Solidthinking-Inspire在机械产品升级优化中的应用

本文以某油缸支座改进设计过程为例,借助于Altair公司的Solidthinking-Inspire软件,详细阐述了软件在产品改进设计过程中发挥的作用,结果表明:在设计出最优的产品的同时能有效的提高设计效率。     

Y掺杂MgZn2稳定性、电子结构和力学性能的第一性原理计算

目的 稀土元素Y掺杂是改善7xxx系铝合金断裂韧性的重要途径,然而因其掺杂量极低,通过实验很难测定微量Y对7xxx系铝合金析出相及强韧机制产生的作用,限制了7xxx系铝合金的进一步发展。采用第一性原理计算方法探究Y掺杂对7xxx系铝合金中重要析出相MgZn2的影响机理,为7xxx系铝合金的微合金化强韧机理研究提供理论依据。方法 构建适于第一性原理计算、Mg/Zn的原子数分数比为1∶2的晶体模型,Y原子通过替换Mg或Zn原子的方式进行掺杂,通过能量计算、电子计算和弹性常数计算等分析Y掺杂对MgZn2能量稳定性、电子结构和力学性能的影响机理。结果 经Y掺杂后,形成3种固溶体Mg3Zn8Y、Mg4Zn7Y-1和Mg4Zn7Y-2,它们的形成热均小于0,即它们均可自发形成且稳定存在。通过结合能计算发现,3种固溶体的结合能都小于MgZn2的结合能,说明Y掺杂促进了MgZn2的稳定性。通过电子结构分析发现,Y掺杂后与Mg、Zn原子形成强的共价键,增强了体系的稳定性,Mg-Zn原子间形成了强离子键,MgZn2中Zn-Zn原子间的共价键变为强离子键。力学性能计算结果表明,经Y掺杂后MgZn2的硬度降低、韧性上升, 即Y掺杂增强了7xxx系铝合金中重要弥散析出相MgZn2的韧性,从而提升了7xxx系铝合金的断裂韧性和抗疲劳能力。结论 基于计算结果分析得出,Y掺杂提升了MgZn2的稳定性、键合强度和断裂韧性,相关计算分析为微量Y掺杂增强7xxx系铝合金断裂韧性的实验分析提供了指导。     

β-环糊精改性聚氨酯基摩擦纳米发电机的湿度阻抗研究

目的 通过β-环糊精（β-CD）在聚氨酯膜表面进行分子自组装来增加聚氨酯表面的羟基数量,进而增强改性聚氨酯分子在高湿度环境下的电输出性能。方法 采用分子自主组装的方法获得改性聚氨酯膜。聚氨酯颗粒在N,N-二甲基甲酰胺中溶解并通过流延法成膜后,先后在γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷/甲醇溶液和氨基环糊精溶液中浸泡、干燥,得到β-CD功能面。以改性的聚氨酯为摩擦纳米发电机（TENG）的电正性摩擦层,以聚四氟乙烯（PTFE）为电负性摩擦层,组装得到风驱动摩擦纳米发电机。结果 β-环糊精的改性增加了聚氨酯膜表面的羟基数量,使聚氨酯膜在高湿度环境中可以与水分子形成氢键,固定水分子一同参与摩擦起电,增加了聚氨酯基摩擦纳米发电机在高湿度环境中的电输出性能。当湿度从15%增加到95%后,改性聚氨酯基摩擦纳米发电机的短路电流增加了432%,且湿度越大,电输出越大。同时,改性聚氨酯基摩擦纳米发电机在喷洒水滴的情况下,也能点亮248个LED灯。结论 β-环糊精的改性可以显著提升聚氨酯基摩擦纳米发电机在高湿度环境下的电输出性能,且电输出随湿度的增加而增加,显示了出色的耐湿性,对扩展聚氨酯基摩擦纳米发电机的应用...     

挥发性有机污染场地原位评价的膜界面探测器MIP研究综述

膜界面探测器(Menmberane Interface Probe, MIP)是应用与土壤和地下水挥发性有机污染场地原位勘测的技术设备。近年来被广泛应用于VOCs污染场地勘测中。对MIP的结构、测试原理以及与其相匹配的气相色谱检测器进行了介绍,综述了MIP在国内外污染场地勘测的应用案例,总结了国外学者针对MIP测试精度进行的研究结果。分析表明,MIP原位测试能全面地、真实地反应污染场地挥发性有机物分布状况,减少污染场地勘查成本,提高污染场地勘查效率。通过与其它原位测试探头的结合,可同时对污染场地岩土工程特性进行评价,进而为后续污染场地治理方案的制定提供依据。     

考虑分界面的黏性泥石流下游演进数学模型研究

基于分界面理论,以泥石流屈服深度对应的面为分界面,将黏性泥石流分为理想流体和Bingham流体,建立了模拟黏性泥石流演进过程的数学模型和相应计算方法。该模型基于泥石流的运动特征,注重不同层间泥石流流速的差异,并可合理反映泥石流运动速度对其演进形态的影响机制;同时,全面考虑了黏性泥石流在演进过程中所呈现的"舌状体"和"龙头"由上向下翻落现象,因此可更准确描述黏性泥石流在演进过程中的运动状态。采用3组模型试验结果对建立的数学模型与计算方法进行了验证,结果表明:模型计算得出的泥石流泛滥范围和最大堆积厚度与模型试验结果误差在±5%以内,验证了模型的合理性。     

高心墙堆石坝填筑标准的试验研究

近期建成的几座高心墙堆石坝的监测资料表明,坝体的分区变形协调性并没有达到设计目标。为此,结合建设中的长河坝300m级心墙堆石坝,开展了坝壳料的室内和现场大型相对密度试验,得到了相应的相对密度指标,并对各分区的填筑标准进行了讨论。结果表明:①由于级配为较好的分形分布、压实性优良,现场堆石区的填筑平均孔隙率达到19%,优于21%的设计指标,但相对密度仅为0.65;②根据规范要求设计的反滤2区、过渡区和堆石区的填筑相对密度在0.96～0.65之间,其压实程度存在明显差异,不易保证坝体各分区的变形协调;③采用与现场压实功能相匹配的室内相对密度试验技术,可解决高心墙坝的反滤料或面板坝的垫层料相对密度大于1的问题;④高坝堆石体的变形控制设计,需要考虑级配效应的影响,宜采用孔隙率和相对密度双控填筑指标。结论可为高堆石坝的设计与建设提供参考。     

不同丸粒对铝合金表面喷丸影响的仿真分析及实验

目的 研究不同材质丸料喷丸处理对铝合金材料表面粗糙度的影响情况。方法 首先利用ANSYS/ LS-DYNA有限元软件,建立多丸撞击铝合金靶材的有限元模型,并且根据Ra离散化计算式,统计有限元模型节点位移数据,计算仿真粗糙度值。然后改变模型材料参数,得到不同材质丸料对粗糙度的影响情况。再结合实验所得粗糙度值和硬度值,分析验证丸料材质对表面粗糙度和硬度值的影响规律。结果 实验值与模拟值对比表明,喷丸仿真模型的模拟结果与实验吻合较好。一方面,经陶瓷丸、钢丸、玻璃丸喷覆后,粗糙度模拟值和实验值偏差分别为4.8%、7.8%、4.1%,说明仿真模型具有较高的准确性。另一方面,实验所测不同材质丸料喷丸后,试样硬度值变化趋势与粗糙度变化趋势一致,间接说明模型具有可靠性。结论 三种不同丸粒喷丸效果比较表明,钢丸获得的硬度最高,玻璃丸获得的粗糙度最小,而陶瓷丸则同时获得了较好的硬度和粗糙度效果。     

镀铜钢纤维表面改性及其耐腐蚀性能和黏结性能

为了改善镀铜钢纤维与水泥基体的黏结强度,用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)和γ-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)对镀铜钢纤维进行表面处理.采用红外光谱、扫描电子显微镜(SEM)、氯化钠溶液浸泡腐蚀试验和黏结强度测试来评价处理后镀铜钢纤维的性能.结果表明:MPTS与镀铜钢纤维表面发生了化学键合,提升了钢纤维表面粗糙度;经过MPS处理和MPTS/MPS组合处理的钢纤维腐蚀溶液的吸光度积分只有未处理组的91%和45%;经过MPS处理和MPTS/MPS组合处理的钢纤维从水泥基体中拔出时所做的功相对于未改性组分别提升了43%和224%,与水泥基体的黏结强度得到了相应提高.     

银铜合金再结晶过程组织性能演变研究

银铜合金广泛应用于电工行业,通过硬度检测、电阻率检测、扫描电镜观察,研究了Ag-10Cu在退火过程析出行为对合金组织性能的影响。结果表明,300~500℃退火阶段,合金中铜基体颗粒开始析出,材料硬度及电阻率随退火温度增加而减小;500~700℃退火阶段,合金再结晶过程基本结束,析出铜颗粒长大,并向晶界生长,材料电阻率随退火温度的增加而增加,硬度逐渐趋于平缓。     

北祁连西段肮脏沟组重力流沉积特征及地质意义

北祁连造山带为一多旋回复合造山带,由一系列复合混杂岩及夹持于其间的大陆碎块组成。区内发育于志留纪肮脏沟组早期的重力流沉积是一套滑塌堆积物,又称绿磨拉石建造,代表了主造山阶段晚期残留海盆地演化特征。在北祁连山张掖国家地质公园肃南松大坂沟和东部鹿角沟一带均较发育,横向上构成深海扇浊流沉积,包括盆地平原、外扇、中扇和内扇等。本文作者在野外调查基础上,通过研究重力流沉积建造序列和沉积构成,从事件沉积角度,探讨了北祁连加里东造山带快速隆升,残留海盆地向前陆盆地转化的地质构造背景。