为了实现激光选区熔化（SLM）无支撑低角度成形，进而提高样件的成形效率和降低打印成本，笔者提出了一种基于加工层角度自适应下表面工艺区域的划分方法，并对该方法成形的样件的表面质量以及该方法的适用性进行了探究。结果表明：过高或者过低的能量密度都会对悬垂区域的多层成形产生负面影响，采用适熔工艺成形悬垂结构能在保证低孔隙率的同时实现多层打印。将悬垂结构进行上、下、内表面区域划分，基于向下比较层数T进行区域面积调控能够显著影响悬垂样件的可制造性和结构完整性，应用下表面工艺区域的面积越大，悬垂样件的成形性越好。对上下表面的成形机理进行了深入分析，结果显示，下表面的成形质量主要受粘粉以及熔池下陷引起的凸起的影响，而上表面除了受粘粉影响外，还主要受阶梯效应和轮廓边界熔道间隙的影响。最终，成形了不同尺寸的测试样件以及最低角度为15°的叶轮零件，证明了所提低角度成形方法的可行性。

在航道疏浚工程中对高于设计水底标高的水下礁石, 多采用水下钻爆清礁工艺。而水下岩层通过钻爆清挖后仍有部分岩石未能完全清除并残留不规则, 不稳定的水下浅点。实际施工中经常采用乳化炸药水下钻孔爆破或裸露爆破法清除这类孤石, 裸爆相对于钻孔爆破, 炸药与岩面的接触面小, 炸药使用量大, 会出现能量利用率低、炸药单耗高、噪音和水击波大, 影响生态环境等问题。为了分析浅点爆破影响因素, 进行现场监测研究, 对比水下薄层岩石裸露爆破法和钻孔爆破法, 在相同作用效果下, CO2裸爆、钻孔CO2气爆和钻孔乳化炸药爆破水击波和地震波数据。以防城港18#~22#泊位码头基槽、停泊地开挖、炸礁及清礁工程为例, 根据岩层性质、岩层形态、被炸岩石顶部的水深和浅点厚度等制定药包排列和用药量方案。通过对比分析得出相同气瓶条件,CO2裸爆水击波超压值是钻孔CO2气爆的1.87~41.9倍。应用水下钻孔乳化炸药爆破是CO2气爆水击波的7.9～18.7倍, 产生的振动数值是后者的3～10倍。本文以解决实际工程问题为基本出发点, 在研究水下爆破水击波传播规律的基础上, 综合分析水中冲击波有害效应影响规律。

为研究再生砂粉混凝土的力学性能及细观损伤, 本文基于Python语言对ABAQUS软件进行了二次开发编程, 建立了考虑骨料、新老砂浆基体和界面过渡区的多相三维混凝土有限元模型, 并通过抗压强度试验验证有限元模型的有效性。结果表明, 本文建立的再生砂粉混凝土细观模型可有效模拟其力学性能和细观损伤情况, 抗压强度实测值与模拟值的误差较小, 不超过10.65%; 再生砂粉混凝土试块破坏整体呈“X”形式, 与试验现象基本一致, 初始损伤出现在界面过渡区处, 然后逐渐发展直至贯通, 随着再生细骨料及再生微粉含量的增多, 其损伤扩展程度更加严重, 并且其力学性能也随之下降。

为了增韧Si3N4基陶瓷材料, 以钨(W)作为第二相材料, Y2O3-Al2O3作为烧结助剂, 采用气压烧结法制备了W/Si3N4复合陶瓷材料。研究了W含量对W/Si3N4复合陶瓷材料致密性、力学性能以及结构的影响。结果表明: 在W含量小于5%(质量分数)时, 样品致密度均达97%以上; 在W含量为5%(质量分数)时, 获得的W/Si3N4复合陶瓷材料综合性能最佳, 弯曲强度、硬度和断裂韧性分别为(670.28±40.00) MPa、(16.42±0.22) GPa和(8.04±0.16) MPa·m1/2, 相比于未添加金属W的Si3N4陶瓷材料分别提高了38.08%、13.08%和44.34%; 通过分析W/Si3N4复合陶瓷材料样品抛光面和压痕裂纹的微观结构, 发现W的引入能促使裂纹在扩展路径上更易发生偏转、分叉等增韧机制, 消耗裂纹扩展能量, 从而改善Si3N4陶瓷的断裂韧性。

为探究硬化水泥石部分替代水泥生料对熟料烧成的影响，研究了硬化水泥石在高温(1 000~1 450 ℃)下的煅烧特性，进而研究了相同率值下不同硬化水泥石掺量(0、10%、20%和30%)与不同煅烧温度(1 350、1 400 ℃和1 450 ℃)对水泥生料的易烧性与熟料性能的影响规律。结果表明：硬化水泥石经过高温煅烧后，在1 300 ℃时会再次生成C3S。硬化水泥石替代部分硅酸盐水泥生料会降低液相出现的温度与C3S的表观活化能，其最佳掺量为20%。硬化水泥石的掺入会稳定C2S的晶型导致C3S形成困难，同时使C3S的晶型由R型向M型转变。与分析纯原料作为水泥生料相比，适量硬化水泥石(20%)作为水泥生料掺入会提高熟料后期的力学性能，这可能与熟料中C3S晶型差异、C2S活性差异以及熟料矿相的发育质量有关。