Weyl and Nodal Ring Magnons in Three-Dimensional Honeycomb Lattices

We study the topological properties of magnon excitations in a wide class of three-dimensional （3D） honeycomb lattices with ferromagnetic ground states. It is found that they host nodal ring magnon excitations. These rings locate on the same plane in the momentum space. The nodal ring degeneracy can be lifted by the Dzyaloshinskii- Moriya interactions to form two Weyl points with opposite charges. We explicitly discuss these physics in the simplest 3D honeycomb lattice and the hyperhoneycomb lattice, and show drumhead and are surface states in the nodal ring and Weyl phases, respectively, due to the bulk-boundary correspondence.

短电弧车削蜂窝环重铸层影响实验研究

蜂窝密封结构是当代航空发动机的先进高效密封结构,传统加工难以满足其加工质量要求,且一般电加工效率低,因此选择短电弧车削。针对材料为GH3536的蜂窝密封环进行实验,为研究不同参数对其加工后重铸层的影响,设置单因素试验,以重铸层厚度和微观形貌作为检测指标,分析电流及电压波形图、工件表面扫描电镜图、截面金相图和表面能谱图。结果证明:重铸层厚度随电压和进给速度增加而增加,随工件和电极转速增加而减小,且表面质量有相同的趋势,多槽挡板电极可以得到更好的冲液效果,重铸层更薄且表面质量更好。因此,适当降低电压和进给速度、提高工件和电极转速,以及采用多槽挡板电极,可减少微裂纹、冲蚀凹坑、褶皱和熔滴颗粒等现象,提高工件表面质量,降低重铸层厚度。

基于MATLAB电火花磨削高温合金的正交试验

采用正交试验和MATLAB回归分析探究电火花磨削工艺规律.以电火花磨削GH3536蜂窝环为试验背景,研究峰值电流、脉冲宽度两个主要加工参数与加工速度之间的关系.基于概率统计和回归分析的原理,建立了电火花磨削高温合金GH3536的加工速度预测模型.从而得到了与实际生产情况相符合的电火花磨削加工工艺规律,为电火花磨削工艺参数的优化和表面质量的控制提供理论依据.

电火花磨削加工蜂窝环的热物性参数研究及表面温度场仿真分析

基于GH536高温合金材料的性能特点,通过试验利用数值模拟方法得到了GH536高温合金的热物性参数随温度变化的非线性规律,并利用ABAQUS软件对电火花磨削加工蜂窝环时温度场分布进行了有限元模拟,分析了温度场分布对蜂窝环表面加工质量的影响。试验结果表明:利用有限元分析对电火花磨削蜂窝环时温度场的分布规律进行模拟是可行的,且模拟过程准确、迅速,适用于电火花磨削薄壁类零件的工艺过程的优化,更为精确计算电火花磨削过程中产生的热应力、残余应力等提供了理论依据。

基于ANSYS电火花磨削蜂窝环温度场仿真研究

建立电火花磨削蜂窝环的单脉冲放电模型,利用ANSYS对电火花磨削蜂窝环时的温度场分布进行有限元模拟,得到在不同峰值电流和脉宽条件下,放电点的温度场分布以及电参数与蚀除凹坑大小之间的关系。计算出蜂窝环放电凹坑的几何特征,与实际磨削条件下的表面粗糙度进行对比,并根据其加工特点进行修正,经修正后模拟的单脉冲放电凹坑几何特征可以近似表征实际连续电火花磨削的表面粗糙度。利用有限元模拟电火花磨削蜂窝环的温度场分布规律是可行的,且模拟过程精确、迅速。

水轮机应用蜂窝密封的吸水和减振模拟试验

为减少混流式水轮机止漏环中流体产生的自激振动,根据止漏环各种密封结构,简化并提出密封模型,并根据模型搭建了试验台.采取直接测量转轴振动的方法,对比了简化后的密封模型与蜂窝密封在调整转子偏心程度的情况下振动幅值、波形图和频谱图的差别,以及增加转子质量不平衡块后两种密封振动幅值的变化.结果表明,蜂窝密封比普通的迷宫密封更能够抑制由于偏心和不平衡引起的振动.在最小密封间隙的上下游安置吸水装置,对比其振动情况,上游吸水可有效地降低转子振动.

基于芯纸环压强度的蜂窝纸板临界应力模型研究

对蜂窝纸芯的环压强度进行了理论分析和试验测试,得到了基准临界应力。通过对多种规格的试样进行静态压缩试验,得出了蜂窝纸板压缩性能曲线。进一步分析了临界应力随厚度、面纸、蜂窝边长变化而变化的规律,构建了以芯纸环压强度为基础的临界应力模型,利用该模型可以预测蜂窝纸板的临界应力。

环状与蜂窝蓄热体传热与阻力特性试验研究

蓄热换热器具有结构简单、造价低、效率高等优点,在余热回收方面有着广阔的应用前景。蓄热体作为蓄热换热器的关键部分,其形状、大小及材质等各项性能参数都会对蓄热系统的余热回收效果产生重要的影响。对环状和蜂窝这两种蓄热体的传热与阻力特性进行了试验研究,通过对试验结果分析,得出了热空气进口温度和速度对蓄热体冷热空气出口温度、传热速率、温度效率、热效率及阻力损失的影响规律,并从温度效率、热效率和阻力损失几方面比较了两蓄热体的传热与阻力性能,发现在低进口速度时环状蓄热体的综合性能更好。

某重型燃气轮机涡轮部件结构设计分析

简要分析了某重型燃气轮机的气冷叶片、叶尖间隙、整体蜂窝外环和后支承环组件等涡轮部件结构设计的一些独特设计思路和方法。

竹环蜂窝托盘设计及理论研究

竹环蜂窝板托盘是一种新兴的复合结构托盘,它把竹材的优势与蜂窝结构的优点完美地结合在一起,是一种很有应用潜力的托盘,但是关于竹环蜂窝托盘的设计理论研究还很少。运用夹层梁理论,结合实验对竹环蜂窝板的设计理论进行了研究,构建了关于蜂窝板承载力与结构尺寸关系的设计模型,为蜂窝板托盘实现产业化奠定理论基础。

蜂窝式可替换塑性铰框架试件抗震性能

为避免在地震作用下梁柱翼缘相交处的焊缝发生脆性破坏,本文设计了一种蜂窝式可替换塑性铰梁柱节点,并对基于此节点的4个不同蜂窝式耗能环尺寸的框架试件模型进行低周往复加载的ABAQUS有限元模拟和加载试验,分析各框架试件有限元模型和试验试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性性能等,研究蜂窝式耗能环的法向厚度和径向厚度对节点框架滞回性能的影响。结果表明:蜂窝式可替换塑性铰节点框架的滞回曲线较为饱满,具有良好的耗能能力;等间距地增加蜂窝式耗能环阵列的径向厚度,可以提高蜂窝式梁柱节点框架的耗能能力和屈服后的变形能力;蜂窝式耗能环阵列法向厚度从H型钢梁腹板厚度增加到3倍H型钢梁腹板厚度时,蜂窝式梁柱框架试件的耗能能力显著提高。蜂窝式梁柱框架试件试验中蜂窝式耗能单元的破坏位置与蜂窝式梁柱框架试件有限元模型中应力分布较大的位置几乎完全吻合,符合实际情况。相较于传统钢结构梁柱抗震节点,蜂窝式可替换塑性铰梁柱节点将梁柱焊缝处的脆性破坏转化为梁上特定位置的破坏,充分转移梁柱节点焊缝处的应力,蜂窝式可替换塑性铰节点保护了梁柱节点焊缝,能够有效实现塑性铰外移。蜂窝式可替换塑性铰节点有效减少梁柱节点焊缝开裂现象,降低钢结构在大震下发生焊缝开裂而倒塌的几率,易于模块化工厂加工,显著提高施工效率,便于消防管道、电缆等设施的转向和穿线。

蜂窝钢梁—混凝土柱组合节点抗震性能试验研究

为了研究蜂窝钢梁—焊接环式箍筋混凝土柱节点的抗震性能,对4种不同连接形式的蜂窝钢梁—焊接环式箍筋混凝土柱的梁柱节点试件进行低周反复加载的拟静力试验,分析了其节点在模拟地震作用下的破坏形态、承载力、延性、滞回特性等,初步探讨了蜂窝钢梁—焊接环式箍筋混凝土柱的抗震性能.试验结果表明:合理的蜂窝钢梁—焊接环式箍筋混凝土柱节点能满足抗震工程实践要求,并通过不同连接形式节点的受力性能分析对比,最终得出符合抗震设计要求的组合节点连接形式.

蜂窝式可替换塑性铰梁柱节点力学性能

为避免梁柱翼缘相交处的焊缝在地震作用下发生脆性破坏,提出了一种蜂窝式可替换塑性铰节点形式,以实现中震可修的延性设计抗震目标。通过ABAQUS有限元分析软件对7个不同蜂窝式耗能环尺寸的节点模型、1个腹板开圆孔型削弱型节点模型、1个腹板开六边形孔型削弱型节点模型和1个普通梁柱节点模型在同等条件下进行了低周反复加载模拟。分析了各节点的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性性能及塑性耗能曲线等,探讨蜂窝式耗能环的宽度和厚度对蜂窝式可替换塑性铰节点滞回性能的影响。结果表明:蜂窝式可替换塑性铰节点的滞回曲线饱满,刚度退化趋势良好;延性指标均超过了3.0,具有良好的抗震性能;增加蜂窝式耗能环厚度比增加蜂窝式耗能环宽度能够更有效地提高节点屈服后变形能力、承载能力及耗能能力;节点屈服后变形能力和承载能力保持较好的状态;蜂窝式可替换塑性铰节点保护了梁柱节点焊缝,能够有效实现塑性铰外移。

端板螺栓连接混凝土柱—蜂窝钢梁节点延性及耗能研究

为研究焊接环式箍筋柱与焊接蜂窝梁连接节点的破坏特征和抗震性能,进行了2个外伸式端板连接节点、2个平齐式端板连接节点的低周反复荷载试验,分析了各节点的破坏形态、承载力、延性、耗能性能、刚度退化等。试验结果表明:外伸式端板螺栓连接型试件的承载力最高,延性最好,耗能能力较强,但在极限荷载之后出现严重的刚度退化。

蜂窝钢梁-焊接环式箍筋砼柱节点抗震受剪承载力

为研究焊接蜂窝钢梁-复合焊接环式箍筋砼柱连接节点的破坏特征和受力性能,进行了4个蜂窝梁贯通型接点、2个外伸式端板连接节点、2个平齐式端板连接节点的低周反复荷载试验。试验表明前三组试件为节点核心区剪切破坏,第四组试件为钢梁翼缘屈服破坏;外伸式端板的约束作用以及高强螺栓预压力的存在,使得节点域混凝土开裂较少,大大改善了节点域的抗剪能力,同时也能增大节点刚度。对节点的抗震受剪承载力进行了分析,并根据试验结果得到了节点核心区抗震受剪承载力计算公式,可供工程实际参考。

关于夹套容器内筒加强结构的探讨

对于夹套内压力较高而内筒与夹套筒体的间隙较小的夹套容器,按照常规加强圈的设置方法,其间隙内往往不足以布置满足要求的加强圈。文章针对以上情况提出了几种其他加强结构,并进行了探讨。

Si基JBS整流二极管的设计与制备

基于JBS整流二极管理论,详细介绍了一种Si基JBS整流二极管设计方法、制备工艺及测试结果。在传统肖特基二极管(SBD)有源区,利用光刻和固态源扩散工艺形成掺硼的蜂窝状结构,与n型衬底形成pn结,反向偏置时抑制了因电压增加引起的金属-半导体势垒高度降低,减小了漏电流;采用离子注入形成两道场限环的终端结构,有效防止了边缘击穿,提高了反向击穿电压。对制备的器件使用Tektronix 370B可编程特性曲线图示仪进行了I-V特性测试,结果表明本文设计的Si基JBS整流二极管正向压降VF=0.78 V(正向电流IF=5 A时),反向击穿电压可达340 V。

电极材料对短电弧磨削航空发动机蜂窝环表面质量影响研究

短电弧(SEAM)磨削航空发动机蜂窝环是一种新型的航空航天盘环类零件的加工方法,针对此类零件低刚度、薄壁的特点,采用短电弧低电压放电磨削,达到高精度、高效率和高质量的加工要求。由于采用不同材料的电极会产生不同的加工效果,为了研究其性能规律,采用铸铁、紫铜、黄铜及石墨4种材料进行短电弧磨削航空发动机蜂窝环试验,分析其重铸层厚度、表面粗糙度(Ra)、表面微观形貌(SEM)、加工表面元素、加工电流波形、电极损耗率(TWR)。结果表明铸铁材料电极放电磨削后的重铸层厚度最低,并且表面无微裂纹,而石墨电极加工后的重铸层厚度最大,且石墨电极TWR最高,影响加工精度,故不适用此类零件短电弧磨削加工,紫铜电极加工时的放电稳定,且电解电流最大,若延长空转时间则能有效地产生电解反应去蚀除重铸层。

相对湿度和开孔对纸蜂窝芯层抗压强度的影响

对无孔、开孔蜂窝芯纸条和5种纸蜂窝芯层进行静态压缩实验,研究了相对湿度和开孔(圆孔直径、圆孔数量)对蜂窝芯纸条纵向和横向环压强度以及纸蜂窝芯层抗压强度的影响规律,采用多元线性回归分析法和SPSS软件评估了相对湿度和圆孔直径对蜂窝芯纸条纵向和横向环压强度的影响,探讨了长度缺陷率与环压强度系数之间的经验关系。实验结果表明,无孔和开孔蜂窝芯纸条的纵向环压强度是横向环压强度的1.4~1.5倍;蜂窝芯纸条纵向和横向环压强度以及纸蜂窝芯层的抗压强度都随着相对湿度、圆孔直径和圆孔数量的增加而降低,且双孔蜂窝芯纸条的纵向环压强度和双孔纸蜂窝芯层的抗压强度更易受相对湿度的影响;在相对湿度和开孔的综合影响下,纸蜂窝芯层适合开圆孔直径为2 mm或3 mm的单孔。

蜂窝梁-焊接环式箍筋柱半刚性节点试验研究

对4种半刚接不同节点形式的蜂窝钢梁-密置复合焊接环式箍筋约束高强混凝土柱的梁柱节点试件进行低周反复加载试验.6个试件的滞回曲线及骨架曲线的分析表明:半刚性连接的梁柱节点具有受力合理、延性好、耗能性能良好等特点;蜂窝钢梁-焊接环式箍筋约束混凝土柱节点宜优先采用螺栓端板连接,设计时容易通过控制端板和螺栓的尺寸、强度、数量的方法保证"强节点"的结构设计思想,从而使得节点和构件的耗能能力都能够得到充分发挥.