仿生PDC齿旋转破岩时的温度场和破岩特性模拟研究

针对常规PDC钻头破岩效率低、钻头泥包和使用寿命短等问题,以穿山甲鳞片、蝼蛄爪趾、鲨鱼牙齿和扇贝壳作为仿生原型,从多个维度进行结构仿生,设计了一种新型耦合仿生PDC齿.采用有限元法、弹塑性力学等方法,建立了仿生PDC齿的破岩仿真模型,利用有限元软件ABAQUS的温度–位移耦合显式侵彻接触算法和显式动力学模块,研究了仿生...     

基于BP神经网络和遗传算法的钢丝拉拔优化设计

针对钢丝在拉拔成形后表面轴向残余应力过大的问题,建立有限元模型,并确定钢丝拉拔过程变量优化范围;利用正交试验法确定网络训练样本,根据变量设计安排各因素及水平,组成L25(55)正交表;利用ANN的高度非线性映射能力建立拉拔过程参数与钢丝表面最大轴向残余应力映射模型,同时将神经网络与遗传优化算法相结合。优化后摩擦因数为0.09,工作锥角为8°,定径带长度为0.66 mm,部分压缩率为4%,拉拔速度为3 820mm/s,在此组合参数下,采用FEM计算表面轴向残余应力为65.37 MPa,神经网络预测结果为67.58 MPa,模拟结果相对误差为3.5%;相对于正交试验中平均轴向残余应力202.1 MPa,降低67.6%,优化效果明显,显著降低了钢丝的表面轴向残余应力。     

电火花电解复合加工工作液浓度对电极损耗的影响研究

针对电火花电解复合加工的电极损耗问题,以模具钢为加工对象开展了电火花电解复合加工实验。分析了在不同极性和电极材料条件下,工作液浓度对电极相对损耗、电极形状变化规律及加工精度的影响。结果表明:合理控制工作液浓度能降低电极相对损耗及减小电极形状变化。     

汽车白车身多机器人焊接路径规划策略

多台焊接机器人同时焊接白车身时,一般会有单条路径焊接避障、多条路径相互碰撞的问题产生。人工机械地解决路径间的避障碰撞问题需耗费许多时间和精力,且为后续的干涉区设置的难易程度埋下隐患。针对此,以焊点分配、路径长度、多机器人焊接节拍相近且不超最大节拍为目标,建立基于多背包问题的多机器人焊点分配模型,采用蚁群算法实现机器人局部路径避障,结合协同进化混合粒子群算法,解决多机器人路径间相互碰撞的问题。     

基于UCC38051的功率因数校正电路设计

提出了一种基于临界电流模式的峰值电流控制技术来实现开关电源的功率因数校正任务.首先论述了临界电流模式的峰值电流控制技术的基本思想,其次论述了采用控制芯片UCC38051制作了一台输出功率为100 W的原理样机.实验结果表明该原理样机能将功率因数提高到0.99以上,总谐波畸变小于7%.     

纳米零价铁改性及其应用研究进展

纳米零价铁(nZVI)因其具有较好的吸附效果和还原性而被广泛用于环境污染物去除。然而，纳米零价铁易团聚、易氧化、易失活的问题使其在去除环境污染物方面效率降低。因此，有关纳米零价铁改性以增强其对环境污染物去除效率的研究已成为研究热点。围绕近几年国内外文献对纳米零价铁改性及其在环境中应用的研究结果，详细介绍了纳米零价铁常用的改性方法及其对环境污染物(如卤代有机物、重金属、硝酸盐)的去除效果和作用机理。同时指出纳米零价铁在改性和应用中尚需解决的问题和未来发展方向。     

汽车尾门左右窗框饰板气辅注塑模具设计

根据汽车尾门左右窗框饰板结构特点和成型要求，设计了一副“一模两腔”带有顺序阀控制的热流道气辅注塑模具。浇注系统设计后，通过CAE模流分析对浇注系统合理性进行了验证并对成型过程中可能出现的问题进行了预测。塑件侧向区域的侧向孔、倒扣、加强筋、内表面的倒扣以及尾部的内凹特征造成脱模较为困难，所以针对侧向区域的4处侧孔和1处倒扣特征分别设计了“斜导柱+滑块”的脱模机构；针对侧向加强筋特征，设计了“液压油缸+大滑块”的脱模机构；针对尾部内凹特征，设计了“斜导柱+滑块”的脱模机构；同时针对内表面4处倒扣特征，设计了“斜顶块+斜顶杆”的脱模机构；顶出系统则是采用顶出油缸提供脱模力，带动“顶针+直顶杆+直顶块”组合参与顶出。经过实际生产验证表明：该模具结构设计合理，工作过程稳定可靠，生产出的产品满足设计要求。     

花瓣形燃料元件棒束通道内过冷流动沸腾特性数值研究

花瓣形燃料元件具有换热性能强和无需定位格架等优点，能进一步提高反应堆的功率密度和经济性。为此，本文利用欧拉两流体模型，同时结合RPI壁面沸腾模型，对2×2花瓣形燃料元件棒束通道内过冷流动沸腾特性开展数值研究。通过圆管过冷沸腾实验数据验证了模型的准确性。开展了流速和热流密度参数对花瓣形燃料元件棒束通道内流动、换热及空泡份额分布影响的数值研究。结果表明，通道内冷却剂的流动速度分布不均匀；横向流动沿主流方向存在波动；空泡份额在燃料元件的内凹弧与外凸弧处表现出较大差异；同时，由于流场和换热形式的不同，导致燃料元件的周向壁面温度呈现不均匀分布，横向流动的存在影响着壁面热流分配情况。     

汽车中控后端盖板气辅注塑模具设计

针对中控后端盖板壁厚不均且塑件内部具有较多的加强筋、Boss柱和异形倒扣等特征，设计了一副“一模一腔”的热流道气辅注塑成型模具。采用CAE模流分析技术对塑件进行“充填+保压+翘曲”分析，确定了浇注系统采用“4点阀式热流道+U型冷流道”的组合形式以及进气口位置，并对塑件成型过程中出现的缺陷进行预判。由CAE分析结果可知，塑件表面无明显熔接线和凹痕，气体可以将较厚筋位中间部位进行穿透形成中空，且气体穿透后塑件相邻区域收缩较为均匀，翘曲变形较小。由于塑件内表面结构较为复杂，因此设计了8组斜顶抽芯机构解决了产品侧向抽芯问题；且在顶出机构中设计了“顶针+顶杆+方直顶”的组合机构对产品、冷流道和多余溢料进行顶出。但此模具下模板、顶针板和顶针固定板上安装的顶针、顶杆和斜顶的数量较多，注塑机无法为模具提供顶出力，所以需要设计油缸给模具提供动力。冷却系统则采用直通式水管+隔板式水井相组合的形式，可以使冷却效果大幅度提高。经过实际生产验证表明，模具运行顺畅，各机构设计安全合理，成型塑件的质量和精度能够满足实际生产的需求。     

含有氮化硼势垒层的三明治结构聚合物基复合介质储能特性研究

聚合物基高温储能介质因其较高的功率密度及优异的充放电效率被广泛应用在电气和电子等领域。该文选用不同粒径的氮化硼纳米片(BNNSs)作为填料，掺杂到聚醚酰亚胺(PEI)中构建势垒层，添加在纯PEI两侧制备拥有三明治结构的复合薄膜，探究粒径大小在不同温度/填充体积分数下对复合薄膜的介电性能及储能性能的影响。研究发现，构建BNNSs势垒层的三明治结构复合薄膜显著抑制了介质的高温电导，提高了充放电效率，且较小粒径BNNSs填充势垒层能更有效地提高击穿场强和储能密度，其中掺杂200 nm粒径BNNSs体积分数为5%的复合薄膜在常温下的储能密度可达5.65J/cm³，充放电效率高达96%，即使在150℃下，储能密度和充放电效率也可分别达到2.52 J/cm³和95%。通过随机击穿模型阐明了粒径大小及三明治势垒层结构对击穿性能的提升机制。该文提出的含有势垒层的三明治复合结构为高温下复合薄膜储能特性优化提供了新的策略。