驻留式微气泡阵列流动减阻机理数值研究

为了完善驻留式微气泡阵列减阻的机理理论,基于有限体积方法,采用大涡模拟（LES）方法对平板及驻留微气泡阵列近壁面复杂湍流流动开展数值模拟研究,采用本征正交分解法(POD)提取2种模型近壁区湍流拟序结构进行对比分析.结果表明：相较于平板,驻留微气泡阵列近壁面切应力变化更加平稳,减小了约13.7%;微气泡气/水界面的动态形变使边界层间歇性流动分离再附着,抑制低速流体上抛、高速流体下扫形成的“猝发”现象,湍流相干结构“猝发”频率减小5.6 Hz.利用POD方法,能够有效地提取近壁面复杂湍流拟序结构的主要分布特征,微气泡的存在加强了湍流近壁区内的小尺度结构,促进流场内湍流动能的均匀分布,抑制了拟序结构的发展,体现了驻留微气泡良好的减阻特性.     

炭纤维表面原位生长碳纳米管/纤维及其微观结构研究

采用均匀沉淀法在炭纤维表面加载纳米Ni催化剂, 在实验室立式化学气相沉积炉中, 以天然气或甲烷为碳源气体, 氢气为稀释气, 控制温度、炉压和碳/氢比, 在炭纤维表面原位制备了碳纳米管/纤维, 并对其形貌和结构进行了初步研究。结果表明: 采用均匀沉淀法可以在炭纤维表面成功制备颗粒比较均匀的纳米级催化剂Ni。相对于纯甲烷气而言, 天然气因其组分较多, 影响炭纤维表面原位生长纳米碳管或纤维的形貌及其完整性。采用催化裂解法在炭纤维表面生长的碳纳米管/纤维与炭纤维的界面结合良好。     

基于三维空间曲线的四足机器人轨迹规划

四足机器人在对角小跑运动下的稳定性问题是当前四足机器人研究的热点,故分析了机体力矩对机体运动过程中稳定性的影响,提出一种新的足端轨迹函数。首先对机器人进行运动学分析,参照优宝特型四足机器人建立三维模型并搭建了仿真环境;然后分析机体力矩,得出机体翻转原因,即机体腿部摆动对机体产生的反作用力矩和重力产生的倾覆力矩以及运动中足端所受到的冲击力矩。在此基础上,通过利用机器人摆动腿侧摆关节运动提供一个力矩以平衡部分反作用力矩和倾覆力矩,提出了一种基于三维空间曲线的足端轨迹规划。最后,通过对比仿真实验验证了所提足端轨迹规划的有效性和正确性。     

锂电池钢壳缩口工艺的有限元仿真

钢壳缩口是圆柱锂电池制程中段的一道关键工艺,目标是将入壳工艺后的钢壳缩口,以免内部结构脱出。缩口过程涉及影响因素多,变形过程复杂。文章以有限元仿真为工具,采用隐式求解算法,对钢壳缩口过程进行动力学仿真。完整模拟缩口工艺过程,获得钢壳的变形和回弹,指导夹具的动作时序优化和初始公差设定。确定导杆的受力和变形情况,校验工艺过程中的安全性。仿真结果表明,夹具松弛后,钢壳会有0.02 mm的回弹,夹具工作面设置+0.02～+0.04 mm的公差可抵消部分回弹量。导杆在整个过程中最大受力为2 738 N,无安全风险。该方法将缩口工艺过程可视化,为优化工艺参数提供了重要指导。     

基于等效模型的铰制孔螺栓力学设计与优化

文中在常规有限元仿真基础上,引入螺栓轴向刚度与剪切刚度,建立了包含简化螺栓模型的系统级有限元模型.通过仿真获得了螺栓的轴向载荷与剪切载荷,计算结果表明,不同螺栓的初始载荷分布严重不均衡.以螺栓轴向载荷方差最小为目标,针对螺栓布局开展优化.优化后的结果表明,螺栓最大承载降低了29.5％,螺栓强度、寿命均满足设计要求.相较...     

航空刹车用C/C复合材料坯体结构研究

为了探索降低航空刹车用C/C复合材料成本、提高性能的有效方法,对国外炭/炭刹车材料的部分力学性能和热导率进行了测试,并利用金相显微镜对其坯体结构进行了观察分析,在此基础上,自制了一种针刺整体毡,进行CVD增密,并与炭布叠层坯体的结果对比.结果表明:国外航空刹车用C/C材料的层间剪切强度和垂直方向热导率比较高,坯体趋向于使用针刺毡;针刺整体毡由无纬布和网胎交替叠层,经针刺而成,这种结构具有孔隙分布均匀、气体扩散通造多、Z向纤维含量高的特点,为CVD增密创造了良好条件;自制针刺整体毡坯体经700h CVD增密,小样密度可达1.81g/cm~3,大样密度达1.75g/cm~3,且能继续增密,与炭布叠层坯体相比,采用针刺整体毡可显著缩短CVD周期.     

基于SRAM的核心路由器交换矩阵输入端口设计

交换矩阵是核心路由器的重要组成部分,为了避免来自不同输入端口的信元同时发往同一个输出端口,需要在输入端口设置缓冲区,即输入排队交换结构。基于静态随机存储器完成了交换矩阵输入端口虚拟输出队列（VOQ）的设计,该设计可以降低核心路由器交换芯片的面积,提高输入端口缓冲区信元的响应速率,并通过DE-115开发板完成对设计的验证。     

甲醇芳构化的研究 Ⅰ.反应热力学分析

采用"平衡常数法"计算了甲醇制芳烃各主、副反应在不同温度下的反应热、Gibbs自由能变和热力学平衡常数,并分析了不同反应温度和甲醇分压下甲醇芳构化主反应的热力学平衡组成。热力学计算结果表明,甲醇制芳烃大多数反应为强放热反应,较低的反应温度有助于主反应的进行。反应温度和甲醇分压对甲醇芳构化产物分布具有显著影响:升高反应温度及提高甲醇分压有利于增加芳烃产物中二甲苯的平衡组成;较低反应温度和甲醇分压有利于增加甲苯的平衡组成。     

冷冻结晶法提取蚕蛹油不饱和脂肪酸

采用将蚕蛹油中不饱和脂肪酸冷冻结晶的方法 ,使之从母液中分离出来 ,并对这种冷冻结晶法的工艺进行了初步研究 ,确定了相对最佳工艺条件 ,即用蚕蛹油 10倍体积的 0 .5 mol/ L KOH乙醇溶液皂化 2 h,在 - 30℃冷冻 6 h.采用该法 ,蚕蛹油中不饱和脂肪酸的提取率可达 47.0 % .     

机械合金化制备高纯NiAl粉末

采用机械合金化方法制备NiAl粉末,用XRD和SEM对合成样品进行物相组成和形貌分析,研究了球磨时间和转速对NiAl粉末合成的影响规律.结果表明:球料比6:1,转速500 r/min时,球磨5h后NiAl合成反应基本完成,但由于铝粉的损失,导致合成粉末物相不纯,有少量Ni3Al存在;转速影响机械合金化方法制备高纯NiAl粉,选择合适的转速(365 r/min)可以制得纯NiAl粉.