Kevlar纤维层合板抗弹性能的数值模拟

采用Ansys/Ls-dyna建立了Kevlar纤维层合板的三维有限元模型,模拟了Kevlar纤维层合板的抗侵彻过程和抗弹性能,模拟结果与实验吻合较好,证明了模拟方法以及模型参数的合理性。在此基础上讨论了靶板的抗弹机理以及破坏方式,分析得到了随着靶板厚度的变化,抗弹性能会出现一个拐点,靶板破坏方式会发生变化,而在拐点之后,靶板厚度增加,靶板吸收能量减少,抗弹性能降低的结论。对某种特定弹体,存在一个合理的厚度匹配,以发挥Kevlar纤维层和板的抗弹性能。     

Nafion作为粘接剂对活性炭电极快速充放电性能的影响

采用高比表面积活性炭作为电极材料,将Nafion部分替代PVDF作为粘接剂制备电化学超级电容器活性炭电极,并将其组装成有机体系双电层电容器.采用循环伏安和恒流充放电研究了Nafion的添加对超电容比容量和快速充放电性能的影响,采用交流阻抗研究了超电容体系的频率响应特性,最后采用恒流充放电技术研究组装超电容的循环稳定性.研究表明,粘接剂中Nafion的添加能够改善活性炭电极的快速充放电性能,并能够改善活性炭电极的循环稳定性.当充放电速率达到40A/g,含有Nafion粘接剂的电极比容量依然达到了68F/g,其能量密度和功率密度分别达到了29Wh·kg-1,和35kW·kg-1.     

C/BAS复合材料的制备及性能

采用热压工艺合成了单相和复相 C/BAS复合材料。研究了 C/BAS复合材料的氧化行为。结果表明 ,单相 C/BAS复合材料比复相 C/BAS致密 ,这不仅导致单相复合材料的力学性能比复相的高 ,而且导致单相复合材料中纤维的氧化程度不如复相复合材料中的严重。C/BAS复合材料的显微结构由纤维层和非纤维层组成 ,纤维层中基体的致密程度比非纤维层中的低 ,氧化性气体对纤维的氧化是沿着纤维层宽度方向进行的。     

超级电容器用活性炭电极表面氧化改性后的电化学性能

以椰壳活性炭和杏壳活性炭为原料,采用浓硝酸液相氧化改性处理后,制成以 KOH 为电解液的超级电容器的炭电极。采用低温 N_2吸附法表征了活性炭的孔结构性质,并采用循环伏安法和交流阻抗法考察了活性炭电极的电化学性能。实验表明,经浓硝酸氧化处理后,活性炭的比表面积和孔容降低,平均孔径增大。但由于氧化处理后材料赝电容的增加,椰壳活性炭和杏壳活性炭的放电容量不但没有降低.反由原来的114 F·g~(-1)和98 F·g~(-1)分别增大到166 F·g~(-1)和157 F·g~(-1)。同时,浓硝酸氧化降低了活性炭电极的表面电荷迁移电阻和时间常数。     

防毒服装发展史话(下)

防毒服分类 防毒服品种繁多,结构各异,按防护原理可分为四大类:透气式、半透气式、隔绝式和选择性透气式。 透气式防毒服通常由外层织物、吸附层(譬如浸渍了活性炭的泡沫塑料层或无纺布)和内层织物构成。外层织物不仅可透过空气、液体和气溶胶,而且可透过蒸气,因此,必须采用吸附材料来吸收有毒的化学蒸气。由于液体能轻易地透过透气材料,通常将含氟聚合物涂层之类的功能表面剂覆在外层织物上,以获得排斥液体的能力。透气式防毒服通过空气对流使人体皮肤上的汗蒸发,让人感到凉爽。     

陶瓷复合装甲抗穿甲模拟弹厚度效应研究

试验采用底推式105mm穿甲模拟弹进行,研究陶瓷的厚度效应对抗穿甲性能的影响规律。采用DOP法评估陶瓷复合装甲的抗弹性能。研究结果表明：随陶瓷装甲厚度增加陶瓷复合装甲的防护系数降低;相同陶瓷装甲厚度下,多层陶瓷复合装甲比单层陶瓷具有更好抗弹性能。     

旋转填料床中活性炭吸附含酚废水研究

以旋转填料床(RPB)作为吸附设备,活性炭为吸附剂处理模拟含酚废水,考察了转速、液体流率及初始浓度等因素对苯酚去除率的影响,确定适宜操作条件;分别采用拟一级和拟二级动力学模型研究了吸附动力学,并考察了各因素对吸附速率常数的影响;在相同操作条件下就去除率和速率常数与传统吸附法进行对比。结果表明:超重力因子为44.68、液体流率为35 L·h~(-1)时,处理初始浓度为1000 mg·L~(-1)苯酚废水,吸附2 h后,苯酚去除率最大,为90%左右,相同操作条件下较传统吸附法提高了30%;拟二级动力学模型线性拟合得到的吸附速率常数随着超重力因子以及液体流率的增大而增大,并得到最适宜操作条件下旋转填料床吸附法和传统吸附法的动力学方程分别为t/qt=0.02648+0.77932t和t/qt=0.02869+1.55707t,吸附速率常数较传统吸附法而言,由5.28×10~(-4)提高到9.02×10~(-4)。     

离子交换树脂回收废水中3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮（NTO）

为处理3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮（NTO）精制过程产生的有害酸性废水,研究采用碱性阴离子交换树脂吸附的方法处理废水并回收NTO。通过静态吸附实验筛选出4种市售树脂（D301、D201、D311、IRA402）中吸附效果较佳的树脂,并研究了吸附时间及废水初始浓度对树脂吸附NTO的影响;通过动态吸附实验进行了模拟废水的pH、初始浓度及流速的筛选,得到最佳的吸附条件,筛选效果较佳的脱附剂,并在最佳条件下进行了吸附脱附的5次重复实验,对脱附液进行酸化及萃取处理回收NTO。结果表明D301湿树脂对NTO有较好的吸附能力,吸附曲线符合Langmuir方程,由方程可推得其理论饱和吸附量为232 mg·mL^-1。在模拟废水的初始浓度为8 mg·mL^-1,流速3 BV·h^-1,pH 3时,D301对NTO的吸附效果最佳,饱和吸附容量为205 mg·mL^-1。树脂经10%NaOH溶液脱附,脱附效果最好,脱附率可达到98%。重复实验中,NTO的回收率为82%~88%,表明树脂性能稳定,可循环使用。可见碱性离子交换树脂吸附废水中NTO方法可行,具有实际应用前景。     

超重力场下活性炭吸附间苯二酚废水

为了解决传统吸附设备存在设备体积庞大,吸附速率较小等问题,采用旋转填料床(RPB)为吸附设备,活性炭为吸附剂处理模拟含间苯二酚废水,考察了超重力因子、液体流量、温度、p H值和初始间苯二酚浓度对间苯二酚去除率的影响,测定了吸附等温平衡线及动力学数据,并在适宜操作条件下与固定床和磁力搅拌器的间苯二酚去除率进行了对比。结果表明:吸附平衡关系主要服从Freundlich模型,吸附热为14.65 k J·mol~(-1)。得到的吸附间苯二酚的适宜操作条件为:液体流量为50 L·h~(-1),超重力因子为41.30,p H值为5,温度为20℃,废水初始浓度为900 mg·L~(-1),吸附时间为2 h。在此条件下,间苯二酚去除率达到96.86%,较相同操作条件下的固定床和磁力搅拌器而言,去除率分别提高了约20%和14%。吸附过程主要符合准二级动力学方程,相同操作条件下,超重力吸附法的吸附速率常数为2.576×10-3g·mg~(-1)·min~(-1),是传统固定床吸附法与磁力搅拌器吸附法的1.626倍和1.413倍。     

泡沫金属子弹冲击下多孔金属夹芯板动力响应研究

采用实验和数值模拟方法研究了多孔金属子弹冲击下多孔金属固支夹芯方板的动力响应.考察了子弹冲量、面板厚度、芯层厚度及不同芯层类型对夹芯板抗冲击性能的影响.结果表明,通过增加面板厚度或芯层厚度均能有效控制夹芯板后面板的残余变形,改善其抗冲击能力.在给夹芯板增加相同质量的前提下,增加芯层厚度比增加面板厚度能获得更好的抗冲击效...     

气压砂轮双层结构弹性力学分析及加工特性

为了提升激光强化后高硬度模具自由曲面的光整效果,提出基于软固结磨粒和双层结构弹性体的气压砂轮加工方法。对气压砂轮双层结构弹性力学特性进行分析。在圆形均布载荷环境下,分别引入磨粒层弹性模量与橡胶层弹性模量的比值m及橡胶层厚度与载荷半径的比值n,建立了双层结构弹性体加工应力计算模型以及接触形变公式。通过有限元分析软件ANSYS建立了气压砂轮双层结构弹性力学模型,给出了气压砂轮的应力分布规律以及形变特征。在试验分析中,通过短纤维增补的方法增强内橡胶层,通过耐水黏结剂控制外磨粒层,微观分析证实了双层结构弹性力学的分析假设。搭建气压砂轮加工试验平台,验证了气压砂轮可在短时间内提升高硬度激光强化模具表面质量的加工效果。试验结果表明,面向凹面工件时,较低n值的气压砂轮有助于提升表面质量;面向凸面工件时,在获得相同表面质量的情况下,较高n值的气压砂轮有助于提升加工效率。     

铜基非晶合金双层药型罩射流形成及侵彻性能

为了研究Cu基非晶合金Cu₄₅Zr₄₃Al₄Ag₈双层聚能药型罩的射流成型和侵彻能力,以等壁厚的单层铜药型罩和Cu-BMGs药型罩作为对比,分别选用铝、钛、聚乙烯和PTFE/Al材料作为外罩,Cu基非晶合金作为内罩,利用AUTODYN软件建立二维有限元模型,模拟了Cu基非晶合金双层聚能药型罩的射流成型、拉伸及侵彻过程,对比分析了各组药型罩射流的成型特点、稳定性和侵彻性能。通过仿真得到4种双层聚能药型罩射流成型后射流头部速度介于Cu-BMGs药型罩和铜药型罩之间,其中聚乙烯为外罩时,射流头部速度最高,侵彻深度最大,但射流稳定性最差;铝为外罩时,射流长度最长,射流稳定性最好;PTFE/Al为外罩时,开孔直径最大,但侵彻深度最小,与Cu-BMGs药型罩的相当。铝、钛、聚乙烯和PTFE/Al为外罩时,Cu基非晶合金双层药型罩的射流对纯铁靶侵彻深度分别为104、103、111、91.5 mm,开孔直径分别为12.5、20、18.8、45 mm,综合考虑侵彻深度和侵彻孔径,聚乙烯、PTFE/Al作为外罩时,Cu基非晶合金双层聚能药型罩的侵彻性能优于铝、钛作为外罩时的侵彻性能。     

超声强化铁碳微电解处理硝基苯废水

针对铁碳微电解处理有机废水时铁碳填料易钝化、难连续可用性的问题,采用超声波(US)-零价铁/活性炭(Fe0/GAC)微电解技术降解硝基苯废水。考察了铁碳填料连续使用性,考察了Fe0剂量、GAC剂量、废水初始p H值对US-Fe0/GAC降解硝基苯的影响规律。结果表明:不更换填料时,US-Fe0/GAC连续处理4批相同废水的硝基苯去除率均在90%左右;而在Fe~0/GAC处理下,4次硝基苯去除率依次为48%、36%、25%、17%。超声不仅维持了填料高活性使其能被连续使用,有效提高了Fe~0/GAC对硝基苯去除率。得到降解硝基苯的适宜操作条件为:Fe0剂量20 g·L~(-1),GAC剂量10 g·L~(-1),废水初始p H为4。在此条件下,反应80min,硝基苯的去除率可达93%,出水的可生化系数BOD5/CODcr为0.32,能满足生化处理要求。     

基于水下空间覆盖层的目标位置偏差量分析

声呐在搜索水下目标时,通常采用固定俯角,由浅入深依次搜索各深度层,显然安全搜索层是水下空间的第一个搜索覆盖层,接下来要考虑层与层的衔接问题,也就是要考虑各深度层的搜索俯角和搜索深度。     

双锥罩射流侵彻钢靶侵深计算模型

为了完整地描述双锥罩聚能射流侵彻钢靶的全过程,利用冲击波Hugoniot关系修正伯努利方程,结合改进的PER理论推导双虚拟原点,建立了考虑冲击波、射流速度分布及射流状态等影响因素的侵深计算模型。通过试验验证了考虑冲击波、双虚拟原点及射流断裂影响的计算模型能够提高预测侵深的准确性,比较了各分界点因素对射流侵深的影响,获得了炸高及双锥罩结构参数对射流侵深的影响规律。研究结果表明：随着炸高的增大,连续射流与断裂射流分界点的出现将早于冲击波影响分界点;头部速度、拐点速度和侵彻深度均随上锥角的增大而减小;随着上锥高占罩高比例的增大,射流头部速度、侵彻深度逐渐增大,而射流拐点速度呈下降趋势。     

多点起爆对双层药型罩爆炸成型弹丸成型及侵彻特性的数值模拟研究

起爆方式对双层药型罩爆炸成型弹丸（EFP）成型特征参数及终点毁伤效应具有重要影响。基于双层药型罩EFP战斗部静爆试验结果,利用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元动力学软件研究了起爆点数目对双层药型罩EFP战斗部成型及侵彻特性的影响规律。研究结果表明：当起爆点数目在4～8时,双层药型罩EFP战斗部可起爆成型具有良好空气动力学特性及优良终点毁伤效应的带尾翼大长径比聚能侵彻体;当起爆点数目为6时,双层药型罩EFP战斗部成型侵彻体终点毁伤效应的最大侵彻深度达到1.07倍的装药口径,较端面单点中心起爆方式获得侵彻体侵彻钢靶的最大深度提高了32%.     

氧化性气氛中镁颗粒燃烧特性研究进展

归纳总结了镁颗粒在空气、O₂、CO、CO₂和H₂O(g)中的燃烧特性。不同燃烧产物对二次反应和燃烧速率有不同的影响。基于对镁颗粒燃烧现象和产物分析,镁颗粒经历了从表面多相反应到气相燃烧的过程,镁颗粒着火阶段表面氧化层是由表面多相氧化反应形成,燃烧阶段中表面氧化层是由气相燃烧产物凝结或烧结、氧化层表面吸附反应和Mg-O溶液的相位分离等形成; 根据镁颗粒在不同氧化性气氛中的燃烧特性,介绍、评述了镁颗粒在空气或O₂、CO₂和H₂O(g)中的燃烧模型。镁颗粒在各种氧化性气氛中燃烧研究需要对反应机理深入研究; 燃烧模型中需丰富燃烧过程的物理化学信息,如反应的机理、化学动力学特性和表面氧化层对燃烧过程中传热传质的影响等。      

双层增强氟塑料天线罩材料工艺研究

为满足客户对天线罩的技术要求，采取双层复合材料技术途径，以ＰＴＦＥ为基体，以玻璃敌纤维和玻璃布为增强剂，前者为外层，后者为内层，双层天线罩制造工艺采用一套模具，整体成型，一镒烧结后定型，保证了产品的介电性能和力学性能。     

超声辅助磨削陶瓷材料的裂纹产生与扩展仿真研究

基于光滑质点流体动力学(SPH)法,研究超声磨削陶瓷材料过程中磨粒冲击工件的裂纹产生及扩展情况,揭示不同超声冲击速度下材料的去除特性及表面层损伤规律。仿真结果表明:磨粒以不同速度压入工件一定深度后,工件开始产生侧向裂纹和径向裂纹;随着冲击速度的增大,工件材料受冲击部位周围的局部崩碎现象明显减少,产生侧向裂纹时磨粒压入工件的临界深度减小,而产生径向裂纹时的临界深度无明显变化。磨粒压入工件的深度增加,观察两种裂纹的扩展情况发现:冲击速度提高,侧向裂纹扩展速度变慢、尺寸减小,而径向裂纹则无明显变化。证实了随着冲击速度的提高,即超声效果加强时,工件的塑性域去除范围增大,但不会引起表面层损伤增大,最终表面质量得到提高。