内燃机活塞机械疲劳损伤与可靠性研究

活塞机械的疲劳可靠性会直接影响内燃机的具体使用寿命以及使用效率,只有保障活塞内部结构设置的合理性及可靠性,才能够将生产制造成本控制在合理的范围之内,充分地发挥内燃机的作用以及价值,积极地提高内燃机的机械效率。在对活塞机械疲劳可靠性问题教学研究的过程之中存在诸多的限制,缺乏相应的技术报告,本文立足于这一实际情况,对内燃机活塞机械疲劳损伤的可靠性进行深入的分析以及研究,以寻求科学合理的优化设计方案,充分保障内燃机的正常运作,延长该机器的使用寿命,不断提高实际的应用价值。     

基于3D打印的减速机传动系统实验模型

为降低减速机产品研发的技术难度与实验成本,以某型二级减速机系统为依据,设计开发了基于SolidWorks平台的数字化样机,并利用正弦函数构建电机驱动表达式,通过Simulation/Motion模块对其传动系统进行运动学仿真分析。在此基础上,利用C语言编程和STC12C5A60S2单片机开发,设计建立了二级齿轮传动系统控制模块,并借助3D打印构建了齿轮三维制件,最终搭建形成了一套针对减速机传动系统控制的机电一体化模型。可方便快捷地实现不同工况转速下的齿轮传动特性测试与实验验证,为减速机产品的设计开发提供了有效的实验思路与支持平台。     

[学科发展]随机不确定性下的可靠性设计优化研究进展

Reliability-based design optimizationhas gained much attention due to the ability of considering the various uncertainty informations. Since reliability-based design optimization played a significant role in the improvement of product reliability and other performances in the full life cycle, it is one of the most popular research topics in the field of engineering design. The state-of-the-art achievements and contributions in the field of the reliability-based design optimization as well as the time-dependent reliability-based design optimization under aleatory uncertainties were reviewed from the perspectives of analytical strategies and surrogate models. Moreover, the existing problems and challenges were discussed, and some research directions in future were concluded.     

锂辉石-氧化钙烧结法提锂的物相重构与动力学

对锂辉石-氧化钙烧结过程进行热力学分析，绘制了各反应Gibbs自由能与温度的关系图。结果表明，Al₂O₃会优先和Na₂O、Li₂O、K₂O反应，然后与CaO反应生成CaO·Al₂O₃，而且烧结温度需高于1060℃以保证LiAlSi₂O₆能够完成晶形转变。并探讨了锂辉石-氧化钙烧结法提锂的反应机理。考察了不同烧结条件对锂浸出率的影响并对熟料进行X射线衍射（XRD）分析表征。实验结果表明，在配料比为1∶1.25、烧结温度1150℃、烧结时间60min时，锂的浸出率达到92.14%，熟料中的主要物相为Ca₂SiO₄与LiAlO₂。利用XRD和扫描电镜-能谱联用仪（SEM-EDS）对熟料与浸出渣的物相、显微形貌及元素分布情况进行了分析表征。为了确定烧结反应的控制性步骤，在最优烧结条件的基础上对烧结过程进行动力学分析，结果表明，锂辉石-氧化钙烧结体系属于球形颗粒三维界面化学反应控制，烧结过程的动力学拟合方程为\mathrm{1}-{(\mathrm{1}-x)}^{\mathrm{1}/\mathrm{3}}=\mathrm{0.00677}t。     

阻聚剂在紫外光固化无色体系中的应用

通过粘度和力学性能测试以及红外光谱分析等研究了阻聚剂对甲氧基苯酚(MEHQ),2,4,6-三硝基苯酚,1,4-苯醌,对苯二酚和2,6-二叔丁基对甲苯酚对紫外光固化无色体系的耐热性、固化度、固化速率和老化性能的影响,结果表明MEHQ的综合性能最好,添加质量分数以0.01%~0.03%较为适宜。     

片状粉末冶金烧结态CNT/Al-Cu复合材料的热变形及加工图（英文）

采用Gleeble-3500热模拟试验机在温度300~550°C、变形速率0.001~10 s-1条件下,对片状粉末冶金烧结态CNT/Al-4Cu复合材料进行热变形行为研究。基于动态材料模型(DMM)建立应变为0.1~0.6的加工图,并利用扫描电镜、电子背散射衍射技术和高分辨透射电镜分析变形前后的显微组织。结果表明:应变对加工图有明显的影响,当应变为0.6时,最优加工区域为:375~425°C,0.4~10 s-1和525~550°C,0.02~10 s-1。在低变形温度和低变形速率时,基体中大颗粒不均匀分布,出现高密度缠结位错、位错墙和亚晶,对应加工图中的不稳定区域。当变形温度为400°C和550°C、变形速率为10s-1时,基体中细小颗粒均匀分布,晶粒为再结晶形态,对应加工图中的稳定区域。     

铁酸镧B位掺Mn/Co/Cr试样的红外辐射性能与机理

采用高温固相烧结法制备了粉体材料LaFeO₃、LaFe_0.75Co_0.25O₃、LaFe_0.75Cr_0.25O₃和LaFe_0.75Mn_0.25O₃，通过XRD、FTIR、SEM、XPS等检测手段对材料进行表征，同时运用CASTEP模块模拟计算了材料的电子能带结构和光学性质。实验结果表明：掺入Mn/Cr/Co离子后晶格发生畸变,晶格对称性降低。Mn/Cr/Co掺杂后的粉体材料在近中红外波段发射率排序为：掺Mn>掺Co>掺Cr>纯LaFeO₃，其中掺Mn在0.2～2.5μm波段为0.8722，2.5～5μm波段为0.6755，远大于纯LaFeO₃的发射率（近中红外波段发射率均为0.5左右）。发射率提升的机理在于：Mn掺杂后,引入了Mn³⁺杂质能级，产生了激活能小的Mn³⁺?Mn⁴⁺跳跃小极化子，电子-氧空位载流子吸收亦增强，同时体系的晶格畸变导致振动吸收加剧。第一性原理计算结果表明掺杂Mn/Cr/Co材料的禁带宽度分别0.793eV、2.406eV、1.722eV均小于纯LaFeO₃的3.817eV，结合态密度计算结果分析其原因，主要Mn3d、Cr3d、Co3d轨道与O2p轨道杂化形成杂质能级，同时Mn3d、Cr3d、Co3d在导带也存在态密度峰，且峰的位置都比LaFeO₃峰更靠近费米能级，作为新的导带底相当于缩短了价带顶到导带底之间的间隙宽度。LaFe_0.75Mn_0.25O₃材料在近中红外波段的优异辐射性能表现，可作为耐高温抗氧化高发射率材料在高温热工炉窑具有潜在应用前景。     

江西省信丰县铁石口地区地质特征

为给地质找矿和工程建设提供基础地质资料,对江西省信丰县铁石口地区进行了地质资料分析和野外地质调查。区内地层分布较为齐全,老地层和红层分布最为广泛,其中二叠系龙潭组有煤层出露,船山组和长兴组灰岩较为发育;区内构造较为复杂,向斜和推覆构造为区内主要构造,其中推覆构造上部主要为岩浆岩,构造下部见煤系地层;区内岩浆岩大面积出露,岩性主要为黑云斜长花岗岩,地表风化较为严重。     

主轴箱轻量化和热态特性的综合优化设计

为实现机床主轴箱系统轻量化和热态特性的综合优化设计,提出一种正交试验设计和灰色关联分析相结合的方法。选取主轴箱的肋板厚度、筋板厚度、前壁厚度等7个因素作为研究对象,在不等水平下进行了正交组合方案的设计,采用Ansys软件进行了三维结构设计和有限元仿真;以主轴箱质量、X、Y、Z向热位移为目标函数,利用灰色关联分析法,优选出结构设计方案,结果表明主轴箱质量减少2.38%,主轴X向、Y向和Z向热变形分别减小了3.16%、3.29%、2.66%。