基于豆荚杆的三棱柱式可展开薄膜支撑臂设计与优化

大型可展开支撑臂具有广泛应用于空间任务的潜力,传统的可展开支撑臂主要采用的是合金材料,而可展开豆荚杆作为一种轻型复合材料会大大降低空间结构整体质量。结合薄膜天线的应用背景,提出一种基于豆荚杆的三棱柱式可展开薄膜支撑臂形式,并进行设计与优化。建立豆荚杆支撑臂的参数化模型,分析豆荚杆刚度参数与几何参数的关系,根据支撑臂设计目标函数分析选择豆荚杆截面参数。研究三棱柱式豆荚杆支撑臂动力学优化模型,对支撑臂单元数、框架管外径和厚度、斜拉索直径和预应力等进行优化设计,实现薄膜支撑臂最小质量基频比。分析绳索预应力和单元数量的优化结果,研究参数优化对支撑臂力学性能的提高作用。     

METCAL 在 Co3O4 制备工艺设计中的应用

采用 METCAL 软件创建计算模型，对沉淀 - 热分解法制备四氧化三钴材料的工艺进行了模拟，并简要介绍了过程模拟的步骤和思路。通过对工艺流程的模拟计算，得到了直观的物流分配走向、金属平衡和热平衡数据等，为四氧化三钴材料制备工艺工程设计提供了基础数据支撑。     

钽表面铜掺杂Ta2O5纳米棒的制备及抗菌性能研究

本实验采用两步水热法在钽基体表面制备出掺杂Cu_²⁺的Ta₂O₅纳米棒薄膜。采用XRD、SEM、XPS等方法分析了材料的物相和表面微观结构。用ICP检测了样品在生理盐水中离子析出浓度,最后通过平板计数法检验了不同含量铜掺杂Ta₂O₅薄膜的抗菌能力。结果表明,通过两步水热处理,在钽表面生成了简单斜方晶体结构的Ta₂O₅纳米棒阵列,Cu_²⁺的掺杂不会对纳米棒薄膜的微观形貌和物相造成显著影响。随时间的增加,掺铜薄膜的铜离子析出速率逐渐趋于平缓。平板计数法表明,Cu_²⁺ 的掺杂量达到2.68At%时,铜掺杂Ta₂O₅纳米棒薄膜的抗菌性能最好,抗菌率达99.2%。     

Al2O3含量对无碱铝硼硅玻璃网络结构的影响

采用高温熔融法制备了不同氧化铝含量的SiO_2-Al_2O_3-B_2O_3-MO(M=Mg~(2+)、Ca~(2+)、Sr~(2+))系统无碱铝硼硅酸盐玻璃。通过X光电子能谱(XPS)和红外光谱(FTIR)对玻璃样品进行了结构分析,并对其性能进行检测。结果表明,在铝硼硅酸盐玻璃中,随着氧化铝含量的增加,更多的铝离子与游离氧参与组成玻璃网络结构的形成,与此同时,碱土金属离子进入玻璃网络空隙,导致玻璃的介电性能和密度改变,介电常数在氧化铝含量(摩尔分数)为11.4%附近出现极大值。玻璃中的游离氧或是形成[AlO_4]进入玻璃网络或是与铝离子形成[AlO_6],数量不断减少。随着氧化铝含量的增加,密度和硬度的变化趋势为先增大后减小,且均在氧化铝含量(摩尔分数)11.6%和12.2%时出现了极大值。     

不同材质航空用沉头铆钉装配数值模拟

铆接在飞机装配中占有重要的地位,2017铝合金和Ti45Nb钛合金是目前常用的铆钉材料。为研究两种铆钉装配后铆钉及被连接板应力应变的异同,参照实际生产中的尺寸参数,建立了沉头铆钉装配过程的有限元模型,通过最大压铆力验证了模型的准确性。结果表明,Ti45Nb钛合金铆钉残余应力和塑性应变值均明显大于2017铝合金铆钉,产生了更为严重的应力集中,其疲劳问题更应引起关注。此外,Ti45Nb钛合金铆钉相较2017铝合金铆钉还使被连接板产生了更高的应力应变,应注意其对铆接结构刚度和应力腐蚀开裂等问题的影响。     

基于QForm的轻量化汽车铝型材热挤压成形仿真

为了获得外形及性能较好的热挤压铝型材,建立了6061铝合金材料本构模型,并对模型进行修正获得比较贴近材料真实特性的材料本构模型。把其导入有限元分析软件QForm中,建立轻量化汽车铝型材热挤压成形仿真模型。分析了挤压温度和挤压速度对挤压载荷的影响。结果表明:在铝合金型材热挤压成形过程中,温度不均匀主要出现在型材复杂不对称结构处;随着挤压温度增加,挤压载荷逐渐减小;随着挤压速度的增加,挤压载荷逐渐增加;复杂形状非对称结构型材可以通过热挤压成形工艺获得。     

La2O3掺杂SiO2-B2O3-Nb2O5复相微晶玻璃相界及储能性能研究

采用可控析晶法制备了La₂O₃掺杂的SiO₂-B₂O₃-Nb₂O₅ (SBN)复相微晶玻璃,利用DSC、Raman、XRD、SEM、铁电和介电性能测试等分析表征了La₂O₃掺杂对SBN复相微晶玻璃结构与储能性能的影响。结果表明:La₂O₃掺杂能够有效提高复相微晶玻璃的热稳定性,随着La₂O₃含量增加,系统析晶势垒增大,热膨胀系数先降低后升高,价键振动加剧,介电常数先增大后减小,介电损耗先减小后增大;掺杂1.00%(摩尔分数)La₂O₃时,复相微晶玻璃在40 kV/cm电场下的储能密度和储能效率最大,分别为0.031 J·cm^-3和77.6%;储能性能主要通过介电常数和击穿场强的协同作用来评价,La₂O₃能通过提高结构热稳定性和降低介电损耗来提高介电常数,当其引入体系后处于玻璃网络的空隙中,可有效增强材料耐击穿性能;复相微晶玻璃结构可以增加结构无序度,从而降低弛豫损耗,有效提高材料的储能性能。     

WO3对零膨胀锂铝硅封接玻璃流动性的影响与作用机理

密封连接石英玻璃被广泛应用于航空航天、半导体加工以及微机电系统真空连接等领域。改进的低膨胀Li₂O-Al₂O₃-SiO₂(LAS)系微晶玻璃可以用于封接石英玻璃,但存在流动性不佳的难题。本文通过掺入WO₃对LAS系微晶玻璃进行改性,利用线膨胀系数分析仪、差示扫描量热仪、X射线衍射仪、高温烧结影像仪、扫描电镜,研究了掺入WO₃后LAS玻璃封接石英玻璃的机理。结果表明:WO₃对LAS玻璃的析晶产生先增强后削弱的影响; WO₃掺量越大,热膨胀系数越大,当掺量达到5.0%(质量分数)时,热膨胀系数提升至5.69×10^-7 ℃^-1;流动性与润湿性随着掺量增加而提升,铺展面积随掺量增加而增大,润湿角随掺量增加而减小,有效改善了LAS玻璃本身流动性不足的问题;LAS玻璃与石英玻璃之间主要是通过化学元素迁移实现封接。     

中高温烟气干燥脱硫废水过程研究

脱硫废水零排放(ZLD)已成为现阶段环境治理的趋势,传统的治理方法具有高成本、难维护等缺点,因此提出一种利用中高温烟气干燥电厂脱硫废水的新技术。通过将选择性催化还原(SCR)脱硝后的热烟气引入喷雾干燥器,雾化废水使其与烟气充分接触,经干燥进入空气预热器后的原烟道。结果表明:抽取锅炉烟气量的7%左右可干燥脱硫废水2.5 t,使锅炉热效率降低0.68%左右,影响较小。干燥后烟气酸露点温度从93.20℃提高到96.72℃,不会腐蚀空气预热器等后续工艺设备,同时该技术有利于静电除尘器(ESP)、湿法烟气脱硫(WFGD)系统的运行,利用中高温烟气干燥脱硫废水是可行且有效的技术方法。