弹载加速度记录仪抗冲击防护结构设计

针对弹体侵彻混凝土环境,提出一种中薄型防护外壳嵌套内壳体,两壳体间填充泡沫铝缓冲材料的记录仪抗冲击防护结构。针对应力波作用下防护外壳的屈曲和泡沫铝缓冲性能不足导致内部电路模块冲击断裂的典型失效模式,通过对记录仪抗冲击防护结构在应力波作用下的结构响应分析,提出一套以壳体厚度h、泡沫铝密度ρ、泡沫铝厚度h_b为主要设计指标的弹载加速度记录仪抗冲击防护结构设计方法。设计出防护外壳半径为29 mm,壁厚3 mm,泡沫铝密度1.1g/cm~3,泡沫铝厚度23 mm的抗冲击防护结构,经计算该结构理论抗冲击能力为63 300 g。在实弹侵彻混凝土试验中,测得冲击加速度峰值为56 300 g,在此冲击下记录仪壳体结构稳定,内部电路工作正常,验证了此抗冲击防护结构具有较高的可靠性。     

椭圆形泡沫填充薄壁管斜向冲击吸能特性仿真研究

为了提高汽车在斜向碰撞中的防撞性,提出了一种新型的椭圆形泡沫填充管。以比吸能和冲击力峰值作为评价指标,采用有限元仿真的方法分析了椭圆向心率、壁厚和泡沫铝密度等参数对其斜向冲击吸能特性的影响。结果表明:向心率的减小,在小角度冲击时,可降低冲击力峰值,大角度冲击时,能提高比吸能量;比吸能和冲击力峰值与壁厚近似为线性关系;泡沫铝密度为0.153 g/cm~3时,泡沫填充管的综合比吸能最小,而冲击力峰值则随着泡沫密度的增大而增大。因此,合理地设计椭圆形泡沫填充管参数有利于提高汽车的防撞性,从而提高乘员安全性能。     

镁合金在轨道交通装备中的应用和展望

正一、镁合金基本特性镁合金是将其他元素加入金属镁基而形成的合金。镁(Mg)的密度为1.8g/cm~3,是铝(Al)的2/3,只有铁(Fe)的1/4,是使用金属中密度最小的。同时,Mg具有较高的比强度、弹性模量,并且导热性好,制成镁合金后,相比铝合金等,镁合金能够承载更高的冲击载荷。目前,镁铝合金应用最为广泛,已经普遍应用在航空航天、轨道交通、化工等领域。镁合金与铝合金     

密度对C/C复合材料热力学性能的影响

采用针刺预制体经化学气相沉积与沥青浸渍-高压碳化致密工艺制备C/C复合材料,通过控制沥青浸渍-高压碳化致密次数,获得了密度分别为1.70g/cm~3、1.82g/cm~3、1.89g/cm~3的三种C/C材料,测试材料的力学、热学性能。结果表明材料拉伸强度随密度升高而降低。当密度较低时,纤维/基体界面结合强度相对较低,可以延缓纤维断裂的发生;拉伸断口显示出假塑性断裂特征,有利于材料拉伸强度的提高。材料的压缩强度与剪切性能密切相关,且均随密度升高表现出先升后降的趋势。材料的热膨胀系数随密度升高而增大,材料中微晶之间的空隙在受热过程中可以吸收一部分膨胀量,因此对于C/C材料,降低密度有利于降低热膨胀系数。材料导热系数随密度升高而明显增大,且随密度升高,微晶尺寸增大,有利于晶格振动的传递,从而使得导热系数增大。热应力因子随密度升高而先升后降,作为热结构件使用时,采用密度为1.82g/cm~3的C/C材料可以获得相对较高的抗热震能力。在C/C材料研究开发中,可以综合对材料力学、热学性能的要求来对C/C材料密度指标进行设计。     

C/C坯体密度对2D C_f/SiC复合材料结构和性能的影响

通过理论计算,探究C_f/SiC复合材料密度与C/C坯体密度的相关性;而后采用碳纤维布叠层制作2D C/C坯体,经先驱体浸渍裂解工艺增密,制得密度分别为0.98、1.06、1.12g/cm~3的C/C坯体,通过液相渗硅法反应合成2DC_f/SiC复合材料,探究C/C坯体密度对其结构和性能的影响。与理论计算结果来对比。研究结果表明:试验结果与理论数学计算结果基本一致。随着C/C坯体密度的增加,C_f/SiC复合材料的密度出现先上升后下降的趋势,当C/C坯体密度大于0.98g/cm~3后,复合材料的弯曲强度随着C/C坯体密度的增加而降低,C/C坯体密度为0.98g/cm~3时,2DC_f/SiC复合材料结构和性能较优。     

骨架密度对炭/炭多孔骨架压力浸渗铜的影响

该文制备了1.10 g/cm~3、1.28 g/cm~3、1.40 g/cm~3、1.58 g/cm~3、1.73 g/cm~3密度的炭/炭多孔骨架,对炭/炭多孔骨架进行压力浸渗铜,对浸铜效果进行了评估,并对浸铜后的微观组织与力学性能进行了分析。结果表明,通过压力浸渗可以使铜有效浸入炭/炭多孔骨架中。随着骨架密度的升高,骨架的浸铜增重率、浸铜体积分数整体呈下降趋势,浸铜后的弯曲强度整体呈上升趋势。低密度骨架浸铜后的断裂表现出假塑性特征,随着骨架密度的升高,转向脆性断裂特征。     

石墨烯/聚乙烯复合材料致密区间密度变化的分子动力学模拟

石墨烯增强复合材料的性能受到粘结界面,致密区间等多种因素的影响。如果没有考虑到这些因素的影响,在分析石墨烯增强复合材料时可能会导致错误的结果。本文采用分子动力学模拟的方法进行石墨烯/聚乙烯复合材料致密区间密度变化的分析。首先对聚乙烯晶胞进行分子动力学计算,得到的聚乙烯晶胞密度为0.95 g/cm~3,与聚乙烯实际密度吻合,然后运用该计算步骤进行石墨烯/聚乙烯复合材料的分子动力学模拟,最后通过切片的方法得出聚乙烯基体密度的变化趋势。模拟计算结果表明,石墨烯/聚乙烯复合材料的聚乙烯基体在石墨烯的作用下出现了致密的现象,在石墨烯两侧存在对称的致密区间,并且在石墨烯和聚乙烯之间存在范德华(Van der Waals)间隙,间隙的厚度为0.28 nm。致密区间中,远离石墨烯的聚乙烯密度为0.95 g/cm~3,与常温常压下聚乙烯的密度一致;接近石墨烯的聚乙烯的密度出现1.5 g/cm~3的峰值,是常温常压下聚乙烯密度的1.6倍。     

建筑用聚氯乙烯(PVC)排水管密度测量不确定度的评定

介绍建筑用PVC排水管的特点及其应用,根据密度测量标准建立PVC排水管密度的测量不确定度的数学模型,并结合实例对不确定度来源进行分析,通过对不确定度分量的计算及合成得出当PVC排水管密度为1.4896g/cm~3时,其扩展不确定度为0.0007g/cm~3(k=2)。结果表明试样在去离子水中的称量重复性和去离子水的密度是影响密度不确定度的主要因素。     

单晶铝中磁化现象的方向性及其对铝的磁化率值的影响

本文测定了铝单晶体不同的晶面的磁化率值;并对多晶铝中晶粒大小对磁化率的影响进行了初步探讨。试验结果表明,磁化率与原子面密度之间存在着一定的函数关系。低指数晶面中,以(111)面的磁化率为最小(约为0.541×10~(-6)cm~3/g);其次是(100)面,约为0.561×10~(-6)cm~3/g;而(110)面的磁化率比较大,约为0.614×10~(-6)cm~3/g。高指数晶面的磁化率均比较高,如(310)面约为0.745×10~(-6)cm~3/g, (311)面为0.730×10~(-6)cm~3/g。上述方向性对多晶体铝的磁化率值有明显的影响。其规律是:磁化率随着晶粒细化而减小。在一定条件下,晶粒大小的作用甚至会超过杂质元素的作用。     

用于水处理填料的超轻污泥-粉煤灰陶粒的研制

以光大水务(济南)有限公司脱水污泥、粘土为原料,以粉煤灰为添加剂烧制超轻污泥陶粒。通过配比试验和单因素实验,确定了原料添加量和工艺流程;由L18(37)正交试验,得到应用于水处理填料的超轻污泥陶粒的最佳配料比例和最佳烧制流程;最后将所得超轻污泥陶粒进行ICP-AES分析并与商品陶粒进行SEM比较。结果表明,应用于污水处理填料的超轻陶粒吸水率49.46%,堆积密度365.50kg/m3,颗粒密度1047.78kg/m3。经有毒金属浸出测试证明,生产的超轻污泥陶粒有毒重金属浓度在国标要求范围内不会造成二次污染。     

高g值冲击下泡沫铝填充铝壳吸能特性研究

在弹体高速侵彻硬目标和弹箭爆炸抛撒过程等环境中,弹载测控电路将承受数万g的冲击加速度作用,因此需要对测控电路模块进行缓冲保护.为了设计较优的保护结构,提出了3种不同厚度的铝壳和不同密度泡沫铝的填充结构,利用LS-DYNA有限元软件,从载荷效率、比吸能、隔冲效率以及最大加速度响应等4个评价指标对泡沫铝填充铝壳缓冲吸能效果进行评估.结果表明,厚度为0.8mm、密度为1.1g/cm3填充结构的缓冲吸能效果在不同组合中最好.     

泡沫铝变形与吸能特性研究

目的研究密度、孔洞分布以及加载应变率对泡沫铝材料变形行为和吸能特性的影响。方法对3种不同密度范围的泡沫铝材料进行不同应变率下的压缩实验研究。结果实验结果显示,在10 mm/min加载速率下,密度范围为0.27~0.33 g/cm3和0.47~0.53 g/cm3的泡沫铝材料平均屈服应力分别为1.3和7.2MPa,平均应变能密度分别为0.8和3.8 MJ/m3。此外,密度为0.453 g/m3但孔洞分布不均匀的泡沫铝应变能密度为3.26 MJ/m3,密度为0.449 g/m3但孔洞分布均匀的泡沫铝应变能密度为3.84 MJ/m3。结论随着密度的增加,泡沫材料的屈服应力以及对应于不同应变时的应力均增加,而孔洞分布均匀的泡沫材料的能量吸收能力明显优于孔洞分布不均匀的泡沫材料,此外,加载速度对泡沫材料的应力应变行为有一定的影响,但对其能量吸收能力并无影响。     

新型超轻发泡TPU颗粒材料在鞋材上的应用

研究了新型超轻发泡TPU颗粒材料的制备方法,考察了该材料在鞋材上的应用及性能。结果表明,利用超轻发泡TPU颗粒所制成的鞋底密度为0.25g/cm3,回弹性能达到61%,耐折12万次,裂口无增长,在-20℃条件下,其柔韧性良好,相比其他鞋材更轻便、回弹性高、更耐磨。     

碳纳米管增强Al_2O_3-SiO_2气凝胶制备及性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS)、六水氯化铝(AlCl3·6H_2O)和碳纳米管(CNTs)为硅源、铝源和增强体,采用溶胶-凝胶和超临界二氧化碳干燥制备不同比例CNTs增强Al_2O_3-SiO_2气凝胶,研究了CNTs的加入对Al_2O_3-SiO_2气凝胶压缩强度的影响,并利用扫描电镜、氮气吸附、热重和万能材料试验机对其基本物理性质、微观结构、比表面积和孔结构、热学性能和压缩强度进行了分析。结果表明,随着CNTs含量增加,Al_2O_3-SiO_2气凝胶的密度、收缩率和压缩强度,由不添加CNTs时的0.105g/cm~3、9.1%和0.76MPa增大为添加1.5%(wt,质量分数)CNTs增强时的0.182g/cm3、18.3%和8.59MPa,表明CNTs的加入能有效提高Al_2O_3-SiO_2气凝胶的力学性能。     

加热条件对炭泡沫材料孔结构和性能的影响

以AR沥青为原料,利用高压釜在不同恒温条件下制备了炭泡沫,并测定了其孔结构、体积密度、显气孔率、压缩强度、常温热导率以及微晶参数.结果表明:相对于短恒温时间,长恒温时间制得的炭泡沫孔径大(412nm)、显气孔率高(83.82%)、体积密度小(0.34g/cm~3)、压缩强度高(4.92MPa),多孔连通结构更丰富.经过石墨化处理后,石墨泡沫呈现出较高的常温热导率(71.34W/(m·K))和较小的层片间距d_(002)(0.33556nm).石墨泡沫的常温比导热率能达到210(W·(m·K)~(-1)) /(g·cm~(-3)),是铜的5倍,铝的4倍.     

铜和铝的性质及在包装中的应用

一、铜和铝的性能对比分析铜和铝都有优良的导电性能,铜的导电能力仅位于银之后,铝的导电能力位于金之后,分别列于第二和第四位,铜的电导率为58m/Ω·mm2,铝的电导率为37.5m/Ω·mm2。因此相同截面积铝的导电能力只有铜的65%左右,以传导等量电流而论,铝的截面积大约是铜的1.6倍,然而铜的密度为8.92g/cm3,铝的密度仅为2.7g/cm3,铝的密度只有铜的30%,按重量计算,传导等量电流铝的用量还是节省了一半左右。     

CVI-GSI工艺制备C/C-SiC复合材料的组成结构与力学性能

采用密度为1.0g/cm~3的C/C素坯,联合化学气相渗透(CVI)和气相渗硅(GSI)2种工艺制备C/C-SiC复合材料,研究CVI C/C-SiC复合材料中间体的密度对CVI-GSI C/C-SiC复合材料物相组成、微观结构及力学性能的影响。结果表明:随着CVI C/C-SiC复合材料中间体密度的增大,CVI-GSI C/C-SiC复合材料C含量增多,残余Si含量减少,SiC含量先增多后减少,CVI-GSI C/C-SiC复合材料的密度先增大后减小;随着CVI C/C-SiC复合材料中间体的密度由1.27g/cm~3增加到1.63g/cm~3时,得到的CVI-GSI C/C-SiC复合材料的力学性能先升高后降低。当CVI C/C-SiC复合材料密度为1.42g/cm~3时,制得的CVI-GSI C/C-SiC复合材料力学性能最好,其弯曲强度为247.50MPa,弯曲模量为25.63GPa,断裂韧度为10.08MPa·m~(1/2)。     

熔模铸造AL—Li合金铸件

在铸造铝合金中添加最轻的金属锂(密度为0.53g/cm~3)就会使其比现在用于航空航天用途的常规铝合金密度更低而刚性更高,具有和锻造铝合金一样的优点。压力加工产品(薄板、锻件和挤压件),经过不断的发展,已经差不多完全商业化了。比较起来,     

哈工大利用3D打印技术制备出世界最轻材料

正日前,哈尔滨工业大学土木学院教授李惠课题组成员张强强等人以及美国部分大学研究者利用3D打印技术制备出世界上最轻的材料——超轻石墨烯气凝胶。该材料具有复杂微观结构,密度低至0.5kg/m~3,大致相当于常规环境中大米密度(约800kg/m~3)的1/1600,不到空气密度(约     

Si粉对SiO_2凝胶/铝硅纤维复合材料性能的影响

采用浸渍法制备SiO_2凝胶/铝硅纤维复合材料。研究Si粉质量分数为0%,0.2%,0.4%,0.6%和0.8%时,SiO_2凝胶/铝硅纤维复合材料的微观形貌、体积密度、回弹率和物相组成。结果表明:Si粉质量分数低于0.6%时,其氧化产生的体积膨胀填补了纤维与凝胶间的裂纹,体积密度由0.468g/cm~3增大到0.723g/cm~3,回弹率由43.1%升高为59.6%,并且Si粉高温下的结晶化抑制了纤维析晶和促进了辉石的生成,这是材料的力学性能提高及高温损坏程度降低的重要原因;Si粉质量分数为0.8%时,高温下的Si粉产生了过分的体积膨胀,导致复合材料内部出现较大裂纹,压缩回弹率降低为44.5%。