发动机气门弹簧工艺参数调整

摘要：气门弹簧制造过程中,节距影响弹簧自由长度,从而影响气门弹簧的性能。本文根据实际的气门弹簧节距和线圈数,用MATLAB建立数学模型,确定弹簧自由长度、节距以及弹簧圈数之间的关系。基于ABAQUS平台,以标准弹簧为力学基础,对不同超差量的气门弹簧模型进行静力学有限元仿真分析和预应力模态分析。控制超差模型和标准模型的网格、材料以及边界条件等一致,比较两者仿真分析结果,得到弹簧自由长度超差量的变化对弹簧性能的影响。仿真结果表明,弹簧自由长度偏差量绝对值的增加都将导致米塞斯应力、最大剪切应力和一阶模态的变化。应某企业要求,与标准模型相比,偏差模型的偏差极限值应该小于2.5mm时,两个模型之间的应力偏差小于10%。因此,预设2.0mm偏差量能够保证弹簧的制造工艺。     

冗余驱动2SPR-2RPU并联机构的运动静力学 及奇异性研究

针对打磨、抛光等重载机器人的应用需求,提出了一种新型冗余驱动2SPR-2RPU并联机构。运用螺旋理论计算了2SPR-2RPU并联机构的自由度,并求解了其运动学逆解与速度雅克比矩阵。全面考虑2SPR-2RPU并联机构自身重力因素,利用拆杆法对该机构进行静力学分析,并建立了其静力学模型。针对机构驱动冗余的特点,运用拉格朗日乘数法,以驱动力最小为目标构造函数,对驱动力进行分配求解,获得2SPR-2RPU并联机构在给定运动轨迹下的驱动力变化趋势。根据速度雅克比矩阵对2SPR-2RPU并联机构的奇异性进行分析,结果表明该机构没有运动学正解奇异和运动学反解奇异,但具有2个运动学混合奇异,且2个混合奇异位形可通过合理设计机构杆件尺寸进行规避。研究结果可为实际工程应用中冗余驱动并联机构的研究提供一定的理论基础。     

碳纳米管复合二维碳化钛负载钯粒子电催化性能研究

为提高Ti₃C₂的层间距及电催化性能, 利用碳纳米管(CNT)进行层间微结构调控。Ti₃AlC₂经HF化学刻蚀法获得层状Ti₃C₂, 再以羟基化碳纳米管(CNT)以及次氯钯酸钾(K₂PdCl₄)为原料, 通过超声分散和溶剂热法将贵金属Pd粒子负载到Ti₃C₂-CNT上, 制得直接甲醇电池阳极催化剂材料Pd/Ti₃C₂-CNT。采用X射线衍射、扫描电镜以及光电子衍射对样品的形貌和结构进行表征, 考察了CNT对Ti₃C₂层间微结构的调整效果; 采用循环伏安法、计时电流法以及交流阻抗图谱研究了Pd/Ti₃C₂-CNT复合催化剂在酸性、碱性溶液中对甲酸、甲醇的电催化性能。结果表明, 复合材料中CNT对Ti₃C₂有插层作用, 建立了“桥联”效果, 有利于催化剂载体电子传输, 进而提高了Pd/Ti₃C₂-CNT的电催化性能。     

织构化ZrB2-SiC超高温陶瓷中取向关系的EBSD研究

以放电等离子体烧结的织构化ZrB₂-SiC复相陶瓷为研究对象, 利用SEM和EDS方法对相组成进行分析。研究发现, 由于初始粉体与杂质之间存在多种反应, 陶瓷中出现相当含量的ZrC新相及少量的ZrO₂、BN相。与利用TEM研究新生成相与主相间取向关系的常规方法相比, SEM中EBSD方法不但能研究该取向关系, 还可同时对大量相界进行研究以获得统计性结果, 从而避免人为选择性。利用该方法, 对ZrB₂与ZrC相间可能存在的三种取向关系(011¯0)||(111)&[21¯1¯0]||[101¯]、(112¯0)||( 2¯02)&[0001]||[111]和(1¯21¯0)||(2 2¯0)&[0001]||[110]进行验证, 确定本实验中所得复相陶瓷中两相间不存在特定取向关系, 从而推断ZrC的成相遵循均匀成核模式, 而非外延成核。     

三维编织碳纤维/环氧树脂复合材料横向压缩性质的温度效应

采用实验和有限元方法,研究了三维编织碳纤维/环氧树脂复合材料在低温场（20、0、-50、-100℃）中横向压缩性质温度效应。研究结果表明：温度对碳纤维/环氧树脂横向压缩模量、屈服应力及切向模量均有不同程度影响。三维编织碳纤维/环氧树脂复合材料横向压缩后,试样表面形貌受温度影响显著。低温场中,表面鳞纹现象减弱,且纱线-树脂间界面出现开裂。温度降低导致碳纤维/环氧树脂内部产生热应力。热应力对碳纤维/环氧树脂力学性能影响有限,不是温度效应的主导因素。基体性质随温度变化是三维编织碳纤维/环氧树脂复合材料横向压缩性质温度效应的主要机制。     

紫外/红外双波长荧光防伪纤维的制备及性能

通过熔融纺丝的方法成功制备了紫外/红外双波长荧光防伪纤维。分别采用X射线衍射、差示扫描量热分析、荧光光谱、纤维强伸度、扫描电镜等方法对制备的荧光纤维进行表征,探讨了荧光粉含量对纤维的力学性能、结晶性能和荧光性能的影响。结果表明,该纤维能在254 nm紫外光的激发下发出红色荧光,也能在980 nm红外光的激发下发射出绿色荧光,具有双重防伪效果。随着荧光粉含量的增加,双波长荧光防伪纤维的荧光强度不断增强,但荧光粉的团聚情况加剧。此外,随着荧光粉含量的增加,纤维的拉伸强度与断裂伸长率不断减小,但是当荧光粉含量≤10%时,对纤维拉伸强度的影响很小。     

钩针工艺之于活性碳纤维/环氧树脂电路屏吸波复合材料的设计

通过钩针工艺将活性碳纤维(ACF)和玻璃纤维(GF)混编,提高了频率选择性表面(FSS)的可设计性和复杂性,制备了ACF钩针结构单元电路屏碳纤维/环氧树脂(ACF/EP)复合材料。研究了不同编织结构和ACF质量分数对复合材料吸波性能的影响。结果表明:ACF质量分数为100%的4针枣形FSS的ACF/EP复合材料和质量分数为50%的16针枣形FSS复合材料的最大反射损耗(RL)可以达到-50dB以上,有效吸收带宽(RL-10dB)达10GHz以上。复杂的钩针设计使ACF/EP复合材料的多孔结构增多,有效吸收带宽变宽,4针枣形结构具有较多不规整孔径使吸波效果显著。适量的ACF质量分数结合编织结构有利于获得理想的CF/EP吸波复合材料。     

可剥布对T300/Cycom 970环氧树脂复合材料胶接性能的影响

在商用飞机复合材料结构制造过程中,可剥布在复合材料共胶接和二次胶接的表面处理过程中应用越来越广泛,逐步替代传统打磨方式。然而在实际应用中,可剥布与复合材料树脂体系之间存在一定的匹配性,经不同可剥布处理后的复合材料表面胶接性能存在较大差异。为研究其对胶接性能的影响,选用四种航空用可剥布对复合材料进行表面处理,采用热压罐工艺制备T300/Cycom 970环氧复合材料层压板,选取同一种航空用胶膜进行胶接。按照ASTM剥离测试和单搭接剪切测试标准,对T300/Cycom 970环氧复合材料胶接结构的性能进行测试,采用接触角测试、SEM和X射线能谱测试(XPS)分别对复合材料层压板制件和可剥布织物的表面润湿性、表面形貌和表面元素进行测试与分析。结果表明:选用聚酯湿可剥布处理后的T300/Cycom 970环氧复合材料胶接性能最佳;可剥布织物及涂层的残留会影响复合材料胶接性能;可剥布处理能改善复合材料表面润湿性,提高表面能,但并不能保障胶接质量;可剥布编织形式直接影响复合材料表面形貌,决定其表面粗糙度,对复合材料胶接性能也有较大的影响。     

服务于产品开发的三角形情绪描述及判别机制

目的研究消费者在产品测试中的情绪状态,以判断产品走向市场后的销售预期。方法通过对面部肌肉结构的解剖和面部器官运动规律的分析,抽象出三角形模型来描述情绪状态变化。定量测算三角形模型的特征值,来定性判别不同的情绪状态。结果不同情绪状态下的面部表情,对应着唯一的三角形模型特征值,即m数组,可有效判别测试者的情绪状态。结论提出了产品带给消费者情绪状态变化的判别机制,可判断消费者对产品的喜好状态及产品的销售预期,研究结果同样可为商业市场环境内的商品销售预期研究提供有效的判断依据。     

超精密大行程麦克斯韦磁阻驱动器磁场建模与推力分析

为了克服大行程麦克斯韦磁阻驱动器在大气隙下漏磁大幅增加、气隙区磁场分布不均匀且非线性强烈等现象导致的磁场和推力解析模型精度较低等问题,利用考虑综合高斯函数的加权漏磁系数的磁路建模方法,改进了磁阻驱动器的三维漏磁分布计算方式,并得到了可准确描述其推力与输入电流函数关系的解析模型,从而为该类驱动器的设计及控制提供重要依据。首先,建立了大行程麦克斯韦磁阻驱动器考虑漏磁前后的工作磁路,分析了永磁偏置磁路的作用及使用永磁偏置结构后仍具有非线性的原因,并利用安培环路定律和磁路的欧姆定律以及磁场的可叠加性,建立了该磁阻驱动器的推力解析模型。然后,为了优化解析模型,提出了基于高斯曲线的加权漏磁系数计算方法,同时利用有限元仿真软件对大行程麦克斯韦磁阻驱动器的三维磁场分布及漏磁系数进行了分析计算,得到了考虑加权漏磁系数的推力解析模型。最后,搭建了大行程麦克斯韦磁阻驱动器推力测试系统,并通过对比优化前后解析模型计算推力与仿真推力和实测推力,验证了解析模型的准确性。结果表明,优化后解析模型的均方根误差仅为优化前的11.1%,其精度得到有效提升;同时,优化后解析模型计算推力与实测推力之间的均方根误差小于0.6 N,精度较高。研究结果对高端微纳制造装备与测量仪器中新型超精密驱动部件的设计有一定意义和参考价值。