基于由常温(20℃)降至给定低温(-40、-80、-120、-160、-190℃)、经历低温再直接或以1℃/min匀速回至常温3种工况下的混凝土受压试验,研究了不同低温作用下混凝土的受压强度及其离散性。结果表明:随着低温温度的降低,混凝土的受压强度变化率高于常温时的受压强度变化率,且整体呈增大趋势,其离散性也明显变大;而经历低温再直接和以1℃/min匀速回至常温时混凝土的受压强度变化率相比常温时均有所提高,但与低温温度关联度较低,其离散性也均减小。

从强度、凝结时间、水化热及混凝土工作性、耐久性等方面比较了5种混凝土早强剂在低温环境下的性能差异,综合评价了市售混凝土早强剂的低温使用效果。结果表明:5℃养护下,早强剂使砂浆7 d强度均有一定程度提高,但1 d强度仍比较低,且会使28 d强度倒缩;早强剂的掺入可促进低温下水泥的水化,使水化诱导期缩短,最大放热速率、放热量增大;掺D、E早强剂对混凝土工作性影响不大,满足实际工程施工性能的要求,可一定程度提高混凝土早期强度,但低温早强效果仍有限,且会导致混凝土后期性能下降。

研究了三种低温(-3℃、0℃和5℃)环境下晶核型早强剂对水泥凝结硬化行为的影响,采用TG、XRD、SEM进行了表征,并对其机理进行了分析。结果表明,在低温条件下,晶核型早强剂可以加快水泥水化进程,提高硬化浆体的致密程度,有效缩短水泥凝结时间并提升其早期强度的发展。

为研究低温环境下石灰岩机制砂及石粉对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,以掺/未掺石灰岩石粉的机制砂砂浆、掺/未掺石灰岩石粉的天然砂砂浆为模拟对象,结合硫酸盐腐蚀介质及低温环境特点,采用温度(5±1)℃的5%的MgSO4溶液模拟服役环境,对比研究了不同腐蚀龄期(0 d、60 d、90 d、210 d、270 d、360 d)试件的外观和强度变化,并基于XRD、FTIR测试分析了侵蚀产物。结果表明:随着龄期的增长,侵蚀方式由传统的钙矾石型硫酸盐侵蚀逐渐过渡到以碳硫硅酸钙为侵蚀产物的TSA岩侵蚀;石灰岩机制砂和石粉均能促使砂浆产生TSA侵蚀,且石粉的影响更加明显。

通过由常温降至给定低温(-40、-80、-120、-160、-190℃)、经历低温再直接或以1℃/min匀速回至常温3种工况下的混凝土劈裂抗拉试验,研究了不同低温作用下混凝土的受拉强度及其离散性。结果表明:随着低温温度的降低,混凝土受拉强度变化率呈先增大后减小的趋势,而经历低温再直接回至常温和以1℃/min匀速回至常温时的混凝土受拉强度变化率变化较稳定;经历低温再直接回至常温和以1℃/min匀速回至常温的混凝土受拉强度变化率的差别较小,故可不考虑回至常温的方式对混凝土受拉强度的影响;与常温对照组混凝土相比,经历低温时和经历低温再回至常温时的混凝土受拉强度的离散性均变小,但其减小程度与低温以及经历低温再回至常温的方式有关。

研究了低温（小于120K）环境下温度电测量的若干具体问题（传感器安装、漏热损失、热沉等），设计了基于单片机技术的低温温度测量仪器，温度测量范围10-300K，测量误差小于0．1K，这对低温、超导技术应用与研究具有重要意义。

针对油气弹簧O形圈低温往复条件下普遍出现的失效现象,采用有限元方法建立O形圈摩擦力计算模型,研究常温与低温工况下O形圈的应力、接触宽度、摩擦力随油液压力的变化规律。结果表明,随油液压力的增加,常温下O形圈的应力、接触宽度、摩擦力均增大,而低温下Von Mises应力、接触宽度减小,接触应力和摩擦力增大;低温工况下O形圈的Von Mises应力、接触应力和摩擦力远大于常温工况;当油液压力大于12 MPa时,摩擦力随油液压力的变化率增加;低温工况下橡胶材料的玻璃化导致的O形圈拉力与摩擦力增大是其密封性能下降进而失效的主要因素,实际使用中必须予以考虑。

许多工程机械由于使用环境恶劣,温差较大。在低温时普通液压油容易凝固,导致液压系统出现故障,但是在常温下,如果使用低温液压油其黏度很低,会增大液压元件本身的磨损,造成系统效率偏低。所以选择能在低温及常温下使用的液压油显得十分重要。

载人航天器密封结构有低漏率、高可靠、长寿命等要求。文章对载人航天器中的穿舱法兰、舱门、阀门等密封结构及其典型的失效模式进行了分析。对于静密封,针对压缩量过大导致橡胶密封圈加速老化和低温下导致橡胶密封圈接触应力降低的原因进行了剖析;对于动密封,分析了剪切应力过大导致橡胶密封件疲劳磨损、长期静置导致粘附和密封槽设置不合理导致局部压缩量不足等现象。通过对失效机理的分析,结合改进措施的仿真分析验证和试验验证效果,提出了各类典型结构部位、在不同使用条件下的密封设计规范。

针对恒压式变量柱塞泵在低温工况下恒压阀开启压力偏高的问题,通过AMESim和Flunet软件进行仿真分析,得出了油液温度和控制阀油道是引起恒压阀开启压力偏高的主要原因,最后,通过试验验证了相关结论的正确性。