常压空气等离子处理对铝合金胶接接头强度的影响

为改善铝合金表面润湿性与胶接强度,采用常压空气射流等离子体对5052铝合金进行表面处理。通过接触角测试,表面自由能计算和胶接接头剪切强度测试表明处理时间对铝合金表面改性效果影响不大,随着处理距离减短,铝合金表面自由能、胶接接头强度均逐步提升。处理距离为5 mm时等离子处理铝合金获得最佳表面改性效果,铝合金胶接接头剪切强度由10.6 MPa提升至19.3 MPa,失效模式由界面失效转变为内聚失效。利用SEM,XPS,傅立叶变换红外光谱等检测手段分析不同处理距离对应表面理化特性的变化,结果表明:处理距离较远时,等离子体并未改变铝合金表面物理形貌,其主要改性效果体现为表面清洗;处理距离较近时,铝合金表面高温熔融产生复杂微结构的粗糙氧化层,同时氧化层表面吸附羟基等极性官能团,显著提升了其表面自由能与胶接强度。     

高速列车转向架区域气动噪声源识别与分析

高速列车转向架区域为其主要气动噪声源之一,迄今为止较难描述高速列车气动噪声源特征,鲜有有效的声源识别方法。利用高速列车转向架区域以偶极子声源为主的声源特征,将气动声源等效为无数个球形声源的集合,基于声辐射与声源,声源与流场物理量之间的关系,结合流体数值仿真,建立高速列车偶极子声源识别方法,并聚焦头车转向架区域进行声源识别。同时,以涡声理论为基础,建立偶极子声源强度和流场多物理量的关系,分析流场产生声源的本质。研究表明,偶极子声源集中的位置多为迎风侧气流与壁面发生激烈作用的位置,气流与壁面发生撞击与分离是产生偶极子声源的主要原因,且在该区域涡量的变化对偶极声源强度影响最大,在不同区域,不同方向的涡量分量在起主导作用。     

钢-FRP异质单帽形件弯曲性能试验研究

对钢-FRP异质单帽形件的弯曲性能进行了试验研究,该钢-FRP异质单帽形件由低碳钢和碳纤维(CF)或芳纶纤维(AF)单向布通过环氧树脂粘贴而成。通过三点弯曲试验,获得了包含不同FRP材料种类、粘贴位置、纤维方向的钢-FRP异质单帽形件的弯曲载荷-位移关系,并与钢质单帽形件进行比较。结果显示,钢-FRP异质单帽形件较钢质单帽形件具有更好的弯曲刚度、承载能力及更优的抗屈曲失稳能力。在单帽形件上顶面内侧沿构件长度方向粘贴FRP纤维及在侧壁内侧沿高度方向粘贴FRP纤维可以获得更好的弯曲性能,同时采用以上两种FRP粘贴方式的钢-FRP异质单帽形件的弯曲刚度、最大弯曲载荷和产生最大弯曲载荷时的位移分别较钢质单帽形件提升了50. 0%、64. 1%和24. 3%。     

车用热泵内部冷凝器结构对性能的影响

以三换热器汽车热泵系统中的内部冷凝器为研究对象,实验研究了迎风面积与厚度相等时单层二流程与双层四流程的性能差别,发现双层冷凝器比单层的换热能力最大可增加7.9%,但压降增加了177.6%。建立了双层四流程冷凝器一维仿真模型,研究了当制冷剂为R134a与R1234yf时其在不同结构下的换热量与制冷剂侧压降。结果表明：不同流程排布的换热量差别较小,排布为11-12-12-11时,各个工况的R134a侧压降都显著减小;固定第二层厚度,第一层厚度从10 mm到20 mm,高风速工况下R134a的换热量最大增加10.4%,压降最大可减小63.6%;固定总厚度,采用不同的两层厚度组合,换热量变化较小,存在性能较优的两层厚度组合16 mm-8 mm与14 mm-10 mm;制冷剂为R1234yf时换热量和压降分别比R134a降低了8.02%和47.0%。     

圆柱绕流近壁面处气动噪声源识别研究

对物体高速行驶下的气动噪声现象的认识和描述一直以来都是气动声学领域探索的基本问题和难点问题,尤其对物体近壁面处声源的产生及其声辐射缺乏有效的描述手段。该研究以圆柱绕流为研究对象,结合数值仿真手段,基于涡声方程的声源项描述圆柱绕流近壁面处的声源特性,建立声源识别方法。研究表明,该方法描述的声源存在不该有声源的位置出现声源的现象。研究进一步基于质点振速的矢量波动方程,将不能辐射噪声的源分离,较为准确地识别出了圆柱绕流气动噪声源的大小和位置。该研究在探索识别圆柱绕流气动噪声源方法的同时,也为准确识别气动噪声源特征提供了有效的方法。     

电动汽车轮毂电机散热规律

采用计算流体力学方法对电动汽车轮毂电机的散热规律进行数值仿真计算,得到整车流场下各电机的表面温度、表面传热系数,各车轮的空气质量流等参数的分布及变化规律。结果表明：前轮电机受前端散热模块影响较大;右前轮电机外壳温度高于左前轮电机和后轮电机;前轮电机表面传热系数明显大于后轮。随着车速的增加,产生较多的冷却气体,电机表面散热情况有所好转。     

QP980和DP980高强钢板的抗延迟断裂性能

高强钢零件的延迟断裂现象是汽车使用安全性的严重威胁。针对QP980和DP980两种高强度汽车用钢板,基于单向拉伸实验和电化学充氢,分析了预变形对高强钢充氢后的伸长率及强度的损失规律,对比了DP980和QP980的抗延迟断裂性能。研究发现,预应变从0至7%变化时,QP980和DP980均发生严重的塑性损失,但在同一预应变下,QP980的各项塑性损失几乎均大于DP980,得出QP980的抗延迟断裂性能较DP980差。通过断口形貌分析,发现QP980相比DP980更易受到氢的侵入从而脆化,从而验证了实验结果的准确性和科学性。     

一种基于可视化的面畸变程度评价新方法

面畸变是影响汽车覆盖件表面质量及使用性能的重要因素。面畸变可视化及程度评价对其机理和控制有重要意义。根据面畸变在其法线方向较周边区域存在高度差异的特点,使用面畸变坡面倾斜程度K值为面畸变程度评价指标,提出了基于可视化的面畸变评价新方法。与现有方法相比,该方法具有直观显示面畸变形貌及位置的功能,能够快速甄别面畸变的凹凸性、准确评价面畸变程度。此外,使用新方法分别对某车型门板的仿真模型及浅拉深特征实际零件进行面畸变程度评价,说明了新方法在面畸变的仿真预测及工程实践中的应用方法及操作流程。     

基于DIC法的CFRP粘接参数及失效分析

对碳纤维-碳纤维以及碳纤维与异质材料的粘接搭接试样进行了单向拉伸试验,对搭接长度、粘接层厚度对接头强度的影响规律进行了详细的分析。采用数字图像相关方法(DIC法)对接头的面内应变和法向变形进行了监测,对搭接接头在拉伸过程的失效行为和失效顺序进行了系统地分析。结果表明,碳纤维粘接搭接接头的宏观失效存在碳纤维板纤维断裂、粘接层剪裂、撕裂、粘接界面破坏等多种破坏形式;碳纤维接头搭接长度12.5 mm-15 mm,粘接层厚度0.2 mm时接头刚度、强度较高;粘接层强度相对较弱时,碳纤维接头主要以粘接层剪裂为破坏形式,粘接层强度相对较强时,接头表层碳纤维撕裂引起界面剥离,界面剥离面积扩展,异侧界面剥离导致粘接层撕裂,引起接头失效。