光面式高压氢气泄漏快速可视化检测方法及数值仿真研究

针对高压氢泄漏扩散的检测问题,国内外学者利用实验和数值模拟等方法进行了相关研究,提出了一些检测方法,这些检测方法结果可靠,但是普遍存在反映速度慢的不足。本文提出了一种光面式高压氢气泄漏快速可视化检测方法,利用半导体激光器发射激光,通过柱面透镜组及反射镜后形成光面（laser sheet）照射储氢罐,利用安装在储氢罐上方特定位置的CCD相机拍照采集图像并传输至计算机,经数字图像处理后对高压氢气泄漏情况进行鉴别。基于该方法开展仿真实验,建立高压氢气射流的分层流动模型,实验结果与前人研究的实验公式吻合,证明了该方法的可行性;开展了泄漏口直径为1 mm 时3,5,7 MPa压强的仿真实验,以及压强为5 MPa时泄漏口直径为0.5,1,1.5 mm的仿真实验,获得了高压氢气泄漏口直径与特定高度、气射流边界层直径的解析关系,以及高压氢气压力与射流边界层直径的解析关系,为实现高压氢气泄漏快速准确检测提供了有力支撑。     

低频激发条件下液体表面波特性及表面波激光干涉测量

对于低频激发的液体表面波,提出了一种激光干涉测量方法,并在实验上观察到了清晰的干涉图样,且干涉条纹定域在一定的空间范围.当表面波激发源频率为几十赫兹时,其表面波参数稳定不变,且表面波反射光所形成的干涉图样稳定不变;而当表面波激发源频率为几赫兹至亚赫兹频段时,表面波为调幅波.表面波反射光所形成的干涉条纹的定域宽度周期性振荡,振荡频率与激发频率相同.理论上导出了调制干涉图样光强度与表面声波之间的解析关系,并得到了干涉条纹间隔与表面波波长、干涉条纹定域宽度与表面波振幅之间的解析关系.     

PHB基CA-MA二元低共熔脂肪酸定形相变材料的制备

以聚-β-羟丁酸酯(PHB)作为基体材料,癸酸-肉豆蔻酸(CA-MA)二元低共熔脂肪酸作为相变剂,利用浇注法制备了含有不同比例脂肪酸的室温相变材料。通过热循环试验、傅里叶红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)和动态机械分析(DMA)等方法研究了材料的综合性能。结果表明,滤纸扩散法得出PHB对CA-MA二元低共熔脂肪酸的最大包覆量为40%,此时材料的相变温度为24.65℃,相变焓值为140.26 J/g,复合材料具有很好的相变性能。添加适量的羧甲基纤维素钠(CMC)后,材料的相变温度为24.58℃,相变焓为139.74 J/g,且CMC的加入使CA-MA的热稳定性有所提高,热分解温度提高了19℃左右,同时储能模量(E')提高了5 GPa,材料的刚性提高且微观形貌分散性良好;材料经历热循环前后相变温度、相变焓值和最初热分解温度变化很小。     

飞机燃油系统活门关闭特性分析和试验研究

随着飞机燃油系统的广泛应用,由于压力和流量的增大,燃油系统活门在关闭过程中容易出现结构变形,导致活门出现卡死和无法完全关闭的现象。通过建立球形燃油活门的三维流固耦合动力学模型,基于Workbench平台,对活门关闭过程瞬态特性进行仿真分析。结果表明:流道中活门关闭旋钮为易变形结构,在流体压力作用下变形量较小;变形量随开度呈非线性正相关变化,在进口压力逐渐增大时,压力差随之变大,此时活门无法正常关闭;对同类活门做对比分析试验,发现仿真和试验结果基本吻合,提出适当降低流量和压力是延长活门寿命的重要方法。     

飞机燃油管道中的润湿阻力及其光学测量

文中建立一种激光测量燃油管道润湿阻力的方法及实验装置。得到了小流管条件下润湿阻力大小的解析表达式,即液体表面斜率与反射亮场及入射光通光半径之间的解析关系。根据弯曲液体表面光反射原理及光电自动检测原理,建立了润湿阻力的激光测量实验装置。依据激光反射图样光斑大小可以测出液面的斜率和液面与管壁的接触角。再根据润湿阻力的解析式,得到了润湿阻力大小。实验上,观察到特殊的弯曲液体表面激光反射图样,该图样为圆形光斑,具有明显的干涉圆环。圆形光斑的大小不仅与入射光通光半径有关,而且与表面的弯曲度有关。理论上润湿阻力的大小与液体的表面张力成正比,与接触角的余弦值成正比。本装置具有无损和自动化特点。     

羧甲基纤维素钠超声吸附脂肪酸相变材料的制备

通过超声吸附法,利用羧甲基纤维素钠(CMC)的孔洞吸附癸酸(CA)、月桂酸(LA)和肉豆蔻酸(MA)三种脂肪酸,制备了相变材料。通过FTIR、XRD、BET、SEM、DSC、TG测试方法研究了材料的综合性能。FTIR和XRD结果说明CMC与脂肪酸(FA)之间属于物理吸附;BET定性得出CMC吸附后的孔径、孔体积和表面积减小,CMC对CA、LA和MA的最大吸附率分别为35.3%、42.7%和44.7%,与TG和DSC定量得出的结果相一致,相变温度分别为36.53℃、46.05℃和57.04℃,相变焓值分别为60.27 J/g、72.06 J/g和81.58 J/g;微观形貌下CMC的孔洞被脂肪酸填充且在经过100次冷热循环后材料的相变性能和热稳定性良好。     

基于MATLAB的KUKA机器人运动学分析与仿真研究

以一种应用于飞机燃油补给的加油机器人为研究背景,对实验室的六自由度机械臂进行研究。首先确定其D-H参数,采用仿真模块建立机械臂运动学模型,分析其正、逆运动学问题并仿真验证;然后根据其关节角范围利用蒙特卡洛法分析机械臂可达工作空间;最后在关节空间对机械臂进行轨迹规划,得到运动中各关节位移、速度、和加速度的变化。通过分析得出仿真是可行的,对下一步研究机器人实体控制具有重要的意义。     

聚乙烯类/石蜡木塑相变储能材料的制备与性能

以聚乙烯类基质作为支撑材料,石蜡作为相变剂,研究和制备了聚乙烯类/石蜡木塑相变储能材料。研究表明,当石蜡的添加量为25%时,HDPE、LDPE和LLDPE三种基质的石蜡木塑相变储能材料的拉伸强度分别下降了53.18%、60.48%、66.81%,弯曲强度分别下降了67.68%、62.24%、69.07%,力学性质下降均超过50%。性能测试得出HDPE的综合性能较好,在石蜡的添加量为20%时,HDPE、LDPE和LLDPE的相变温度分别为56.27℃、57.87℃、56.62℃,相变焓分别为125.85J/g、100.30J/g、124.65J/g。通过氯仿提取石蜡,研究聚乙烯类基质的包裹性能,结果表明不同的基质都解决了石蜡的渗漏问题。