基于低碳与成本约束的机电产品包装概念设计

机电产品包装占国内包装工业总产值的1/3以上,过度及不合理包装产生的环境和经济问题严重,为在机电产品包装生命周期前端综合考虑其包装的低碳和成本问题,提出基于低碳与成本约束的机电产品包装概念设计模式,讨论包装概念设计阶段机电产品的低碳设计边界及边界内的低碳和成本参数,给出机电产品包装概念设计阶段的低碳与成本计算规则和方法,确定以低碳效益作为机电产品包装概念设计方案优劣的评价准则,以汽油机为例,详解其低碳与成本约束的包装概念设计方法和模式。

大学生社会实践存在的问题、成因及其对策

大学生社会实践活动是对青年学生利用课余时间,有组织地走向社会,开展社会调查、社会宣传,社会服务的教育活动.……

基于误差转换的汽车曲轴圆度及圆柱度误差评价数学模型构建研究

针对国内汽车曲轴轴颈圆度误差、圆柱度误差检测普遍存在的效率低、精度低等问题,建立基于误差转换的平面曲线和空间曲线误差数学模型,结合圆和圆柱的数学表达建立满足最小包容条件的圆度和圆柱度误差评定数学模型,并采用遗传优化算法计算出符合最小评定要求的曲轴轴颈形位误差,解决了理想包容要素位姿参数不精确的问题。同时,建立基于图像域的汽车曲轴轴颈形状误差检测试验台,针对测量过程中连杆轴颈沿主轴颈公转运动,从而导致连杆轴颈图像域检测数据存在坐标不归一问题,以曲轴法兰端特征孔为基准,通过模板匹配特征与孔边缘提取实现了连杆轴颈圆度和圆柱度测量数据空间坐标归一化处理。以某型号发动机曲轴为例进行大样本误差检测试验,并与三坐标测量机测得的结果进行对比,数据分析表明提出的曲轴轴颈形状误差检测方法的精度为1μm,且重复检测误差在0.1μm以内,证明了其理论上的正确性及实践操作的可行性。

基于主成分分析的产品低碳包装概念设计方法

为了降低产品包装生命周期中形成的高度浪费和高碳排放,给出产品低碳包装概念设计的流程和方法,讨论低碳包装概念设计的准则和边界,以防护性、销售性、低碳性和经济性的综合优化准则为约束,建立产品低碳包装概念设计参数的主成分模型,该模型在集成和筛选原有设计信息的基础上通过数学降维的方式形成新的主成分以降低概念设计方案选择的难度,同时还建立包装概念设计阶段的碳足迹计算模型,给出低碳包装概念设计方案的评价和选择方法,以小型汽油机包装为例,在低碳包装概念设计方法指导下选择的木材、瓦楞纸板和胶合板作为汽油机包装材料形成的3个方案中,结果表明,瓦楞纸板在综合性能指标中以161.17的分值被确定为最优解,符合目前高强度瓦楞纸板代木包装在机电产品包装中的应用趋势,从而验证了此方法有效.

基于低碳约束的产品概念设计方法研究

概念设计对产品的生命周期综合成本具有决定性影响,当低碳成为衡量产品性能的重要指标时,为了在产品概念设计阶段就能提供其全生命周期碳足迹可参考的依据,提出基于低碳约束的产品概念设计思路,确定低碳产品概念设计的目标和边界,讨论低碳概念设计考虑的诸多因素,给出概念设计阶段引入的碳足迹计算模型和以功能结构展开为原理的基于低碳约束的产品概念设计方法。以高耗能产品变压器为例,详解变压器的重要部件之一——铁心的低碳设计方法和模式,对变压器的整体低碳设计具有指导意义。

多孔板特性对水力空化-Fenton反应处理废水的影响

为提高工业废水的处理效率,采用水力空化-Fenton反应处理废纸制浆废水.研究了孔径、空化数和过流率等孔板特性参数对去除废水总有机碳(TOC)的影响.结果表明:在过流率相同的条件下,减小孔径可提高TOC的去除率;交叉布孔较径向布孔体系所产生的空化云更均匀,处理效果更好;减小空化数可增强空化强度,但空化云体积也将减小.对于每一种废水都存在一个临界空化数,当体系空化数大于临界空化数时,减小过流率可提高空化效果,但是当小于临界空化数时,过流率存在一个最佳值.在本实验条件下,空化数为0.79的96×1交孔板体系具有最大的表观速率常数和最短的半衰期,经过90,min的处理,TOC去除率达到66.86%.实验证明水力空化-Fenton反应可以有效处理这类废水.

非均相光-Fenton法处理废纸制浆废水

为有效处理废纸制浆废水,对针铁矿催化的非均相光-Fenton法处理废纸制浆废水进行了研究.结果表明,针铁矿与H2O2对有机物的降解具有很好的协同效应,在针铁矿200mgFe/L,H2O21500mg/L,pH3.0和35℃的条件下,经过90min的处理,废水TOC可去除67%.针铁矿用量存在饱和点;H2O2用量不宜超过1500mg/L;最佳pH为3.0;升高温度有利于有机物的降解;重复使用针铁矿仍可取得很好的处理效果.反应中,主要进行非均相反应,处理后无需增设后续除铁工序.当针铁矿和H2O2按200mgFe/L和500mg/L配比时,表观速率常数最大,半衰期最短.实验证明非均相光-Fenton法可有效处理废纸制浆废水.

Mg-15Gd-3Y挤压合金的时效强化

研究时效处理对挤压态Mg-15Gd-3Y合金显微硬度及力学性能的影响,采用透射电镜对时效析出相的形态进行分析。结果表明:225℃、14h时效时合金获得最高硬度,为135HV,此时,晶内弥散析出许多纳米β′亚稳相,且与基体有着良好的共格匹配性,使合金获得较高强度和硬度,同时塑性降低;在225℃、70h过时效作用下,纳米β′亚稳相原位长大成β稳定相,且与基体失去共格匹配性,降低合金的强度和硬度,同时塑性有所回升;合金的最高强度出现在200℃、100h时效处,此时,抗拉强度达到446.67MPa,合金中的β′亚稳相呈蠕虫状,沿亚晶界分布,有效地阻碍亚晶界和位错的运动,从而强化合金。

多孔板水力空化器的优化和应用

采用多孔板作为水力空化发生器,研究了孔板几何参数、孔布置方式对孔板空化特性的影响,并结合废水处理实验确定最佳孔板.实验结果表明,孔交错布置的多孔板空化效果较径向布置的好;过流率越小空化数越小;对于相同孔径的孔板,孔数增加过流率和空化数均增大;对于相同过流率的孔板,孔径越小空化数较小.空化数接近1的孔板体系,处理废水的效果最好.在实验条件下,96×1交错布置孔板体系处理废水的效果最好.

摆动从动件圆锥凸轮理论轮廓展开线曲率半径研究

通过分析常用的摆动从动件圆锥凸轮轮廓线曲率半径的设计误差,引入圆锥凸轮从动件运动轨迹的空间坐标表达式,利用偏离角的概念,建立无误差且便于对圆锥凸轮进行分析、设计和作图的3D理论轮廓展开线极坐标参数方程;推导得出基于从动件运动规律及凸轮基准极径的展开线曲率半径解析表达式,并由此建立最小允许的圆锥凸轮基准极径值关于许用曲率半径值的函数关系式;通过实例分析,绘制展开线上曲率半径的最小值随圆锥凸轮基准极径变化的关系曲线,从而确定圆锥凸轮的基本参数;与现有摆动从动件圆锥凸轮设计方法的比较印证了该方法的有效性,具有极大的理论价值。

真空度对镁合金低压真空消失模铸件质量的影响

以获得高内在质量的镁合金消失模铸件为目标,试验研究了镁合金低压真空消失模铸造工艺中真空度对铸件质量的影响。试验结果表明:负压真空度过低不利于模样热解产物的排除,过高会引起液态金属前沿产生"附壁效应",充型时真空度大小可以根据铸件的复杂程度和壁厚来选择,壁厚较大铸件可以用较低的真空度,壁厚较薄的铸件应使用较高真空度。镁合金真空低压消失模铸造最佳的真空度参数范围为0.02～0.03 MPa。

铝合金车削工艺的研究及应用

通过多种切削试验,对影响铝合金车削加工表面质量的主要因素进行了探讨。结果表明:对于6063铝合金宜采用的刀具材料有聚晶金刚石(PCD)和YT15,当刀具的前角为10°、后角为5°-10°、切削速度为40-100m/min、进给速度为0.06-0.12mm/r、且在干车削条件进行车削时,可以获得较低的表面粗糙度。

废纸制浆废水光催化降解条件的优化

从多方面优化了废纸制浆废水的光催化降解条件。结果表明,在photo/H_2O_2/FeSO_4体系中,Fe^(2+)催化分解H_2O_2和光分解H_2O_2之间存在着协同效应,处理效果显著。在[Fe(Ⅱ)]100mg/L,H_2O_21000 mg/L,pH值3.0和35℃的光照条件下,废纸制浆废水经过60min的处理,TOC去除率65%。增加光强及让废水和空气有效接触均可提高光催化效果,但无需动力曝气。FeSO_4光催化体系的效果较FeCl_2体系的好,三价铁盐光催化体系去除废水TO C的顺序为:Fe(NO_3)_3>Fe_2(SO_4)_3>FeCl_3。采用光-Fenton工艺处理废水的成本约为3.8元/t。

半固态合金定量金相分析系统的开发

基于金相分析的原理,开发出一套适用于半固态合金的定量金相分析系统。该系统能进行粘连颗粒的分离,根据设定的阈值筛选并剔除取样过程中新生成的小颗粒,对初生固相颗粒粗糙边界进行平滑处理,进而实现半固态合金有效固相分数、初生固相颗粒大小和圆整度等微观结构特征参量的测量。实际应用表明,该系统测量误差较小,可以高效、方便地实现定量金相分析功能。

非均相光催化技术处理废纸制浆废水的比较和优化

研究了不同非均相光催化工艺去除废纸制浆废水总有机碳(TOC)的效果,并对其进行比较和优化.结果表明,将均相和非均相光催化体系复合使用,可显著加快反应速度,提高处理效果.在针铁矿、赤铁矿、TiO2分别与FeSO4复合催化的不同体系中,经30 min光照后均可去除约57%的TOC.催化剂的晶体结构不同,光催化效果不同,3种催化剂的有效顺序为:针铁矿>赤铁矿>TiO2,与FeSO4复合后的顺序不变.针铁矿光催化反应和光解H2O2反应之间存在着很好的协同效应.非均相光催化反应可有效矿化小分子有机物,催化剂用量存在最佳饱和点,适当增加H2O2用量可有效提高处理效果.实验证明,光催化工艺可有效处理废纸制浆废水.

光催化技术降解废纸制浆废水的模型建立

在氙灯照射下,采用光-Fenton工艺对废纸制浆废水进行了处理,并对其反应过程进行了动力学模型的研究.实验结果表明:光-Fenton反应可有效矿化废纸制浆废水中的有机物,且其矿化过程符合一级反应动力学,速率常数与H_2O_2、FeSO_4和温度有关.在本实验条件范围内,求得了光催化技术降解废纸制浆废水的模型,并通过实验验证表明,该模型能很好反映光-Fenton工艺对废纸制浆废水TOC的去除.

非球面数控研抛力—位—姿解耦控制研究

为解决自动研抛系统中研抛力—研抛头位置—研抛头姿态之间的耦合问题,提高非球面表面的研抛质量,提出一种基于磁流变力矩伺服装置(Magnetorheological fluid torque servo,MRT)的力—位—姿解耦控制方法,并对该方法的原理和模型进行理论和试验研究。通过分析自动研抛系统中力—位—姿之间的耦合机理,以Preston方程和Hertz接触理论为基础,建立力—位—姿耦合模型,探讨基于MRT的力—位—姿解耦原理,推导出基于MRT的研抛力控制模型和数控机床转速控制模型,研制相应的试验系统,并通过研抛试验得到表面粗糙度Ra≤0.030μm的镜面表面和均匀的材料去除率。研究结果表明,基于MRT的力—位—姿解耦控制方法,能够有效地解决研抛系统中力—位—姿耦合难题,是实现非球面高精度、高效率、低成本数控研抛的一条新途径。

圆锥滚子摆动从动件圆锥凸轮的非等径加工

通过对空间凸轮机构圆锥滚子摆动从动件圆锥凸轮工作过程的分析,指出了常用的平面展开及偏距加工法存在误差。将圆锥滚子摆动从动件圆锥凸轮机构的运动过程进行分解,提出从动件运动轨迹的3-D展开法,并在此基础上提出了一套圆锥滚子摆动从动件圆锥凸轮非等径加工的"仿摆线"加工法,有效地解决了圆锥滚子摆动从动件圆锥凸轮非等径加工的难题。

Ca、Si复合合金化对AZ31镁合金显微组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪研究了Ca、Si元素对AZ31镁合金铸态组织的影响。结果表明,在AZ31镁合金中同时加入Ca、Si元素后,Ca主要以固溶形式存在于AZ31镁合金中,Si的加入对Ca的分布没有产生影响,Si主要和Mg生成Mg2Si化合物,同时沿晶界分布的β-Mg17Al12相逐渐演变为在晶界附近和晶内弥散分布的细小点状(球状)和针状相。随着Si含量的增加,部分点状相开始粗化,并在基体中出现了汉字状的Mg2Si相。当加入0.3%的Ca与0.4%的Si时,合金铸态组织最为细化。

光催化-Fenton工艺处理废纸制浆废水

为有效处理废纸制浆废水,采用氙灯照射下的光催化-Fenton技术,研究不同反应器、曝气、草酸钾、H2O2投加方式和废水质量浓度对光-Fenton工艺去除废水中TOC或吸光度的影响.结果表明,提高光照强度可提高TOC去除率;添加适量的草酸钾可提高处理效果;H2O2分两次投加可取得较好的处理效果,大大减少对催化剂的需求;在处理过程中使废水暴露于空气可提高有机物的脱氯效果,但曝气对处理效果并无益处.对于TOC为185 mg/L左右的废纸制浆废水,在[H2O2]=1000 mg/L、[Fe(Ⅱ)]=100 mg/L、pH=3.0、温度为30℃的条件下,经过30 min处理,废水的TOC可去除63%以上.