商用车座椅向前碰撞试验及有限元分析

通过前处理软件Hypermesh建立由零件焊接、装配进行连接的座椅骨架模型,使用LS-dyna非线性有限元计算软件对座椅骨架模型进行有限元分析,经由Hyperview后处理软件得出座椅骨架在向前碰撞时的应力应变分布图。同时,依照实验标准对该款座椅进行向前碰撞试验。将座椅骨架的有限元仿真分析结果和试验结果进行对比分析,当带载50%男性假人的座椅承受外来冲击力时,应力分布较均匀,该商用车座椅能够满足外来冲击时的安全性能。     

CuFe2O4/纳米纤维素磁性复合材料的制备及催化性能

采用简单易行的一锅溶剂热法原位合成CuFe₂O₄/纳米纤维素（CuFe₂O₄/CNC）磁性复合材料,并研究CuFe₂O₄/CMC磁性复合材料催化剂在NaBH₄作用下催化还原4-硝基酚（4-NP）性能。结果表明:所制备的CuFe₂O₄/CNC磁性复合材料为单一尖晶石结构,具有超顺磁性,纳米颗粒尺寸约为10 nm,其饱和磁化强度为33.15 emu·g-1。与CuFe₂O₄纳米颗粒相比,CuFe₂O₄/CNC磁性复合材料的比表面积提高到89.9 m2·g-1（CuFe₂O₄纳米颗粒的比表面积为53.9 m2·g-1）。CNC有助于改善CuFe₂O₄的单分散性,且对4-NP的吸附作用能加快反应的传质速率。将CuFe₂O₄/CNC磁性复合材料用于催化还原4-NP,反应符合一级动力学特征;当CNC的添加量为0.2 g时,可以将4-NP（100 μL,0.005 mol·L-1）溶液在25 s催化还原完全,表现出优异的反应活性。催化剂循环使用5次后,对4-NP的转化率仍能保持90%以上。      

纤维素基希夫碱铜配合物的制备及抗菌性能研究

采用高碘酸钠氧化针叶木纤维制得针叶木氧化纤维,经希夫碱反应获得纤维希夫碱配体,再与Cu~(2+)以配位键形式结合,制备一种新型的纤维素基希夫碱铜配合物。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、电感耦合等离子体(ICP-AES)等手段对制备纤维素基希夫碱铜配合物进行表征分析,并对其抗菌性能进行了研究。SEM结果表明制备出的配合物中纤维表面粗糙不平,被颗粒状的物质覆盖,EDS结果显示配合物中存在Cu元素; FT-IR及UV-Vis都出现新的吸收峰,以上结果都可以证明纤维素基希夫碱配体及纤维素基希夫碱铜配合物的成功制备。ICP-AES检测结果证明配合物中Cu~(2+)所占的质量分数远远高于浸渍乙酸铜溶液的纤维试样中的Cu~(2+)所占质量分数。同时抑菌测定结果表明,与浸渍乙酸铜溶液纤维试样相比,制备的纤维素基希夫碱铜配合物对大肠杆菌表现出更优异的抗菌性。     

钢钉数量对托盘弯曲力学性能的影响

目的确定能够满足托盘安全使用需求时的钢钉数量。方法通过Iron CAD三维建模软件建立不同钢钉数量的托盘模型。利用AnsysWorkbench软件对1—5颗钢钉数量的托盘进行有限元仿真分析,再通过托盘抗弯强度试验,得到其实际变形量,并对有限元结果与试验结果进行对比分析。结果在3.5 kN载荷下,托盘的最大弯曲变形在不断减小。有限元结果表明,托盘最大变形量1颗钉为48.624 mm,2颗钉为46.139 mm,3颗钉为38.740 mm,4颗钉为25.280 mm,5颗钉为22.899 mm。试验结果表明,托盘最大变形量1颗钉为46.654 mm,2颗钉为43.572 mm,3颗钉为36.344 mm,4颗钉为30.697 mm,5颗钉为27.273 mm。试验结果与有限元结果趋势相同,验证了仿真的可靠性。结论随着钢钉数量的不断增多,胶合板托盘的抗弯能力在不断增强,当钢钉数量达到4颗后,即可满足托盘的安全使用需求。     

压痕形状对瓦楞纸箱抗压强度影响的试验

目的 在不同形状的压痕条件下,对瓦楞纸箱进行抗压试验,研究纸箱的变形情况和抗压能力。方法 首先设计无压痕纸箱、一字型压痕箱、八字型压痕箱以及菱形压痕箱;其次将各种压痕形状下的纸箱,利用纸箱抗压试验机进行空箱抗压实验,记录各自的最大压溃力;最后对实验数据进行分析,明确抗压强度与压痕形状的关系。结果 不同压痕形状对瓦楞纸箱的抗压强度有不同程度的影响,其中菱形影响最大。菱形压痕通过阻碍纸箱变形趋势可提高瓦楞纸箱的抗压强度。结论 在瓦楞纸箱侧板上通过施加阻碍纸箱工字型变形的压痕（如菱形压痕）,可以增加瓦楞纸箱的抗压强度,对瓦楞纸箱的生产设计具有参考意义。     

柱形空气垫静态压缩几何模型研究

目的 研究柱形空气垫静态压缩缓冲性能,将理论几何压缩模型进行试验验证,证明可行性。 方法 根据柱形空气垫受压变形特征,推导出几何压缩模型理论公式,对不同宽度、不同充气压强的柱形空气垫进行静态压缩试验,用拓色法计算理论面积,将试验曲线与理论曲线进行对比。结果 随着压缩位移的增加,接触面积曲线的理论值与试验值呈线性关系,在宽度相同的情况下,充气压强的增大导致接触面积曲线的理论值与试验值吻合程度下降;相同宽度、不同压强的柱形空气垫载荷位移曲线很接近,显示出规格才是影响柱形空气垫缓冲性能的主要因素。结论 所提出的柱形空气垫静态压缩几何模型可行。     

三角形蜂窝异面动态压缩仿真研究

目的研究三角形蜂窝材料结构参数和压缩速度对其异面压缩性能的影响。方法借助Ansys/LS-DYNA建立基于特征单元的三角形蜂窝异面动态压缩有限元分析模型,而后对三角形蜂窝在不同单元结构参数和压缩速度下进行异面压缩参数化仿真计算。结果对于三角形蜂窝,当所有结构参数保持不变时,异面动态峰应力与压缩速度呈二次曲线关系。在给定压缩速度下,扩展角固定的三角形蜂窝的异面动态峰应力与壁厚度边长比呈幂函数关系;壁厚边长比固定的三角形蜂窝的异面动态峰应力与拓展角呈二次曲线关系。结论当相对密度一致时,正三角形蜂窝比正六边形蜂窝异面比吸能值更大;异面动态峰应力与压缩速度、单元结构参数之间的相互关系,可用一定关系曲线进行拟合。     

丙三醇-水二元溶剂法抗氧化纳米铜的制备

目的基于纳米铜在空气中易被氧化的缺点,制备单分散纳米铜颗粒,并研究改性对其抗氧化性能的影响。方法通过丙三醇-水二元溶剂热法用抗坏血酸还原Cu~(2+)制备纳米铜颗粒。研究丙三醇/水体积比、抗坏血酸用量、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)浓度对纳米铜粒径及分散性的影响,并采用柠檬酸和油酸对其进行表面改性处理。结果研究发现,当丙三醇和水的体积比为3∶2,抗坏血酸浓度为0.004mol/L,PVP浓度为0.006 mol/L时,能够得到粒径均一((80±10) nm)且分散性良好的纳米铜。真空环境下保存的纳米铜只有纯铜晶相,但在空气中保存30d后部分被氧化为氧化铜或氧化亚铜。采用柠檬酸改性纳米铜在室温到243℃范围内能保持良好的热稳定性。结论采用丙三醇-水二元溶剂热法制备出了粒径均一、分散性良好的纳米铜。柠檬酸与油酸改性能够显著提高纳米铜的抗氧化与热稳定性能,其改性后在空气中保存30 d仍不被氧化。     

纸浆模塑品缓冲性能影响因素的仿真研究

目的 研究形状、结构参数对纸浆模塑品承载和缓冲性能的影响,为纸浆模塑品缓冲结构设计提供更多参考。方法 通过拉伸试验得到材料物理性能参数。对不同形状单元进行静态压缩试验和有限元模拟,对比验证仿真的可靠性。利用Ansys Workbench/LS-DYNA对3种不同形状单元以及3个结构因素的四棱台进行动态冲击模拟,评价其承载性能,并从能量吸收方面评价缓冲性能。结果 不同形状单元中,圆台的承载和缓冲性能最佳;随着斜度增大,极限载荷和吸能性能整体呈下降趋势,1°时四棱台单元极限载荷最大,4°次之,1°~4°时吸能性能较好且变化相对稳定;随着长宽比增大,极限载荷和能量吸收整体均呈现下降趋势;极限载荷随着高度增加而减少,高度在10~25 mm时能量吸收不断减少,在25~40 mm时不断增加,在30~40 mm时单位体积吸能较稳定。结论 在设计缓冲结构时,尽可能选择圆台状单元,斜度在1°时最佳,4°次之,长宽比在1~1.5最佳,高度在30~40 mm较好。