Li_2O-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃超光滑表面纳米硬度实验研究

介绍了纳米压痕技术的原理和方法.采用三角锥形Berkovich金刚石压头对Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃的超光滑表面(Ra=0.079 nm)进行了纳米压痕实验.结果表明,当载荷低于300 mN时,微晶玻璃表现出延性特性.此外,在不同的载荷条件(20 mN~300 mN)下微晶玻璃的硬度和弹性模量存在较大的差异,分析其原因分别是纳米压痕的尺寸效应和材料发生了塑形变形.通过将实验得到的微晶玻璃的纳米硬度值与传统计算方法得到的硬度值进行比较,发现传统方法得到的硬度值较大,其原因是传统硬度计算方法忽略了材料的弹性恢复.     

具有定向显微结构的高强云母微晶玻璃

对云母微晶玻璃进行热压变形处理,得到力学性能良好的新型云母微晶玻璃,其抗弯强度和断裂韧性可达３００ＭＰａ和２．８ＭＰａ·ｍ＾１／２,比传统云母微晶玻璃提高了２￣３倍,扫描电镜和Ｘ射线衍射的研究结果表明：云母晶体在微晶玻璃中发生定向排列,其晶面垂直于热压方向,微晶玻璃力学性能的提高来源于微晶玻璃的这种独特的显微结构。     

考虑玻璃刚度的高层幕墙地震响应数值分析

玻璃幕墙设计一般认为幕墙结构的力学性能主要由支承结构决定,常常忽略玻璃刚度对于幕墙的影响,或者将玻璃等效为质量施加于幕墙支承结构.然而对于超高层悬挂式幕墙结构,当承受较大风载和地震作用时,幕墙支承结构将产生较大变形,此时玻璃刚度将一定程度影响幕墙整体刚度.针对这一问题,依托上海某在建超高层大厦幕墙,研究了考虑玻璃刚度的大厦幕墙地震响应.并将此与未考虑玻璃刚度的地震响应进行对比分析,结果表明玻璃刚度增大了幕墒整体刚度,从而一定程度上减少了幕墙变形以及幕墙杆件的应力,但对大厦主体结构影响较少.本文最终的计算结果可作为该工程幕墙抗震设计参考依据.     

晶核剂对Li2 O-Al2 O3-SiO2系统微晶玻璃结构和性能的影响

通过传统熔体冷却法制得了以P2O5和TiO2为晶核剂的Li2O-Al2O3-SiO2系统基础玻璃,并经过热处理制得了微晶玻璃.利用红外光谱分析、X射线衍射分析和扫描电子显微镜等对晶化试样的物相和显微结构进行了研究,着重探索了不同晶核剂对玻璃析晶、微晶玻璃结构、微晶玻璃力学和热学性能的影响.结果表明:TiO2更有利于玻璃析晶,但以P2O5为晶核剂的微晶玻璃具有更好的力学和热学性能.     

一种可控激励的柔性基础-轴系推进实验系统

 为进行复杂海洋环境中因波浪载荷导致的船体柔性变形状态下的特种船舶-推进装置系统振动实验研究,提出了基于垫升船舶的激励可控的模拟实验系统的设计思想,设计了一种由柔性浮箱、弹性支承、变频电机、风机和空气螺旋桨负载、推进轴以及控制系统构成的船舶轴系推进装置的实验系统.为模拟波浪载荷对柔性船体变形的影响,研究了实验系统的激励控制元件、电路设计和激励控制策略.利用该实验系统,进行了10,20和30 mm等三种中拱变形状态下的基础变形控制测试.测试结果显示：该实验系统能对柔性基础的各弹性支承的高度进行组合调节,并具有良好的变形控制精度,能够模拟海洋环境激励对船体的影响.研究结果表明,该实验系统可为船体刚度较小的特种船舶进行推进装置振动特性研究提供有效的实验研究平台.     

含F-锂镁铝硅微晶玻璃的制备及晶化行为的研究

采用熔融烧结法,引入一定量的MgF2,制备出LMASF系微晶玻璃,采用DTA、XRD对该微晶玻璃的析晶温度和物相组成进行了分析,并采用SEM观察了微晶玻璃的断面形貌.讨论了热处理对微晶玻璃析晶的影响,并对其晶化行为和微观形貌进行了研究.实验结果表明,该微晶玻璃首先析出LixAlx Si1-xO2晶体,后随着温度的升高析出β-锂辉石晶体;最佳晶化温度为786℃,在该温度下保温2h,析出棒状β-锂辉石晶体,晶体长度为2～5μm,长径比较大.     

红外玻璃陶瓷的力学性能

在一定的温度和时间下对GeS2-Sb2S3-CsCl系红外玻璃进行微晶化处理,制备了新型的红外透明玻璃陶瓷.测定了微晶玻璃的力学性能和光学性能,研究了微晶化处理条件对微晶玻璃的力学性能和光学性能的影响.研究结果表明,玻璃基体中析出微晶晶体,使材料的断裂韧性和裂纹初始应力显著增大,但这种增大效应取决于析晶相的种类和晶体尺寸.为了保持微晶玻璃的红外透明性,析出的晶体尺寸应小于100nm.     

SiO2-Al2O3-MgO-F系微晶玻璃的形变析晶

采用高温熔融法制备了SiO2 -Al2O3 -MgO-F系玻璃样品,应用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了该微晶玻璃在自由形变时的析晶特征,得到了微晶玻璃自由形变析晶的规律.结果表明:在热处理过程中随着温度的升高,基础玻璃的黏度逐渐降低,可以在析晶前施加压力使之发生变形.在自由形变的前提下,微晶玻璃析出的晶体在垂直压力和平行压力方向上没有出现定向析晶.显微硬度测试结果也表明在微晶玻璃中没有明显的各向异性特征,不会带来材料性能在不同方向上的差异,为形状复杂、均质同性微晶陶瓷的制备提供了一个有效途径.     

利用油页岩渣制备微晶泡沫玻璃的研究

用油页岩渣通过烧结法制备微晶泡沫玻璃,使油页岩资源得到综合利用.在分析油页岩渣成分的基础上,确定了微晶泡沫玻璃配方.研究表明,选用碳酸钙作为发泡剂,在合适的温度制度下,可以制备孔径小于2mm的微晶泡沫玻璃.运用XRD、SEM等方法分析了微晶泡沫玻璃的析出晶相和显微结构.主晶相为普通辉石,次晶相为钙长石.微晶泡沫玻璃内部有较多的针状、粒状晶体交织在玻璃介质中,因此使微晶泡沫玻璃具有良好的性能.     

FeO-Fe2O3-CaO-SiO2体系铁磁微晶玻璃的磁性及生物活性

具有生物活性和磁性的微晶玻璃材料被认为是温热疗法治疗癌症的有效热种子材料.本文制备了添加少量B2O3和P2O5后的FeO-Fe2O3-CaO-SiO2体系铁磁微晶玻璃,并进行了微观结构分析、XRD分析、磁性检测以及生理模拟液的浸泡实验.实验结果表明,制备的微晶玻璃材料同时具备磁性和生物活性这两种重要性能.不经过核化处理在1000℃晶化2h能够获得较理想的磁铁矿主晶相和硅灰石次晶相均匀致密分布的微观组织,所得微晶玻璃具有最佳的磁性能.铁含量提高能够增加微晶玻璃的磁性,然而会抑制微晶玻璃表面羟基磷灰石的形成,从而降低其生物活性.     

Characteristics of micro-glass bead/PLA porous composite prepared by electrospinning

Electrospinning, which produces nano/micro-fiber in a remarkably simple and fast manner, has been applied for numerous materials in various areas. In this study, the characteristics of micro-glass bead/PLA porous fiber composite were studied. The breath figure method was implemented to fabricate porous PLA fibers from PLA solution obtained by dissolving PLA in a solvent mixture (10:1 weight ratio) of dichloromethane (DCM) and N,N-dimethylacetamide (DMAc). The micro-beads (60 μm) were used to make more gaps between fibers and the specific surface area was measured and compared. Furthermore, the sound absorption and the insulation property of the samples were also measured. The specific surface area of samples increased from 1.45 to 4.39 m²/g with the addition of micro-glass beads and porous structure. The insulation property improved from 40 to 35 mW/m K with addition of micro-glass beads due to the formation of air layers.     

基于模型重构的天线机电耦合仿真方法研究

机电耦合涉及机械、电磁学、热学等学科,对产品性能有直接影响。在电子产品机电耦合分析中,不同物理场间的数据传递方法是研究的重点和难点。针对微波天线的机电耦合问题,提出了一种基于模型重构的天线机电耦合仿真方法并开发了相应的仿真平台。在仿真平台中,首先利用ANSYS进行力学分析;然后利用APDL语言编写接口程序,获取并导出由结构分析产生的变形网格,然后基于非均匀有理B样条曲线曲面(Non-Uniform Rational B-Spline,NURBS)理论,将变形网格重构出几何实体;最后将变形实体导入电磁场分析软件(electromagnetic field analysis software,HFSS)中进行天线电磁性能的计算。利用波导缝隙天线进行实验测试,测试结果验证了该方法的正确性。研究表明:机电耦合会影响天线的性能,且所提出的方法可用于天线设计阶段的机电耦合仿真分析。     

Study on simulation method of antenna electromechanical coupling based on model reconstruction北大核心CSCD

Electromechanical coupling involving the interaction of mechanics, electromagnetics and thermotics, which has a direct impact on product's performance. Data transfer between different physical fields is the key to the electromechanical coupling simulation. An method based on model reconstruction to analyze the electromechanical coupling of microwave antenna was presented and a simulation platform was developed. In the simulation platform, firstly, the mechanical analysis was carried out by ANSYS. Secondly, the APDL language was applied to obtain and export the deformed mesh of the structural analysis, and the deformation geometric entities was reconstructed by the Non-Uniform Rational B-Spline (NURBS) theory and deformed mesh. Finally, the deformation entities were imported into the HFSS (electromagnetic field analysis software) to calculate the performance of the deformation of antenna. The waveguide slot antenna was applied to verify the correctness between the method and measurement results. The study shows that the electromechanical coupling will affect the performance of antenna. This method can be used to analyze the electromechanical coupling of antenna at design stage.     

基于TRIZ理论的模切压力试验平台设计与分析

目的 利用发明问题解决理论(TRIZ)设计一种试验平台,来解决模切机上的模切压力难以直接检测的问题。方法 首先文中引入光纤Bragg光栅传感器来检测模切压力,针对光纤Bragg光栅传感器自身特点,结合TRIZ理论中的因果链分析与完备性法则,形成直接检测模切压力的初步设计方案。其次利用矛盾解决原理提高初步设计方案中的稳定性、测量精度和抗变形性,并通过物质–场模型分析法对初步设计方案中的底座结构进一步优化,得到试验平台的总体设计方案。最后对试验平台的关键零件进行静力学分析和模态分析。结果 关键零件——顶板的最大应力和最大变形量分别为77.063 MPa、0.525 24 mm,表明强度和刚度均满足要求,并且不会发生共振现象,验证了基于TRIZ理论设计的试验平台可以满足光纤Bragg光栅传感器的工作要求。结论 利用TRIZ理论来指导模切压力试验平台的创新设计,为精确测量模切机的模切压力提供了新方法。     

高速重载模切机动平台运动分析及结构优化设计

目的 利用Ansys有限元分析软件,对模切机动平台进行分析及优化设计,实现高速重载模切机动平台高精度、高可靠性、高速平稳运行。方法 采用有限元分析软件对现有的动平台进行有限元分析,在加载一定压力情况下,得到平台的应力、应变以及位移云图,判断现有动平台是否满足重载的需求,同时得到可以进行优化的位置及空间;对优化后的动平台进行有限元分析,将得到的应力、应变以及位移结果与优化前的进行对比。结果 优化后的动平台整体质量减小了157kg,加载相同载荷的情况下,优化后的动平台最大变形量减小。结论 利用有限元分析的手段,可以从理论方面指导模切压力试验平台的结构优化设计,提高设计的准确性,缩短产品的试制周期。     

用于油库安全监控的立式储罐钢板变形激光测量方法

建造质量或操作不当会导致立式金属储罐发生形变,影响油罐的正常使用和安全运行及容积计量的准确度。应用激光扫描三维建模技术,研究了一种基于点云数据分析的大型立式金属罐变形测量新方法,通过迭代算法计算出每个圈板的几何半径,使用计算得到的几何半径为基础建立立式罐圈板模型的高精度模型。采用壁式移动测量平台进行局部区域形变参数的测量,实现了立式罐圈板整体和局部形变的同步测量。并以一个10104m3立式浮顶罐(直径为79.937m)为试验研究对象,验证了这种方法的有效性。     

基于TAD聚类的零件装夹规划方法研究

为实现零件加工时的自动装夹分组及定位面、装夹面的自动选择,从定义特征、加工面、装夹方案及它们之间的关系出发,采用聚类的思想求解装夹规划问题.在划分加工阶段的基础上,提出用"找相同元素法"获得刀具进入方向(TAD)相同的特征组合.对特征——TAD矩阵做变换,得到TAD可行解,进一步对TAD可行解寻找装夹面、定位面,并生成装夹可行解,即可形成装夹方案.以CATIA平台为基础,用CAA开发软件验证了该方法的可行性.该方法对实现零件的装夹分组有重要作用.     

基于响应面法的复合材料疏散平台轻量化设计

在城市轨道交通中,疏散平台是在列车故障或其他异常情况下能够确保迅速、有序地从隧道内组织乘客尽快疏散至安全区域必备的安全通道。复合材料具备轻质、高强、可设计性强和防火等优异性能,因此被逐步应用于疏散平台上。鉴于工程应用中对复合材料轻量化要求的不断提高,在满足材料强度和结构变形的基础上,达到减轻结构质量的目的,本研究根据现有的复合材料疏散平台,对其变形和强度进行了分析,据此定义优化变量,以其质量、强度和整体变形为目标函数,基于响应面法多目标寻优思想,探讨了目标函数和优化指标的函数关系,经比较选出合适的方案,并对选取的方案做了进一步的验证。结果表明,结构优化后复合材料疏散平台在保证强度和整体变形的情况下,质量显著减少。      

CATIA V5人机工程学功能及应用

介绍了CATIA V5的发展和技术特点,介绍了其人机工程功能,以一个香烟条盒包装机防护罩的设计为例,说明了 CATIA V5在产品设计中的具体应用方法.     

大型平台变形量实时监测的光电测量方法

本文介绍了一种用于大型平台变形量实时监测的光电测量方法.该方法将线阵CCD作为高度标尺置于各待测位置,利用一字线激光器作为面光源使各不同位置的线阵CCD同时接受同一光束信号,将各线阵CCD收到的高度位置信息采用线性坐标变换为与某一基线(面)重合坐标的标高输出值,并将各种不同载荷条件或不同时刻的高度值数据进行比较,从而得到实时的平台各点相对变形量,该方法在实际应用中取得了较好的效果.