碳纤维复合材料缠绕铝合金管准静态轴向压缩的数值模拟

以多层(10层)和少层(3层)碳纤维复合材料缠绕铝合金管(Al-CFRP混合管)为研究对象,采用ABAQUS/Explicit有限元软件建立单层壳模型、多层常规壳模型和多层连续壳模型3种模型,基于Hashin失效准则对混合管轴向压缩变形过程进行仿真,对比了各模型的仿真准确性;将初始峰值载荷、比吸能、平均压缩载荷仿真相对误差和仿真时间进行无量纲化和权重处理,对各模型进行综合评价.结果表明:多层壳模型可以更好地预测混合管在轴向压缩下的损伤变形和吸能特性;对于多层缠绕混合管,最佳模型为多层连续壳模型,对于少层缠绕混合管,多层常规壳模型具有最小的误差.     

承载式碳纤维缠绕内衬钢管车架轻量化设计

使用碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)替换原金属材料是汽车轻量化设计的新途径。对于连接要求高、空间结构复杂的车架结构采用碳纤维缠绕内衬钢管的形式来实现材料的部分替代是一种新的思路。以承载式CFRP层缠绕内衬钢管车架为研究对象,在保证车架安全性的前提下,基于HyperWorks软件的复合材料优化模块,通过自由尺寸优化、厚度参数优化和铺层顺序优化3个步骤对CFRP层进行质量寻优;考虑承载式CFRP层缠绕内衬钢管车架的制造工艺性,对CFRP层的优化结果进行调整以满足制造要求。优化后,承载式车架质量较原钢制车架质量减少了23%,且在满载弯曲、急刹车、急转弯和侧翻等极端工况下满足刚度和强度要求。     

钢渣细砂混合去除生物二级处理出水中磷研究

针对传统城市污水碳氮比低、生物二级处理脱氮同时TP去除效果差、二级出水TP含量较高且不稳定的问题,将钢渣细砂混合应用于深度除磷阶段,以提高TP的处理效率并降低混凝剂聚合硫酸铁(PFS)投加量。结果表明,进水TP的质量浓度为1.5~2.0 mg/L,钢渣和细砂质量比4:1混合投加、PFS的投加量为6 mg/L时,出水TP的质量浓度仍达到0.434 mg/L(低于GB 18918-2002一级A标准),TP去除量为1.8 mg/L,去除率达80.6%,PFS投加量节省20%~40%,TP去除率提高17.57个百分点。通过真空电子扫描电镜观察发现,钢渣和细砂混合投加与PFS联用可改变絮体结构,使絮体小而密实;当沉降6 min时,絮体沉降体积提高65%左右,可有效缩短絮体沉降时间,提高沉淀效率。     

诱导孔对AL–CFRP混合管轴向压缩变形行为影响

为了研究了不同数量、位置和尺寸的诱导孔对铝–碳纤维复合材料混合管(AL–CFRP混合管)压缩变形模式与吸能特性的影响,建立了AL–CFRP混合管的有限元模型,并利用试验对有限元模型进行了验证。结果表明:诱导孔的数量、位置和尺寸均对AL–CFRP混合管压缩变形与吸能特性有较大影响;单排诱导孔时,混合管的变形模式随孔的数量增多逐渐由混合模式变化为手风琴模式,降低了初始峰值载荷,提高了吸能特性,但诱导孔数量不能过多;多排诱导孔时,诱导孔开设在管件端部能够使AL–CFRP混合管吸收更多的碰撞能量;同时,诱导孔尺寸从上往下依次降低能够使AL–CFRP混合管的吸能过程更加稳定,吸能效率更高,吸收的能量也越多;但过大的诱导孔尺寸,将降低管件的吸能能力,同时改变其变形模式。     

车用CFRP油底壳的结构与制造工艺并行优化设计

为实现碳纤维增强复合材料（carbon fiber reinforced polymer,CFRP）油底壳的替代与制造,结合复合材料铺层可制造性分析软件FiberSim与铺层结构优化模块Optistruct,对CFRP油底壳开展了结构与制造工艺并行优化设计。参照CFRP壳体类零件的成型过程,采用FiberSim软件制定了满足制造工艺要求的CFRP油底壳铺覆方案。并在此基础上,分别以CFRP油底壳刚度最大、质量最小为优化目标,以振动模态、制造工艺要求为约束,采用Optistruct模块对CFRP油底壳的铺层结构进行优化设计。经仿真分析验证,制造工艺调整后的CFRP油底壳满足各项替代要求,且CFRP油底壳的质量较原金属油底壳减小了56.7%。所提出的结构与制造工艺并行优化设计方法可较好地兼顾结构特征、复合材料设计及制造工艺要求,为复合材料产品的优化设计提供了参考。     

水力停留时间和蛋白质对活性污泥毒性的影响

采用序批式活性污泥法(SBR)处理含2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)的模拟废水,旨在研究水力停留时间(HRT)对污泥毒性的影响以及活性污泥分泌的蛋白质与毒性的关系。在不同HRT(8和12 h)条件下,分析活性污泥对2,4,6-TCP的去除效果及污泥毒性的变化,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术对污泥中的蛋白质进行分离,并利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱法(MALDI-TOF/TOF MS)对降解2,4,6-TCP的活性污泥和空白组中有显著差异的蛋白条带进行鉴定。结果表明,HRT为8 h时污泥毒性较低,且污泥毒性降到最低并趋于稳定所需的时间比12 h的提前了10 d。降解2,4,6-TCP的活性污泥与空白组相比,胞外热应激蛋白和外膜蛋白的过量表达与污泥毒性密切相关,可以增强污泥中微生物抵抗毒性物质的能力。     

巴哈赛车线控转向系统设计

由于目前竞争环境的激烈,巴哈赛车作为一项广泛运用于工程院校的教学项目,集合汽车设计、营销、成本预算等方面为一体,更需要精益求精,才能脱颖而出。巴哈大赛中存在问题较多的地方在转向系统,从而需要对赛车的转向系统进行优化设计,因此,本小组以转向系统作为着手点,对巴哈赛车的部分性能进行优化。传统的机械转向系统中,转向盘与前轮通过转向柱连接,传动比固定不变,不能适应不同的路况,而通过线控转向控制可以根据车辆进行设计,提高车辆回正性、稳定性和转向性。本文首先从根据汽车传统的转向系统,设计新的线控转向方案,再对汽车线控转向系统的执行机构算法改良,建立汽车的线控转向系统模型,然后通过仿真软件对线控转向系统进行实验仿真,最后对整体的模态做静力学分析,验证设计的合理性。