基于DEM的高频振网筛多参数优化

利用离散单元法（Discrete element method,DEM）对球形颗粒群以及非球形颗粒群的筛分过程进行了仿真并开展了实验研究,结果表明球形和非球形颗粒的仿真与实验中筛分效率的变化是一致的,但非球形颗粒的仿真结果与实验结果更接近。正交设计多组模拟试验,分析了各振动参数（振动频率、振幅以及筛面倾角）对颗粒分布曲线、筛分效率以及物料平均运输速度的影响规律。对正交试验表中的数据进行多元非线性拟合,得到筛分效率与振动参数间的关系式;并在此关系式的基础上,对振动参数进行优化设计,得到了最优振动参数且在仿真中得到了验证。研究内容不但为高频振网筛振动参数的设计提供了理论依据,而且为研究高频振动系统的筛分机理提供了实验和仿真数据支持。      

烧结金属多孔材料在微反应器中的应用

将烧结金属多孔材料应用于微反应体系,设计开发了一种具有独特二维周向微通道结构和错流混合特征的新型套管式金属微孔反应器。实验考察了套管式微反应器与直接沉淀法制备硫酸钡颗粒对比,多孔材料微孔孔径大小对硫酸钡颗粒粒径的影响。结果表明:微反应器所制得的颗粒在粒径大小,形貌和粒度分布上均优于烧杯中直接沉淀法所得颗粒;硫酸钡颗粒粒径随着微孔孔径的减小而减小。     

振动填料辅助介质对微粉填充过程影响的实验研究

对矿石成分做光谱分析时需将矿粉紧实地填充到实验碳棒中,为增强填充效果,本文提出添加辅助介质的二维振动填料法对微粉进行填充,运用离散单元法建立微粉力学接触模型,通过EDEM软件构建微粉颗粒模型并对填充过程进行仿真模拟。选用玛瑙球作为辅助介质,在参考振动填料法主要参数（振动频率和振动时间）的基础上,利用仿真模型模拟了颗粒尺寸为50~150 μm矿粉微粒混合物的填充过程（填充空腔体积1 cm3）,其中振动频率为60~80 Hz,振动时间为10~15 s;分析了振动频率、振动时间等影响因素对微粉填充率和填充密度的影响规律,并采用自制实验台对仿真模型进行了振动填料实验验证。结果表明:加入辅助介质的振动填料填充紧实,填充质量可满足实验需要,为其他粉体填料提供借鉴和参考。     

两种材料落锤冲击破碎实验分析及应用

选取电气石和滑石为实验材料,利用自行设计的实验装置、成套标准筛和电子天平进行落锤实验。在一定假设条件下,计算得到两种材料落锤实验新生单位表面积所需能量;应用值估算气流磨粉碎后的平均粒径,并与实际粉碎结果的SEM照片进行比较,结果基本吻合。     

闭环气流磨粉碎氢化钛粉

随着钛及钛合金粉末冶金技术的快速发展,采用氢化钛粉代替钛粉作为主要原料制备粉末冶金钛材料已成为国内外的研究热点。本文研究了闭环气流磨系统粉碎氢化钛的工艺过程及特点,并采用SEM、化学分析以及激光粒度测试分析等表征所制备氧化钛粉的形貌、氧含量及粒度分布。结果表明:氢化钛经闭环气流磨后,粒度(D_(50))达到5.94μm;不同粒径(粉末粒径分别为250,150,75和48μm)的氢化钛粉在闭环气流磨分级轮频率为200Hz下,粒度(D_(50))达到10μm以内,且粒度分布区间较窄;而同一粒径(250μm)的粉末在闭环气流磨不同分级轮频率下(80,100,120,140,160,180和200 Hz)分级后,粉末的粒度(D_(50))和粒度分布区间随分级轮频率的降低而增大和变宽;因为闭环气流磨系统是封闭的循环回路,采用高纯氩气作为磨料介质,因此物料粉碎前后的增氧量低。     

气流粉碎/静电分散制备超微粉体失电规律研究

采用气流粉碎与静电分散复合法(气流粉碎/静电分散)制备得到的超微粉体具有较好的分散性,然而粉体颗粒所带电量在空气中会逐渐发生消散流失,导致分散效果逐渐减弱甚至消失。本文以CaCO_3粉体和钡铁氧体粉体为研究对象,设计了一种新型非接触测量方案来实现荷电粒子电量衰减特性的连续测量,对两种荷电粉体颗粒在空气中的失电过程进行了实验研究。结果表明,荷电粉体颗粒荷质比在空气中的消散呈指数关系衰减;原始荷电电压越高,荷质比的初始衰减速率越大,且在整个衰减过程中相同静置时间下的荷质比数值亦越大;此外,粉体颗粒对所荷电量的贮存能力与颗粒粒径及其相对介电常数有关,颗粒粒径愈小,相对介电常数愈大,则其电荷贮存性能愈佳。     

新型硝酸铵连续粉碎设备的研究和设计

针对传统机械粉碎制作硝胺粉效率低、成本高等问题,研制新型硝铵粉碎设备显得尤为必要。利用粉碎机多腔连续粉碎和风力作用,粉碎后的硝铵粒径在几微米到二百微米之间,并通过调节工艺参数(转速、投料量、电机功率等)来调节、控制粒径范围。解决了传统粉碎时物料细化再团聚的现象,提高了产能,粉碎效果好,同时做到对粒径的可控可调,是一种创新型的连续化硝铵粉碎设备,适用范围广泛。     

基于离散元法的纯铁粉振动填充密度分析

为了提高粉末冶金制品的密度,采用振动的方法促进铁粉颗粒运动与重排,降低粉体的孔隙率,提高纯铁粉体的填充密度。利用离散元软件EDEM对模腔中纯铁粉体的振动填充过程进行数值模拟,研究了振动频率、振动幅度、振动时间对粉体填充密度的影响,确定出最佳工艺参数,并通过对比实验验证了仿真结果的可靠性。结果表明:振动频率和振动幅度对粉体填充密度的影响较大,随着频率和振幅的增大,填充密度先增加后减小;随着振动时间的增大,填充密度先增加后趋于稳定。     

B4C粉末的滚动球磨、振动球磨和气流粉碎

用碳管炉硼酸碳热还原法制备了平均粒度为23.6μm的原始B4C粗粉,并分别用滚动球磨、振动球磨的气流粉碎3种不同的粉碎工艺制取了B4C细粉,研究了它们的粉碎效率、粉碎机理和粉碎动力学。结果表明,B4C粉末的滚动球磨以表面粉碎为主,因而粉碎效率低;而振动球磨以体积粉碎为主,所以粉碎效率高;气流粉碎的粉碎机理以体积粉碎为主,表面粉碎也有一定的作用,因此,粉碎效率介于滚动球磨和振动球磨之间。滚动球磨和振动球磨均使B4C粉末残留较多的杂质Fe,而气流粉碎几乎不引入任何杂质。     

双源超声辅助铸造相位差对铝合金细晶效果的影响

建立双源超声铝合金铸造熔池模型,利用fluent软件模拟相同频率与不同频率下相位差对熔池声场的影响。仿真结果显示,相同频率下,相位差显著影响熔池声场的分布,随相位差增大,熔池空化域变小;不同频率下,相位差对熔池声场的分布无影响。通过不同相位差双源超声铸造试验发现,同频率振动下,相位差对双源超声铸造边部及超声辐射区的晶粒细化效果影响很小,心部晶粒细化效果随相位差变大效果变差;不同振动频率作用下,相位差对铸锭细晶效果无影响,心部晶粒细化效果与同频率相位差为90?时接近。同频率相位差0?超声作用下,铸锭心部晶粒尺寸较常规不同频率双源超声作用下心部晶粒尺寸大幅减小。     

Effect of Aggregate Size on Attenuation of Rayleigh Surface Waves in Cement-Based Materials

This research uses laser ultrasonic techniques to study the effect of aggregate size on the attenuation of Rayleigh surface waves in cement-based materials. The random, multiphase, and heterogeneous nature of cement-based materials causes a high degree of material attenuation in the ultrasonic waves that propagate in these materials. Physically, these attenuation losses are due to a combination of absorption and the scattering losses due to material heterogeneity. Laser ultrasonics is an ideal methodology to measure attenuation in these materials because of its high fidelity, large frequency bandwidth, and absolute, noncontact nature. To investigate the effect of aggregate size on attenuation, this research uses a dual-probe, heterodyne interferometer to experimentally measure attenuation losses (as a function of frequency) in five different material systems (each with a different microstructure). These experimental results show that absorption, not scattering from the aggregate, is the dominant attenuation mechanism present in cement-based materials. As a result, aggregate size does not dominate attenuation.     

8YSZ 团聚粉体压溃强度 及其对 PS-PVD 沉积行为的影响研究

等离子物理气相沉积 (PS-PVD) 作为一种热障涂层新型制备技术, 受到国内外的广泛关注。 PS-PVD 工艺 采用细小球形团聚粉体为原料, 原料在高温高速等离子射流中瞬时加热 - 熔融 - 气化, 这一复杂过程中粉体 - 等 离子体射流相互作用机理尚未完全揭示, 特别是粉体颗粒在高温高速射流中快速溃散气化过程研究较少。 本文研 究了细小球形团聚粉体的压溃强度测试方法, 进而对不同粘结剂类型、 含量、 不同颗粒尺寸的粉体压溃强度进行 表征, 研究了粉体特性对压溃强度影响规律, 并系统分析了粉体沉积效果。 结果表明, 随着粉体颗粒尺寸的增大, 其压溃强度呈现逐步降低趋势, 不同特性粉体趋势不同; 粘结剂类型变化、 特别是一定含量纳米尺度颗粒的存在, 会增大粉体压溃强度, 一定范围内粉体压溃强度越高, 涂层沉积速率越高。     

超声空化对陶瓷刀具材料晶粒生长的影响

为了研究超声无压烧结陶瓷刀具材料时超声空化对晶粒生长的影响,分析了气孔在熔融金属中发生超声空化的条件,建立了含有空化泡的晶粒模型,讨论了超声空化对晶粒的作用,并采用蒙特卡罗法模拟了未施加和施加超声下的晶粒生长过程,研究了超声空化对晶粒生长过程的影响。结果表明:当空化泡的半径介于1 μm～2 μm时,超声波的声压阈值为8.02×106 Pa,频率阈值为2.00×106 Hz;超声空化可增大晶格振动频率和振动能量,阻碍晶粒生长,起到细化晶粒和减小孔洞的作用。     

谈谈焦化厂配合煤粉碎系统的技术改造途径

对焦化厂备煤系统粉碎机房工艺布置存在的缺陷以及粉碎机在运行过程中效率低、能力不足、细度不够等问题进行了原因分析,并提出改进措施。通过增加煤预粉碎系统,增大下料溜槽角度,增设均匀给料设备,解决了溜槽下料不畅、堵料及煤质粒度不均等问题,提高了粉碎效率、装炉煤的质量和焦炭质量,节约了电能。     

碳纳米管对W-Cu复合材料致密度和硬度的影响

采用机械合金化技术并结合真空烧结制备W-20％Cu／C复合材料,利用碳纳米管具有良好的综合性能作为W-20％Cu复合材料的强化相．采用粒度测试仪分析碳纳米管添加量不同时的W-20％Cu复合粉末粒径并测试W-20％Cu／C烧结体的密度和硬度,分析碳纳米管添加对W-20％Cu复合粉末粒度及W-20％Cu复合材料密度和硬度的影响．研究结果表明：添加碳纳米管可不断细化W-20％Cu复合粉末晶粒,W-20％Cu复合材料的密度和硬度随着碳纳米管质量分数的增加而逐渐提高,说明采用机械合金化技术能够使碳纳米管弥散分布在W-20％Cu复合材料中,充分发挥细晶强化作用．     

建筑垃圾制备膏体充填材料骨料级配优化

建筑垃圾用作井下充填材料,不仅可以消除其大量堆放造成的环境危害,而且可以解决矿山采空区充填材料不足的问题,有效维护采场安全.采用土工试验的方法,测试了建筑垃圾的基本物理性质.针对建筑垃圾一次破碎中间粒径缺失问题,提出了新的破碎工艺,即将一次破碎后粗骨料的1/3二次破碎至15 mm以下后回混,能够得到级配良好的骨料.根据...     

工业硅锭破碎设备的实验研究

随着工业硅市场需求的不断增大,原有的人工破碎工业硅方式已经不能适应生产的需求,现有的机械化破碎则存在不合格硅粒率过大的问题,通过鄂式破碎机工作区动、静破碎板结构的改造,有效地将机械破碎小于3mm的工业硅硅粒率控制在4．15％以下,实验研究取得了良好成效。     

基于六端网络法的压电超声换能器优化设计

压电超声换能器传统四端网络设计方法忽略了压电陶瓷晶堆内部的机电耦合过程，使用该方法所设计的压电超声换能器尺寸误差大，输出的超声振幅较小。为了提高压电超声换能器尺寸设计精度、增大换能器输出的超声振幅，本文将考虑压电陶瓷晶堆内部机电耦合作用的六端网络引入到压电超声换能器的设计中，分别采用四端网络法和六端网络法设计得到两个不同尺寸的压电超声换能器A和B，通过有限元方法对比分析了两个换能器的固有频率和输出振幅，并进一步通过实验验证了设计理论与仿真分析的有效性。研究结果表明，在相同激励电压下，采用六端网络法设计得到的压电超声换能器B输出的超声振幅是换能器A输出振幅的1.5倍，六端网络法设计压电超声换能器可以提高所设计换能器的振动性能。