某型无人机起落架放下阶段缓冲器气液流动特性研究

在设计飞机油气混合型式的可收放起落架时,应充分考虑其内腔之间的介质流动特性。以某型无人机起落架缓冲器阻尼孔径、充油量为研究对象,采用单因素实验法对各因素引起的缓冲器内部气液流动变化进行分析,通过Fluent软件对放下阶段不同阻尼孔径、充油量下的缓冲器气液特性进行仿真计算。结果表明:起落架放下过程缓冲器阻尼孔油液流量只与孔径大小有关,不受缓冲器充油量影响;在该型号无人机要求的637 mL充油量下,缓冲器阻尼孔孔径应大于6 mm;对于其他型号起落架缓冲器,当确定了充油量后,应将满足放下阶段缓冲器气液充填作为缓冲器阻尼孔设计标准之一。

民用飞机主起落架断离销结构设计及断离失效分析

起落架在承受过载工况时应能够实现与机体安全快速分离,为了明确民用飞机主起落架应急断离销断离槽结构对其断离载荷的影响,分别设计外槽、长外槽、内槽和长内槽4种断离槽结构,仿真分析断离结构对断离销断离载荷的影响;试验对比分析内、外槽结构的断离销断离载荷和失效模式。结果表明:断离销破坏失效从断离槽内部扩展至外部,断离载荷随受剪截面积的增加而增加,且呈现线性变化趋势;通孔销断离载荷随受剪截面积的变化量(剪切强度系数)最大,外断离槽销次之,内断离槽销最小;内断离槽销受剪切截面积和整体尺寸的影响最小,断离载荷容易控制;断口形貌显示外断离槽销为韧性断裂失效,内断离槽销则表现出脆性断裂失效,内断离槽销的设计符合民用飞机主起落架应急断离适航设计要求。

注射成型工艺参数对微结构零件复制度的影响

为研究不同工艺参数对微结构零件复制度的影响,将成型质量作为微结构零件复制度的初步量化衡量指标,研究了不同工艺参数下微结构零件的成型质量。建立了简化的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微圆柱阵列注射成型实验模型,运用单因素实验方法实验研究了注射成型工艺参数对微结构零件成型质量的影响规律。实验结果表明,成型工艺参数对微结构零件成型质量的影响顺序为:保压压力>熔体温度>模具温度>保压时间>注射时间,增加保压压力,制品质量约增加1%,但浇注系统质量变化幅度不到0.2%,表明在浇口尚未封闭的情况下,增加熔体温度和模具温度能使保压压力更有效地通过浇注系统传递到微型腔,从而增加制品质量;影像测量观测结果表明,成型质量大的制品,微结构的填充要好于质量轻的制品,微结构零件复制度与成型质量存在对应关系。对于具有广泛应用前景的精细微结构零件——微透镜阵列而言,制品质量可初步评价微结构零件的复制度;研究各工艺参数对制品质量的影响规律对提高微结构零件的复制度有重要意义。

流道截面形状对微流体流动性能的影响

微尺度条件下流体的流动特性是微纳零件制造与微机械装置控制系统设计中需考虑的重要因素。采用基于Navier-stokes运动方程开发的Moldflow MPI软件,以PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)材料为对象,研究圆形、半圆形、梯形、矩形和正三角形5种微流道截面形状对非等温非牛顿流体流动性能的影响。研究结果表明:微流体在截面形态不同,长度均为50 mm微流道中的流动长度与流道截面的比表面积(截面周长与截面面积的比值)呈反比关系,比表面积越小,流动长度越大;当微流道的比表面积较小时,熔体温度与注射压力对流动长度的影响较大;当比表面积较大时,熔体温度与注射压力对流动长度的影响较小,且不论比表面积如何变化,注射压力对流动长度的影响比熔体温度对流动长度的影响显著。

微尺度流道中流体流动前沿的喷泉流动仿真

采用经典G a lerk in有限元法和N ew ton-R aphson迭代法,配合适当的边界条件实现了微流道中牛顿流体和剪切变稀流体前沿喷泉流动的数值仿真。结果表明:两种流体在喷泉流动区域的速度压力分布规律相同,在微尺度条件下流体的本构特性对喷泉流动的形式影响较小,仅是剪切变稀流体的喷泉区域略大于牛顿流体。在微尺度条件下,喷泉效应仍然是一种纯流体动力学现象。表面张力对微流体前沿喷泉流动区域的速度压力分布影响很小,但其在流体前沿自由表面上产生的切向应力使流体前沿的形状产生较大变形,与理想的半圆形相差较远。

金属粉末注射成形模具浇口对成形性能的影响规律

根据金属粉末注射成形原理 ,在材料、模具温度等试验条件一致的前提下 ,将螺旋测试模与 0 5～2 1mm之间的 6个不同深度尺寸的侧浇口相结合 ,通过改变注射料熔体温度、注射压力、注射速率等工艺参数 ,描绘出在不同工艺参数时的侧浇口深度尺寸与阿基米德螺妖线长度的关系曲线 ,从而研究得到金属粉末注射成形的浇口尺寸与注射料熔体注射成形性能的关系规律 :浇口尺寸对金属粉末螺旋线流动长度的影响较大 ,且不成比例 ;浇口尺寸与螺旋线流动长度关系曲线 (L -H曲线 )的变化不是单调的递增或递减 ,曲线形状呈较为明显的“波浪”形 ;在一定试验条件下粉末注射成形的理想浇口尺寸值为 1 8mm ,要偏大于注塑成形的浇口尺寸值 ;相对注射压力变化时浇口尺寸对L -H曲线关系的影响而言 ,注射料熔体温度和注射速率的影响相对较小 ,波动方向一致且较平坦 ,曲线有微小的上升趋势 ;当浇口尺寸一定时 。

微特征结构对导光板翘曲变形的影响

为研究不同微特征结构对导光板翘曲变形的影响,以导光板翘曲变形为质量目标,利用Moldflow MPI5,首次仿真研究了尺寸规格为11×3×0.8的导光板上5种不同微特征结构阵列(V型凹槽阵列、U型凸槽阵列、金字塔阵列、圆环阵列以及微透镜阵列)在不同工艺参数下对导光板翘曲变形的影响。仿真结果表明,微凸点微结构阵列影响最大,微圆凸点阵列导光板最大翘曲量为0.039 7 mm,圆环微结构阵列影响最小,相同工艺参数下圆环微结构阵列导光板最小翘曲量为0.028 2 mm,两者相差最大达40.78%,而且凹结构微特征阵列对导光板翘曲量的影响幅度总是小于凸结构微特征阵列。结论认为,在导光板设计阶段就应考虑不同微结构特征对导光板注射成型翘曲变形的影响并优先选用圆环等凹结构微特征阵列,以减少导光板注射成型的翘曲量。

注射成型参数对微结构阵列导光板翘曲量的影响

为研究不同的工艺参数对微结构阵列导光板翘曲变形的影响,以微结构阵列导光板的翘曲量为质量目标,利用MoldFlow MPI5,仿真研究了不同工艺参数下,尺寸规格为11 mm×3 mm×0.8 mm导光板的翘曲变形。采用正交实验法找出影响微结构阵列导光板翘曲变形最小参数组合,然后采用单因素法仿真研究不同工艺参数对微结构阵列导光板翘曲变形的影响。结果表明,保压压力对微结构阵列导光板翘曲变形的贡献率最大(60.19%),其次是注射时间(13.13%),成型工艺参数对微结构阵列导光板翘曲量的影响顺序为:保压压力>注射时间>保压时间>熔体温度>冷却时间。结果表明,在微结构阵列导光板注射成型阶段,就应考虑不同工艺参数对微结构导光板注射成型翘曲变形的影响,并优先考虑保压压力的设置,以减少微结构阵列导光板微注射成型的翘曲量。

金属粉末注射成形仿真分析的喂料粘度模型参数

针对喂料粘度模型参数求解和现有模流分析软件无拟合功能的问题, 引入 Cross WLF七参数模型对MIM中非牛顿流体流动过程进行了研究, 提出了自适应快速遗传算法拟合该模型参数, 开发了粘度模型参数拟合求解器, 得到了W Ni Fe高密度粉末喂料和316L 不锈钢喂料粘度模型的7 个参数, 拟合结果的复合相关系数分别达到0.998 489和0.998 200。研究结果为高密度类零件和不锈钢类的质量预测、模具和工艺参数优化设计提供了必须的材料数据。

HDPE微注射成型条件下非等温静态结晶

利用差示扫描量热仪(DSC),物理模拟HDPE微注射成型模腔中心层的静态非等温结晶过程,将样品从80℃以10℃/min升温速率升至180℃,并保温2 min。然后在液氮冷却作用下分别以5,10,15,20℃/min的恒降温速率,将温度降至80℃,得到静态非等温结晶DSC热流曲线,并利用Eopoxobeku方法对HDPE非等温结晶动力学参数进行解析。研究结果表明:当降温速率从5℃/min增大到20℃/min时,HDPE结晶起始温度从121.81℃下降到118.93℃,结晶度由86.19%增大到90.34%,非等温结晶动力学曲线在结晶初期基本上呈线性关系,而在后期不呈线性关系;结晶初期降温速率对晶体成核和生长机理的影响比较大,而结晶后期晶体成核和生长机理受降温速率的影响较小。

考虑结晶潜热的LDPE微结构件注射成型模内温度场

采用含有热源的各向同性物体的热传导处理方法,以及用热焓法处理相变中的结晶潜热问题,建立微注射成型冷却阶段传热过程的数学模型。对结晶型材料低密度聚乙烯(LDPE),在熔体初始温度分别为165,175和185℃,模温分别为35和55℃时应用有限元软件ANSYS的热分析模块进行仿真分析。研究结果表明:当模温相同而熔体初始温度不同时,熔体温度从熔点温度100℃降到60℃的冷却时间几乎相同;当熔体初始温度相同而模温不同时,模温为35℃时的冷却时间明显比模温为55℃时的少很多。模具温度对成型过程的影响较大,熔体温度的影响相对较小。采用考虑结晶潜热的微结构件注射成型有限元模型能较准确地预测制品内部温度场分布。

微注射成型中聚合物熔融塑化技术

阐述了聚合物熔融塑化技术在微注射成型中的重要性,比较、分析了当前出现的柱塞式塑化、螺杆式塑化、电磁动态塑化及超声塑化等4种聚合物的熔融塑化方式,展望了未来微注射成型中聚合物熔融塑化技术的发展趋势。

微注射成型中变模温控制技术

阐述了变模温控制在微注射成型中的重要性,介绍、比较了当前出现的电热水冷、感应加热、薄膜电阻式加热、复合模壁绝热一加热、复合模壁绝热压缩热空气加热几种变模温控制实现方法,展望了未来微注射成型中变模温控制的发展趋势。

微注射成型机发展现状与展望

阐述了微注射成型技术的产生背景、应用领域和发展前景 ,分析了微注射成型技术与传统注射成型技术对成型机的不同要求 ,介绍了当前微注射成型机的发展现状 ,并对微注射成型机进行了分类和说明 。

PMMA微流控芯片高效键合工艺研究

利用有限元软件对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微流控芯片键合过程进行仿真分析,而后以缩短键合时间为目的,针对键合温度、键合压力进行了相应的实验研究。结果表明,当键合温度低于聚合物材料的玻璃化转变温度时,芯片易产生未键合区域,当键合温度高于玻璃化转变温度时,微通道随温度的升高发生严重变形,最佳键合温度值应在材料玻璃化转变温度附近进行选取;键合温度105℃,键合压力1.0 MPa时,可在5 min的键合时间内得到微通道变形较小且完全键合的微流控芯片,满足模内键合的需求,大大缩短了芯片的制造周期。

金属粉末注射成形W-Ni-Fe喂料粘度模型研究

使用非牛顿流体幂律模型和 Cross模型 ,对 W- Ni- Fe高比重合金粉末喂料熔体的实验测得流变数据进行回归分析、曲线拟合 ,得出各自的拟合常数 ,并对拟合结果进行了比较 ,为金属粉末注射成形分析模拟软件提供了实用的数据。

气动脱模用多孔材料的气体流动性能

为了克服常规脱模方式下注塑件易出现表面质量低、翘曲等缺陷,提出利用透气钢实现注塑件脱模的新方法。该方法将透气钢作为气动脱模介质,使气体通过其微孔直接到达制品的底部,由于气体的等压性,可确保脱模时注塑件受到均匀的顶出力,不发生传统脱模机构中引起的翘曲变形现象。为了确定脱模过程中透气钢的工作参数,采用定压差测流量的方法实验研究考虑气体可压缩性时透气钢的透过性能。研究结果表明:随着压力的增大,气体在透气钢中将发生从Darcy流动到非Darcy流动的转变,分别对这2种流动状态的透过系数和惯性系数进行分析计算,得出了这两种状态的流动方程,揭示该流体流动状态下透气钢中气体的流动规律,为这种新脱模方法的使用提供数据和理论支持。

几何特征对高深宽比微结构零件注射成型充填深度的影响

采用基于Navier-Stokes运动方程开发的Moldflow MPI 6.0软件,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料为对象,在型腔压力为100 MPa、熔体温度为250℃、不同模具温度下,研究零件几何特征(微结构所在位置、微结构形状、微结构截面尺寸、微结构深宽比和微结构型腔截面尺寸)对微结构充填深度的影响。研究结果表明:微结构与型腔末端间距越小,充填越深,但当微结构与型腔末端间距超过某一值时,微结构充填深度与其位置无关;微结构倾角越小,充填越深;微结构截面尺寸越大,充填时熔体所受阻力越小,充填越深;型腔截面尺寸与微结构尺寸相差越小,越有利于微结构充填;微结构充填深度与其深宽比无关。

微流控芯片脱模缺陷分析及其脱模装置研究

为减小微流控芯片的脱模缺陷,设计了4种顶杆式脱模方案。采用有限元法模拟了4种脱模方案下微流控芯片的脱模过程。模拟结果显示,顶杆的数目和位置对微流控芯片的脱模应力具有重要影响,采用第1种脱模方案时,微流控芯片的最大脱模应力达到123 MPa,超过了微流控芯片所用聚甲基丙烯酸甲酯的强度极限110 MPa,微流控芯片在脱模后发生断裂;其它3种脱模方案下微流控芯片均能顺利脱出,且脱模应力均小于强度极限。为了克服顶杆脱模方式下芯片易出现表面质量差的缺陷,设计了一种新型的气动脱模装置,并通过有限元法模拟了微流控芯片在此装置下脱模应力的分布,证实了该装置的有效性及优越性。

注射成型模具电磁感应加热技术

阐述注射成型模具电磁感应加热技术的原理及模外感应加热和模内感应加热的实现方式,着重介绍当前常用的机械手辅助感应加热、模芯通电感应加热、感应加热管加热、模具内置线圈感应加热和模芯内嵌线圈感应加热的方法,并分析了各种方法的优缺点,展望了电磁感应加热在注射成型模具上的发展趋势。