针对石碴在压制成型水泥基材料中的应用进行研究，探索了不同掺量的石碴（等量取代河砂）对水泥基材料抗折强度、吸水率和抗冻融等性能的影响规律。研究结果表明，随石碴掺量的增加，水泥基材料抗折强度先增大后减小，吸水率则呈减小趋势，抗冻融性能变差；当石碴掺量为0-40％时，水泥基材料满足GB／T50082-2009中D25抗冻等级指标要求。并对其机理进行了分析。

对石碴等质量取代40%河砂、电厂生物质燃料余灰取代部分水泥,通过压制成型的方法制备水泥基材料进行了研究,探索了在石碴掺量固定的前提下,同时掺加电厂生物质燃料余灰对水泥基材料强度、吸水率、抗冻融性能的影响规律。研究结果表明,在石碴取代40%天然河砂的前提下,水泥基材料的强度随水泥被电厂生物质燃料余灰取代量的逐渐增加而先增加后降低,吸水率则呈逐渐增大的变化趋势;在抗冻融性方面,一定掺量范围内,石碴、电厂生物质燃料余灰复掺制备的水泥基材料满足GB/T 50082-2009中D25抗冻等级指标要求,并对其机理进行了分析。

针对潜水器海水液压浮力调节特殊工况需求,提出了满足双向密封要求的电磁截止阀总体结构。围绕双向电磁截止阀低流阻特性和高密封性能设计要求,分析了阀口开度对截止阀流阻的影响,阀座微倒角和密封力对截止阀密封比压的影响,提出了基于流阻和密封性能的综合性能设计方法,获得了阀口开度的优选区间。研制了海水液压电磁截止阀样机,测试了流阻特性、密封性能和吸入效率。结果表明:样机在额定流量3 L/min时流阻小于640 Pa,在1 MPa下实现双向零泄漏,吸入效率超过98.7%。

磨料的粒径分布严重影响蓝宝石抛光,传统的抛光模型无法说明粒径分布的作用效果。针对这一问题,以不同粒径磨料混合放大粒径分散性影响,研究单一磨料和2种粒径混合磨料对抛光速率的影响。结果表明：2种不同粒径混合能够明显提高抛光速率,在一定质量比条件下可以达到最大值,并且粒径差距越大,抛光速率越快;不同粒径磨料混合影响抛光温度和磨料使用寿命,这是因为其一方面增加磨料整体羟基官能团数量,另一方面可以形成不同磨料间的密堆积,增加与蓝宝石接触面积。以此为基础,讨论多粒径分布的抛光动力学过程,并提出抛光动力学模型。

针对粗糙表面微凸体的多样性引起的接触切向刚度的变化,提出粗糙表面切向接触刚度概率分析方法.基于Hertz理论和GW模型,考虑微凸体接触半径与高度均服从正态分布,得到各自的概率密度函数.运用接触力学和统计学原理,计算粗糙表面微凸体的个数,建立粗糙表面切向接触刚度的概率统计模型.采用控制变量法,研究外界载荷、摩擦系数和统计参数对切向接触刚度的影响,与同种工况下分形模型的计算结果与实验结果进行对比.研究结果表明粗糙表面切向接触刚度与法向载荷和摩擦系数成正相关,与切向载荷成负相关;微凸体之间高度或接触半径的正态分布标准差越小,切向接触刚度越大.这与同条件下分形模型及实验得到的结果趋势相一致.

为了能够直观地研究抽油杆在井下变形情况,研制出抽油杆变形实验平台。该平台采用由PID控制的液压伺服加载系统,输出模拟抽油杆在井底弯曲变形时需要的轴向力与位移。为分析和提高伺服系统精度与稳定性,通过AMESim软件对加载系统进行建模、仿真,同时考虑了PID对系统误差调整的影响,最终获得合适的PID设置参数与液压系统方案,为抽油杆变形理论研究提供了精确、稳定的测试平台。