支持异种材料体造型的特征布尔运算

针对传统CAD不能提供材料等非几何信息,且无法实现异种材料物体间的布尔运算,提出了一种可应用于构造异种材料物体的特征布尔运算,包含了由材料决定的布尔差和交运算及新的布尔复形并运算,由特征合并和特征抽取两步完成;并给出了该运算的几何实现、实现算法及实例·

银粉玻璃离子充填材料体外微渗漏的研究

目的 评价银粉玻璃离子充填材料体外微渗漏的情况。方法 选用刚拔除的无龋乳牙 ,随机用银汞合金胶囊、银粉玻璃离子、玻璃离子充填并作染液渗漏实验。结果 银汞合金微渗漏较大 ,与银粉玻璃离子和玻璃离子比较均有显著性差异 ,而银粉玻璃离子与玻璃离子无显著性差异。结论 银粉玻璃离子是乳牙窝洞的较好的充填材料。

生体功能性医用材料体外抑菌作用的试验研究

对不同分子量、不同脱乙酰度及有添加成分的甲壳素复合材料—— 5种生体功能性医用材料的抑菌效果进行了探索试验和比较分析。结果表明 :低分子量的甲壳胺复合盐材料的抑菌作用在 5种材料中效果最好 ;除 4#样品材料外 ,其它

光敏型修复材料体外微渗漏的研究

本研究检测了光敏玻璃离子粘固剂和光敏复合树脂的体外微渗漏情况。实验材料为Dyract、Vitremer、Resinomer、Geristore、Photac、TPH、Charisma、Pekalux、Aellte HL、实验方法系采用染料渗透法。实验结果表明,光敏玻璃离子粘固剂的微渗漏显著小于光敏复合树脂,在光敏玻璃离子粘固剂中,Geristore和Photac微渗漏最小,在光敏复合树脂中,TPH的微渗漏最小。

干湿循环下复合激发膏体充填材料宏-细-微观强化与损伤特性

为探明盐-碱复合激发膏体充填材料的性能变化规律及干湿循环作用下充填体结构多尺度损伤机制,对以脱硫石膏和水泥熟料为复合激发剂的膏体充填材料进行多目标优化,并对最优配比下的充填体试块进行0~25次干湿循环,开展抗压强度、X射线衍射(XRD)、低场核磁共振(NMR)、扫描电镜(SEM)试验,揭示充填体宏观力学行为和微细观结构演化规律。研究结果表明:充填材料最优配比是矿渣掺量为50%,脱硫石膏与水泥熟料质量比为3:7,硅灰掺量为2.5%。随着干湿循环次数的增加,充填体宏观表现为抗压强度的折减及累积电导率升高,干湿循环10次时出现拐点,质量损失率和强度损失率分别达极小值-1.91%和-8.36%;在细观尺度上,T2谱反演良好,干湿循环作用10次后,横向弛豫时间逐渐右移且谱面积增大,表明膏体充填材料孔隙尺寸及数量随着干湿循环次数增加而增大;微观尺度上,钙矾石、石膏和方解石等侵蚀产物的膨胀结晶应力加速了微观孔隙结构的发育,反复干湿循环作用削减了C-S-H凝胶的黏聚力,由最初的堆叠蜂窝状劣化为小块状。综合宏、细、微观结构演变规律可知,孔隙结构的损伤演化与力学性能的劣化特征具有较好的同步性。

大宗煤基固废膏体充填材料少水化配比优化研究

为解决西部采煤区固废多、处理难的问题,以宁东矿区的脱硫石膏、粉煤灰、水泥为主要原料,对原料的微观形态及少水配比的煤基固废膏体充填材料的成分进行分析,以初期流动性、脱模后7 d和28 d的抗压强度为指标进行充填材料配比优化。设计了3因素3水平17组配比方案,建立响应面回归模型,分析单因素及多因素交互作用对少水充填材料强度和流动性的影响。研究结果表明,粉煤灰与水泥质量比是影响少水充填材料强度的重要因素,料浆质量分数是影响少水充填材料流动性的重要因素。少水配比的煤基固废膏体充填材料的最优配合比:脱硫石膏质量分数53%,粉煤灰与水泥质量比2∶1,料浆质量分数74%。波速与强度的响应关系表明,可以利用充填体的波速来预测其强度。

周期结构电磁超材料吸波体的设计及最新进展

电磁吸波性能始终是军事活动重点关注的研究方向。传统吸波材料不能满足日益增长的综合需求,因此,以人工制备、由亚波长结构单元组合且具有超常物理性质的超材料为基础,经导电单元图案及整体结构设计构成的超材料吸波体,在近些年得到广泛研究和发展。本文综述了周期结构电磁超材料吸波体的发展趋势,凝练其吸波机制,并总结出超材料吸波体的基本结构,包括导电单元层、介质层和反射层。同时参考近年来超材料吸波体的研究成果,以单层结构、多层结构和柔性结构超材料吸波体为对象,详细分析影响超材料吸波体吸波性能的关键因素,归纳总结各类型超材料吸波体的结构设计、材料组分、吸波性能等。此外,针对现有研究成果,探讨周期结构电磁超材料吸波体目前存在的不足之处,指出还需重点关注和研究的问题,以期为后续研究提供方向和思路。

浮空器囊体材料用焊接胶对热合焊接工艺适应性分析

本文结合浮空器囊体加工过程中的工艺要求,围绕提高囊体材料热合焊接强度、热合焊接效率和热合焊接工艺可实现性等要求,基于开发的双组份囊体材料用焊接胶,从热合焊接参数的边界条件、焊接胶稳定性及适用期、热封层开放时间、施胶的胶量范围四个方面,对热合焊接工艺窗口进行分析,确认该型焊接胶对囊体材料加工工艺适应性,为其在工程应用提供工艺参考。

临近空间飞艇囊体材料性能研究

简述了临近空间飞艇囊体研究概况,提出了临近空间飞艇囊体技术要求。对临近空间高空飞艇囊体材料进行了综合测试和试验分析。最后针对临近空间飞艇囊体研制目前存在的问题,结合囊体测试数据分析,提出了一些建议。

基于三嗪缺电子单元宽带隙聚合物给体材料的合成及光伏性能

降低有机光伏材料成本是实现有机太阳能电池工业化生产迫切需要解决的问题。本研究设计合成了一种结构简单、合成成本低的三嗪基缺电子单元(BTTz),与易于获得的3,3′-二氟联噻吩(DFT)给电子单元共聚,开发了一种新型宽带隙聚合物给体材料聚[(2,6-(3,3′-二氟)二噻吩)-alt-(2,4-双(4-(2-丁基辛基)噻吩-2-基)-6-甲氧基-1,3,5-三嗪)](PDFBTTz)。通过热重分析、紫外-可见吸收光谱法和循环伏安法对其特性进行表征,聚合物PDFBTTz展现出适当的吸收范围(350~600 nm),宽的光学带隙(2.06 eV),以及合适的最高占据分子轨道能级(-5.49 eV)。基于聚合物PDFBTTz优异的光物理性质,选取具有能级匹配和吸收光谱互补的IT-4F作为受体材料,制备的有机太阳能电池器件能量转化效率为3.49%,其开路电压为0.75 V,短路电流密度为10.89 mA·cm^(-2),填充因子为43.36%。上述结果表明BTTz是构筑宽带隙聚合物的有效缺电子单元,同时对该单元进行合理的结构裁剪有望获得更高效的聚合物给体材料。

某大极孔比复合材料壳体结构设计及承压力学特性研究

通过开展某大极孔比固体火箭发动机复合材料壳体结构设计及水压试验研究,探究了其在内压载荷作用下的力学行为。采用CADWind进行缠绕线型规划及铺层设计,实现壳体的高保真有限元建模,根据复合材料渐进损伤原理(特性)分析了壳体承压性能,揭示了壳体大极孔端的失效机理,并通过水压爆破试验验证计算模型的准确性。结果表明,通过CADWind进行线型、铺层设计能有效支撑大极孔比壳体缠绕成型,壳体的铺层厚度、角度输出数据与实物更加吻合,可进一步提高有限元建模精度;其次,基于Hashin失效判据的渐进损伤失效分析方法实现了壳体的破坏位置、失效模式以及爆破压强的准确预测;最终,壳体计算爆破压强20.3 MPa,试验爆压19.5 MPa,计算误差4.6%,筒段应变计算结果与实测值基本吻合。

附有集中质量的飞艇囊体材料动力特性

针对平流层飞艇刚柔一体大型复杂结构系统设计与分析,开展了附有集中质量的飞艇囊体材料动力特性仿真分析研究,将刚度大、质量相对集中的结构零部件简化为集中质量,飞艇囊体简化为双向拉伸的十字形囊体材料试样,分析预张力大小、集中质量的质量和尺寸对囊体材料试样的动力特性影响.结果表明,试样的固有频率随着预张力增大而增大,随着集中质量的质量增大而减小,随着集中质量与试样连接的边长增加而增大;试样的基频与集中质量的高度无关,但第2,3阶频率随着集中质量的高度增加而减小.研究结论为飞艇结构的总体设计与分析以及进一步开展附有集中质量的飞艇囊体材料动力试验提供了理论依据.

固体火箭发动机复合材料壳体铝合金接头失效有限元分析

为研究复合材料壳体卡环连接结构中铝合金接头断裂失效规律,建立了壳体后封头部位的有限元模型,并以某固体发动机壳体为对象进行水压爆破实验。通过三种铝合金接头应力、应变的仿真与实验分析,对比了等效应力准则与最大主应力准则的适用性;通过分析处理以往断裂接头及文中断裂接头的仿真数据,研究了接头发生断裂时最大主应力与材料的延伸率、屈服极限、抗拉极限之间的关系;结合得出的经验公式与有限元仿真,分析了不同铝合金材料、不同尺寸的卡环连接结构断裂时的内压,并与实验结果进行对比。结果表明,数值计算结果与水压实验测量数据的误差在4.9%之内,验证了有限元模型的正确性;相比于等效应力准则,最大主应力准则在判断接头卡环槽的薄弱位置时更加准确,并提炼出接头卡环槽处发生断裂时最大主应力的断裂系数经验公式;通过经验公式并结合有限元仿真得出的铝合金接头断裂时的壳体内压与实验爆破内压的误差分别为4.7%和3.6%,满足工程应用的需要。

复合材料壳体结构损伤演化多尺度表征与强度智能预测进展

随着计算机算力的发展和数值模拟技术的日趋成熟,以跨宏细观参数传递为主的复合材料多尺度表征计算应运而生,得到了世界各国学者和研究人员的关注。本文基于纤维缠绕复合材料壳体结构损伤演化研究,详述了在单向纤维增强复合材料宏观工程弹性常数预测、纤维随机分布代表性体积元高效建模、纤维增强复合材料损伤演化多尺度表征与强度预测、机器学习在纤维增强复合材料领域应用方面的进展。最后,对未来发展趋势进行了预测。

浮空器囊体材料的气密性研究

浮空器产品的一个重要技术指标是囊体气密性。为了对产品实际加工后的囊体材料气密性进行研究,模拟实际加工工况,对Vectran、尼龙、聚酰亚胺三种不同织物为承力层的囊体材料本体揉搓前后及片幅之间连接处的透氦率进行测试,分析了透氦率变化情况。结果表明:囊体材料透氦率随着揉搓次数及热合缝隙面积增加而增大,含外热合条的缝隙处透氦率与本体材料相当。该结果可用于指导囊体材料的选择、产品的加工及整体泄漏量的评估。

高性能有机太阳能电池宽带隙聚合物给体材料研究进展

随着光伏材料的不断革新,有机光伏(OPV)电池的能量转换效率(PCE)已经接近20%,聚合物给体材料与小分子电子受体材料的开发被认为是提升OPV电池PCE的核心。在众多给体材料中,宽带隙聚合物给体材料因出色的光电特性已占据OPV给体材料的主导地位。为了进一步提高OPV的光伏效率,总结并梳理宽带隙聚合物给体材料的分子结构与其光电特性的关联是必要的。首先,本文总结了聚合物给体材料的光学带隙和分子能级的调控方法;其次,探讨并总结了聚合物溶液聚集效应的调控方法以及与光活性层形貌的关联;再次,强调了降低OPV电池的能量损耗重要性,并讨论了降低其能量损耗的方法;再次,针对当前优秀的宽带隙聚合物给体进行总结;最后,讨论了基于宽带隙聚合物给体的非富勒烯OPV电池商业化实现的机遇和挑战。

石墨尾砂制备沿空留巷支护体材料力学分析

目的:为解决矿山开采顶板支护材料的短缺及石墨尾砂大量堆积问题。方法:采用碱激发的手段首次激发矿渣粉煤灰的火山灰活性、石墨尾砂作为骨料,制备沿空留巷支护体材料。试验采用响应面及满意度函数法进行配合比优化。结果:随着用碱量的提高,石墨尾砂沿空留巷支护体材料的抗压强度呈现出先增大后减小的趋势,成本逐渐增大;随着粉/矿的提高,沿空留巷支护体材料的抗压强度逐渐下降,流动性逐渐变好,成本减少;随着骨胶比的增加,沿空留巷支护体材料的抗压强度逐渐降低,成本逐渐降低。质量浓度对沿空留巷支护体材料的影响较小。结论:沿空留巷支护体具有最优目标强度且成本为最小,其最优配比为粉/矿为0.501、骨胶比为3.71、质量浓度为85.1%、用碱量为8%。意义:为提高石墨尾砂的工程实际应用提供试验及理论依据。

平流层飞艇囊体材料老化测试研究概述

基于对国内外有关囊体材料老化测试研究文献的充分调研,综述了囊体材料老化机理、老化试验方法、试验对象的选取、性能影响表征与评价等方面的研究现状,老化后的囊体材料常用形貌表征、拉伸测试、透氦率表征及化学结构表征等4种表征方法。鉴于当前对平流层飞艇囊体老化研究缺乏统一的评价指标,且大多研究在囊体材料老化性能验证方面存在不足,提出了后续研究的手段和方向,为浮空器囊体材料的可靠性测试研究和发展提供参考。

矸石粉煤灰膏体材料特性试验研究

膏体材料常用的原材料包括煤矸石、粉煤灰和水泥胶结材料等,膏体的物理、力学特性与原材料的基本性质密切相关。本文以邢台煤矿矸石和马头电厂粉煤灰为样品,分析了其基本性质。煤矸石中矿物量相对较大的有高岭石、石英、云母、钠长石,粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰。以坍落度为标准,确定了2个配比,测定了其凝结时间、强度、泌水率等参数。结果表明,配比A、B的坍落度值分别为215 mm和202 mm,泌水率分别为3.5%和3.2%。凝结时间分别在4~5 h和5~6 h,均满足膏体泵送和凝固的要求,可根据现场需要选择使用。

粉煤灰膏体采空区充填材料性能影响因素

为了筛选出粉煤灰膏体采空区充填材料,以优良的、物美价廉的粉煤灰与煤矸石为骨料,水泥为胶结料,同时配备一定质量比例的细砂和黄土为粉煤灰膏体充填材料,添加适当的速凝剂以改善粉煤灰膏体的凝结时间。运用正交试验方法,通过改变粉煤灰掺量、煤矸石掺量、水泥掺量、速凝剂以及浆液质量浓度,研究了不同配比粉煤灰膏体充填材料的塌落度、初凝时间和早期与后期抗压强度等性能参数的变化规律。研究表明:本试验条件下粉煤灰膏体充填材料最优配比为粉煤灰∶水泥∶煤矸石∶细沙∶黄土=2∶3∶4∶0.5∶0.5,添加剂为水泥掺量的4%,浆液质量浓度为75%;在本组配比条件下,粉煤灰膏体充填材料的塌落度为205.7mm,初凝时间为4.4h,1d、7d、14d、28d的抗压强度分别为0.879MPa、9.252MPa、11.586MPa、13.479MPa。