二级轻气炮金属膜片破膜压力测量实验

二级轻气炮的金属膜片作为连接泵管与发射管的关键部件,其破膜压力直接影响着活塞和弹丸的运动历程,是内弹道研究中不可忽视的关键参数。为精确测量二级轻气炮中金属膜片破膜压力,在不改变现有气炮结构的基础上,设计了一种在金属膜片两侧安装锥段延长机构和高量程压力传感器,对金属膜片进行瞬间破膜压力的测量方法。以该方法为基础,实验测得了不同槽深的金属膜片破膜压力数据。结果表明:槽深为1.6,1.2,0.8 mm金属膜片破膜压力分别为78,135,195 MPa;调整金属膜片的槽深,可以有效地控制弹丸的释放压力和弹底压力过程,进而对弹丸的速度产生显著影响。本研究为二级轻气炮的发射能力提升和发射参数的优化提供了实践指导,而且突破了在极端条件下测量内弹道参数的难题,为气炮的内弹道分析和性能改进提供了重要的数据支撑和理论依据。

基于虚拟材料法的金属膜片联轴器振动传递特性分析

在对大型船舶金属联轴器进行振动性能试验时由于试验台架体积大、成本高,导致进行试验十分困难,因此研究高效率和高精度的仿真计算方法具有重要意义。传统精确的数值仿真网格多、效率低,为此采用虚拟材料法对船舶金属联轴器进行数值仿真并进行试验验证。首先通过计算和试验得到螺栓的虚拟材料层各参数,然后对大型金属联轴器的所有螺栓连接部位进行简化建模。其次通过该方法得到金属膜片联轴器的刚度特性、模态特性、阻抗特性和振动传递特性,并与传统建模方法的计算效率进行对比。最后搭建联轴器振动性能实验台架进行验证。研究结果表明:采用虚拟材料法的联轴器振动性能仿真效率提高73.9%;四组采用虚拟材料法的联轴器膜片组件刚度与实验测得的联轴器刚度的平均误差为2.61%,与带螺栓模型测得的刚度平均误差为1.15%。金属膜片联轴器前5阶模态频率仿真与试验的平均误差为9.91%,在10~2000 Hz频带,金属膜片联轴器轴向和径向阻抗的仿真与试验的误差分别为1.9和2.8 dB,金属联轴器轴向和径向的振级落差仿真与试验的误差分别为4.69和3.41 dB。试验与仿真结果误差较小,符合工程精度要求,该方法的计算效率和准确性得到验证。

金属膜过滤工艺保障不同管材供水管网水质生物稳定性的研究

供水管网末梢水水质生物安全问题受到了广泛关注。采用生物膜环状反应器(BAR)模拟实际供水管网,探究了自来水和金属膜滤后水(膜滤水)对5种管材管壁生物膜影响的异同性。结果表明,金属膜过滤工艺对水中浑浊度、溶解性有机碳的平均去除率分别为93.4%、19.0%;5种管材管壁生物膜在生长稳定期的生物量排序为铜<不锈钢≈聚氯乙烯(PVC)≈高密度聚乙烯(HDPE)<球墨铸铁;自来水体系中反应器进出水平均浑浊度分别为1.52、3.44 NTU,而膜滤水体系反应器进出水平均浑浊度分别为0.10、0.42 NTU,且各管材管壁生物膜生长缓慢。这是因为膜滤水体系微生物群落物种丰富度较低,管壁生物膜样品的OTU数减少了39.7%~56.5%,耐氯致病菌(分枝杆菌、甲基杆菌等)相对丰度明显减少。因此,金属膜过滤工艺可有效保障供水管网饮用水水质生物稳定性。

螺栓连接金属膜盘联轴器的模态分析与试验研究

在带关节轴承金属膜盘联轴器的运行过程中,为了减少联轴器膜盘的偏振问题,对挠性膜盘联轴器的振动特性进行了研究。首先,为了提高有限元模态分析的精度,根据有限元分析在处理接触问题时的特点,建立了金属膜盘联轴器螺栓连接结构的等效接触有限元模型;其次,利用有限元方法研究了带关节轴承和不带关节轴承金属膜盘联轴器的振动特性,分析了关节轴承对金属膜盘联轴器径向和轴向刚度的影响规律;最后,采用LMS振动测试系统,搭建了金属膜盘联轴器振动测试实验台,分析了带关节轴承和不带关节轴承金属膜盘联轴器在自由状态和两端固支条件下的振动特性,并将测试结果与有限元结果进行了对比。研究结果表明:等效接触区域法能在一定精度范围内反映试验条件下金属膜盘联轴器的接触特性,准确计算出该结构的各阶模态参数和振型,且误差保持在5%以内;关节轴承安装在膜盘位置处,可以增大联轴器轴向刚度,起到保护膜盘的作用,同时对联轴器径向刚度的影响也不大。该研究结果可为带关节轴承金属膜盘联轴器的结构设计和优化提供理论基础。

隔舱式双脉冲发动机金属膜片破裂实验及数值仿真研究

针对金属隔舱式双脉冲发动机Ⅱ脉冲工作时隔舱装置金属膜片受压打开的工作特点,采用冷气冲击实验装置模拟双脉冲发动机受高压燃气冲击破膜打开的过程,建立了冷气冲击实验数值仿真模拟方法,获得了双脉冲发动机隔舱装置Ⅱ脉冲工作过程膜片的打开特性。数值仿真与冷气冲击实验中金属膜片破开时间以及破开前膜片中心结点轴向位移误差均较小,验证了2A12铝合金力学模型的准确性以及数值仿真方法的可靠性,为隔舱装置工作性能仿真分析提供了重要依据。

金属膜片贮箱膜片变形的数值模拟与失效分析

根据弹塑性有限变形理论,用有限元法建立了卫星推进系统贮箱金属膜片变形的有限元分析模型。在一定条件下,模拟了贮箱金属膜片的变形翻转过程,分析其翻转的特点,以及变形过程中表面压力、顶点径向位移和卷边处应力的变化,并给出了膜片失效原因。研究表明,数值模拟与试验结果较为吻合,所建分析模型合理。

车灯透明饰件遮光金属膜层的工艺改进方法

目前,消费市场对车灯在点亮状态下的视觉效果格外重视。通过对透明装饰件进行局部遮光,来实现特定的点亮效果,成为车灯行业发展的主流。本研究提出了一种在透明装饰件表面镀金属膜的方法,成功实现了对装饰件的局部遮光,并详细地说明了相关工艺流程及参数。

内环向加筋圆柱形金属膜片变形数值仿真与失效分析

基于贮箱金属膜片特性的研究现状,结合内环向加筋金属膜片的地面排放试验,利用弹塑性大变形有限元分析方法对膜片的变形过程进行了数值模拟。通过与试验对比表明,数值模拟能比较准确的反应膜片变形的过程,并进一步深入分析了膜片的变形规律及变形机理,发现加筋结构处翻转时产生的失稳是膜片失效的主要原因,为改进膜片的设计提供了参考和依据。

脉冲发动机中金属膜片式隔舱动态破坏过程研究

为了实现固体火箭发动机的多脉冲启动功能,设计了一种金属膜片式隔舱(PSD)结构,利用断裂力学理论和圆板大挠度理论建立了金属膜片的设计公式,根据燃烧室的使用要求确定了打开压强为2.2 MPa的金属膜片尺寸,利用脆性断裂模型模拟了膜片的破坏过程,得到其打开压强为2.15 MPa,有限元数值计算结果与公式计算结果符合较好。设计了金属膜片打开破坏的单项试验,5次试验平均打开压强为2.10 MPa,数值模拟的破坏形式与试验结果一致。通过区间估计,计算了膜片真实平均打开压强置信度为90%的置信区间为[1.90 MPa,2.30 MPa],该范围可以较好满足脉冲发动机的使用要求。

金属膜的研究进展

金属膜由于具有高的机械强度、良好的热传导性和容易密封等优越的性能,而深受人们的重视,评述了金属膜的性能、制备方法和应用及其发展趋势。

Au/NiCr/Ta多层金属膜退火后的电阻率异常增大

用磁控溅射疗法在Al2O3基片上沉积Au/NiCr/Ta多层金属膜,通过X射线衍射技术研究退火前后溥膜晶体取向的变化, Auger电子能谱分析退火前后薄膜沿深度方向的元素分布,四点探针测试退火前后薄膜表面电阻率.结果表明:退火后111Au与200Au衍射强度褶对比值减小;薄膜表面电阻率异常增大;退火温度越高,薄膜表面电阻率越大,分析认为主要是由于Ni。

隔舱式双脉冲发动机金属膜片设计与实验研究

为得到双脉冲发动机隔舱结构关键部件金属膜片适宜结构,通过圆板大挠度理论和断裂力学理论推导出金属膜片预制缺陷处应力强度因子计算公式,得到金属膜片在内压作用下的设计方法,建立了膜片破坏压强与结构尺寸之间定量关系,并通过6次膜片动态破坏单项实验验证了其正确性。在此基础上,利用缩比发动机分别开展了隔舱热流承压、热流打开、热流联合实验以进一步考核隔舱的工作特性。结果表明:所导出的金属膜片设计方法与实验结果较为一致,平均误差约4.394%,可以用于脉冲发动机膜片具体结构尺寸设计;隔舱承压、密封、打开、消融性能良好,可以较好满足双脉冲发动机使用要求。

多孔金属膜研究进展

通过多孔金属膜与有机膜和陶瓷膜的对比,阐述了多孔金属膜的优点,金属膜的发展及现状,重点阐述了多孔金属膜的制备方法,并对这几种制备方法进行了分析、比较。最后简要介绍了多孔金属膜的发展动态及趋势。

分离用金属膜制备工艺与技术进展

膜分离技术大规模成功地应用于海水、苦咸水的淡化、超纯水制备及食品工业、生物工程、电子工业、石油、化学工业、环保工程等领域,是一种高新分离技术。然而膜分离技术尚存在许多理论和技术上的问题需要研究、开发、完善和提高,其中以膜材料显得尤为突出。目前膜分离设备中使用的有机膜受材料性能的影响,在通量、选择性和化学稳定性、热稳定性方面存在很大缺陷;而陶瓷膜受制备工艺的影响,孔径不易控制在比较狭窄的范围,造成膜的分离精度不高,截留分子量过于分散,致命的是陶瓷膜支撑体强度不够,使用过程中会发生突然的脆断或破裂。金属膜是20世纪90年代由美国研制成功的以多孔不锈钢为基体、TiO2陶瓷为膜层材料的一种新型金属-陶瓷复合型的无机膜。金属膜具有良好的塑性、韧性和强度,以及对环境和物料的适应性,是继有机膜、陶瓷膜之后性能最好的膜材料之一。金属膜的制备过程中有两大关键技术——基体的制备和陶瓷膜层的制备。金属基体是依靠粉末冶金技术来实现的,陶瓷膜层是依靠湿化学法的溶胶-凝胶法来完成的。对粉末冶金制备多孔基体过程中的关键技术进行探讨,以及对溶胶-凝胶法制备陶瓷膜层过程中的溶胶制备,黏合剂、防开裂剂的选择和陶瓷膜的干燥、热处理等关键技术进行探讨,以期为金属膜的制备提?

锥柱形加筋金属膜片变形的数值仿真分析

概述了金属膜片贮箱膜片结构的研究现状,提出了锥柱形加筋膜片整体结构变形问题。根据试验情况建立了该膜片的有限元模型,并基于非线性有限元软件MSC.Marc进行了数值模拟,分析了膜片结构的变形过程和变化规律,通过对加筋结构的分析解释了膜片变形的机理,得到了一些控制膜片失效的方法。

金属膜生物反应器处理生活污水膜污染的影响因素

采用浸没式平板金属膜生物反应器处理模拟生活污水,考察好氧与缺氧/好氧(anoxic/oxic,A/O)2种运行模式下ρ(MLSS)和污泥粒径分布对膜过滤性能的影响及膜过滤阻力的组成.结果表明,对于好氧膜生物反应器,存在一个能获得良好膜过滤性能的ρ(MLSS)范围;好氧模式下膜过滤阻力主要为滤饼层阻力,且滤饼层能通过在线药洗或机械清洗较好地去除,系统在膜通量为0.80～1.00 m3/(m2.d)下未进行离线药洗连续运行115 d.A/O模式下膜过滤阻力主要为内部阻力;A/O循环导致污泥破碎解体,产生大量微小粒子,在膜孔内形成吸附和堵塞,使膜过滤性能急剧下降,为维持系统运行,A/O阶段将膜通量从1.00 m3/(m2.d)降至0.50 m3/(m2.d),并进行了15次膜清洗.

金属膜过滤食品煎炸用油效果的研究

以金属膜为过滤介质对食品煎炸用油进行过滤 ,并对过滤效果进行了研究。以大豆色拉油为原料 ,分别对过滤后的油和未过滤的油进行加热处理 ,每隔半小时取样一次 ,测定其过氧化值、酸价、黏度、颜色等理化指标。

超薄金属膜在太赫兹波段的光学特性研究

超薄金属膜在太赫兹波段的探测器、反射镜、波导器件以及太赫兹量子级联激光器中得到了广泛应用。超薄金属膜的光学常数不仅是这些器件设计中不可缺少的参数,而且是开发新型光电材料的一个重要依据。文章运用太赫兹差分时域光谱技术对超薄金属铬、镍和钛膜的光学特性研究,获得其在太赫兹波段的折射率和消光系数,并根据菲涅尔公式计算入射介质为高阻GaAs时,GaAs/Metal界面的反射谱,三种金属在0.3～1.5THz的波段范围内的平均反射率均超过80%。研究超薄金属膜在太赫兹波段的反射特性,为设计性能优良的太赫兹辐射源、探测器及太赫兹光学元件奠定基础。

中性介质铝表面无机非金属膜层的电化学沉积Ⅰ无机非金属膜层的制备

在由成膜促进剂、络合成膜剂和某些金属含氧酸盐组成的中性电解液中 ,对铝进行高压阳极氧化 ,铝表面可沉积一层具有陶瓷光泽的无机非金属膜层。该膜层具有较高的硬度和耐酸碱性能 。

多孔复合金属膜的水热法制备及其处理焦化脱硫废液的性能

采用不锈钢基体,以尿素为沉淀剂、硝酸镍为镍源,采用原位生长法在316L金属毡上生长Ni-Fe类水滑石薄膜,随后利用氢气还原的方法制备了多孔复合金属膜,并以焦化脱硫废液为对象,考察了多孔复合金属膜在废水处理方面的性能。利用XRD、SEM、FTIR、压汞仪等仪器对材料的结构和性能进行了表征。实验结果表明,相比于基体,在90℃下水热反应48 h所制备的多孔复合金属膜的过滤精度有了很大提高,孔隙率为45.82%,纯水通量达到5 743 L/(m2·min·MPa),过滤精度为0.324μm。使用该滤膜几乎能完全去除焦化脱硫废液中的悬浮颗粒物质,脱除率在99.99%以上。