间。在溶液pH=5时，吸附效果最佳；吸附剂投加量的增加有利于氨氮的去除；粒径大小不是影响吸附效果的主要因素。准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型能很好地描述该吸附过程，吸附过程以化学吸附为主。在氨氮初始浓度为20、50、100 mg·L^-1时，拟合计算得到的理论平衡吸附量分别为0.45、1.10、2.15 mg·g^-1，与实验测定值0.46、1.15、2.18 mg·g^-1相近，可见PBGC-HAP/C-G可用作去除氨氮的吸附剂。     

长链酰胺化纳米纤维素增强聚乳酸复合材料

以纳米纤维素(NCC)为原料,先采用四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)氧化制备氧化纳米纤维素(TONC),再与不同链长脂肪胺在催化剂作用下发生反应,得到脂肪胺改性纳米纤维素,当脂肪胺为十二胺(DOA)、十四胺(TEA)、十六胺(HEA)、十八胺(OCA)时,分别制得DOATONC、TEATONC、HEATONC和OCATONC。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和元素分析表明:脂肪链接枝成功,改性后纳米纤维素的晶形没有发生改变,为原有Ⅰ型晶型;接触角和分散性测试表明:随着脂肪链的增长,改性纳米纤维素表面的亲水性明显下降(接触角由65.8°上升至93.9°),而分散率由25.17%先降至11.97%,再升至71.71%。将1%的改性纳米纤维素添加到聚乳酸(PLA)中制得复合膜,机械性能测试结果表明:随着脂肪链的增长,复合膜的机械性能明显提高,其中PLA/OCATONC复合膜的拉伸强度和断裂伸长率分别达到40.2 MPa和6.39%。     

竹木复合建筑混凝土模板的工艺研究

以火车集装箱底板加工剩余物为原料,经过去贴面、磨砂等简单的处理后与杨木单板重组成一种层层交错结构的竹木复合建筑混凝土模板。用单因素实验方法,分析不同热压工艺参数下的静曲强度、弹性模量、含水率,从而确定热压温度、压力、时间的工艺参数范围。用正交实验法测试静曲强度、弹性模量、湿态胶合强度、密度等性能,并进行了方差分析和平均值分析。结果表明:与传统建筑混凝土模板制备方法相比,该工艺省去了去竹青、竹黄、竹节和软化等复杂的竹片材料制备方法。成品的竹材加工剩余物的体积利用率占竹木复合建筑混凝土模板的80%以上,同时节约了生产成本。通过极差分析,热压工艺因素对静曲强度、弹性模量、湿态胶合强度的影响程度都是:热压压力>热压时间>热压温度。通过平均值分析,最优热压参数为:3 MPa、50 s·mm^-1、135℃。     

玉米大豆间作种植密度耦合数学模型及其优化方案研究

云南省大豆的种植主要以与玉米间作为主,适宜的种植密度是获得高产的前提,为研究种植密度对群体产量和经济产值的影响,找到最佳种植密度组合。采用二次饱和D-最优设计,分别在云南嵩明县（A）、会泽县（B）和鲁甸县（C）等3个点进行试验。研究了玉米和大豆种植密度对群体产量和经济产值的影响,并分别建立二元二次数学模型。结果表明：玉米和大豆密度对间作群体产量和经济产值影响显著,均呈凸抛物线型变化,在低密度水平下,群体产量和经济产值随密度的增加而增加。通过模型解析表明,玉米+大豆密度组合分别为64 110株/hm ²+147 013株/hm ²（A）、63 068株/hm ²+147 116株/hm ²（B）、64 059株/hm ²+145 077株/hm ²（C）时,各试验点可分别达到最高群体产量。玉米+大豆密度组合分别为62 909株/hm ²+149 852株/hm ²（A）、61 499株/hm ²+151 807株/hm ²（B）、62 762株/hm ²+147 108株/hm ²（C）时,各试验点可分别达到最高产值。经模拟得出,在本试验条件下,各试验点玉米大豆间作群体产量≥12 270kg/hm ²、经济产值≥24 000元/hm ²的最佳密度组合分别为玉米59 251~66 437株/hm ²、大豆140 075~161 495株/hm ²（A）,玉米58 927~65 366株/hm ²、大豆144 159~169 203株/hm ²（B）,玉米58 821~66 703株/hm ²、大豆139 315~154 886株/hm ²（C）。合理的密度搭配能有效提高群体产量,获得较高经济产值。     

角钢⁃集成材L形组合柱的受压性能研究

为提高装配式木结构中异形柱的力学性能,设计了一种用热压等边角钢和SPF集成材为原料,环氧树脂胶黏剂连接制作的角钢-集成材L形组合柱,作为框架结构或框架剪力墙结构的角柱。以角钢边宽度对L形柱正截面承载力的影响进行了轴压试验研究,并进行ANSYS有限元模拟,以判断模拟预测的准确性。结果表明:角钢-集成材L形组合柱相对于同截面面积的木柱而言承载能力上升37.0%~51.4%,刚度上升36.5%~72.8%,同时L形柱有良好的延性;适当增加L形柱中的角钢边宽度可以使承载能力有效提高,但是其短边处的集成材易产生破裂,增加试件的脆性破坏;集成材之间的环氧树脂胶合界面在破坏前后都性能良好,在材料弹性阶段钢材和木材有效共同受力,承载力计算时需要考虑钢材的塑形增强作用;ANSYS有限元模拟的角钢-集成材L形组合柱弹性模量结果和试验结果一致,误差在10%以内,模拟结果基本可靠。研究成果对于预测角钢-集成材L形组合柱在实际预制装配时的安全可靠性提供了理论依据。     

真空复合轧制自磨锐割刀与其结合界面组织性能研究

采用真空复合轧制工艺，将3种钢板（GCr15、Q420、IF）轧制成梯度复合材料，对其结合界面处的微观组织、成分及硬度分布、抗剪强度进行了检测，并对梯度材料自磨锐割刀进行了田间试验。结果表明，不同板层界面处材料间相互咬合形成较为紊乱的冶金结合方式，界面处元素相互扩散形成过渡区，组织缺陷较少。结合界面处的抗剪强度均超过了国标要求，且断裂方式为韧性断裂，不同界面间存在较为平缓的硬度梯度变化。梯度材料自磨锐割刀后刀面、刀尖及刃口材料为GCr15钢，硬度高、耐磨性好，前刀面的硬度呈梯度变化，磨损均匀，作业过程中可始终保持刀尖前凸，刃口曲率半径变化较小，能够长时间保持刃口的锋锐性与再生作物的低损伤切割。田间试验结果表明，相同作业条件下，梯度材料自磨锐割刀耐磨性是市售割刀的3倍以上。     

土壤侵蚀下黑龙江省人地系统适应性研究

为缓解人地关系,以对黑龙江省威胁最大的土壤侵蚀为切入点,从"三生"视角分析区域人地系统适应性,并提出基于不同修复优先级的人地系统修复方案。首先,在总结、梳理适应性内涵,整合适应性理论与方法基础上,从"三生"视角提出了基于风险扰动的适应性分析框架,将系统适应性分解为扰动、影响、响应、能力4方面,并从土壤侵蚀风险扰动出发,构建了系统适应性评价指标体系与评价模型;其次,采用极差标准化法、克里格插值法、蔡崇法法和DEA-CCR模型处理数据,利用土壤侵蚀方程测算土壤侵蚀风险,利用适应性评价模型测算适应性指数,分析土壤侵蚀风险和人地系统适应性分布情况;最后,提出基于不同修复优先级组合模式的人地系统修复方案。结果表明:黑龙江省土壤侵蚀风险区面积为1 366.61万hm2,占区域耕地面积的85.74%,高、中、低级别风险规模分别为324.02、596.33、446.26万hm2。高、较高级别人地系统适宜程度区分布在三江平原东北部和松嫩平原东南部地区,中级别分布在大兴安岭和松嫩平原南部地区,低、较低级别分布在东南部山地和松嫩平原北部地区。形成了基于不同修复优先级组合模式的人地系统修复方案,其中53个地区仅存在1种人地系统修复方案,其余27个地区在不同优先级组合模式下形成了不同的人地系统修复方案,为区域人地系统修复提供了多种选择方案。