金属基弥散微封装燃料中TRISO燃料颗粒的尺寸优化设计

弥散微封装燃料是将包覆燃料颗粒弥散在基体中形成燃料芯块或者燃料棒，是目前耐事故燃料（ATF）中最具发展潜力的燃料之一。包覆燃料颗粒为三结构同向型（TRISO）或者两结构同向型（BISO）包覆燃料颗粒，基体可以是金属也可以是陶瓷。本文用有限元分析软件ABAQUS对金属基弥散微封装燃料进行了分析计算。通过分析TRISO燃料颗粒各包覆层厚度对燃料性能的影响，提出优化改进的建议。研究结果表明，疏松热解碳层（Buffer）厚度越大，燃料颗粒发生破损失效的燃耗越高，因此设计时应考虑增加其厚度；内部致密热解碳层（IPyC）厚度越大，其自身的最大环向拉应力越大，因此设计时应降低其厚度；碳化硅（SiC）层厚度越大，其自身环向压应力越小，因此设计时应降低其厚度。本文的研究结果可为金属基弥散微封装燃料的优化设计提供指导。      

汽车精密塑料件注射成型工艺研究

以汽车后车灯灯壳为研究对象,选取模具温度、熔体温度、注射时间及保压压力作为试验变量,以灯壳翘曲变形作为优化目标,采用响应曲面的中心复合设计方法,结合CAE分析模拟技术,建立了试验变量与优化目标之间的二阶响应模型。通过粒子群优化算法得出了最优工艺参数组合,对最佳工艺参数组合进行了数值模拟和实际工程试验验证。结果表明,响应模型获得的翘曲预测值与模拟翘曲值的偏差为0.42%、与实际工程试验获得的翘曲变形值的偏差为5.59%,三者结果相吻合,塑料件满足精度要求,这表明应用二阶响应模型优化设计是解决注射成型塑料件质量问题的一种有效途径。     

随形冷却对车灯壳注塑成型翘曲变形影响分析

冷却系统的设计在注塑模具中非常重要,它关系到制品的冷却效率和成型质量。传统冷却水道通常为简单直行管道,冷却效果不理想。激光3D打印技术的出现使注塑模具随形冷却结构的制造成为现实。以某车灯外壳为例,设计了随形结构的冷却系统。利用有限元分析软件ANSYS瞬态热分析对比了直行与随形冷却设计的冷却效率和模腔温度场分布结果,同时使用模流分析软件Moldflow对比分析了两种冷却方案中制品的翘曲变形。结果表明,随形冷却设计使模腔表面温度场分布更均匀,且能更快速调控模具温度,缩短了注塑成型周期;更重要的是可大大降低制品的翘曲变形。     

剪切历史和玻璃纤维含量对PC-GF复合材料动态流变行为的影响

通过注塑和流变实验研究了不同注射速度和不同玻璃纤维含量的玻璃纤维增强聚碳酸酯(PC-GF)复合材料的动态流变性能。结果表明,低注射速度下,剪切使材料的内部网络结构更稳定,模量和黏度均有上升的趋势;在高注射速度下剪切使玻璃纤维发生断裂而无法形成网络导致模量和黏度下降明显。少量的玻璃纤维可以降低分子链间的黏合性,降低本身黏度较高的PC材料的黏度,而当含量较高时(大于12%),玻璃纤维自身易形成网络结构,限制分子链运动使模量和黏度上升。     

FCM燃料堆内行为模拟及结构设计研究

本文采用二维特征模型模拟不同无燃料区厚度全陶瓷微封装弥散（FCM）燃料的热力学行为，在保证堆芯装载要求的条件下，研究不同结构FCM燃料SiC基体和包覆燃料颗粒SiC层的应力状态。通过优化无燃料区厚度，调整TRISO颗粒间的间距，保证无燃料区和SiC层同时具有较低的应力水平。分析了无燃料区厚度为100 ~ 500 μm时基体SiC、无燃料区以及SiC层的应力分布，结果表明，基体SiC和SiC层最大应力随无燃料区厚度增大而增大，而无燃料区的最大应力则随其厚度增大而降低。当无燃料区厚度为400 μm时，无燃料区和SiC层均处于较低的应力状态，无燃料区SiC基体应力约为400 MPa，而SiC层的最大环向应力约为200 MPa，其失效概率约为2.5×10-4。因此，当无燃料区厚度为400 μm时，FCM燃料既能维持芯块结构完整，又能保证SiC层具有较低的失效概率。结构优化为FCM燃料的应用提供了基础。      

UMo/Zr单片式燃料板起泡行为数值模拟

燃料板的鼓泡临界温度是制定研究试验堆安全系数的标准之一，通常由鼓泡退火实验确定。针对鼓泡退火实验，本研究发展了一种对UMo/Zr单片式燃料板宏观起泡行为进行计算模拟的方法，并计算分析了气腔内裂变气体原子数对鼓泡高度的影响，获得了包壳内的Mises应力和等效塑性应变随温度升高而演化的规律。研究发现，气腔周围包壳产生塑性变形是起泡的一个关键原因。此研究为燃料板起泡机理和关键影响因素分析打下了基础。     

分子动力学模拟温度对PE–LD零剪切黏度的影响

采用分子动力学方法模拟分析温度(375~550 K)对低密度聚乙烯(PE–LD)零剪切黏度的影响,通过Material Studio 8.0软件构建分子"位能模型",施加原子水平模拟研究凝聚态优化的分子力场(COMPASS)力场,经过几何优化、退火处理和动力学弛豫后,运行NPT系综的动力学模拟,进行数据处理。结果表明,PE–LD熔体的黏度随温度升高呈指数递减。从分子链自扩散和自由体积来分析其机理,结果显示,温度的升高,加剧了分子链之间的运动,减少了分子间的缠结,增大了熔体的自由体积,减少了分子间的内摩擦,从而导致黏度下降。     

色彩管理之印刷过程控制

众所周知,色彩管理的目的是运用软、硬件结合的方法,在生产系统中自动统一地调整和管理颜色,以保证在输入、显示和输出的整个过程中保持颜色的一致性,最终实现颜色的忠实再现(即所见即所得)。那么,怎么快速高效地实施色彩管理呢?笔者认为建立一个可测量的、可重复的过程控制体系,对印刷原材料、相关设备及环境进行规范的控制,对印刷生产     

金属及金属氧化物掺杂改性二氧化铀燃料的研究进展

随着商用反应堆对长周期、高燃耗需求的日益提升,燃料芯块将面临更加严苛的服役条件。如何进一步提高二氧化铀燃料的物理化学性能是开发新型核燃料元件亟待解决的关键技术问题。本文基于近年来在掺杂燃料芯块领域最新研究进展,系统总结并讨论了掺杂元素类型及其对二氧化铀燃料芯块性能的影响机理,阐述了掺杂燃料微观组织与性能之间的内在联系,指出当前该研究领域仍存在的科学/技术问题以及掺杂二氧化铀的发展趋势,为改善燃料芯块安全性能的设计提供重要的理论参考。     

恒温不可压缩熔体注塑充模取向应力-形态关系模型理论

研究了复杂物理场作用下恒温不可压缩熔体注射充模取向-形态关系模型理论。针对恒温不可压缩熔体缠结大分子链单体在注塑充模过程中的无轨形变特性,建立了以等效末端距矢量(end-to-end vector,ETEV)为核心的聚合物充模流动诱导取向物理模型;基于不可逆热力学与连续介质力学理论,研究得出了与胡克定律具有类似形式的缠结大分子链单体取向形变模型,进而得出了恒温不可压缩聚合物充模取向应力-形态关系线弹性理论模型;研究了聚合物充模取向的高弹形变特性,引入Langevin模型以表征大分子链单体相关参量与微元体积之间的定量关系,得出了理论上等价、适配性更高的聚合物充模取向应力-形态关系高弹性理论模型;研究了相关理论模型的结构特点与物理性态,并与经典KBKZ模型进行了比较,说明了该模型对表征相关聚合物充模取向工程问题具有较好的适配性与科学性。