预压缩气垫包装系统静力及动力学特性研究

目的以柱形气垫包装系统为研究对象,建立静力及动力学模型,对静态压缩、自由振动和基础激励受迫振动特性进行研究。方法建立气柱压缩力数学模型,并通过试验、仿真验证模型,通过建立预压缩柱形气垫包装系统力学模型,研究静力及动力学特性。结果预压缩量和充气压力越大,包装系统固有频率越高。在包装对象宽度定值约束下,选取多个小直径气柱,固有频率更高,且薄膜应力更小。在基础激励下,包装系统固有频率处存在共振峰值,对高频域气垫表现出了较好的减振特性。结论所建立的静力压缩模型与试验、仿真结果较吻合,所建立的动力学模型合理,结果准确。

等容预压缩等离子体中的快点火热斑形成与燃烧波传播

研究热斑点火物理过程对于实现聚变点火和高增益聚变放能具有重要意义,但是,迄今为止的大部分相关研究都是针对等压构型预压缩等离子体进行的,对等容构型预压缩等离子体中的热斑点火过程研究尚不充分.本文针对双锥对撞点火方案产生的等容预压缩高密度等离子体,建立了描述热斑边界演化和核聚变燃烧的半解析模型.该模型表明,在等容预压缩高密度等离子体中的热斑边界,可以用对热斑产生的α粒子具有强烈吸收作用的激波波峰的位置来定义,且等容预压缩等离子体中的热斑点火过程也存在α粒子射程主导的自调节现象.通过考虑α粒子的空间不均匀沉积效应,可以利用该模型描述等容预压缩等离子体中热斑内部的温度和密度演化.使用该模型分析热斑在点火初期时刻的劳森参数和平均热斑温度发现,在快电子总能量相同情况下,能量较低的快电子束更有利于实现点火.辐射流体模拟程序O-SUKI-N的验证计算表明,本文提出的半解析模型的计算结果具有较强的合理性.

不同退火温度下预压缩镁板冲压成形性能研究

为探讨孪晶对镁合金静态再结晶的影响机制,首先对1 mm厚AZ31镁板沿轧向预压缩7%引入{1012}拉伸孪晶,然后对预孪晶镁板在200、250、300和350℃下进行3 h的退火处理,研究了镁板显微组织演变,探讨了温度对力学性能和冲压成形性能的影响规律。结果表明:200℃退火镁板未发生再结晶,保留了孪晶片层结构,同时去除了残余应力,降低了位错密度,导致基体软化。随着退火温度的升高,再结晶发生完全,晶粒尺寸先增大后减小,300℃的退火试样晶粒尺寸达到峰值。孪晶结构导致了晶格畸变,在基体中引入了较高的储存能,利于再结晶晶粒的形核及生长。随退火温度的升高,镁板的屈服强度(YS)和极限抗拉强度(UTS)先降低后升高,在300℃时最低;伸长率(EL)先升高后降低,在300℃最佳。随着退火温度升高到300℃,因再结晶晶粒的逐渐长大,晶粒取向变得有利,导致基体软化,从而YS和UTS降低,EL升高。而350℃退火的试样晶粒尺寸变得更加均匀细小,利于强度的改善。随着退火温度的升高,镁板的加工硬化指数n先增加后减小,屈强比ReL/Rm和塑性应变比r先减小后增加,300℃退火试样的n值最大、Re L/Rm和r值最小,使其达到了优异的杯突成形性能。

预压缩镁板的冲压成形性能

对AZ31镁合金薄板沿不同方向预压缩相同变形量引入{1012}拉伸孪晶:第1组镁合金板沿轧向(RD)分别预压缩1%、3%和5%后再沿横向(TD)预压缩2%(命名为RT镁板:R1T2、R3T2和R5T2);第2组镁合金板沿TD预压缩2%后再沿RD预压缩1%、3%和5%(命名为TR镁板:T2R1、T2R3和T2R5)。对所有镁板在400℃下退火3 h,研究各预孪晶镁板的静态再结晶和冲压成形行为。结果表明:镁板预压缩变形量越大,孪晶越多;且在相同预压缩条件下,相比RT镁板,TR镁板中孪晶的体积分数更大。高温退火后,大预压缩程度的板材晶粒更加细小;且在相同预压缩条件下,相比RT镁板,TR镁板晶粒尺寸更加细小,分布更加均匀。随预压缩变形量的增加,镁板的屈服强度、极限抗拉强度和伸长率均增大;且相同预压缩条件下,相比RT镁板,TR镁板的屈服强度、极限抗拉强度和断裂伸长率更高。随着预压缩变形量的增加,镁板的杯突值显著增加;且相同预压缩条件下,相比RT镁板,TR镁板的杯突值更高,这很大程度上归因于其优异的延展性、较小的塑性应变比和较大的加工硬化指数。

基于遗传算法的预压缩图像破损数据重构

为增大预压缩图像破损区域内的信噪比数值,从而使得重构图像能够更好地贴合压缩前的原始图像,提出基于遗传算法的预压缩图像破损数据重构方法。根据已生成的破损节点种群选择适应度评估标准,并构建遗传数据阵列,完成基于遗传算法的预压缩图像破损节点调取。建立破损数据分布函数,计算压缩重构比指标的实际数值,重构处理预压缩图像破损数据,实现预压缩图像破损数据重构。实验结果表明,在遗传算法作用下,预压缩图像破损区域内数据参量信噪比指标的数值上升,能够促使重构图像与原始图像完成较好的贴合。

预压缩工艺对交联聚氯乙烯泡沫性能的影响

通过单轴压缩试验,研究了交联聚乙烯泡沫在不同温度下的动态力学性能。结果显示,PVC聚合物泡沫具有很强的温度软化效应。根据“应力降”随温度的变化特点设计了PVC泡沫压缩预处理的工艺参数,对比了压缩预处理对PVC泡沫材料物理性能、宏观力学性能和微观结构,以及声学性能的影响。

预压缩单晶镍基合金的组织结构及在拉伸蠕变期间的粗化特征

对[001]取向单晶镍基合金进行压应力处理,获P-型筏状结构后,对其进行拉伸蠕变性能测试及SEM形貌观察,研究了P-型筏状结构的粗化特征及影响因素。结果表明:由于应力场的差别,样品不同位置筏状γ′相粗化程度及特征不同,近断口处筏状γ′相扭曲且粗化程度加剧,随离断口距离增加,γ′相粗化程度减弱。有限元分析认为:外加载荷改变了水平和垂直γ基体通道中的错配应力分布,并使立方γ′相不同界面晶格发生挤压或扩张应变,这可以促进元素的互扩散和γ′相的定向生长,是形成P-型筏状组织的主要原因。在高温及拉应力作用下,P-型γ′相端部沿垂直于应力轴方向优先生长和相互横向连接,并进一步形成折叠的层状组织。

预压缩量对叶片密封可靠性的影响

建立矩形截面叶片密封的接触压力数值模型,研究预压缩量对密封面接触压力的影响。分析结果表明,叶片密封的密封面接触压力随预压缩量的增加而增大,但不同方向的预压缩量对接触压力的增大效果并不相同。在本研究条件下,y向预压缩量导致的最大接触压力增长梯度明显大于z向预压缩量导致的最大接触压力增长梯度,要提密封面的接触压力,增大y向预压缩量效果更为明显。

预压缩处理对镍基单晶高温合金蠕变变形机制的影响

对[001]取向镍基单晶合金进行预压缩处理,获得P-型筏状结构后进行拉伸蠕变实验,测定P一型γ＇合金(预压缩态)与立方γ＇合金(热处理态)的相对蠕变性能．结果表明:在800℃, 600 MPa条件下,P一型γ＇合金的初期蠕变应变及稳态蠕变速率相对较高,而持久寿命相对较短．TEM观察显示,P一型γ＇合金在蠕变初始阶段除了基体中的{111}<110>多滑移启动外,位错还以层错和超位错的形式切入γ＇相．在980—1020℃温度区间及恒定载荷200 MPa条件下,P—型γ＇合金的稳态蠕变速率相对较低,持久寿命相对较高．在稳态蠕变初期,合金中的γ＇相有效地抑制了位错沿垂直γ／γ＇界面的攀移运动;而在稳态蠕变中期,γ＇相被稠密的位错网包围,位错难以切入,合金的蠕变抗力提高．

预压缩多层钙塑瓦楞纸板准静态压缩与动态缓冲性能研究

对不同预压程度下多层钙塑瓦楞纸板缓冲衬垫的力学性能以及缓冲特性进行了研究。通过静态压缩试验对比了缓冲衬垫在不同预压缩程度下的力学性能以及缓冲特性。将材料的应力-应变曲线转化为缓冲系数-最大应力曲线,从而获得最小缓冲系数,研究发现压缩率为5%-25%的缓冲材料可以有效地扩大缓冲保护范围。通过连续冲击试验得到了多层钙塑瓦楞纸板缓冲衬垫在连续冲击载荷条件下的冲击响应,利用加速度-时间曲线和冲击放大系数曲线分析了缓冲衬垫的缓冲特性。研究结果将对多层钙塑瓦楞纸板在缓冲包装设计中的应用起到一定的参考价值。

角位移增大连杆轴向预压缩驱动器静、动态特性仿真分析

为了进一步增大压电双晶片驱动器的输出角位移,基于轴向预压缩增大压电双晶片输出转角和力矩的方法,提出一种带有连杆机构的压电双晶片驱动器。对驱动器建立了端部带有扭簧的静力学数值模型,以及端部带有微小舵面的刚柔耦合拉格朗日动力学方程及有限元模型。所得的数值结果和有限元结果总体符合程度较好,静力学结果表明:带有连杆机构的轴向预压缩(PBP)驱动器较原PBP驱动器输出角位移增大了4倍以上,最大输出转角可达到26.3°,而输出转矩随之缩小。动力学结果给出了驱动器机构内部能量的传输及分配特性,以文中舵面作为驱动对象,驱动器平均输出角速度达到2 000°/s,控制带宽达到30 Hz,明显优于普通伺服舵机。该角位移增大PBP驱动器的设计和仿真研究可为以大位移、小输出力矩、高控制带宽为特征的微小型飞行器舵机的研制提供理论参考依据。

预压缩对DP590汽车钢板疲劳性能影响研究

为分析压缩变形对钢板疲劳性能的影响规律,对汽车用DP590钢板热轧原始态与预压缩10%后的疲劳性能和断口形貌进行试验研究。结果表明:施加10%的预压缩变形后材料的疲劳极限从热轧原始态的282提升到312 MPa,增幅达到10.6%。同时,对两种状态下的试样断口进行分析,清晰可见起源区、扩展区和瞬断区。疲劳裂纹的萌生皆始于试样的角部,瞬断区存在大量韧窝和长度不等的显微裂纹。

预压缩对镍基单晶高温合金DD98持久性能的影响及其作用机理

研究了单轴预压缩对镍基单晶高温合金DD98的微观组织和持久性能的影响及其原因．在热处理态的基础上,于真空中1050℃下分别实施了180 MPa/6h和220 MPa/6h两种预压缩．观察到预压缩后的试样中形成了与应力轴平行的P型γ′筏．同时,在竖直通道内的γ/γ′界面上形成了位错网．单轴预压缩对持久寿命的影响因测试条件不同而变化,但预压缩试样的延伸率均得到提高．在高温低应力持久时,预压缩形成的P型筏转化为宽度不同的波浪状N型筏,导致位错越过γ′方式有所差异．在低温高应力时,P型筏仅表现出微弱的向N型筏转化的趋势．此时,两种预压态试样中均形成位错缠结．在中等温度及应力时,两种预压态中的P型筏则转化为较混乱的N型筏,其位错特征是不规则位错网．

乘波体预压缩性能试验研究

按马赫数１２设计的钝化前缘乘波体缩比模型在Ｍ５．３风洞中完成了四个迎角下的吹风试验，研究进气道入口截面的流场品质和不同迎角下的预压缩效果。试验表明在马赫数５．３来流下钝前缘乘波体型面预压缩性能和总压恢复性能明显地优于等牛顿冲角法设计的型面。

带预压缩腔结构的柱塞泵出口流量分析及实验

以某型号带预压缩腔结构的高压柱塞泵为对象,建立该柱塞泵内部流体模型,利用计算流体动力学软件PUMPLINX对该柱塞泵内部流体动力学进行仿真,分析负载压力、转速以及不同的预压缩腔结构参数对高压柱塞泵出口流量脉动率的影响。结果表明:当预压缩腔节流孔直径分别为2、3和4 mm时,泵出口流量脉动率分别为39.87%、16.43%和17.67%;当预压缩腔节流孔跨度分别为5°、9°和12°时,泵出口流量脉动率分别为17.56%、13.21%和14.15%;当预压缩腔体积从200 cm^3增大至300 cm^3时,泵出口流量脉动率从22.67%减小至14.41%,当预压缩腔体积继续从300 cm^3增大至400 cm^3时,泵出口流量脉动率基本保持不变。该仿真结果为泵内部预压缩腔结构的设计与优化奠定了理论基础。最后对该高压柱塞泵进行了流量测试实验,实验结果与仿真结果一致,证明了仿真数据的正确性。

轴向预压缩压电双晶片驱动器静动态特性仿真

研究轴向预压缩力增大压电双晶片驱动位移及力矩问题,对某微型飞行器的压电双晶片驱动器进行了机电耦合场有限元仿真,得到在不同轴向力及电压作用下的静动态特性。为了验证系统可靠性,采用解析解进行比较,结果表明:有限元解和解析解复合较好。采用上述压电双晶片驱动器,在150V电压及25N轴向力的作用下,驱动转角峰峰值为14°,驱动力矩为2.4N*mm,都达到未施加轴向力的压电双晶片驱动器的4倍以上。一阶固有频率为95Hz远大于普通电动舵机,可大幅提高微型飞行器的操稳性。

预压缩弹簧合件在冲模中的应用

预压缩弹簧合件可以在工作行程不大的条件下提供较大的弹力 ;在提供同样弹力的前提下 。

预压缩对非饱和土强度的影响试验研究

通过三轴剪切试验和直接剪切试验,分析了预压缩和排气状态对非饱和土强度的影响规律,试验结果表明:对试样预先进行压缩和排气不排水的试验条件,均能提高土体的抗剪强度,且排气状态对粘土强度的影响较粉土的明显。

基于两种预压缩模型的格莱圈静密封性能

基于ANSYS软件建立了液压格莱圈密封二维轴对称几何模型,对模拟密封圈安装过程中采用的轴向推进和径向压缩两种预压缩有限元模型及相关模拟结果进行了对比研究.首先,给出了两种模型下格莱圈密封应力分布的差异.其次,对比分析了两种模型下不同压缩率和介质压力对静密封性能的影响.结果表明:两种模型下获得的静密封性能影响规律基本相同,且应力分布基本相似,但对密封圈应力集中部位预测结果存在偏差,表现为径向压缩模型下的应力集中部位更靠近空气侧;此外,轴向推进预压缩模型的模拟结果揭示出聚四氟乙烯滑环靠介质侧的倒角处易发生磨损,这一结果与工程实际比较符合.

预压缩对橡胶球铰疲劳寿命的影响

利用实验与有限元分析相结合的方法,探讨径向预压缩量对橡胶球铰疲劳寿命的影响。通过橡胶材料的单轴拉伸、平面拉伸和等双轴拉伸性能测试,确定选用合适的橡胶本构模型,并采用Abaqus有限元软件对一种典型橡胶球铰进行应变分析,探讨预压缩量对最大对数主应变的影响,进而由材料的疲劳寿命与最大对数主应变的关系,分析得到预压缩量对橡胶球铰疲劳寿命的影响,提出预压缩量的优选方案。