边缘空气层薄膜体声波谐振器的设计与制备

压电薄膜存在固有的对压电效应的非线性迟滞响应,并且声波有向边缘传播的横波分量,二者都会产生声波的能量损耗。该文设计了一种具有边缘空气层结构的单晶氮化铝薄膜体声波谐振器,可以减小非线性迟滞的机电损耗并阻止横波能量泄露,提高谐振器的品质因数。使用COMSOL对设计的器件进行有限元模拟仿真,并成功制备出具有边缘空气层结构的谐振器进行测试验证。

开放/封闭空气层下水分对阻燃织物热防护性能的影响

为了研究不同种类空气层下水分对消防服用织物热防护性能的影响,基于TPP值测试装置,构建了开放和封闭式空气层,分别从内和从外润湿织物,在不同种类空气层下测试含水织物的TPP值。结果表明:当外层润湿时,开放和封闭空气层促进了水分对热防护性能的积极影响;当内层润湿时,封闭空气层下织物的TPP值先减少后增加,在润湿水平为15%时达到最小值,而开放空气层下,织物TPP值则随润湿水平的增加而增加;外层润湿时防水透气层能有效阻挡水蒸气到达传感器,对热防护性发挥重要作用,而内层润湿时防水透气层则不利于水蒸气向外层转移,对热防护性有消极影响,但开放空气层下此消极影响不明显,TPP值有大幅度增加。

空气层结构芳纶棉针织物设计与性能研究

为了推进本质阻燃芳纶1313纤维的应用市场,提升芳纶1313纤维织物舒适性,采用芳纶1313纤维纱线与棉纤维纱线按照一定比例搭配,以罗纹空气层组织结构为主,设计两横列、四横列、六横列空气层织物组织,在12针/25.4 mm手摇横机上编织试样。重点对3种织物的阻燃性、顶压耐用性、透气性、透湿性、隔热性、悬垂性进行测试与分析。结果表明:70.00%芳纶1313、30.00%棉纤维含量的3种罗纹空气层结构的织物阻燃效果可以满足消防服舒适层面料要求,六横列罗纹空气层结构织物综合性能最好。

空气层高度对罗纹空气层织物性能的影响

为了研究空气层高度对罗纹空气层织物性能的影响,本文在12G横机上设计编织了不同空气层高度的罗纹空气层类织物,并测试和分析了空气层高度对织物保暖性、透气性、悬垂性和顶破强力的影响。结果表明:空气层高度对罗纹空气层类织物的性能影响较大,空气层高度为两横列时织物的保暖性和强力最好,透气性和悬垂性最差,可用于秋冬季外衣的设计。

具有开放衣下空气层的织物系统水汽传递性能

在M 261型织物透湿性能测试仪的基础上设计和搭建辅助装置,实现了对具有开放的衣下空气层的织物系统的水汽传递性能的测试。利用该装置对8种织物进行了衣下空气层厚度分别为4、8、12、16 mm和20 mm时织物系统的水汽传递性能测试。结果表明:在风速为0.03 m s的条件下,在一定范围内,织物系统的水汽传递率随着衣下空气层厚度的增大而增大;衣下空气层厚度为4 mm时,织物系统的水汽传递率低于织物的透湿率;衣下空气层厚度为16 mm时,对于普通织物,织物系统的水汽传递率达到最大,比织物的透湿率高29.3%;衣下空气层厚度为20 mm时,对于防水透湿织物,织物系统的水汽传递率达到最大,与普通织物相比,织物系统的水汽传递率几乎没有差异。

聚乙烯醇纳米纤维膜/罗纹空气层织物复合吸声材料的制备及其性能

为探究针织物基复合吸声材料在降低噪声方面的可应用性,通过制备聚乙烯醇纳米纤维膜与罗纹空气层织物复合材料,研究其吸声及其它基本性能,采用正交试验法对影响材料声学性能的因素进行分析,通过对实验数据进行极差分析,探究该材料可用于吸声的最佳参数。结果表明:复合材料吸声性能的影响因素从大到小依次为:覆膜情况、密度盘刻度、纱线种类;当密度盘刻度为2、毛/腈(50/50)混纺纱覆膜的情况下,复合材料的吸声效果达到最佳,平均吸声系数高于0.3,可用作吸声材料;聚乙烯醇纳米纤维膜的增加对织物吸声性能有很大改善;织物的吸声系数随着织物密度的增加而提高。

中空玻璃空气层厚度对传热系数的影响对比分析

中空玻璃的节能性能是建筑节能的关键部分,为了得到常规两玻一腔中空玻璃最佳空气层厚度,取民用建筑和家装常用的两种不同玻璃厚度的中空玻璃,使用紫外可见近红外分光光度计和傅立叶变换红外光谱仪分别对所选取的试验样品在250~2500 nm波长范围的光谱透射率、反射率,2500~25000 nm波长范围的远红外反射率进行测定,通过变换中空玻璃中间空气层厚度,计算出不同空气层厚度下中空玻璃稳态U值(传热系数)的变化曲线,从而得出随着中空玻璃空气间隔层厚度的增加,中空玻璃稳态U值先大幅度减小后略微增大,后趋于平稳。综合考虑经济效益等因素,两玻一腔中空玻璃空气层为15 mm时节能、经济效益最好。

功能性纬编空气层织物生产实践

纬编空气层织物具有三明治结构,在中间层形成空气夹层和大量的孔隙,在服用纺织品中具有广泛的应用。针对目前消费者对服用织物在功能性方面的要求不断提升,本研究采用石墨烯复合纤维、涤纶、氨纶作为原料按照一定比例进行工艺设计,在国产大圆机上进行试织空气层织物,并对试织样品进行热湿舒适性和功能性测试。结果表明:试织的功能性纬编空气层织物外观质量优良,空气层厚度为1.9 mm,具有较好的保暖性、透气性和透湿性,同时具有一定的远红外性能和持久优良的抗菌性能。

基于Geomagic软件的燃烧假人衣下空气层特征提取

根据织物热防护性能研究过程中对衣下空气层厚度测量的要求,提出了一种新方法,通过三维人体扫描设备获得的裸体仿生假人和着装仿生假人的点云数据,利用逆向工程软件Geomagic Qualify实现快速建模,通过3-D比较直观显示仿生假人全身的衣下空气层分布,并计算每个热传感器对应的衣下空气层厚度大小。利用此方法可测量出穿着不同号型服装的假人全身的衣下空气层分布情况,方便分析因服装材料和服装号型不同导致的衣下空气层厚度对服装热防护性能的影响。

开放/封闭空气层对阻燃织物热防护性能的影响

为探究衣下空气层间的传热方式对阻燃织物外观性能和阻燃织物系统传热机制的影响,基于热防护性能(TPP)实验装置,构建开放式和封闭式空气层以模拟实际着装时“服装-人体皮肤”的空间关系。利用彩色图像处理方法对比热暴露前后的织物外观和热收缩情况,从能量传递、TPP值和二级烧伤时间角度评估“织物-空气层”系统的传热特性和热防护性能。结果表明:空气层的介入会降低热传递效率,进而提升阻燃织物的热防护性能,但会加速织物老化,加剧织物热收缩;当打开空气层与周围环境热量交换的通路时,空气层间热量的流动路径变复杂,且织物的热防护性能进一步提升。

消防服衣下空气层热传递机制研究进展

空气层热湿传递机制的研究不仅可为更加准确的实验室热防护性能测试提供指导,也可提高消防服热湿传递数值模拟的精确度。在阐述了热防护性能测试中空气层的作用以及空气层热传递机制和空气层热传递模型的研究现状的基础上,分析了服装与人体之间空气层微气候的特征,从热传导、对流换热和辐射换热3个方面总结了空气层的热传递机制,提出不同条件下空气层传热模型建立的基本思路,并对未来消防服衣下空气层热传递机制的研究动向作出了预测。

封闭空气层热阻的理论解

从空气层传热机理出发，求得了空气层热阻的理论解，在理论上证明了空气层存在最大热阻的特性。

风速与步速对服装表面空气层热阻的影响

从服装舒适性角度出发,以服装热舒适性的研究为入口,着重分析风速与步速对服装表面空气层热阻的影响,给出服装的热阻与风速及步速的关系公式。在设定的环境条件下,通过人体假人进行测试,验证公式的预测性和实用性,并找出裸态人体表面空气层热阻和着装后服装表面空气层热阻之间的差异。服装的热阻,以服装的表面为分界线,分为基本热阻与着装人体服装外表面边界空气层的热阻。实验结果表明:风速、行走速度会使服装外表面空气层的热阻减小。

壳聚糖干湿纺中的空气层工艺研究

采用干湿法纺丝制备了壳聚糖纤维以期改善纤维强度。对纺丝流程中空气层的工艺作用进行了详细讨论,研究结果表明:空气层的存在和喷头拉伸比对提高纤维强度起着重要的作用。在喷头拉伸比大于1的情况下,原液细流在空气层中得到轴向拉伸,加大了初生纤维的取向度,所以纤维强度得到加强。纤维截面的SEM电镜照片也证实干湿纺纤维的结构比湿纺纤维密实。

空气层及织物层数对通过纺织品热量损失的影响

由热量通过纺织品传递的基本规律入手 ,建立了描述热量通过纺织品传递的理论模型 ,利用有限元分析方法完成了相应的理论计算 ,并通过实验对理论分析结果进行验证。分析过程中针对纯棉织物 ,由织物外层表面温度及一定时间内总的热量损失等入手 ,从理论及实验 2个方面阐述了织物层数、人体与织物之间的空气层、织物间空气层在不同的环境温度下对热量传递的影响。

我国少数民族服男装整体和局部衣下空气层分布

实验选取了具有代表性的19套来自19个少数民族的传统男装,根据款式特点将这些服装分成6组,采用非接触式三维人体扫描技术和Geomagic软件测试并分析了服装整体及局部衣下空气层,探讨了服装衣下空气层的差异及变化趋势,服装整体和局部衣下空气层厚度与体积之间的关系。结果表明:服装局部衣下空气层的分布不均匀,躯干下部的衣下空气层厚度和体积大于躯干上部;四肢的衣下空气层厚度和体积较大;腿部的衣下空气层厚度和体积最大,小腿处的衣下空气层厚度和体积均大于大腿。

海底大地电磁场二维正演TE模式空气层选取

在对比空气和海水介质中不同频率电磁波的穿透深度差别的基础上,根据大地电磁场二维正演理论及算法编写了海洋大地电磁场二维正演程序,并验证程序的正确性.对比相同地质条件下,含空气层与不含空气层模型的TE模式正演响应结果,发现薄海水层完全可以取代空气层,使TE模式下海水面上的电场和磁场分量接近于一个常数.研究同时也得到了一些其他结果.

空气层对高速三体船连接桥砰击压力峰值影响二维仿真研究

利用LS-DYNA仿真软件研究了高速三体船连桥结构的砰击问题,建立了二维有限元模型,对高速三体船结构以不同的速度进行等速入水的情况进行了计算。研究发现,存在于高速三体船主船体和辅船体与水之间的空气层充当了缓冲垫,大大减小了连接桥的砰击压力峰值。通过对压力峰值与速度平方比值的无量纲系数的回归分析,发现该系数随着入水速度的增加成二次指数递减趋势;其次是假想不存在空气层进行仿真计算,与考虑空气层的计算进行比较分析,量化空气层对高速三体船连接桥砰击压力峰值的影响,并得出随着砰击速度的增加,空气层对压力峰值影响逐渐变小。

燃烧假人衣下空气层的三维现场扫描测量与表征

为准确获取燃烧假人测试中防火服热暴露前后衣下空气层厚度及其分布,提出一种基于三维现场扫描的测量和表征方法。利用Kinect深度相机,通过在燃烧假人室内构建扫描平台,现场获得假人裸体及着装状态点云数据;基于Geomagic逆向工程软件进行三维建模、对齐和比较,并通过实现假人表面传感器在三维空间的准确定位,快速有效地表征衣下空气层厚度及分布。经验证发现:即使是相同的服装每次穿着后衣下空气层分布也存在较大差异;背部区域热暴露前后空气层厚度平均变异系数分别达到46%、35%。结果表明,以往异地扫描获得的数据难以准确反映燃烧测试时的真实状态,现场扫描更有利于准确分析因服装材料、规格、高温收缩等因素导致的衣下空气层变化对热防护性能的影响。

孔底空气间隔装药空气层最佳比例确定方法

针对某露天煤矿生产爆破中存在的振动过大的问题,引入孔底空气间隔装药技术,为了确定最佳空气层比例,运用非线性动力分析软件LS-DYNA分别对耦合装药、孔底空气层比例10%和孔底空气层比例20%台阶爆破进行数值模拟,最大主应力时程曲线表明间隔装药可以有效地降低应力峰值并延长爆破荷载作用时间,通过减振率结合最大主应力法分析,得出适合该工况的最佳空气比例为20%,扩充了轴向间隔装药最佳空气层比例确定方法。