高温FDM喷头的有限元建模及温度场仿真

利用ANSYS有限元仿真软件,针对复合材料的高温熔融沉积(Fused Deposition Modeling,FDM)打印喷头进行了物理建模以及温度场仿真,为解决3D打印喷头由于受热不均引起的喷头堵塞,从而导致产品的翘曲变形、不光滑等问题提供了帮助。针对已有的喷头形状,选择铝合金、不锈钢、紫铜、钨等材料进行了温度场仿真。结果表明:不锈钢和紫铜材料的喷头温度均在200℃以上,满足ABS所需的170℃以上熔融温度,较好地符合了要求;而铝合金以及钨则存在温度区间低于170℃的区域,易造成喷头的凝固堵塞。在此基础上,对喷头形状进行了尺寸形状的优化,通过增加薄壁区的厚度,使喷头的温度分布更加合理,避免应力集中,防止喷头薄壁处变形、堵塞等。     

上海市余热资源分布及回收概况

在工厂企业作企业热平衡测试的基础上,对上海20多个工业部门所属的工厂企业(未包括南京梅山)的能源利用进行的全面调查,其中也包括了余热资源的调查。根据当时各工厂企业所填报的“余热利用情况表”,将其中占上海市工业能耗80％左右的300多家工厂(年耗标煤均在10000T以上者)为对象,编绘出以下能反映上海市余热资源情况的表和图。     

基于同步改性浸渍的碳纤维增强树脂复合材料三维打印工艺研究

克服现有三维打印工艺的缺陷,对连续碳纤维增强树脂基(CFRP)构件的三维打印过程进行建模仿真.通过分析胶液表面张力,研究了碳纤维与树脂的耦合机理,提出一种纤维表面改性方法,设计了基于同步改性浸渍的连续CFRP构件的三维打印工艺,经实验验证了该打印工艺的可靠性和优越性.     

基于探测技术的底板构造区注浆加固效果评价

构造区注浆加固效果评价技术对于煤矿安全开采具有重要意义,注浆效果检测是保证注浆工程达到要求的重要环节,同时,为丰富注浆效果评价技术。以山西某矿构造区加固工程作为试验矿井,采用物探技术、分段注水、钻孔电视的综合探测方法对注浆效果进行评价,并对工作面回采涌水量进行监测,提出构造区注浆效果综合探测评价表。研究结果表明：注浆后异常区范围大幅度减少,视电阻率明显升高;注浆后地层裂隙被充填,裂隙宽度主要以小于1 mm为主;注浆后地层钻孔渗透系数保持在10–5等级以下;工作面涌水量小于工作面排水能力。实现工作面的安全回采,对于构造区注浆加固工程具有重要的借鉴意义。     

纤维增强树脂复合材料3D打印流场分析与仿真

以纤维增强树脂基复合材料为研究对象,该材料由碳纤维和聚乳酸高分子材料复合而成。利用ANSYS CFX软件模块,对复合材料的流体状态和压力场进行了数值仿真,探究了以熔融沉积(FDM) 3D打印工艺制备纤维增强复合材料的流动特性和打印机理。首先,结合纤维增强复合材料的流动和受力规律,建立了打印流道及复合材料的三维模型;其次,描述了用于数值仿真复合材料的参数,得到了纤维增强树脂复合材料熔融成型时内部流场状态和界面压力分布,并进行了分析讨论;最后,通过实验验证了3D打印用于纤维增强树脂复合材料成型制造的可行性。研究结果为纤维增强树脂基复合材料的3D打印应用提供了必要的仿真与实验基础。     

搅拌摩擦增材制造技术研究现状与发展趋势

现有的高能束增材制造技术在成形大型高性能金属构件时存在适用材料范围有限、能源利用率低以及成形件各向异性等工艺特点,搅拌摩擦增材制造是近年来发展起来的一项新型固相增材制造技术,其无液态金属熔凝过程的成形特征为铝合金、镁合金等易氧化轻质合金的高性能快速制备提供了新的增材制造途径。文中首先指出现有高性能金属构件增材制造技术应用的局限性,重点介绍搅拌摩擦增材制造技术的工艺原理、性能优势及应用现状。综述了国内外所开展的主要搅拌摩擦增材制造技术现状,包括同轴送料式、预置料式等类别,进而展示了搅拌摩擦增材制造技术在轻质大型结构件增材制造及特征结构添加,梯度材料与涂层制备,缺陷损伤修复及新型复合材料制备等方面的应用潜力。最后,对搅拌摩擦增材制造技术的发展趋势进行了展望。通过文中综述,以期推动该技术在国内航空航天等领域大型轻质材料构件的制备方面实现应用。     

搅拌摩擦增材制造技术研究现状与发展趋势

现有的高能束增材制造技术在成形大型高性能金属构件时存在适用材料范围有限、能源利用率低以及成形件各向异性等工艺特点,搅拌摩擦增材制造是近年来发展起来的一项新型固相增材制造技术,其无液态金属熔凝过程的成形特征为铝合金、镁合金等易氧化轻质合金的高性能快速制备提供了新的增材制造途径。文中首先指出现有高性能金属构件增材制造技术应用的局限性,重点介绍搅拌摩擦增材制造技术的工艺原理、性能优势及应用现状。综述了国内外所开展的主要搅拌摩擦增材制造技术现状,包括同轴送料式、预置料式等类别,进而展示了搅拌摩擦增材制造技术在轻质大型结构件增材制造及特征结构添加,梯度材料与涂层制备,缺陷损伤修复及新型复合材料制备等方面的应用潜力。最后,对搅拌摩擦增材制造技术的发展趋势进行了展望。通过文中综述,以期推动该技术在国内航空航天等领域大型轻质材料构件的制备方面实现应用。 创新点： (1)为解决现有激光/电子束等高能束增材制造技术在轻质材料构件应用方面的局限性,文中对搅拌摩擦增材制造这一新型固相增材制造技术开展调研分析,其无液态金属熔凝的成形特性使得制件不会形成与快速凝固相关的缺陷,如孔隙率、热烈纹、元素偏析、稀释、微细分散氧化物聚集以及高残余应力,具有更高成形效率、更大成形尺寸、更优的力学性能。 (2)文中通过对搅拌摩擦增材制造技术的工艺特性与应用现状分析,总结出了该技术在轻质大型结构件增材制造、特征结构添加、梯度材料与涂层制备、缺陷损伤修复及新型复合材料制备等方面具备较大的应用潜力。     

新技术—100米长热管

热管是利用封闭回路中的传热工质—液体蒸发·凝结的潜热,在小温差下可输送大量的热量。在电子仪器冷却和热交换器元件方面使用的热管大多为几厘米,最长也不过为数米,故不能说这是远距离输送热能。从能量输送观点来看长尺寸热管的开发是有必要的。     

基于改性材料的采空区密闭墙快速构筑与效果分析

为实现工作面采空区的有效密闭,以发泡剂和聚丙烯纤维为激发剂,利用硫铝酸盐水泥熟料、石灰、石膏制备的密闭墙构筑无机材料,通过力学性能和工作性能试验,寻找最优的原材料组合,并对材料进行工程应用研究。研究结果表明：三者合适的配比为硫铝酸盐水泥熟料50%、石灰10%、石膏40%,激发剂聚丙烯纤维为3 kg/m³,发泡剂0.06%;新型材料膨胀率为19.7%,抗压强度可达11.03 MPa,浆液初凝和终凝时间跨度大,能够满足不同工程需求;密闭墙构筑完成后,变形量较小,巷道整体处于稳定状态;密闭墙内部应力增加缓慢,受力平稳;密闭墙前瓦斯浓度保持在0.4%以下,与回风巷瓦斯浓度基本一致,密闭效果良好,可实现采空区的有效密闭。