长碳链脂肪族聚酰胺酰亚胺溶液的动态流变性能

为了提供半芳香族聚酰胺酰亚胺(PAI)溶液纺丝所需的基础流变性能数据,以不同二元酸酐、氨基十一酸、己二胺为原料合成了三种不同分子结构的长碳链脂肪族PAI,采用旋转流变仪研究了其溶液的动态流变特性,分析了溶液温度、浓度及分子链结构对溶液流变行为的影响。研究结果表明,三种PAI的间甲酚溶液都为假塑性流体,表现出明显的切力变稀现象。储能模量(G′)、损耗模量(G″)、复数黏度(η*)均随着温度升高而下降但随着PAI浓度上升而逐渐变大;在同一种PAI溶液温度和浓度条件下,G′与G″存在动态流变特性值(Gc)。在低频区,G′大于G″,PAI溶液主要表现出弹性,而在达到Gc值后的高频区,G′小于G″,PAI溶液主要表现出黏性;另外,随着温度升高,动态流变特性值向着高频区移动,同时G′小于G″,PAI溶液表现为黏性。

汽车磁流变减振器设计准则探讨

提出了微型汽车磁流变减振器的设计准则 ,建立了磁流变减振器的理论分析模型来预估减振器阻尼力的大小。测试结果表明 ,减振器的阻尼力由粘性阻尼力和磁场阻尼力组成 ,随着磁场强度的增加 ,减振器的阻尼力也增大 ,基本上符合理论预估值 ,说明所建立的理论分析模型是可行的。

两级径向流蜿蜒式磁流变阀结构设计与动态性能分析

设计了一种具有复杂液流通道结构的两级径向流蜿蜒式磁流变阀,其液流通道主要由2段圆环轴向流、4段圆盘径向流及3段中心小孔流组成。阐述了两级径向流蜿蜒式磁流变阀的工作原理,并推导了其压降数学模型。采用有限元法（FEM）对两级径向流蜿蜒式磁流变阀电磁场进行了建模仿真,分析了磁流变阀压降变化规律,仿真结果表明加载电流为0.8 A时压降为5.81 MPa。搭建了磁流变阀压降性能及响应特性测试实验台,对不同加载电流及不同模拟负载下的磁流变阀压降性能进行了实验分析,结果表明加载电流为0.8 A时压降可达5.77 MPa,与仿真结果基本相符。同时,对磁流变阀压力响应时间进行了测试分析,实验结果表明所设计的磁流变阀响应迅速,响应时间在3～7 ms之间;并且响应上升时间比下降时间短;负载对响应时间没有影响;激励电流越大,响应越快。

砂浆静-动态流变的黏弹塑性特征

基于静态与动态流变学理论,利用共轴圆筒式流变仪,研究了高性能砂浆的黏弹塑性行为。在低水胶比条件下,通过调整减水剂掺量,使各组砂浆具有相同的初始坍落扩展度,静态流变测试结果表明粉煤灰微珠或石灰石粉掺入均可降低砂浆屈服应力、塑性黏度、触变性及其经时变化率,而动态流变测试结果则反映了粉煤灰微珠和石灰石粉加入后,砂浆局部网络结构密集程度提高及絮凝结构流态改变所需耗散能量减少的情况。试验证明,砂浆的静态表观黏度与动态复数黏度、静态滞回环面积与动态损耗模量-转速曲线所包围的面积随水化时间的变化规律是一致的,采用静/动态流变行为同时测定的方法可以综合描述砂浆的黏弹塑性。

复合射孔枪爆压数值分析与动态塑性设计准则

复合射孔器的结构设计与载荷和设计准则密切相关。为了研究在复合射孔过程中爆燃压力与火药装药量的关系,利用LS-DYNA进行了数值模拟,得到不同装药量下爆燃压力大小的P-t曲线,以及射孔枪身的残余变形量。通过静强度、塑性极限和动强度准则计算,对比数值分析的动态载荷结果,提出了射孔枪身结构设计的动态塑性流变设计新方法,为射孔枪的结构设计技术提供了一条新路径。

冲击载荷下的磁流变减振器结构设计与动态特性

设计了一个多阶、带槽且经过光滑处理的磁流变后坐减振器。考虑冲击载荷激励下惯性力的影响,建立了冲击载荷激励下的磁流变减振器Herschel-Bulkley-Inertia模型与Bingham-Inertia模型。研制了一套基于冲击载荷激励作用的磁流变减振器动态响应实验平台,利用实验数据对Herschel-Bulkley-Inertia模型与Bingham-Inertia模型参数进行了辨识。实验结果表明所设计的火炮用长行程磁流变减振器可有效抑制冲击载荷,并证实了冲击载荷激励下的磁流变减振器动态响应模型的正确性。

超高强铝合金LC9超塑性流变过程中的动态再结晶研究

研究了钼基金LC 9在超塑性流变过程中的两类动态再结晶——连续动态再结晶和非连续动态再结晶,外指出这两类动态再结晶对总流变作出不同的贡献。

聚丙烯/聚烯烃弹性体三元共混物的动态流变行为及其相容性

采用动态流变法和DMA法研究了不同组成的聚丙烯(PP)/聚乙烯基弹性体(POE)/聚丙烯基弹性体(PBE)共混型热塑性聚烯烃(TPO)熔体的流变行为和相容性。表征结果显示,对于POE/PBE/PP共混型TPO体系,在较低扫描频率下(lgω≤0.5),POE含量越高,复数黏度越高;PBE含量越高,第一牛顿区平台越明显。共混型TPO的储能模量(G′)和损耗模量(G″)均随扫描频率的增加而增大,POE含量越高,G′和G″随扫描频率变化的幅度越小;在高频区,G′和G″随扫描频率变化的幅度趋于一致。当POE含量不小于30%(w)时,共混型TPO的黏度随温度的变化为非线性,在180~230℃温度范围内存在两个黏流活化能。随PBE含量的增加,共混型TPO的相容性提高。

基于粒子群算法的磁流变缓冲器磁路设计研究

为研究冲击载荷下磁流变缓冲器的缓冲特性,设计了一种磁流变弹簧复合工作模式的缓冲器。进行磁路设计时,利用自适应权重粒子群优化算法对磁路响应时间进行了优化,并基于有限元法对冲击载荷下缓冲器优化前后的静、动态磁场特性进行了分析。研究结果表明:静态,动态磁场对结构参数较为敏感,运动状态下磁场会发生一定程度“退磁”现象,使得工作磁场小于静态磁场,通过弹簧可以有效补偿磁流变缓冲器的动态特性。通过粒子群算法可有效提高磁流变缓冲器的响应速度,这对提高冲击载荷下缓冲器的缓冲特性具有重要意义。

动态硫化对TPU/EVM共混物加工流变行为的影响

采用过氧化二异丙苯(DCP)对热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVM)共混物实施动态硫化后,TPU/EVM共混物的表观黏度增大,非牛顿性增强,挤出胀大比增大,挤出物表面粗糙。其中TPU/EVM=75/25时,黏度增加最大,并且随剪切速率的增加其非牛顿性由硫化前的减弱变为硫化后的增强。动态硫化后,纯TPU的表观黏度增大,说明过氧化物使其发生了一定程度的交联而又使其不失热塑性。

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物/聚乙烯热塑性硫化胶的形态结构及流变性能

使用双转子密炼技术制备了具有双连续相结构的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)/聚乙烯(PE)的热塑性聚烯烃(EVA/PE-TPO)和热塑性硫化胶(EVA/PE-TPV)材料,并利用扫描电子显微镜、Han曲线和vGP曲线对二者的相形貌进行了分析和表征。动态流变行为的结果表明,在低频区,EVA含量对EVA/PE-TPO材料体系的储能模量(G')和复数黏度的影响均大于EVA/PE-TPV体系;在高频区,组成相同的两种体系的G'相近。当两相的组成比例相同时,时温等效原理适用于210℃以下的EVA/PE-TPV体系。修正Palierne模型对双连续相结构EVA/PE-TPV材料的线性黏弹性的拟合程度不高。

EPDM/PP热塑性弹性体的制备及其流变特性

以聚丙烯(PP)和三元乙丙橡胶(EPDM)等为原料,采用完全动态硫化共混技术制备EPDM/PP热塑性弹性体(TPV),使用毛细管流变仪对TPV熔体的流变特性进行测试。分别研究了剪切速率、挤出温度对黏度、剪切应力和挤出胀大比的影响,以及不同条件下熔体流过毛细管口模时流速对压力降的影响。结果表明,TPV熔体是假塑性流体,其剪切应力随剪切速率增大而增大,随挤出温度的升高而降低;黏度随剪切速率和挤出温度的增大而降低;挤出胀大比则随剪切速率和挤出温度的增大而增大;毛细管口模的压力降也随流速和毛细管口模长度的增大而增大。

釜内合金型和共混型热塑性聚烯烃热稳定性的流变学研究

利用丙烯基弹性体(PBE)和乙烯基弹性体(POE)分别对NAX-9釜内合金型热塑性聚烯烃(TPO)进行共混改性,当PBE或POE质量分数为50%时,通过动态热机械分析(DMA)得到的储能模量与巴塞尔釜内合金工艺制备的TPO CA10A相近。采用流变学方法,通过动态时间扫描研究CA10A、NAX-9/PBE和NAX-9/POE共混型TPO的热稳定性。结果表明,CA10A和NAX-9/PBE共混型TPO发生热氧老化时,容易形成β-断链反应,导致其黏度随扫描时间的延长而逐步降低;而NAX-9/POE共混型TPO发生热氧老化时,容易形成交联反应,导致其黏度随扫描时间的延长而逐步增大。在不添加抗氧剂的NAX-9/PBE共混型TPO中,PBE含量越高,黏度随时间下降的趋势越明显。CA10A和NAX-9/PBE共混型TPO中的橡胶相和均聚聚丙烯相的相容性比较好,使得抗氧剂在基体中的分散均匀性要高,因此CA10A和NAX-9/PBE共混型TPO的热氧稳定性要好,其中CA10A的热稳定性能最佳。

高熔体强度TPEE的制备及流变性能研究

通过添加扩链剂,在螺杆中进行反应挤出,制备吹塑级TPEE,并采用红外光谱分析、差示扫描分析、旋转流变分析、拉伸流变分析对材料的结构、热性能和流变性能进行了表征。在螺杆的高效剪切与混合下,扩链剂与TPEE充分反应,随着扩链剂的添加量提高,样品熔融指数从5.6 g/10 min降至1.7 g/10 min。此外,样品的结晶温度先提高后下降,而熔融温度没有明显变化。旋转流变结果表明,加入扩链剂后,分子内存在明显的支化结构,且随着扩链剂加入量提高,分子量和支化程度逐渐提高。在拉伸流变测试中,当扩链剂量达到0.7时,TPEE有明显的应变硬化,是吹塑级材料的典型特征,而当添加量达到1.5时,熔体强度与Hyt-4275相当,可以替代Hyt-4275材料从而打破国外垄断。

车轴钢高温黏塑性本构模型及流变行为分析

高温黏塑性本构模型是连铸坯近凝固终点压下工艺数值模拟的基础,但该条件下的应力应变数据极为缺乏,严重限制了连铸新工艺的开发.利用热模拟实验对比研究了车轴钢在近凝固终点压下和常规热变形工艺下的流变行为.结合动态回复和动态再结晶理论构建了近凝固终点压下工艺下的本构模型.结果表明:在近凝固终点压下工艺下,类铸态组织奥氏体晶粒粗大,流变应力明显低于常规热变形工艺下的流变应力;同一变形量下,动态再结晶体积分数较大.本文构建的本构模型对不同变形条件下的应力预测值与实验值吻合较好,平均相对误差约为2.62%.

基于粘-弹-塑性模型对磁流变胶非线性滞回行为模型参数识别

磁流变塑性体是一种新型磁流变材料,主要是由软磁性颗粒均匀分散在塑性聚氨酯基体中开发而成的,具有较好的抗颗粒沉降能力。其类似于磁流变液的磁致流变效应使得其在诸多工程领域具有较大的应用潜力。系统测试了频率对磁流变塑性体动态滞回响应,结果发现,在所有频率下磁流变塑性体的滞回曲线具有明显的非线性特性,并表现出应变增强效应。此外,利用遗传算法,基于粘-弹-塑性模型对不同频率下得到的滞回曲线进行参数建模并对模型参数展开识别,发现粘-弹-塑性模型能够精确描述不同频率下的材料动态滞回响应。

硅橡胶/TPU动态硫化热塑性弹性体的配方和加工工艺的研究

以热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和有机硅橡胶(SIR)为基体,通过Hakke密炼机采用动态硫化的方法制备了热塑性弹性体(TPV)。研究了不同制备条件下得到的TPV的性能。结果表明,TPU/SIR共混物质量比为50∶50、密炼机加工温度为180℃、转速为70 r/min、硫化时间为4 min时,TPV的加工性能、力学性能、毛细管流变性能和微观形态达到一个较好的平衡点。

动载作用下淤泥质软土流变模型与流变方程

淤泥质软土在动态载荷作用下具有黏弹塑性流变力学特性。在理论分析和测试基础上,建立了黏弹塑性流变力学模型,并推导了新的流变方程和动态黏弹性流变参数。研究结论对分析动态载荷作用下软土流变力学响应与稳定性,探索软土加速流变并导致岩土地质灾害的动力学机制等具有重要的理论意义,对维护岩土工程的安全性等具有重要的工程意义。

竹粉/聚丙烯塑料复合材料转矩流变特性研究

利用转矩流变仪研究了竹粉/聚丙烯塑料复合材料的转矩流变行为。使用正交试验设计分析了竹粉含量、马来酸酐添加量以及转矩转速3因素对复合材料转矩流变行为的影响。试验结果表明,竹粉/聚丙烯塑料复合材料是一种假塑性流体即剪切变稀流体。在给定的试验条件下,3种因素对复合材料转矩流变行为的影响中,竹粉含量的影响最显著,其余的2因素的影响则不显著。

新拌水泥浆体在不同流变模型下流变参数表征适用性研究

为研究新拌水泥基材料在不同流变模型下流变参数的表征适用性,采用Anton Paar MCR 102型流变仪测试得到不同组成参数的水泥基材料稳态流变曲线,并分别采用Bingham模型、ModifiedBingham(M-B)模型和Herschel-Bulkley(H-B)模型对流变曲线进行拟合,得到新拌水泥基材料在不同流变模型下的流变参数。研究结果表明:采用Bingham模型能够较好地表征塑性黏度,采用H-B模型能够较准确地表征动态屈服应力。当采用H-B模型拟合得到的流变指数n的范围在00时,浆体表现为剪切增稠,当c<0时,浆体表现为剪切稀化,且|c/μ|越大,浆体增稠或稀化的程度越大。当浆体临界剪切速率较大(≥30 s~(-1))或流变曲线在测试段内呈现非单调递增时,宜对流变曲线进行分段拟合。