水空两栖涵道风扇推进器推力理论分析及实验验证

由水空两栖机器人的应用需求出发,从理论计算、仿真以及实验三方面设计了一种涵道风扇推进器.通过理论计算,分析了风扇和电机在2种介质中的工作曲线,提出了风扇推力系数和转矩系数的预估模型.通过选取适当的预估参数,得到了风扇和电机的设计参数.根据理论计算结果,选取了一种较为合适的风扇和电机的组合方式.为了验证理论计算的可靠性,对仅考虑扇叶的理想情况进行了CFD(计算流体动力学)仿真分析.为了研究实际的涵道风扇推进器的工作情况,还对考虑涵道整体表面结构的实际情况进行了CFD仿真分析.最后,对该组合方式的涵道风扇推进器进行了实验,得到了涵道风扇在水下和空气中的实测推力系数分别为1.47×10-4和2.48×10-4,实际情况下仿真结果与其的相对误差分别为10.9%和3.6%,接近于实验本身的不确定度;得到的空气中的推力可达55 N以上,水下推力可达245 N以上,均可以满足2种介质中的使用要求.     

AgBr-Ag3PO4-CSs三元复合光催化剂的制备及性能

以AgNO_3、KBr、Na_2HPO_4和碳球(CSs)为原料,通过共沉淀法制备了高活性的AgBr-Ag_3PO_4-CSs三元复合光催化剂。利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱和X射线光电子能谱等对复合催化剂的结构、形貌、光吸收范围及价态进行了表征,通过可见光下降解罗丹明B(RhB)和苯酚对复合催化剂的性能进行了考察。结果表明:以CSs为载体,将AgBr和Ag_3PO_4负载在CSs上,当n(AgBr):n(Ag_3PO_4)=4:100时,所得的4%AgBr-Ag_3PO_4-CSs复合催化剂光催化效果最佳,可见光照50 min时,对RhB的降解率达到99.3%;光照60 min时,降解率达到99.5%,几乎降解完全。对苯酚也具有超强的降解能力,捕获剂实验表明空穴为主要活性物种,并且所制备的复合光催化剂循环使用5次后时仍具有较高的光催化活性。     

双材料界面裂纹动态应力强度因子有限元分析

为研究界面裂纹动态应力强度因子在冲击荷载作用下的变化规律，利用双材料界面理论，推导出界面裂纹尖端的应力强度因子表达式。采用ＡＮＳＹＳ有限元软件，对由不同材料组合而成的四点剪切复合试样进行动态响应分析，发现张开型应力强度因子Ｋ１随着模态角的增加而减小，剪切型应力强度因子Ｋ２的绝对值则随着模态角的增加而增大，且变化趋势较张开型应力强度因子Ｋ１更复杂。进而将该理论运用到均质三点弯曲试样的动态响应分析中，发现通过有限元计算得到冲击荷载下的动态应力强度因子具有较高的精度。     

粉末冶金工艺对纯铁软磁材料性能的影响

利用粉末冶金技术制备纯铁软磁材料，在不同温度和压力下将不同粒径铁粉压制成生坯，并在保护气氛下进行烧结。结果表明:不同粒径铁粉混合有助于压坯密度的增加，适宜的压制温度可以有效地促进粉末流动，避免大尺寸孔洞的形成，优化组织。140℃、800 MPa温压条件下雾化铁粉压坯密度最高可达7.35 g·cm-3。对比常温压制，温压压坯烧结后孔洞分布均匀。烧结体密度随温度的升高而上升，雾化铁粉压坯在1250℃烧结后密度最高可达7.47 g·cm-3。在一定范围内，软磁材料磁性能与密度成正比，混粉压制试样的密度接近理论值，但在混合铁粉中，较细的铁粉夹杂于粗粉中，阻碍磁畴壁移动，造成饱和磁化强度（M_s）偏小、矫顽力（H_c）偏大的现象，M_s为205.51 emu·g-1，Hc为7.9780 Oe。     

负载CoFe2O4纳米粒子磁性纤维滤料的制备与表征

通过选择聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺(P84)、玻纤、聚苯二甲酰苯二胺(芳砜纶)等5种袋式除尘器常用纤维针刺毡,利用共沉淀法将磁性铁酸钴纳米粒子负载到5种纤维滤料上得到磁性滤料,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征方法从滤料上纤维表面负载形貌、CoFe_2O_4结晶程度、表面官能团等方面分析比较5种不同滤料负载磁性铁酸钴纳米粒子的微观机理及性能差异,并用振动样品磁强计(VSM)测试5种不同磁性滤料的剩余磁化强度及矫顽力大小。结果表明,P84磁性滤料由于自身纤维具有较强极性官能团■、较大负载表面积等特点使得铁酸钴纳米粒子负载更加均匀、磁密度较其它纤维滤料要高,每克磁性P84滤料的剩余磁化强度及矫顽力分别为0.52×10~3 A·m~2/kg和3 940.2 A/m,这对于磁性材料捕集微细颗粒物具有重要意义。