振动磨超细粉碎碳酸钙的试验研究

采用振动磨对分析纯碳酸钙粉末进行超细粉碎,获取超细碳酸钙。研究了粉碎时间、研磨介质大小、振动磨填充率对粉碎效果的影响,获得了最佳工艺条件。研究结果表明,采用振动磨能将原料碳酸钙粉碎到1.5μm左右的大小,随着粉碎时间的增加,粉体粒度尺寸逐渐减小,但减小到一定程度后,则基本保持不变甚至出现逆研磨现象。最佳工艺条件为10mm直径的研磨球、65%的填充率、500g的粉体质量的参数组合。     

鼠笼式搅拌磨机性能参数对粉碎效果的影响分析

建立了鼠笼式搅拌磨机研磨介质在研磨室圆截面内运动状态的数学模型，用四阶Runge-Kutta法求解，利用计算机模拟仿真研磨介质在研磨室圆截面内的运动。通过研究研磨介质的运动轨迹分析不同磨矿技术参数对粉碎效果的影响，以找出最佳磨矿条件，提高鼠笼式搅拌磨机的粉碎效果。分析方法和分析结论对同类型磨机设计和运行工况有参考价值。     

鼠笼式搅拌磨机粉碎力的研究及应用

鼠笼式搅拌磨机是基于湿法粉碎机理，将输入功率直接高速推动研磨介质运动来实现磨细物料的一种超细粉碎设备。通过分析磨机中研磨介质的冲击和研磨作用，确定影响粉碎力的主要因素，以及与能量利用的关系。并利用某型号鼠笼式搅拌磨机进行磨矿实验，实验结果证明理论分析的正确性。这里的研究结论对如何提高搅拌磨机的粉碎效果提供一定的理论依据。     

基于湿法粉碎的研磨介质运动仿真系统的研究及应用

搅拌磨机的粉碎效果与磨机的结构尺寸、磨机的工况有直接关系。基于湿法粉碎原理，对一种新型鼠笼式搅拌磨机磨腔内流体场进行分析，建立磨介运动数学模型，找出磨介在流体场中运动规律，采用面向对象模块化设计方法，开发了鼠笼式搅拌磨机研磨介质运动仿真系统。该系统可实现鼠笼式磨机结构分析、不同工况下磨介运动的分析，优化得到最佳的研磨条件，为磨机设计和粉碎效果分析提供有价值的参考数据。     

振动研磨法细化中药黄芪的实验研究

提出了采用振动研磨法对中药黄芪进行细化的新思路和新方法,在不同研磨介质和填充率条件下,对中药黄芪进行振动研磨法细化,拟采用切片—干燥—粗粉碎—振动研磨的工艺路线,并用激光粒度仪测量粉碎粒度,分析评价粉碎效果。研究结果表明,采用直径10mm研磨球,可以在30min内将黄芪研磨到5μm,4h后可研磨到2μm;但采用直径20mm磨球细化中药黄芪出现了一定的逆研磨现象。由此证明,最佳工艺条件为直径10 mm研磨球、65%的填充率的参数组合。     

立式振动磨磨介运动分析及振动强度设计

以提高立式振动磨的粉碎效果与效率为目的,深入分析其工作机理及磨钵内磨介运动情况,得出了磨钵内磨介的受力方程;在此基础上,以粉体力学中单颗粒破碎试验和研究为依据,建立了磨钵内粉体颗粒的二维粉碎受力模型,得出了物料粉碎粒径与振动强度的关系式,为立式振动磨及磨钵的设计提供理论指导。     

文丘里管出口截面积对粉末流速的影响

简单介绍了文丘里管的结构原理,假设文丘里管吸入口吸入的物质为粉末(如玻璃微球、木粉等),对不同结构尺寸出口截面积的文丘里管做有限元流体力学数值模拟,分析在不同出口截面积对吸入粉末的流速的影响,最后用实验对模拟结果进一步验证。通过对实验数据和数值模拟分析的比较发现吸入粉末的流速随着出口截面积的增大而提高,当出口截面积增大到一定尺寸时粉末的流速不再增大反而略微有所下降。     

光子晶体光纤端面研磨损伤的分析

对光子晶体光纤的端面研磨过程进行研究,讨论了光子晶体光纤端面研磨损伤的特点。针对光子晶体光纤的结构特点,应用有限元法建立了数值仿真模型。通过单一磨粒切削孔壁的仿真实验,分析了不同切削深度下裂纹损伤的产生情况以及不同磨粒直径对光纤孔壁结构造成的损伤。最后通过实际研磨实验验证了分析结果。结果表明:有限元法能够很好地模拟光子晶体光纤的端面研磨过程;研磨过程中,相对于非孔洞区域,孔壁边缘更容易出现损伤,呈现出沿圆周分布的崩塌区域;边缘崩塌区域尺寸随磨粒直径的增加而增加。实验用光子晶体光纤孔壁边缘无崩塌的最大切削深度低于普通光纤脆塑转变的临界切削深度,使用0.02μm的砂纸进行抛光可以有效地避免对光子晶体光纤孔壁造成损伤。     

干法室温振动制备纳米铜粉

将粒径为1～5μm的原料铜粉置入辊压振动磨中,经振动研磨后得到纳米铜粉,通过X射线多晶衍射仪和扫描电子显微镜对其进行了分析.结果表明:得到的纳米铜粉晶格类型仍为面心立方晶格,结构参数和化学成分没有发生变化;随着研磨时间的增加,粉末的平均粒径越来越小,粒度分布趋于均匀,研磨6 h以后,平均粒径在100 nm左右.     

基于小球反射法的超声换能器脉冲声场模型研究

小球反射法是超声换能器声场测量的一种常用方法。为了研究小球的尺寸对声场测量精度的影响,建立了小球反射超声平面换能器发射的脉冲声场声压分布的理论模型,计算了由不同尺寸的小球反射的声场声压分布;实验验证了理论模型的正确性。理论计算和实验结果均表明小球的尺寸越小,测量精度越高。     

从重压研磨式超微粉碎机看中药超微粉碎的新理念

从当前超微粉碎设备用于中药超微粉碎所存在的问题入手，阐述了HMB型重压研磨式超微粉碎机原理及特点，同时也列举了该设备在中药起微粉碎应用的实效。     

立式振动磨关键结构参数的多目标优化设计

以获得立式振动磨最佳粉碎效果为目的,建立了立式振动磨参数化仿真模型,采用拉丁超立方方法生成样本数据,构建了立式振动磨响应面近似模型且其精度达到可接受水平。以振动强度、撞击力最大,研磨介质体积最小为目标函数,采用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ对响应面近似模型进行多目标优化设计,得到Pareto最优解集和Pareto前沿图,为立式振动磨结构设计和参数选择提供理论指导。最后,通过立式振动磨的优化算例说明了该方法的有效性。近似模型方法能提高优化效率,且该研究也为其他复杂模型的设计优化问题提供了一种方法。     

光学材料研磨亚表面损伤快速检测及其影响规律研究

基于印压断裂力学理论,针对光学材料研磨加工过程建立了亚表面损伤深度与表面粗糙度间关系的理论模型,以实现亚表面损伤深度的快速、准确和非破坏性检测。使用磁流变抛光斑点技术测量了K9玻璃在不同研磨条件下的亚表面损伤深度,对上述理论模型进行实验验证。最后,分析了研磨加工参数对亚表面损伤深度的影响规律,提出了以提高光学零件加工效率为目的的研磨加工策略。研究表明：光学材料研磨后亚表面损伤深度与表面粗糙度成单调递增的非线性关系,该幂函数的幂为4/3。磨粒粒度对亚表面损伤深度的影响最显著,研磨盘硬度的影响次之,而研磨压力和研磨盘公转速度的影响基本可以忽略。     

单晶压电悬臂梁等效黏性阻尼建模与实验

为了完善压电悬臂梁非耦合集总参数模型,进而优化设计压电振子,本文根据机械振动理论以及阻尼理论,建立了单晶压电振子等效阻尼系数的理论模型。理论分析并实验验证了基板材料性能,结构尺寸以及截面形状等不同因素对等效机械阻尼及电阻尼的影响规律。最后,制备了3组不同形状尺寸的压电振子样品,并进行了冲击振动试验来验证理论分析结果。研究表明,压电材料层对整体阻尼的影响主要取决于基板与压电材料的弹性模量比;压电材料每个振动周期的电能损耗与悬臂梁长度的三次方成正比,与宽度成反比;而决定振幅放大因子的阻尼比并非随结构尺寸单调变化。实验结果与理论模型的误差为2.5%~14.7%,证明了理论模型的可靠性。分析表明,在可承受极限载荷相同的情况下,静态特性最优的变曲面悬臂梁动态特性并非最佳,得到的结果对于压电振子的优化设计具有现实意义。     

粉末流动温压过程中粉末堆积数值模拟与优化

基于离散元法,综合考虑重力、接触力、阻尼、摩擦、范德华力等多种作用力的影响,建立了粉末流动温压过程中粉末堆积的数学模型,对相同材料不同粒径的二元颗粒粉末和相同粒径不同材料的二元粉末颗粒的混粉过程进行了研究。通过实验研究和数值模拟的结合,得到了一个不同数量比的二元堆积的密度规律:在大小粒子直径比为10,当小粒子是大粒子数量的300倍时,获得的最大堆积密度为0.824。通过实验验证了相同粒径不同密度的二元粉末颗粒的填充模拟过程,得到了一致的实验结果。研究结果有效地验证了离散元数学模型的正确性及相关数值模拟的实用性。     

用于煤超微气流粉碎喷嘴设计关键参数的研究

针对气流粉碎的特点,分析了气流粉碎在煤超微粉碎方面的应用,根据超音速喷嘴设计的一般原理及相关理论,研究了气流粉碎部件喷嘴设计的主要参数、喷嘴的喷气速度、工质流量及喷嘴几何参数,得到了喷嘴设计过程中的关键参数对煤超微粉碎性能的影响,为煤的超微粉碎指明了发展方向.     

振幅对颤振球磨机粉磨效率的影响研究

针对颤振球磨机通过运动耦合增强粉磨能力的问题,基于EDEM仿真分析了不同振幅下筒体内介质运动形态,获得了不同振幅下磨机内介质碰撞能量分布,据此得出了各振幅下磨机粉磨能力的对比,然后通过调整振动电机内偏心块夹角改变了颤振球磨机的振幅,进行了不同振幅下的粉磨实验,验证了仿真分析得到的结果。仿真与粉磨实验研究结果表明:通过调整振幅可以改变磨机筒体内研磨介质的碰撞能量分布,采用大振幅有利于粉碎较粗物料,采用小振幅有利于粉碎较细物料,在粉磨过程中调整振幅以适应物料粒度的不断变化是提高磨机粉磨效率的有效途径。     

超细活性炭与电极的制备和性能

用自制振动磨对商业用活性炭进行研磨，分析了活性炭的结构（比表面积、孔径分布）和制成电极后的电化学及充放电性能。结果表明：经过研磨后的活性炭，比表面积从原1739．8m^2／g增加到2215m^2／g，增幅为27%；微孔容积增加25％，中孔容积增加30％，研磨后活性炭电极的比容量达到213．4F／g。     

粗糙界面法向接触理论模型与实验结果对比研究

目前粗糙界面接触问题的理论模型和实验研究基本是相互独立的,为此将典型粗糙面的法向接触理论模型与接触力学实验结果进行了系统的对比研究。理论模型考虑了经典的GW模型、CEB模型和ZMC模型及基于非线性有限元的KE模型和JG模型。实验方法考虑了准静态实验、接触共振实验和超声测量实验。结果表明:法向接触过程中,随载荷的增大,界面微凸体塑性变形贡献增大,考虑微凸体塑性变形的模型预测值与实验结果差别较小;相同法向载荷时,随着塑性指数增大,不同模型预测的位移差别增大;同时存在某一塑性指数区间,该区间内理论模型与实验误差最小;超声测量结果准确性依赖于所选择的接触刚度反演模型,改进的反演模型可缩小与理论模型的误差。     

振动与纳米研究的双向发展

结合多年来与振动磨相关的研究工作,从学科交叉的视觉,论述了振动与纳米材料研究的双向发展,包括多相离散体系的碰撞振动及混沌、超微颗粒碰撞阻尼机理及应用、滚压振动磨在纳米技术发展中的应用.提出了关于振动磨的变质量振动模型,并分别利用多尺度法和四阶Runge-Kutta法求解了系统,计算结果得到了振动磨工程实践的验证.根据超微颗粒细化过程的不可逆能耗,提出了颗粒碰撞阻尼机制,建立了力学模型并分析了其混沌运动特征,证明当固有频率比为1时具有最好的减振效果.利用振动在干法室温条件下大批量制备了尺度为3～5nm的金属锌颗粒,每千克耗电仅为7～8 kw·h,并制备了晶粒度约为7.6 nm的钛-锆二元合金.