金属与CFRP穿透增强连接结构低速冲击损伤特性与结构优化

为提升金属与复合材料连接结构的抗冲击性能,使用金属激光选区熔融技术制造金属突触结构,并与T300斜纹编织碳纤维复合材料(CFRP)共固化模压成型形成穿透增强连接结构,通过夏比摆锤冲击实验验证突触连接结构的抗冲击性,基于CFRP损伤形式与冲击吸收功对突触形貌等影响因素进行分析优化设计,并完成有限元仿真对比计算。实验结果表明:穿透增强连接方式能够避免由于开孔带来的金属应力集中与碳纤维切断,冲击吸收功为68.54 J,相较于螺栓连接提升216.1%;突触高度增加能够有效抑制复合材料冲击分层,突触特征尺寸、突触阵列密度影响复合材料内部缺陷,其冲击吸收功随着突触特征尺寸、突触阵列密度的增大先增加后减少;基于突触特征尺寸变化进行有限元仿真,仿真值与实验结果偏差小于17%,损伤形式基本一致。

可变后掠翼机构设计与运动特性分析

通过建立一种可变后掠翼结构,采用预紧力扭簧作为展开动力,并结合电磁销锁紧、挡块机构缓冲、圆盘和弹簧销实现后续连杆机构的变后掠过程。该串联翼结构能在发射箱内实现机翼的瞬间展开和后续稳定变后掠飞行。通过理论计算验证了整体结构的可行性,扭簧逆推线径在3.019~5.000 mm范围内。运动仿真模拟结果显示,在0.1 s内机翼展开到指定位置时,扭簧最佳预紧力为205 N,上翼前缘最大速度达27.9142 m/s,最大加速度为20843.9513 m/s2,最危险点发生在0.1000 s,整个展开过程在0.9300 s停止。根据这项研究,这种结构在导弹的发射和飞行方面具有实际应用潜力,可以在现有技术的基础上明显提升储运效率,并增强其适应复杂飞行环境的能力。

薄壁件加工变形控制快速仿真平台开发

为控制薄壁件装夹变形和加工变形,建立了集装夹优化、加工变形预测、切削参数优化及误差补偿功能为一体的快速仿真平台。在平台实现中,装夹方案的优化采用基于形位公差控制的方法,通过多种装夹方案的比较,确定优化方案。加工变形预测时考虑了前一层变形对后一层切削深度的影响,并使切削力和加工变形达到动态平衡。为获得优化切削参数,建立了以变形控制为目标的优化模型,采用有限元法计算加工变形,采用遗传算法求解优化模型。为解得优化补偿量,仿真时考虑了变形与力的耦合效应。完成了基于ABAQUS的快速仿真平台开发。以镜座零件为例进行仿真,求得了优化的装夹方案和切削参数,验证了平台的可行性。

Er^(3+)单掺与Er^(3+)/Yb^(3+)共掺Y_2SiO_5的上转换发光

报道了一种新的上转换发光材料X2型Y2SiO5∶Er,Yb并研究了Yb3+浓度和泵浦功率对样品的上转换发光特性的影响:(1)随着Yb3+浓度的增加,绿、红光发射均呈先增强后减弱的变化,但相对于绿光发射,红光发射受Yb3+浓度的影响更剧烈,并且当12%(摩尔分数)Yb3+时,可以得到很纯的红光发射;(2)上转换发光强度与泵浦功率的关系表明,双光子吸收贡献样品的上转换发射。此外,讨论了可能的上转换机制。认为随着Yb3+浓度增加,Er3+的激发态吸收、Yb3+到Er3+的能量传递和Er3+的交叉弛豫对上转换发光的作用依次逐渐加强。

薄壁件装夹方案优选的有限元模拟

针对薄壁零件刚性较低,加工工艺性差,容易产生装夹变形的问题,提出了采用有限元分析的方法来比较装夹方案的优劣。对于一个给定的零件,先给出几种合适的装夹方案,并计算出每种方案的夹紧力。然后,基于有限元软件,计算出工件在各种装夹方案下的变形量,以装夹后的形位误差最小为目标,选出最优的薄壁件装夹方案。文章给出了一个薄壁镜座零件的实例,采用ABAQUS有限元软件,应用本文描述的方法,得出了一种较优的装夹方案,有效地论证了该方法的可行性。

GCr15长方形工件的纳米级表面超精密研磨技术研究

针对材质为GCr15轴承钢的长方形工件纳米级超光滑表面的技术要求,在CJY500超精密研磨机上,采用机械研磨和化学抛光相结合的非接触式超精密研磨(浮动研抛)方法,对长方形GCr15轴承钢工件进行超精密研磨抛光。结果表明:与其它研磨方法相比,此方法在获得纳米级表面粗糙度的同时,还能获得极高的面形精度,而且无加工变质层。

中国空间站燃烧科学实验系统燃烧室设计与分析

中国空间站燃烧科学实验系统能够在轨进行多种燃料的微重力燃烧实验,其关键组件燃烧室是可实现密封的压力容器,为实验插件提供机械、氧化剂、废气排放、供电、控制、冷却等接口,支持实验插件完成相关功能.本文依据承压范围、漏率、透射光波段等设计技术指标进行燃烧室结构设计与力学分析.燃烧室采用分段式结构,由合叶门、锁紧圈、连接环、筒体等组件依次连接组成,连接结构处使用密封圈.通过燃烧室的承压分析、模态分析以及随机响应分析,校核了燃烧室结构的强度、刚度及随机振动响应特性,验证了燃烧室设计的安全性与可靠性,能够满足发射及在轨工作要求.

基于激光选区熔化的航空发动机喷嘴减重设计及制造技术研究

航空发动机喷嘴是影响燃烧性能的关键部件,其组件众多、结构复杂,尤其内部流道加工困难,导致制造周期长、成本高。然而,作为非主承力件的喷嘴非常适用于激光选区熔化制造技术(SLM),这得益于激光选区熔化加工精度高,自由成形能力强,材料组织致密度高。基于SLM可实现自由制造的技术优势,首先对喷嘴的壳体组件进行了一体化设计,并进行了受力分析和拓扑优化,然后采用SLM打印了成形件,经过测量,可获得13.5%的轻量化效果,打印误差小于0.2mm,满足局部精加工的余量要求,随炉试件力学性能达到传统铸锻件水平。SLM简化了喷嘴的加工工序,缩短了制造周期,流道成形精度高,达到了减轻重量和改善性能的目的。

金属-机织复合材料混合结构的三点弯曲力学性能及失效机理

为解决传统金属与复合材料混合成形方法中存在的分层失效、纤维破坏等问题,设计一种结合金属增材制造、复合材料机织与缝合等工艺的新型混合结构,将金属骨架与机织复合材料法向缝合后共固化成形,增加异质材料之间的结合强度,实现宏观尺度上金属与复合材料的灵活成形与稳定连接。通过三点弯曲实验研究新型混合结构的面内弯曲性能,采用非接触式图像测量手段分析混合结构样件的损伤形貌及失效机理。结果表明:混合结构失效是多种失效模式的组合,包括纤维层上侧压缩/下侧拉伸断裂、异质材料层间失效及金属塑性损伤等;层间分层是由界面旁侧存在基体裂纹和层间剪应力、相邻层间刚度不相容等多因素造成的;随着样件结构厚度增加,其结构弯曲强度和弯曲弹性模量均增大;开孔处引入缝合纤维可以在一定程度上抑制分层裂纹的扩展,提高结构抗分层断裂性能。

基于金属骨架的复合材料混合结构拉伸性能与失效机理分析

本工作设计了一种新型混合结构,即结合金属增材制造、复合材料机织与缝合等工艺,将金属骨架与机织复合材料完成法向缝合后共固化成形,规避了传统混合方法中分层失效等问题,实现了宏观尺度上金属与复合材料的灵活成形与稳定连接。采用非接触式图像测量分析技术研究了此类新型混合结构在准静态拉伸载荷下的力学性能与失效模式。结果表明:分层裂纹源于异质材料层间的应变差异及剪切应力,而缝合纤维抑制分层界面的裂纹扩展,提高断裂韧性;混合结构的抗拉强度随着结构厚度增加而降低,仅改变金属开孔形状对混合结构的整体力学性能无明显影响;混合结构受多种失效模式影响,主要包括经纱断裂、基体失效、缝合纤维断裂拔出及金属塑性失效等。

中国空间站燃烧科学实验柜火焰温度及碳烟体积分数地面重建

基于双色法和Tikhonov正则化算法,应用燃烧科学实验柜科学实验系统开展乙烯扩散火焰二维和三维温度及碳烟体积分数分布重建实验,以期为将来的微重力-常重力燃烧对比实验提供技术支持和地面数据。研究结果表明:火焰温度的计算误差约为3.03%,碳烟体积分数的计算误差约为3.86%;火焰温度沿径向先升高后降低,其峰值出现在靠近火焰边缘的位置;火焰上游处的碳烟体积分数分布呈中心低、四周高的趋势,而火焰下游的碳烟体积分数峰值则出现在火焰中心区域;依据SN571、SN610和SN573光学诊断设备采集的图像信息重建的峰值温度分别为1942、1954和1981 K,最高碳烟体积分数分别为11.34×10^(-6)、11.23×10^(-6)和11.02×10^(-6);三维重建的温度和碳烟体积分数分布与二维重建的分布一致,三维重建出的火焰峰值温度约为1900 K,最高碳烟体积分数约为10.60×10^(-6)。

Na对高温还原区煤焦异相还原NO的影响

我国新疆准东煤田的高碱低阶煤储量丰富,高含碱量造成锅炉受热面结渣玷污等难题,低阶煤挥发分高导致运输难、储存成本高等问题,严重阻碍了高碱煤的清洁高效利用。热解制焦后在炉内高温还原区异相还原NO是一种具有广泛应用前景的炉内脱硝技术,是实现低阶煤高效清洁利用的重要方法,高碱煤中矿物质Na显著影响煤焦异相还原NO反应,而现有研究针对高温条件下碱金属Na对煤焦微观结构的影响及煤焦异相还原NO过程的影响仍不清晰。选用新疆将军庙煤作为试验样本,采用酸洗脱灰后外源浸渍添加Na的预处理方式,利用XRD、BET分析Na对煤焦微观结构的影响,借助高温水平管式炉系统研究Na对煤焦异相还原NO反应过程的影响。其中煤焦包括脱灰煤焦和浸渍0.2%、0.6%、0.8%、1.0%、2.0%NaCl的煤焦6种。结果表明,反应温度由1000℃升至1300℃,脱灰煤焦的NO还原率由53.6%增至59.5%。1300℃,NO还原率随Na含量增加先升高后下降,其中0.6%NaCl煤焦的促进效果最强,NO还原率最高为64.4%,但浸渍量为2.0%NaCl的煤焦表现为抑制效果。反应温度由1000℃升至1300℃,0.6%NaCl煤焦的NO还原率由51.8%到64.4%。NaCl对DCSC3煤焦的催化作用与反应温度有关,温度较低时(1000~1100℃),0.6%NaCl煤焦的NO还原率略低于脱灰煤焦的NO还原率;在较高温度(1200~1300℃)时,0.6%NaCl煤焦的NO还原率显著高于脱灰煤焦的NO还原率。BET、XRD结果表明,随反应温度升高,所有煤焦的孔结构均变化,晶体芳香度增加,比表面积减小;在同一反应温度下,随Na含量增加,晶体的芳香度及比表面积均先增加后减小。由此可见,温度不变时,NaCl的催化作用是引起煤焦活性变化的主因,使煤焦芳香度与反应活性之间关联性被破坏,煤焦孔隙结构和Na含量决定煤焦与NO的反应性;反应温度变化时,反应温度是影响煤焦活性的主要因素。动力学分析表明,Na不改变煤焦表面活性位点性质,而增加活性位点数量。

中国空间站燃烧科学实验系统PIV单元地面试验

中国空间站燃烧科学实验系统是用于开展微重力燃烧实验研究的综合性科学实验平台,可以实现燃烧流场测量。为了验证燃烧科学实验系统粒子图像测速(PIV)单元对燃烧流场测量的功能与可行性,本文基于与在轨状态一致的连续激光器和相机的空间布局,搭建了地面层流圆孔射流试验平台,选取Al_(2)O_(3),TiO_(2),ZrO_(2)三种示踪粒子进行冷态试验与热态试验。试验结果表明,自主研制Nd∶YVO4泵浦连续激光器偏光角度合适,能照亮被测流场主流区域,燃烧科学实验系统PIV单元可用于低速燃烧流场测量;相同工况下,Al_(2)O_(3)粒子在冷态试验测量的速度值更接近于理论值,速度幅值比更接近1,更适用于低速流体测量。

阶梯型加速段对旋流喷嘴雾化特性的影响

旋流内芯是压力旋流式喷嘴最主要的旋流发生构件,其几何特征直接影响压力旋流式喷嘴的喷雾特性.目前采用平滑型加速段的旋流内芯导流效率较低.为减小高流量条件下的能量损失,使喷嘴旋流内芯加速段对喷雾介质产生预旋效应,增强旋流强度,本文设计喷嘴旋流内芯加速段为阶梯型,其下段阶梯相对上段阶梯旋转15°,旋向与喷嘴旋流槽方向相同.利用粒子动态分析仪(particle dynamics analysis system,PDA)和高速摄影(charge coupled device,CCD)系统实验研究了加速段结构改进前后喷嘴的喷雾流量、雾场索特尔平均直径(Sauter mean diameter,SMD)、雾滴速度以及喷雾锥角,并分析了SMD、雾滴速度的轴向和径向分布特性.结果表明,背压差0.08~0.46 MPa范围内,阶梯型加速段对喷雾介质具有较好的预旋效果.喷嘴的流量提高了48.0%~51.8%;喷雾的轴向速度提升了31.4%~32.8%,径向速度提升了1.6%~16.8%;喷雾锥角减小了4.21°~6.57°;较高背压差下喷雾下游的SMD减小了9.8%.与平滑型加速段相比,阶梯型加速段的设计有效地提高了喷嘴的雾化质量.

双路离心式喷嘴液膜形态的实验研究

借助高速运动分析系统对不同工况条件下双路离心式喷嘴液膜形态进行深入研究,重点分析了主、副油路单独供油与同时供油时液膜的形成与破碎机理.结果表明,副油路液膜形成过程分为射流、成膜、展开3个阶段,主油路液膜形成过程为聚集、成膜、展开3个阶段.副油路介质流动会提升主油路开启时主油路介质的雾化效果.主、副油路液膜的破碎分为初级破碎与二级破碎2个过程,其中主油路的液膜的初级破碎可按是否有孔洞形成分为2类.副油路液膜存在周期性摆动现象,摆动过程会使得液膜破碎长度减小,雾化效果提升.随着背压差的增加,液膜摆动时长占振动周期的百分比增加,雾化效果提升.研究结果有助于揭示双路离心式喷嘴的流动机理并提供设计指导.

汇丰2号辣椒高产栽培技术

汇丰2号是广东省农业科学院蔬菜研究所于2009年选育的辣椒品种,其抗病性强、适应性广、耐高温高湿,适宜在华南地区栽培。本文主要介绍了汇丰2号辣椒的特征特性及高产栽培技术,供广大菜农参考。

茯苓栽培菌种培养基的配制研究

目的：用松木屑培养基代替松木条培养基,以节省生产成本提高生产效益。方法：以松木屑、麸皮、蔗糖为处理因素,菌种感观质量为标准,进行3因素3水平正交试验;以栽培菌种生长期和感观质量为指标,进行对照组验证试验。结果：松木屑45%,麸皮23%,蔗糖10%为最佳组合,松木屑培养基的菌种生长周期比松木条培养基缩短3-5 d,且感观质量也较好。结论：在实际生产中可以用松木屑培养基代替松木条培养基培养茯苓栽培种。

化学物质对红心火龙果抗冻生理的影响

以3年生红心火龙果为试材,研究了树体喷施化学防冻剂及根施化学物对其抗冻性及抗冻生理的影响,旨在探讨效果好、成本低、作用稳定的防冻技术。结果表明:树体喷施防冻剂的同时根施磷酸二氢钾、谷氨酸和多效唑可显著提高火龙果茎内的脯氨酸和可溶性还原糖的含量(P<0.05),明显提高了火龙果的抗冻能力,防冻效果以0.5%的羧甲基纤维素钠混悬液+根施1%磷酸二氢钾、0.2%谷氨酸和4mg/L多效唑混合溶液组合最佳,没有出现受冻现象。该防冻技术能较好地解决火龙果种植区北移广东清远地区的冻害问题。

以云计算技术建设高端农产品物流系统的研究

本文以广东省清远市为例,把云计算平台、RFID智能物流管理、XML语音处理等先进信息技术,融入于建设清远市高端农产品物流系统的可行性研究之中。通过对高端农产品物流系统的构建进行探讨,本文希望以先进技术及其应用理念完善农产品质量安全追溯体系,充分提升清远农产品的质量档次、安全档次,充分发挥清远区域农产品的生态和品牌优势,建设有清远地方特色的农产品综合物流管理系统。

华南地区辣椒避雨栽培技术

华南地区辣椒避雨栽培可减轻病虫害发生,辣椒品质好,产量高,经济效益显著。该文从避雨设施、品种选择、播种育苗、定植、田间管理、采收等方面介绍了华南地区辣椒的避雨种植技术。