薄层化碳布缝合碳/碳复合材料制备与性能

为获得高性能、低成本碳/碳复合材料,以商用级T700大丝束薄层化碳纤维展宽平纹布和航空航天级T300小丝束碳纤维缎纹布为原材料制备缝合预制体,采用化学气相沉积工艺方法制备了一系列缝合碳/碳复合材料,对材料的气相致密化特征、微观结构特征和力学性能进行了测试与分析。研究结果表明,碳布规格和缝合间距对材料气相致密化效果和力学性能有较大影响。当选用T700-12 K、展宽16 mm大丝束纤维编织的面密度100 g/m2的平纹布为原材料且预制体缝合间距为5 mm×5 mm时,制备的密度为1.781 g/cm3薄层化碳布缝合碳/碳复合材料表现出良好的气相沉积工艺适应性和优异的力学性能,材料拉伸强度、压缩强度、弯曲强度和层间剪切强度高达342.9 MPa、285.5 MPa、328.4 MPa和15.2 MPa。通过商用级大丝束薄层化碳纤维的应用,大幅降低了高性能碳/碳复合材料的原材料成本,且制备的碳/碳复合材料性能达到了国际先进水平。      

碳纤维丝束起毛量测试方法

为定量测试碳纤维丝束的断丝起毛程度,建立了碳纤维丝束起毛量测试方法,并搭建了测试装置。采用所建立的方法对2种国产T800级碳纤维进行起毛量测试,研究了丝束展宽、张力、毛丝吸附材料等测试条件对测试结果的影响。采用优化的测试条件,测试了几种进口、国产T700级、T800级碳纤维丝束的起毛量。实验表明,所建方法操作简单,适用性较广。对于12K的T800级碳纤维,当纤维张力为1~2N,海绵孔隙大小在0.1~0.6mm,且受到的载荷大小为1~4N时,测试结果比较理想。对于起毛量较高的碳纤维,需保证一定的纤维展宽使丝束内部的毛丝暴露,从而保证测试结果的准确性。     

大丝束PAN纤维热反应特性及其在连续预氧化过程中的结构性能演变

利用热应力、DSC、FTIR、元素分析(EA)、XRD及力学性能、密度等测试表征手段,结合小丝束(24K)聚丙烯腈(PAN)原丝,解析了大丝束(48K) PAN原丝的热反应特性,并采用50 min连续预氧化制备高性能大丝束碳纤维,研究了大丝束PAN原丝连续预氧化过程中的结构性能演变规律。结果表明,大丝束PAN纤维的化学热应力是小丝束的1.13～1.43倍,且启动温度更低,当温度为250℃时,化学热应力差值最大,对应大丝束纤维密度为1.316 g/cm³;纤维内准晶区在反应初期即大量转化为无定形状态,准晶区晶粒尺寸呈现先增大后减小的趋势;50 min连续预氧化制备的大丝束碳纤维单丝拉伸强度和拉伸模量分别为4 240 MPa和244 GPa,相关力学性能达到市售国外大丝束碳纤维同等水平。     

干燥致密化对通用碳纤维用PAN原丝力学性能升级的考察

为提升国产通用碳纤维用PAN原丝的力学性能,再次对原丝进行水洗及干燥致密化工艺处理。实验结果表明,水洗因使丝束增韧,与致密化起到相反的作用,不利于原丝力学性能的升级;不同温度下,随致密化时间的增加,丝束强度先增大后减小,55s时丝束强度提高最大;确定致密化时间55s时,在140～150℃温梯下丝束强度最大,约提升初始原丝的35.6%。     

基于OpenGL的异型包装纸盒参数化设计系统的研究

给出了异型包装纸盒参数化设计中关键参数的确定方法,以系统中的一个异型盒型为例,论述了异型盒参数化设计过程中各参数之间的关系,确定了参数化设计的关键参数,并给出了相关的计算公式。开发了一套能展示立体的线框图、贴图后的效果图以及平面展开的线框图等的设计系统,为异型包装纸盒的设计提供便利。     

四辊平整机轧制过程多体接触耦合变形有限元模拟

为了提高四辊平整机的板型控制精度,采用非线性大变形弹塑性有限元法,考虑辊系弹性变形和轧件弹塑性变形的耦合关系,建立辊系与带钢多体接触的平整过程三维分析模型.利用该模型对不同轧制工艺条件进行的模拟计算,得到了平整小压下量时的接触压扁及应力状态分布规律和工艺参数对辊系弯曲变形及辊缝形状分布的影响规律.所建模型和分析结果可用于现场轧制过程离线分析和指导在线模型的设定.     

粗轧机球墨铸钢水平辊开裂原因分析

某材料为球墨铸钢的粗轧机水平辊在使用很短时间后即发生径向开裂,采用宏观检验、化学成分分析、硬度试验、金相检验等方法对水平辊的开裂原因进行了分析。结果表明:不良的组织状态是导致水平辊开裂的主要原因;水平辊生产过程中未进行高温扩散退火,导致水平辊组织偏析严重,呈枝晶状分布,枝晶间隙碳化物粗大,数量较多,而枝晶杆处部分碳化物呈断续网状分布;另外,铸造过程中钢液石墨化工艺控制不佳,导致石墨数量少,球化效果差。     

拉杆锻件的辊锻制坯工艺研究与开发

研究了拉杆锻件的辊锻制坯技术,采用2道次体积分配辊锻模具和一次头部压形模具,得到拉杆锻件的坯料形状与尺寸。成功地解决了辊锻道次的确定和型槽系的选择,模具设计等问题。据此成果,完成了拉杆锻件的生产线。     

不同初始结构碳纤维石墨化进程趋同性研究

为优化碳纤维的石墨化工艺,利用拉曼光谱对碳纤维在石墨化过程中的结构变化进行了研究,分析比较了两种碳纤维石墨化进程的异同.结果表明:纤维在高温下发生脱氮与石墨化转变反应,脱氮反应会在石墨微晶中留下分子级空洞,氮原子脱除越多,微晶内空洞越多;石墨化转变促使石墨微晶生长、结构完善.两种纤维氮元素含量不同造成其初始结构不同,氮含量越低,纤维石墨化程度越高.氮原子脱除程度不同引起两种纤维石墨化进程存在差异,热处理温度高于1 800℃时,不同初始结构碳纤维中的氮原子都脱除完全,纤维中碳化学结构趋于相同,石墨化进程出现趋同性.     

六辊轧机扭振动态建模及与板带钢质量关系研究

考虑轧机扭振与辊系沿轴向动态特性和板带材质量的关系,基于连续体动力学建立了六辊轧机扭振动力学模型,包括轧机辊系等效模型和辊身与辊径过渡部分等效模型。根据轧制速度与轧辊角速度的关系,建立了板带钢前后张力、轧制力等参数与辊系扭振的关系模型。基于所建模型对某六辊轧机施加位移激励模拟扭振情况,仿真分析了轧机辊系和板带钢在扭振激励下的三维动态响应。仿真结果表明,轧辊角位移和角速度沿辊身长度方向波动较小;轧辊扭振使轧制压力、前张应力和后张应力横向分布发生不同程度的波动,扭振对前张应力分布影响较大,即对板带钢板形产生影响,且传动侧的波动幅值大于操作侧。     

Cf/Al复合材料异形件预制体制备及其力学性能研究

目的解决铝基复合材料异形件形状特征复杂,对良好的抗拉和抗剪切等使用性能有较高要求,制备难度较大等问题。方法提出了"铺层-缠绕-缝合"碳纤维异形件预制体制备方法,设计了直接式缝合、插销式缝合、整体式缝合3种成形方案,通过理论计算分析不同方案预制体的力学性能;在此基础上,采用液固高压成形Cf/Al复合材料异形件,并通过断口形貌、微观组织以及致密度的分析,解释了其力学性能提升的原因。结果根据较佳的预制体成形方法,成功制备了预制体和复合材料异形件;异形件内部未发现气孔、微裂纹等缺陷,Cf/Al复合材料拉伸强度达278MPa,较基体提高了114%。结论整体缝合法为较佳的预制体成形方案,可使构件具有较高的连接强度和定位精度;复合材料内部浸渗良好,致密度达98.59%,故该复合材料的力学性能较铝合金基体提升较多。     

轴承漏针自动检测系统

介绍了一种新型的轴承漏针自动检测系统.该系统采用基于机器视觉的检测方法,采用图像传感器作为检测元件,按时序对轴承进行图像获取、图像检测识别,按识别结果进行分拣.从而解决了长期困扰轴承生产企业的小型滚针轴承漏针问题,提高了检验的速度,实现了滚针轴承的全自动、非接触、在线检测.该系统能有效地检测轴承是否漏针并给出漏针个数,准确率高,系统长时间运行稳定,检验速度快.     

异型管管翅式换热器性能研究

管翅式换热器的翅片优化为研究热点,而对管型的研究较少.本文提出一种与圆管相同水力半径的异型管的设计方法,建立了异型管管翅式换热器空气侧换热的数值计算模型,研究了管型、迎风方向和翅片间距对异型管管翅式换热器性能的影响.结果表明:对于双排的异型管换热器,第一排管大圆迎风,第二排管小圆迎风时,空气流动最均匀,压降最低,是综合...     

异形盒交互设计系统的研究

从立体构成原理出发对异形盒设计进行了分析,提出了以纸面为对象的立体构成原理进行异形盒设计的方法,从而使异形盒设计有规律可循,开发了异形盒交互系统的设计,就交互系统的功能框架、系统的设计流程、系统的操作界面等作了分析,并以实例证明了系统的实用性。     

航空结构复合材料对碳纤维的需求

根据航空用结构复合材料的特点，论述了对碳纤维的需求，着重介绍了飞机用碳纤维的发展，指出用于结构复合材料的碳纤维要求质量稳定、分散性小、工艺性好、价格便宜、品种多、大、小丝束都应发展，在开发高性能碳纤维时，应注意解决使用中的问题。     

复合材料用高性能炭纤维的发展和应用

介绍了材料用炭纤维的发展,包括炭纤维进行了高速发展的新时间,大力发展大丝束炭纤维;Ｔ－７００Ｓ将取代Ｔ－３００成为最主要的炭纤维品种;大幅度降低炭纤维价格,扩大开辟新的应用范围。指出国内炭纤维的问题,提出了我国炭纤维发展的建议。     

Numerical prediction of optimum hollowness and material of hollow rollers under combined loading

Fatigue life investigations have been made for cylindrical hollow rollers in pure rolling contact. In addition to normal loading, the rollers have been subjected to tangential loading of 1/3rd the normal load value. Sufficient coefficient of friction has been used to ensure no slipping occurs. Two main models were built with different hollowness percentages to investigate the hollowness percentage that gives the longest fatigue life. The first model consists of two cylindrical rollers of same size, while the second model consists of two rollers of different sizes. Two cases have been studied, when both rollers are hollow and when only one roller is hollow. The stress distribution in the roller body and the resulting deformation has been investigated using the finite element package, ABAQUS. Then the Ioannides–Harris (IH) theory was used to predict the fatigue life of the hollow rollers in pure rolling contact. Investigations have been made for five different materials, CVD 52100, Carburized steel, VIMVAR M50, M50NiL and Induction-hardened steel. It has been found that the optimum hollowness percentage with the longest fatigue life ranges is around 50%. Many factors affect the optimum hollowness percentage, like the kind of the material used for the cylindrical roller, whether the rollers in contact are of the same size or different size and whether the hollow roller is in contact with another hollow roller or in contact with solid roller.     

异形袋加工工艺分析

异形袋是一种具有特殊定制外形的软包装袋,其加工的重点工序为排版、制袋和模切等。结合生产实际,从异形袋加工工艺中的排版工序和模切工序两个方面探讨了其加工关键技术与工艺控制,并就异形袋出袋问题提出了相应的解决方法。     

型钢混凝土异形柱基于损伤的恢复力模型研究

根据16个实腹式配钢的型钢混凝土异形柱试件在低周反复荷载作用下的试验结果,进行了构件的滞回性能分析及基于损伤的恢复力模型研究。提出了一种弹性段-强化段为双折线、下降段为指数函数曲线的复合骨架曲线模型,采用理论推导与回归拟合相结合的方法给出了构件对应不同截面形式、轴压比及配钢率的骨架曲线特征值计算方法;考虑二阶矩效应、轴压附加抗侧刚度、强度衰减、包辛格效应及加载历程对构件性能退化的影响,并通过引入基于试验结果拟合的损伤模型,定量描述了构件滞回环卸载刚度退化规律,建立了恢复力模型。研究表明:试件的抗震性能良好,滞回曲线基本呈梭形,采用实腹式配钢的异形柱在各级荷载循环下的滞回环大致汇交于2点;所提出的基于损伤的恢复力模型是经过理论推导并考虑了多种因素的影响,计算结果与试验结果拟合度较好,可为该类型结构进行高效非线性地震反应分析提供依据。