基于3D打印构筑的高面间热导率氮化硼陶瓷的制备

氮化硼(BN)陶瓷具有高纵横比、耐高温、高导热和电绝缘性等优异性能,广泛应用于电子信息、航天航空、冶金、机械等领域。3D打印技术与传统加工方式相比具有低成本和省时等特点,是制备具有复杂三维结构陶瓷制件的重要成型技术。为此,基于自主研发的气压式新型直写3D打印材料成型平台,使用BN和聚乙烯醇(PVA)作为原料和粘结剂,制备了不同BN含量的陶瓷浆料,利用逐层堆积原理,设计并制备具有不同三维结构的陶瓷预制件,通过改变浆料的流变学特性,在打印过程中实现了BN二维纳米片在剪切力作用下的取向,得到了高面间热导率的陶瓷材料。研究了BN含量对陶瓷制件成型质量的影响,并且采用了XRD和SEM对打印得到的陶瓷材料的结构和微观形貌进行了表征。结果表明,BN/PVA 85浆料有着良好的剪切变稀特性和黏弹性,在线性黏弹性区的屈服应力达到240 Pa,适配于直写成型3D打印技术。BN在制件内部的水平取向度提高有助于增强陶瓷材料的面间热导率,其中,BN/PVA 85陶瓷制件的面间热导率约为4.3 W/(m·K)。

基于Inspire的FSCC赛车悬架立柱优化设计及CAE分析

零件轻量化是机械制造领域的重要研究方向。以中国大学生方程式汽车大赛BTR-X的悬架立柱作为例,在分析其实际受力情况的基础上,利用Altair inspire form软件以最大化刚度为目标对其进行了减重设计和拓扑结构优化。得到了带刹入弯工况条件下两种不同设计方案的应力、应变值及安全系数,并对比了其优缺点。结果表明,在最佳优化方案中,BTR-X悬架立柱最大有效应力为557.4 MPa,减重18.4%,提升了车辆的操稳性,实现了其轻量化的目标,对进一步提升FSCC赛车的性能有一定的参考价值。最后,通过选择性激光烧结成功实现了优化悬架立柱结构的3D打印成型,为FSCC赛车的轻量化设计及加工提供了新思路。

一种系统优化转向时钟弹簧异响设计方法

在转向过程中驾驶室内时钟弹簧异响是一个在市面很多车型普遍存在且多发的问题,而问题的根本原因不仅仅是单一零件的设计失误,更是一个系统的问题,仅仅通过系统内零件各自的设计优化,很难从根本上避免异响的发生。本文从系统内各零件匹配设计入手,选取了对时钟弹簧异响影响最大的3个零件间的匹配设计方向,提出相应的优化方案及建议,通过对近年各车型的生产、售后问题持续跟踪,来验证各匹配方案的优缺点,并证明推荐方案的可实施性和有效性。

DPF再生及其颗粒物数量浓度排放性能的试验

基于柴油机颗粒捕集器(DPF)再生性能测试台架,研究了入口过渡段长度、再生温度和再生时间对其再生性能的影响,同时也探索了DPF再生时出口颗粒物数量浓度排放性能的变化规律.结果表明:随着过渡段长度的增加,再生效率和效能比先保持不变,后逐渐降低,继而又趋于稳定,DPF内部最高温度与最大温度梯度均呈逐渐降低的趋势.再生温度的增加会使再生效率和效能比先缓慢增加而后迅速增加,但DPF内部最高温度和最大温度梯度呈线性增加的趋势.碳黑沉积较为均匀时,再生时间的增加能够在一定程度上提高再生效率,提高再生温度将会出现再生时间拐点,且随着再生温度的增加,再生时间拐点提前,拐点之后继续增加再生时间,再生效率增加量较小.DPF出口颗粒物总数量浓度和粒径分布与其内部沉积的碳黑分布特性具有较大关系,无过渡段时,DPF出口颗粒物总数量浓度呈先增加后减小的趋势,加装50 cm过渡段时,DPF出口颗粒物总数量浓度逐渐减小.

模拟碳烟在DPF过滤壁面上沉积特性的试验

基于可视化单通道试验台架,采用固体颗粒发生器产生来流颗粒使颗粒均匀沉积到柴油机颗粒捕集器(DPF)过滤壁面上,使用激光位移传感器在线测量过滤壁面上颗粒层厚度和电镜离线观测颗粒层形貌与结构,对碳黑颗粒特性和灰沉积量在DPF过滤壁面上的沉积过程开展研究.结果表明:针对颗粒层厚度曲线,沉积过程可分为深床期、长树期、搭桥期及颗粒层期;而针对过滤压降曲线分为深床期、过渡期和颗粒层期.随壁面过滤速度增大,过滤压降增大,颗粒层厚度增大,形成的颗粒层越致密,且厚度曲线进入颗粒层期的厚度从15μm增加至约30μm.在固定的壁面过滤速度工况下,由于碳黑颗粒特性存在差异,颗粒自身团聚程度越高(SB4A>FW200>PU),对应的最终过滤压降和堆积密度越大.在有灰沉积的工况下,随着灰沉积量从0g/L增加至6g/L,沉积碳黑颗粒时,DPF的初始压降增大,但最终过滤压降和碳黑颗粒层的堆积密度呈先减小后增大的趋势,尤其在灰沉积量为2g/L时同时达到最低.

热老化对碳烟颗粒氧化特性的影响

针对柴油机排气颗粒被捕集在柴油机颗粒捕集器中后不能立即得到氧化再生,将受到高温排气一段时间的热老化的问题.基于热重分析仪,探究了不同温度、时间和氧体积分数条件下热老化对碳烟颗粒氧化性能的影响规律.采用高分辨率透射电镜得到了相应的老化颗粒的微观结构图,并与热重试验结果进行对比分析.结果表明:随着老化温度的增加,颗粒的活化能逐渐增加;随着老化时间的增加,颗粒活化能先增加而后趋于不变;与无氧条件下热老化相比,有氧条件下热老化后的颗粒活化能相对较高,且氧体积分数的大小对颗粒活化能无明显影响;老化温度越高、老化持续时间越长以及老化氧体积分数增加时,基本碳粒的直径和内核区域变小,外层结构更加致密,形成更为稳定的外壳.

柴油机颗粒过滤器再生时颗粒层氧化燃烧特性探究

基于可视化单通道台架,采用激光位移传感器在线测量再生时过滤壁面上颗粒层厚度,采用电镜离线观测颗粒层形貌,探索已沉积的炭黑颗粒层在柴油机颗粒过滤器(DPF)过滤壁面上的再生氧化过程。结果表明,基于颗粒层厚度变化曲线,再生过程分为3个阶段:第Ⅰ阶段,颗粒层厚度缓慢降低;第Ⅱ阶段,颗粒层厚度快速降低,氧化反应主要发生在DPF孔隙气流处,颗粒层表面出现凹坑形貌;第Ⅲ阶段,颗粒层厚度再次缓慢下降。同时,炭黑颗粒微观形貌由均匀堆积形貌向链状和环状形貌变化,颗粒层随氧化的进行呈现凹坑结构。

DPF主动再生过程颗粒排放特性试验

通过柴油发动机台架,采用后喷助燃的再生方式研究了主动再生过程中柴油机颗粒捕集器(DPF)出口的颗粒排放特性.结果表明:在主动再生期间,DPF出口颗粒浓度可增加2~3个数量级;在升温过程和再生过程,出口颗粒物数量浓度和粒径分布会因为碳载量和再生温度的共同作用而表现出差异;升温过程中,10 nm左右核模态颗粒物的排放主要由来流中颗粒物的穿透引起;再生过程中,10 nm左右核模态颗粒物的排放主要由碳烟颗粒层氧化反应生成的二次颗粒逃逸引起;整个再生期间,100 nm左右的积聚态颗粒物的排放主要由DPF载体内碳烟颗粒的逃逸引起.

颗粒物在多孔介质内部沉积以及脱附的研究进展

颗粒捕集器可有效降低颗粒物排放,其过滤性能和再生时的颗粒排放都与颗粒物在多孔介质表面的沉积和脱附特性密切相关。本文综述国内外近年来颗粒物在单根、双根骨架以及单层和双层过滤片上的沉积以及脱附规律的研究进展,包括宏观物理特征和微观结构特征,总结灰沉积特性与颗粒物沉积以及脱附特性的相互影响规律,提出对柴油机颗粒物在多孔介质表面的沉积以及脱附过程的研究是未来重要的研究方向。这方面的成果可以对过滤介质的结构参数和运行参数进行优化,同时对过滤性能的预测有重要意义。

汽车电喇叭的失效问题分析

在汽车行驶过程中,电喇叭可以警告车辆和行人,保证交通安全。本文结合机械喇叭出现的售后故障——触点烧蚀、进水问题进行分析,阐述电喇叭的设计要领,为后续主机厂对汽车电喇叭的设计提供参考。

半乳凝素9的表达与胃间质瘤的关系

目的分析胃间质瘤中半乳凝素9(Gal-9)的表达与其临床病理资料的关系。方法采用Western blot法(42例)和免疫组化法(23例)检测胃间质瘤组织、瘤旁组织和正常组织中Gal-9的表达,并分析Gal-9的表达与临床病理资料的关系。结果免疫组化检测显示,胃间质瘤组织中Gal-9的表达高于瘤旁和正常组织(56.5%vs.26.1%和13.0%)(P<0.05)。Western blot检测显示,胃间质瘤组织中Gal-9蛋白的相对表达量高于瘤旁和正常组织(1.03±0.18 vs.0.83±0.09和0.62±0.07)(P<0.05)。临床病理资料分析提示,极低+低危险度的胃间质瘤中Gal-9表达高于中+高危险度的(P<0.05)。胃间质瘤中Gal-9的表达肿瘤直径≤5 cm高于肿瘤直径>5 cm(P<0.05)。Gal-9的蛋白表达与CD117、核分裂像和基因突变密切相关(P<0.05)。结论胃间质瘤组织中Gal-9的表达高于瘤旁和正常组织。胃间质瘤中Gal-9蛋白的表达与胃间质瘤的发生、发展有关,Gal-9有可能作为评估胃间质瘤患者预后的指标之一。