论自主创新是工程机械设计的生命力

针对工程机械设计现存的能力、资金、产业化等问题,论述自主创新是工程机械设计的生命力,并提出增强工程机械设计自主创新能力的主要路径或措施.     

大型带式输送机动力学建模与仿真研究

用离散单元模型建立基于几何非线性的带式输送机运动微分方程,提出三台电动机和液力偶合器组成的驱动系统的数学模型,阐述逐步线性化的增量方程、末端方程以及Newmark-β逐步积分法.对某条输送机起动和制动过程中的胶带速度、张力及重锤位移等动态性能参数进行了数值计算,并将结果与W.R.B.Morrison模型的计算结果进行对比研究,比较离散单元模型和连续介质模型等三个模型之间的张力波波动速度,从带速响应时间、振幅和频率三方面重点比较两种模型的相似性.     

大功率半导体激光相变硬化U74轨钢的试验

使用自制的大功率半导体激光器对U74轨钢进行了相变硬化.结果表明,硬化层硬度值可以达到800～900 HV0.01,是基体硬度的3～4倍,沿半导体激光器光斑的不同轴向扫描对硬化层有很大影响,沿慢轴方向扫描得到的硬化层深度要远高于快轴方向,硬度值沿深度方向在过渡区附近迅速下降至基体硬度.试验表明,大功率半导体激光器在材料表面处理领域有着较为广阔的应用前景.     

变形工艺对纯Mo棒组织和横向弯曲性能的影响

通过弯曲性能测量、金相、SEM以及TEM观察对不同工艺锻造的纯Mo棒横向弯曲性能及组织进行了研究.结果表明:纯Mo棒直接拔长时,随着变形量的增加,其横向塑性变化不大,纵向晶粒逐渐被拉长,当变形量达到96%时,出现明显的纤维组织,断口呈冰糖状.若纯Mo棒在1100℃镦粗50%再拔长到φ45mm,这样反复进行三次,随后在此温度下从φ45mm直接拔长到φ18mm,其横向组织与直接拔长后的相比变化不大.纵向晶粒虽有拉长,但较直接拔长的晶粒长宽比要小,且晶粒不规则程度增加,此锻造工艺仍然不能有效改善其横向塑性.若纯Mo棒在1100℃先镦粗50%再拔长到φ45mm,反复进行三次后,再将在此温度下从φ45mm直接拔长到φ18mm的纯Mo棒镦粗50%后,其横向塑性可得到大幅度提高,弯曲变形量5%;金相观察表明,其横向晶粒边界变得不很明晰,扭曲程度加重;而纵向晶粒之间晶界相互穿插程度较为严重;其弯曲断口以穿晶断裂为主,断口上有大量的解理面,具有明显的河流状花样和解理台阶;TEM观察表明,其大部分区域以亚晶组织为主,部分区域存在位错胞组织且缠结有大量位错线.     

6-RSS型并联机构的工作空间分析与参数优化

以6-RSS型并联机构为研究对象,建立解析形式的反向运动学方程,给出考虑驱动副转角范围、球副转角范围、连杆干涉等约束条件时的反解选取准则,推导出每种约束表达与机构参数间关系,特别是复合球副独特的附加约束表达.基于带约束条件的反向运动学方程,利用三维边界搜索法,绘制并联机构多个定姿态工作空间的截面图和三维实体图.最后以工作空间体积为优化目标,获得结构参数和约束条件对工作空间体积的影响关系曲线,为定量分析影响效果提供解决途径,最终利用全局搜索法得到6-RSS机构的一组最优机构参数,在机构整体尺寸基本不变情况下使工作空间增大60%,达到优化机构参数的目的.     

弧齿锥齿轮的齿面主动设计及试验验证

齿面印痕和传动误差对齿轮传动的性能起着决定作用,根据齿面印痕的位置、方向及传动误差幅值的要求,在齿面上设计三个啮合点,通过对这三个啮合点的控制,达到对齿面啮合质量的全程控制。在此基础上,为了满足不同的加工要求,又提出按照给定的垂直轮位的值对齿面进行再设计,保证传动误差的幅值不变且接触迹线仅有较小的改变,为弧齿锥齿轮副设计提供了新的方法和途径。最后在磨齿机上加工了一对齿轮,通过印痕检测验证了本文设计方法的正确性。     

基于压电元件的主动弹性隔振系统理论与试验

基于力作动器的传统主动隔振理论已得到广泛研究和较多应用,但要求较高的作动器功率,因此限制了较小功率的压电元件在主动隔振上的应用。将压电元件粘贴于一定形状的弹性元件上,构造成主动弹性隔振器件,使其具有传统被动弹性隔振器与主动隔振器两者的优点。通过综合考虑隔振系统的性能指标与主动弹性隔振器的自身能力,建立主动弹性隔振系统的理论模型,推导并分析反馈控制、前馈控制在主动弹性隔振系统中的应用框架。试验研究基于压电元件的Z形主动弹性隔振系统,通过采用粘贴其上的压电元件作为隔振器的作动器与检测隔振器内部性能的传感元件,用加速度信号作为隔振系统性能指标信号,分别采用前馈与反馈控制算法有效地实现了振动源的隔离。     

锆合金表面耐事故涂层研究进展

锆合金表面涂层是核电耐事故燃料研究的一个重要技术途径。本文综述了福岛事故后锆合金包壳外表面耐事故涂层的研究进展,依据涂层制备中的涂层材料、制备工艺、涂层性能表征等关键问题逐次展开。首先介绍用于核电锆合金表面的涂层材料,主要包括金属涂层、陶瓷类涂层、合金涂层和多层复合涂层。其次,介绍用于锆合金表面耐事故涂层的制备工艺,主要包括冷喷涂、离子镀、磁控溅射和其他种类的制备工艺。最后,介绍锆合金表面耐事故涂层性能表征方法以及涂层材料和制备工艺对涂层性能影响的研究工作,涂层性能包括涂层表面完整性和关键堆外性能两个方面。本研究进展可为进一步研究与开发锆合金表面耐事故涂层提供重要参考。     

压力容器保温层入口条件变化及其对IVR传热裕度的影响研究

熔融物堆内滞留(IVR)是大型非能动核电厂的重要严重事故缓解措施之一,压力容器下封头外壁面临界热流密度(CHF)是该措施能否成功的关键因素,而压力容器保温层入口条件对保温层流道内流动沸腾、CHF及IVR传热裕度具有重要影响。开展全高度压力容器外壁面CHF试验,试验结果表明,压力容器保温层入口水的过冷度越大,压力容器外壁面CHF越高,入口过冷度对于提高CHF是有利因素。根据严重事故类别及其事故进程特点,选取典型的严重事故序列,采用MELCOR程序计算分析压力容器下封头内形成稳定熔池时堆腔水的过冷度,分析结果表明堆腔水过冷度较大时的熔融物衰变热较高,而堆腔水过冷度较小时的熔融物衰变热较低。对于形成稳定熔池后的传热裕度也进行了分析,结果表明在堆腔水量较大的情况下,形成稳定熔池时刻可作为IVR有效性分析评价的包络状态。     

纤锌矿和亚稳岩盐矿结构氧化锌的电学光学特性

利用密度泛函赝势法对纤锌矿结构和亚稳岩盐矿结构氧化锌电学和光学特性进行了对比研究,计算表明,亚稳岩盐矿结构氧化锌的电离度下降,对于亚稳岩盐矿结构氧化锌得到的GGA带隙略大于纤锌矿结构氧化锌,两种多形体电学结构的差别导致了光学特性的不同．预测了亚稳岩盐氧化锌具有负的微分电导效应,特别是在施主杂质重掺杂的情况下．强烈的电子-光子的耦合以及宽的光学响应区使它更适合于光学领域的应用,特别是在极短的波段,尽管它具有间接带隙的特性．