丁腈橡胶磨损失效机制及其表面碳薄膜改性技术

针对航天伺服机构密封件因磨损失效导致的泄漏难题,分析了大气及氮气环境下丁腈橡胶磨损失效机制。在此基础上,提出了其表面硬质类金刚石碳薄膜（DLC）改性技术,分析了改性后丁腈橡胶密封实件综合性能。结果表明：大气环境、恒定载荷（小载低速）条件下,丁腈橡胶主要以分层剥落方式磨损（疲劳磨损）。随着摩擦速度（或载荷）增大,其磨损失效主要表现为粘着磨损。对于氮气环境,氮气能够有效避免摩擦界面氧化作用,即降低了粘着磨损效应;此外,改性后橡胶密封实件在机械性能、质密性和密封性等方面较原始密封件未发生明显变化。经过4000次台架磨合试验后,油端密封圈表面光洁,无异常磨损;气端密封圈表面存在轻微磨损,能够满足使用要求。     

微重力下层流扩散火焰碳烟生成过程

根据详细的燃料氧化机理和多环芳烃生成机理，对乙烯同轴射流火焰在重力变化下碳烟生成情况进行计算.认为碳烟的初始成核是由两个较大的多环芳烃（PAH）二聚而成，碳烟的表面生长机理为HACA，凝结过程主要考虑PAH与碳烟的碰撞吸附，碳烟生长和氧化过程耦合在分节气溶胶模型中.计算结果表明，微重力条件下乙烯同轴射流火焰峰值温度下降230K，碳烟浓度显著增加，且浓度峰值在微重力条件下更加偏离中心线.分析重力变化对碳烟前驱体乙炔和多环芳烃的分布、初始成核速率、表面生长速率及凝结速率的影响.结果表明碳烟在中心轴线上主要是通过凝结过程生成的，且微重力条件下PAH在碳烟表面的凝结更加重要.由于微重力条件下停留时间更长，导致碳烟直径更大.      

低速冲击下碳/玻混杂复合材料红外辐射特征

碳/玻混杂复合材料在工业应用中表现出巨大的应用潜力。基于红外热像法试验研究了碳/玻混杂复合材料层压板与2种非混杂材料低速冲击下的红外辐射特征。通过目视、超声C扫描和光学显微镜等方法确定冲击后层压板的损伤模式,分析热图序列的时序变化特征和温度分布特征,从而表征冲击过程中的热耗散效应。结果表明：红外热成像技术非常适合监测低速冲击下纤维增强复合材料的损伤过程,通过热图序列可以建立起监测特征与各损伤模式之间的联系;同时发现碳/玻纤维的层间混杂可有效提升碳纤维强基复合材料（CFRP）的抗分层能力,随着冲击能量增加其抗分层能力愈加明显,冲击后的碳/玻混杂复合材料兼具较大的表面损伤和较小的分层损伤,拥有较好的损伤容限。     

模拟失重(HDT—30°)和噪声复合因素对大鼠神经-内分泌-免疫功能的影响

本研究结果表明，大鼠在声级为８５ｄＢ（Ａ）噪声环境下悬吊（ＨＤＴ－３０°）１０昼夜后，淋巴细胞转化率及白细胞介素２（ＩＬ２）明显降低，血浆皮质酮含量显著升高，下丘脑内多巴胺（ＤＡ）和去甲肾上腺素（ＮＡ）含量呈升高趋势，表明机体处于应激状态．单纯８５ｄＢ（Ａ）噪声组除多巴胺及Ｔ淋巴细胞增殖反应外上述指标也有同样的变化规律，但没有复台因素组明显．本文出现的神经－内分泌－免疫系统功能失调可能是航天员易患感染性疾病的原因之一．     

180天长期密闭环境对志愿者骨代谢、糖脂代谢的影响及其相关性分析

长期空间飞行过程中航天员处于狭小密闭的失重环境中，密闭环境对机体骨代谢与糖脂代谢的影响尚不明确.通过4人180天受控生态生保系统集成实验，分析长期处于密闭环境的4名志愿者血清中骨代谢、糖脂代谢指标变化，并根据骨与能量代谢相互调控理论，分析二者相关性.实验结果表明，长期密闭舱内生活影响了骨代谢与糖脂代谢，表现为骨形成指标（BGP，PICP，BAP）的下降趋势.入舱前中后期Insulin的变化幅度较大.脂代谢类指标也有下降趋势.相关性分析表明BGP与FRUC呈极显著的正相关（r=0.525，p=0.001）；BGP与CHOL和LDL也呈显著正相关（r=0.376，p=0.024；r=0.391，p=0.018）.长期密闭环境影响机体的骨代谢与糖脂代谢，且二者存在一定关联.      

变质量梁的自适应Newmark法

用变质量梁来模拟推进剂减少的液体火箭.先以一弹簧-变质量小球系统为例,用其求解结果与解析解进行比较.再以时不变的简支梁为算例,确定多自由度系统下与结构动特性协同的自适应Newmark方法中的参数选取.最后用时变的简支梁模型模拟贮箱质量的实际变化方式,运用与结构动特性协同的自适应Newmark方法、模态叠加法、Newmark平均加速度方法（NMA法）和Fox-Goodwin方法（NMF法）对其求解.比较结果证明自适应Newmark算法对于时变系统的适用性,尤其具有高精度特性.      

神舟2号大气密度探测器的探测结果(Ⅰ)日照和阴影区域热层大气密度变化

选用了神舟2号（SZ-2）大气密度探测器在2001年2—4月间的探测数据,进行日照和阴影区域热层大气密度变化的探讨.结果表明:在高度410km附近,日照和阴影区域大气密度变幅为2—3倍,变幅的大小与地磁活动程度呈负相关关系.日照面大气密度峰区位于星下点地方时1400—1500LT的纬度处,峰值大小与太阳活动程度呈正相关关系.阴影面大气密度谷区位于星下点地方时0400-0500的纬度处,同时在±10°纬度区域中还出现了阴影面峰区.     

太阳光谱辐射强度变化对地球能量平衡的影响分析

目前太阳对地球能量平衡影响的研究大都是以太阳总辐射通量密度作为输入参数的. 本文以美国航空航天局（National Aeronautics and Space Administration,NASA）太阳辐射与气候实验项目的卫星实测数据为基础,对太阳上升相（2010年上半年）和下降相（2007年12月）期间太阳光谱变化对地球能量平衡的影响进行了研究. 结果表明,2010年上半年较强的太阳总辐射通量密度主要是由紫外及红外波段的能量增强引起的,其在200～400nm 和760～4000nm波段内的平均能量分别增加了0.11%和0.05%,而在 400～760nm可见光区的能量却呈减小趋势,平均减小量为0.05%. 通过对MLS2.2全球臭氧日数据进行再分析后发现,相对于2007年12月,2010年上半年平流层臭氧浓度也有所增加,其中在太阳紫外辐射呈现较大增强的2月和3月,其臭氧增量也相对较大,最大值分别出现在33km和40km处,值为0.6mL·m-3和0.62mL·m-3. 因此,可见光区能量减弱与平流层臭氧浓度增加的双重削弱作用致使虽然2010年上半年的太阳总辐射通量密度较大,但是到达对流层顶的太阳辐射却有所减小,最大减小量出现在3月,值为0.15W·m-2. 这一结果说明,太阳活动或总辐射通量密度的增强也有可能对地球对流层系统起到冷却作用.      

阵列射流冲击复合不同肋化表面的沸腾特性

阵列射流冲击冷却技术可以有效地解决高热流密度器件的散热问题,为了验证受冲击表面强化传热结构对优化两相射流冷却性能的有效性,结合高速显微摄像手段,研究了不同肋化表面结构形态对受限式阵列射流冷却的流动、传热特性的影响。设计了2种含不同肋化表面形态:光滑切割针肋（0.6 mm×0.6 mm×1.0 mm）、外覆多孔烧结层的粗糙针肋（粒径为73~53 μm）。实验使用无水乙醇为工质,以光滑表面的射流冷却热沉为对照组,入口温度均为20℃,在固定工质流量7.5 mL/s下,随着加热热流密度由5 W/cm2增加至100 W/cm2时,热沉的换热系数均持续上升但增幅逐渐减小,未明显观察到沸腾相变的发生。对固定热流密度82.6 W/cm2、80.5 W/cm2改变工质流量（射流雷诺数）的实验工况,当工质流量由7.5 mL/s逐渐降低至1.0 mL/s时,可以非常明显地观测到射流腔内部工质由分层湍流逐步进入泡状流、弹状流及环状流,其分别对应起始沸腾区、核态沸腾区及膜态沸腾区。      

中子星性质的模型依赖性

采用相对论平均场理论（RMFT）下的GL85,GL92,TM1和TM2等核物质参数组,研究了这些参数组对中子星的粒子数密度分布、状态方程及质量-半径关系的影响.结果表明,在不同的参数组下,超子出现的密度、顺序和种类均不同;状态方程的软硬情况也较大不同;中子星的引力质量和相应的半径有明显不同.计算结果也表明,采用GL85,TM1和TM2等参数组得到的中子星质量和半径均在脉冲星的观测数据范围内,而采用GL92参数组得到的中子星质量小于中子星质量下限1.4M⊙（M⊙=1.99×1030kg为太阳质量）.     

Spaceborne quantitative assessment of dissolved organic carbon fluxes in the Kara Sea

An advanced algorithm for retrieval of phytoplankton chlorophyll (CHL) and dissolved organic carbon (DOC) concentrations from MERIS images of the Kara Sea is presented. The supply of DOC of terrestrial origin into the Kara Sea is numerically assessed from satellite data on DOC and historical records of river discharge rates. It exceeds the historical in situ values only by 25%. Satellite data on CHL were exploited for calculating the phytoplankton columnar biomass and the total phytoplankton biomass in the Kara Sea. Remote sensing and in situ data were used to calculate the value of the coefficient (K_PH) for calculation from phytoplankton biomass of autochthonous production of DOC. K_PH proved to be 142 ± 8 gC/gPH/month and exhibited only slight interannual variations. The coefficient K_PH was employed for the first time to evaluate the production of autochthonous DOC in the Kara Sea and to correct the value of the allochthonous DOC flux initially retrieved from space across the Kara Sea.     

Variability of organic material in surface horizons of the hyper-arid Mars-like soils of the Atacama Desert

The objective of this work was to investigate the variability of surface organic carbon within the hyper-arid Yungay region of the Atacama Desert. The fraction of Labile Organic Carbon (LOC) in these samples varied from 2 to 73 μg per gram of soil with a bi-modal distribution with average content of 17 ± 9 μg LOC and 69 ± 3 μg LOC for “low” and “high” samples, respectively. Interestingly, there was no relation between organic levels and geomorphologic shapes. While organics are deposited and distributed in these soils via eolic processes, it is suggested that fog is the dynamic mechanism that is responsible for the variability and peaks in organic carbon throughout the area, where a “high” LOC content sample could be indicative of a biological process. It was determined that there was no significant difference between topological feature or geographical position within the hyper-arid samples and LOC. This very curious result has implications for the investigation of run-off gullies on the planet Mars as our work suggests a need for careful consideration of the expectation of increases in concentrations of organic materials associated with following aqueous altered topology.     

渗层深度与钢表面碳吸收速率的数学模型

本文研究了在渗碳过程中钢表面碳浓度和其中碳浓度分布的影响因素并给出了予测其表面碳吸收速率的扩散方程。通过计算证明:碳表面吸收速率和渗碳时间的关系,在双对数坐标图中接近于直线,其斜率和截距取决于渗碳气氛、碳势和渗碳深度。这些双对数直线关系对于研究渗碳过程具有重要意义。     

缎纹编织复合材料紧固件拉拔试验及数值模拟

缎纹编织复合材料紧固件中螺牙细节尺寸已达到细观尺度量级,若在数值模拟过程中对于螺牙采用统一的材料属性,则不能准确地模拟其真实失效模式。针对此问题,建立的紧固件螺牙有限元模型是由若干层简化缎纹编织复合材料细观结构代表体积单元堆叠而成,如此模型可包含必要的纤维分区和基体分区。对螺牙模型进行拉拔试验模拟,并基于各组分材料的失效判据,实现对紧固件破坏载荷的预报。完成了缎纹编织碳/碳复合材料单螺牙紧固件拉拔试验。模拟失效模式与真实失效模式吻合良好,二者破坏载荷误差为5.17%,验证了有限元模型的合理性。     

Impact of COVID-19 lockdown on the fine particulate matter concentration levels: Results from Bengaluru megacity,India

Leveraging the COVID-19 India-wide lockdown situation, the present study attempts to quantify the reduction in the ambient fine particulate matter concentrations during the lockdown (compared with that of the pre-lockdown period), owing to the highly reduced specific anthropogenic activities and thereby pollutant emissions. The study was conducted over Bengaluru (India), using PM_2.5 (mass concentration of particulate matter having size less than or equal to 2.5 µm) and Black Carbon mass concentration (BC) data. Open-access datasets from pollution control board (PCB) were also utilised to understand the spatial variability and region-specific reduction in PM_2.5 across the city. The highest percentage reduction was observed in BC_ff (black carbon attributable to fossil fuel combustion), followed by total BC and PM_2.5. No decrease in BC_bb (black carbon attributable to wood/biomass burning) was observed, suggesting unaltered wood-based cooking activities and biomass-burning (local/regional) throughout the study period. Results support the general understanding of multi-source (natural and anthropogenic) nature of PM_2.5 in contrast to limited-source (combustion based) nature of BC. The diurnal amplitudes in BC and BC_ff were reduced, while they remained almost the same for PM_2.5 and BC_bb. Analysis of PCB data reveal the highest reduction in PM_2.5 in an industrial cluster area. The current lockdown situation acted as a natural model to understand the role of a few major anthropogenic activities (viz., traffic, construction, industries related to non-essential goods, etc.) in enhancing the background fine particulate matter levels. Contemporary studies reporting reduction in surface fine particulate matter and satellite retrieved columnar Aerosol Optical Depth (AOD) during COVID-19 lockdown period are discussed.     

双丙酮丙烯酰胺在碳纤维表面的电聚合研究

为了提高碳纤维表面的粘附能力,对活性烯类单体双丙酮丙烯酰胺(DAA)以及与丙烯酸(AA)组成的双组分体系在碳纤维表面的电聚合反应进行了研究.测定了经过电聚合的碳纤维制成的复合材料层板(CFRP)的层剪强度(ILSS),分别由未经处理的45.5MPa提高到70.36MPa和81.24MPa.对电聚合反应机理以及电聚涂层作为纤维/基体的中间层的缝合作用进行了讨论.单体溶液中加入自由基捕捉剂电聚涂层的形成严重受阻,这个现象证明DAA电聚合机理是自由基聚合反应.     

纺织结构复合材料强度性能的研究

考究了由两种不同纺织结构制备的碳繁华只物／环氧树脂复合的制备方法及强度性能，探讨了复合材料强度与织物结构参数－纤维取向之间的关系，导出了计算纺织结构复合强度公式，其估算值与实测值吻合。     

气体渗碳过程的动态控制

利用气体渗碳物质传递数学模型来仿真计算碳浓度分布，并根据计算结果在计算机上拟合出碳浓度与时间、温度、气氛碳势之间的关系式，此关系式对气体渗碳的动态控制具有指导意义。     

实验室模拟加速腐蚀与自然大气腐蚀的相关性

在Г.М.古尼耶夫中值老化公式的基础上,采用回归分析方法对碳纤维/环氧树脂基复合材料的实验室模拟加速腐蚀与自然大气腐蚀之间的相关性进行研究,确定了自然大气环境腐蚀试验的层间剪切强度的中值曲线方程,并得出实验室模拟加速腐蚀与自然大气环境腐蚀之间的当量关系.试样表面及断口微观形貌的观察分析进一步证明:实验室模拟加速腐蚀与自然大气环境腐蚀具有相似的腐蚀机理.