交流磁场对铜/钢异种材料电弧焊接头组织性能的影响

以HS201纯铜焊丝为填充金属,对尺寸均为120L×60W×2H mm的T2紫铜板和Q235钢板进行磁场辅助TIG焊接试验,并对焊接接头的宏观形貌、组织结构、抗拉强度、显微硬度及断口形貌进行分析.结果表明:当焊接电流为95 A,焊接速度为95 mm/min,磁场电流为0.4～0.6 A,励磁频率为25～35 Hz时,交流磁场辅助铜钢TIG焊接接头表面成形和力学性能均表现较好,接头的抗拉强度随着磁场电流和励磁频率的增加均呈现先上升后下降的趋势,抗拉强度最高可达223.5 MPa,比无磁场提高了44.5％,熔合区硬度最高可达659 HV0.2,比无磁场时提高了10.2％.TIG焊接接头各区域硬度值排序为:熔合区＞钢侧热影响区＞焊缝区＞钢母材＞铜母材＞铜侧热影响区.添加交流磁场前后,TIG焊接接头断裂区由铜侧热影响区转移至焊缝区,断裂方式均为典型的韧性断裂.添加磁场后,熔合区和焊缝区组织均由(α-Fe)+(ε-Cu)的混合固溶体组成,且焊缝区组织细化,其均匀性明显提高,这主要是交流磁场对熔池的电磁搅拌作用,其搅拌过程为:Fe元素扩散到熔池、熔池顺时针搅拌、熔池逆时针搅拌和熔池凝固.     

Ti对Nb-20Si-5Al超高温合金性能的影响

采用放电等离子烧结法(SPS)制备了Nb-20Si-5Al-xTi(x=0,18,20,22,摩尔分数)超高温合金,研究了Ti加入量对Nb-20Si-5Al合金的室温断裂韧度和高温抗氧化性的影响。结果表明,随着Ti加入量的增加,超高温合金的相组成由Nbss、Nb₅Si₃和Al3Nb相转变成为Nbss、(Nb,Ti)5Si3和Ti相。Ti能明显改善Nb-20Si-5Al超高温合金的断裂韧度和高温抗氧化性能,随着Ti加入量的增加均先提高然后降低,在Ti加入量为20%时,合金断裂韧度最大,为7.41 MPa·m^1/2,相比未加Ti时提高了约56.9%,其高温氧化速率最低,为0.72×10^-4g²/(cm⁴·h)。添加Ti元素后,其氧化产物中出现Ti₂Nb₁₀O₂₉、TiNb₂O₇、TiO₂等,可以提高其氧化膜的致密性,从而提高高温抗氧化性能。     

基于肖特基二极管的太赫兹二倍频器设计

固态倍频器是太赫兹源应用中的关键器件,如何利用非线性器件提高太赫兹倍频器件的效率是设计太赫兹固态电路的关键。本文介绍了利用肖特基二极管非线性特性设计固态太赫兹二倍频器的2种方法,即采用直接阻抗匹配和传输模式匹配设计了2种不同拓扑结构的170 GHz二倍频器,针对设计的结构模型,分别进行三维有限元电磁仿真和非线性谐波平衡仿真。仿真结果表明,在17 dBm输入功率的驱动下,倍频器在160 GHz~180 GHz输出频率范围内,倍频效率在15%左右,输出功率大于7 mW。最后对2种方法设计的倍频器结构进行了简单对比和分析,为今后太赫兹倍频研究和设计提供仿真方法。     

环氧浸纸绝缘材料中水含量的超声检测研究

环氧浸纸绝缘材料内部的绝缘纸易吸附空气中的水分,因而导致材料的电气性能下降。采用超声方法检测环氧浸纸材料中的水含量。研究不同水含量下环氧浸纸材料的介电性能。结果表明:电阻率随着水含量的增加而减小,介质损耗随着水含量的增加而增大;超声波在材料中波速的变化可以反映材料中水含量的高低,波速随着水含量的增加而变大。     

多面开关柜表面暂态对地电压的分布特性

根据暂态对地电压(transient earth voltage,TEV)的基本原理,运用时域有限差分法(finite-difference time-domain,FDTD),建立了三面并排连接的开关柜1:1精确模型,对三面并排开关柜外表面上分布的33个测量点的TEV分布特性进行仿真研究。结果表明,测量点靠近开关柜表面的缝隙处时可以获得较大的TEV幅值,TEV幅值随测量点与局部放电源之间距离的增大而减小。利用自制的TEV局部放电测试系统,对仿真结果进行验证,得到了较好的一致性,证明使用FDTD法仿真开关柜TEV信号分布特性的有效性。     

DEM‐CFD modeling of particle systems with long‐range electrostatic interactions

To investigate dynamic behaviors of monocharged particle systems, a direct truncation (DT) method and a hybrid particle‐cell (HPC) method are implemented into the discrete element method coupled with computational fluid dynamics (DEM‐CFD) with defined cutoff distances. The DT method only considers electrostatic interactions between particles within the cutoff distance while the HPC method computes electrostatic interactions in the entire computational domain. The deposition process of monocharged particles in a container in air was simulated using the developed DEM‐CFD. It was found that using the DT method, the macrostructure, evolution of granular temperature, and radial distribution function of the particle system were sensitive to the specified cutoff distance. In contrast, using the HPC method, these results were independent of the specified cutoff distance, as expected. This implies that, although electrostatic interactions between particles with large separation distances are weak, they should be considered in DEM‐CFD for accurate modeling of charged particle systems. © 2015 The Authors AIChE Journal published by Wiley Periodicals, Inc. on behalf of American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 61: 1792–1803, 2015     

Alkali‐responsive membrane prepared by grafting dimethylaminoethyl methacrylate onto ethylene vinyl alcohol copolymer membrane

An alkali‐responsive membrane was prepared by grafting dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) onto ethylene vinyl alcohol copolymer (EVAL) membrane using ultraviolet (UV) irradiation graft polymerization. A subtranslucent state of EVAL membrane swelling in the DMAEMA solution was observed, and such a state enabled the passage of UV light through all the pores, inducing graft polymerization inside the pores and on the back. Attenuated total reflectance Fourier‐transform infrared spectrometer (ATR‐FTIR), X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS), field‐emission scanning electron microscopy (FESEM), and energy‐dispersive X‐ray spectroscope (EDX) confirmed that the poly(DMAEMA)‐grafted chains existed not only on the top surface, but also inside the pores and on the back. Atomic force microscopy (AFM) and nitrogen adsorption analysis confirmed that the grafted chains collapsed in air, and decreased the surface roughness, surface area, and pore size of the grafted membranes. Alkali‐responsive properties of the poly(DMAEMA)‐grafted EVAL membrane (i.e., contact angle, permeability, and selectivity) were observed in the pH range of 9–10. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015 , 132, 41775.     

空冷型质子交换膜燃料电池实验研究

对实验室自制的空冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)在不同工况时的稳定性、负载阶跃响应、单体电池电压分布以及表面温度分布开展了实验研究。实验结果表明:定期阳极排气可维持空冷型PEMFC长时间稳定运行;大负载条件下,单体电池电压分布均匀性降低,呈现两边高、中间低的现象;电池组温度分布与单体电池电压分布具有一致性。该工作对于空冷型PEMFC性能研究以及燃料电池系统效率提升具有一定的指导和参考价值。     

基于星型接法的链式无功功率调节系统的研究

三相链式功率调节系统可用于电网的瞬态无功调节。该系统由多个独立的H桥单元串联组成,由于各H桥单元损耗以及直流母线上电容参数不同,将引起系统各个直流母线电压不平衡,从而影响系统的可靠运行。本文提出了一种具有软充电功能的拓扑结构,针对三相直流母线电压不平衡的问题,采用了一种基于负序电压注入的平衡三相直流母线电压的方法。论文说明了控制方法的原理,推导了主要的实现步骤。物理实验证明了系统控制方法的有效性。     

基于ANSYS的复合材料电缆支架的仿真分析

介绍ANSYS软件及复合材料有限元分析的理论基础,对复合材料电缆支架进行有限元分析和仿真分析,结果表明复合材料的电缆支架在强度、刚度、安全性等方面,均优于金属材质的电缆支架。提出复合材料电缆支架设计的合理化建议,为复合材料电缆支架的设计生产提供技术参考。