基于Pro/Engineer Wildfire 3．0的Plastic Advisor应用研究

Plastic Advisor是Pro/Engineer Wildfire 3.0自带的一种具有强大的分析、计算和动态仿真功能的模流分析模块。本文以某一塑件的模流分析为例进行Plastic Advisor的应用研究。

An engineering analysis of penetration of metal ball into fibre-reinforced composite targets

An engineering analysis of computing the penetration problem of a steel ball penetrating into fibre-reinforced composite targets is presented. Assume the metal ball is a rigid body, and the composite target is a transversely isotropic elasto-plastic material. In the analysis, a spherical cavity dilatation model is incorporated in the cylindrical cavity penetration method. Simulation results based on the modified model are in good agreement with the results for 3-D Kevlar woven （3DKW） composite anti-penetration experiments. Effects of the target material parameters and impact parameters on the penetration problem are also studied.

Comparative analysis on soil engineering classifications of China and America

Based on China National Standard of Soil Engineering Classification (GB/T 50145-2007) and the Unified Soil Classification System of American Society for Testing Materials (ASTM D-2478), two kinds of soil laboratory engineering classification methods were discussed and analyzed from the aspects of the definition in particle fraction, classification of soil type and evaluation standard for soil gradation. There is a same limit of fine grains fraction in the two standards, and there are three main types of soil in GB/T 50145-2007 and two in ASTM D-2487. Different evaluation standards of gradation are put forward for gravels and sands in ASTM D-2487. Same criteria of A line, B line and controlling value of plastic index are in the plasticity chart of both standards.

熔丝制造3D打印CFRP层内损伤破坏机理与模型研究

为将3D打印技术应用到桥梁工程中,以熔丝制造3D打印碳纤维复合材料锚环为研究对象,开展了材料层内损伤失效机理的基础性研究工作.首先,对锚环进行了张拉锚固破坏试验,明晰材料的损伤失效模式.其次,测试分析了材料的弹性参数及强度参数值,供后续仿真分析使用.最后,通过VUMAT子程序构建了材料的损伤失效本构关系,利用ABAQUS仿真分析软件模拟熔丝制造3D打印碳纤维复合材料锚环的渐进损伤失效全过程,分析其层内损伤失效机理.结果表明:熔丝制造3D打印碳纤维复合材料具有显著的层内损伤现象;选用Hashin损伤起始判据与刚度瞬间退化模型作为熔丝制造3D打印碳纤维复合材料损伤力学模型偏于安全,具有一定的可行性;锚环在高度方向产生纵向裂纹是由纤维拉伸失效导致的.

基于塑性活化能的沥青混合料抗车辙性能优化

为了解决目前沥青混合料抗车辙性能评价指标的不足,实现沥青混合料抗车辙性能的优化,依托城市道路大中修项目,采用离散元模拟和塑性活化能(E a)评价相结合的方法从级配设计角度对试验路段进行抗车辙优化,其中,重点介绍了塑性活化能相关的理论,并给出E a指标的试验确定和计算方法。研究过程中,首先通过虚拟蠕变试验确定优化级配,然后对优化级配和原设计级配的沥青混合料进行室内蠕变试验,包括浸水和不浸水,20℃和40℃,有损(300 kPa)和无损(25 kPa)条件下分别进行试验。同时基于理论计算各自E a大小,分析结果表明优化级配有着较高的E a。最后为了进一步验证该方法的有效性,采用原设计级配和优化级配的沥青混合料分别进行试验路铺筑,并观测车辙变形情况,对比结果表明优化级配路段抗车辙性能更好,与E a指标评价结果一致。

新工科视域下研究性课堂教学探索——以《塑料制品与模具设计》课程为例

新工科背景下模具专业工程教育需要进行研究性课堂教学探索,以河南工业大学专业核心课程《塑料制品与模具设计》为例,开展基于OBE理念的研究性课堂改革,对教学环境、教学内容、教学方法、教师队伍建设及教学效果评价等方面进行重组构建,实现了对高质量发展视域下塑料模研究型人才培养路径的探索与实践,能有效推广延伸至其他工学类专业课程,为工程教育课程研究性课堂设计提供借鉴和参考。

Pro/Engineer在刚性塑料包装容器设计中的应用

论述了Pro/Engineer在刚性塑料包装容器设计中的基本功能,并以蜂蜜瓶为例介绍了其零件设计、装配设计、建立工程图以及模具设计等过程。实践证明,用Pro/Engineer进行刚性塑料包装容器的设计快速、可靠、方便,值得推广应用。

MoldFlow和Plastic Advisor在注塑成型中的应用

为缩短产品开发周期 ,降低成本及提高产品质量 ,越来越多的企业使用计算机辅助工程 (CAE)技术进行工艺参数优化。本文首先介绍利用传统方法设计注塑模具和利用CAE技术设计注塑模具的特点和差异 ,从中可以看出CAE技术的优越性。然后主要介绍MoldFlow和PlasticAdvisor两种CAE软件的特点及应用。

高性能高分子材料体系自立自强发展战略研究

高性能高分子材料具有高强高模、高绝缘、耐腐蚀、耐辐照或绿色低碳等特点,是保障国家安全和国民经济发展的战略性材料之一,广泛应用于航空航天、电子电器、生物医疗等重要领域。本文系统梳理了高性能树脂及工程塑料、有机纤维、生物基树脂及可降解材料、特种橡胶及弹性体四大类高性能高分子材料中的重点品种,分析了国内外重点品种的发展现状和特点。研究发现,目前我国在高性能高分子材料方面已建立起比较完备的化工原料–合成–加工改性–制品应用上下游产业体系,但同时也存在关键原料保障不足、产品应用开发有待拓展等问题。在此基础上,从加强技术创新、推进关键原料保障、组建创新联合体等方面提出对策建议,以期为我国高性能高分子材料体系发展提供参考。

《中国塑料》首届高分子材料技术创新与应用论坛上的新观点、新成果

介绍了《中国塑料》首届高分子材料创新与应用论坛上3位院士及32位行业专家、教授的主题报告的主要内容,包括塑料行业现状、发展趋势及所面临的挑战,功能高分子材料,特种工程塑料,阻燃材料,发泡材料,弹性体,成型加工技术及装备,国际标准化,微塑料分析测试,碳足迹管理,高值专利挖掘等。

精密轴承用PEEK保持架结构及注塑工艺优化

针对原PEEK保持架兜孔无锁口,采用侧向抽芯机构进行注塑加工时外圆精度低的问题,将保持架兜孔分成内外两部分且设计为球面,注塑模具采用单分型面注塑模结构。并对注塑工艺浇口结构和浇口数量进行优化,基于正交试验得到最优工艺参数为模具温度180℃、熔体温度390℃、保压时间5 s和保压压力55 MPa。实际加工表明:外径面圆度不大于0.15 mm占86%;拉伸强度远高于65 MPa;200℃高温摩擦系数平均值为0.195,磨痕宽度平均值为0.9625 mm,磨损量平均值为0.1394 mm^(3);与相应公差等级套圈、球合套后,轴承旋转精度达到P4,振动值达到Z4。

工程塑料环境因素与载荷应力耦合作用试验装置研究

目的 设计一种能够模拟工程塑料实际服役工作环境的试验装置,在多型自然环境中,构建兼具环境因素侵蚀与载荷应力耦合作用的试验条件。方法 研制工程塑料环境因素与载荷应力协同作用试验装置,采用包括拉伸加载、弯曲加载、控制系统等组件的模块化设计,实现0.01~16 Hz加载频率的拉伸及弯曲载荷,最大1 550 kg的拉伸载荷,最大375 kg的弯曲载荷。结果 将研制完成的试验装置置于多型自然环境下对试验施加恒定和交变载荷,以真实模拟工程塑料实际服役中的环境因素与载荷应力协同作用。结论 试验装置制造加工难度小,结构稳定可靠,可用于评价和研究工程塑料等系列类型材料的环境损伤性能演变。

PE蜡温拌沥青与集料的界面作用研究

为研究废塑料裂解蜡(PEW)作为温拌剂对基质沥青与不同集料间界面作用的影响,以最佳掺量5%PEW与70#基质沥青混合制备成温拌沥青,通过Brookfield黏度分析PEW作为温拌剂对基质沥青的降黏效果;采用水煮法和水浸法分析不同粒径且不同集料(石灰岩、玄武岩和花岗岩)与温拌沥青的黏附效果,其中通过分析试验前后样品质量的变化,结合公式计算沥青残留率,更加直观地分析沥青与集料的黏附性;通过测定不同有机溶剂与沥青的接触角,基于表面自由能理论计算表面自由能和黏附功分析其黏附性。结果表明:掺量为5%PEW的温拌沥青的Brookfield黏度较基质沥青下降明显,拌合温度下降了20℃左右,且135℃的黏度较基质沥青下降了40.6%;传统的水煮法测出石灰岩与玄武岩的黏附等级相同均为5级,水浸法测出玄武岩与花岗岩的黏附等级相同均为3级,而引入沥青残留率可以定量分析水煮法与水浸法的试验结果,其中3种集料与两种沥青样品的黏附性由大到小依次是石灰岩、玄武岩、花岗岩;接触角试验所测得不同试剂与沥青样品接触角的大小为蒸馏水>丙三醇>甲酰胺,PEW的加入导致基质沥青的黏聚功从47.98mJ/m^(2)降低至37.06mJ/m^(2),降低了22.8%,不同沥青样品与不同集料在无水和有水状态下的黏附功大小为石灰岩>玄武岩>花岗岩,温拌沥青与集料的黏附功均小于基质沥青。

高碾压混凝土拱坝整体稳定安全评估与工程类比研究

为分析高碾压混凝土拱坝的整体安全性,综合模拟主要断层、软弱夹层、裂隙、岩体材料分区以及坝体结构特征,建立拱坝整体稳定三维有限元模型。采用非线性有限元法分析正常运行条件下拱坝-地基的整体工作性态;在此基础上采用水容重超载法,计算拱坝的极限承载能力。结果表明,正常运行条件下,拱坝整体稳定性较好;通过对水容重安全系数进行工程类比,该拱坝具有较高的超载安全系数,处于拱坝工程的中等偏上水平。

高性能抗紫外阻燃增强PBT材料的制备及性能研究

通过双螺杆挤出机熔融共混,制备了溴化环氧与三氧化二锑复配的耐户外用阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)工程塑料,考察了不同溴系阻燃剂对PBT工程塑料力学性能、阻燃性能、抗紫外(UV)性能的影响,抗氧剂种类及抗UV剂添加量对PBT工程塑料抗UV性能的影响。结果表明:溴系阻燃剂选用溴化环氧且添加量(质量份数,下同)为12份时,材料的力学性能、阻燃性能与抗UV性能达到最佳,辅抗氧剂选用626,主抗氧剂选用1010,抗UV剂添加量为0.4份时,PBT工程塑料抗UV性能达到最佳,制得的PBT工程塑具有较好的综合力学性能(拉伸、弯曲强度分别为150 MPa、210 MPa,缺口和无缺口冲击强度分别为12.0 kJ/m^(2)、65.0 kJ/m^(2))、抗UV性能及阻燃性能,其阻燃等级达UL 94 V-0级(0.8 mm)。

水利工程建设中塑性混凝土防渗墙的应用

以具体工程为实例,阐述了塑性混凝土防渗墙施工中造孔、清孔换浆、接头管下设等技术要点,并对其施工质量进行了检测。检测结果表明:塑性混凝土防渗墙施工完成后,无明显渗透点,总体完整性较好,抗裂性能优异,防渗墙维持安全状态,能够有效预防围堰渗漏,确保水利枢纽工程整体施工质量。

基于PLC的工程塑料自然环境-载荷应力联合作用装置控制系统开发

目的 实现工程塑料自然环境-载荷应力联合作用装置的自动控制,以考核和验证工程塑料制品在环境-应力联合作用下的环境适应性。方法 基于PLC及物联网设备,设计开发控制系统硬件和软件。结果 成功模拟了工程塑料制品在湿热海洋和寒冷气候2种典型大气环境下的自然环境与外加载荷的协同损伤作用,并实时监控记录了相关试验参数与数据。结论 基于PLC的工程塑料自然环境-载荷应力联合作用装置控制系统有效地确保了试验装置的正常运行,并通过实时监控和数据记录,实现了对工程塑料制品环境损伤的深入研究和客观评价。

混合联肢部分外包组合剪力墙基于两阶段耗能的塑性设计方法研究

混合联肢部分外包组合剪力墙结构是一种典型的两阶段耗能结构体系。依据现行设计规范设计的混合联肢部分外包组合剪力墙结构对结构弹塑性阶段的整体性能缺乏考虑,在设防地震和罕遇地震作用下结构的屈服顺序难以控制。基于混合联肢部分外包组合剪力墙结构体系“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准抗震设防性能目标,提出结构两阶段耗能的塑性设计方法。以目标位移和理想破坏模式作为预测结构弹塑性受力状态性能目标,针对不同地震水准下的性能目标,考虑耦连比对结构合理耗能机制的影响,将结构的能力曲线等效为三线型,改进了传统基于能量平衡的塑性设计方法,保证结构在设防地震及罕遇地震下实现理想屈服顺序,避免薄弱层产生。采用建议的设计方法设计了一个12层结构算例,并采用ABAQUS对算例进行推覆分析和弹塑性时程分析。结果表明,采用基于两阶段耗能的塑性设计方法预测的中震及大震下结构顶点位移角与数值分析结果误差分别为0.5%和12.1%,最大层间位移角满足结构弹塑性层间位移角的要求。算例结构能够实现“强节点弱构件、强墙肢弱连梁”合理的屈服顺序,保证结构预期的失效机制和不同地震水准作用下的性能目标,验证了基于两阶段耗能的塑性设计方法的有效性。

基于工程教育理念的混合式一流课程建设探索——以通信原理课程为例

基于工程教育专业认证理念对工程教育专业课程建设提出的新要求,该文以线上线下混合式教学模式为基础,以信息通信类专业核心专业课程通信原理为例,重点从课程建设及应用情况以及课程特色与创新方面阐述一流课程建设的路径探索。利用信息化教学手段线上线下混合式课堂教学融合设计,以能力目标为导向,形成教学内容、教学方法和手段相结合的一体化设计。同时,引思政元素入理论教学,实现全方位协同育人,为一流本科专业建设和工程教育专业认证背景下的一流本科课程建设提供有力支撑。