石墨烯增强铝基可溶球座研制与性能评价

为了解决水平井多级投球滑套球座在钻除过程中存在的钻除效率低、钻除不彻底影响作业工具重入等问题,研制了石墨烯增强铝基复合材料用于制备滑套可溶球座。利用石墨烯及碳化硅陶瓷颗粒增强铝合金,结合粉末冶金方法,制备得到石墨烯增强铝基复合材料,其具有高强度、高硬度和在盐水环境下实现自行快速溶解等特点,屈服强度达469 MPa,表面硬度达170 HBW。采用石墨烯增强铝基复合材料加工的可溶球座,经砂比30%的含砂压裂液在排量4 m^(3)/min条件下冲蚀26 h后,仍然具备密封承压能力,质量仅减少2.1%;在温度90℃、质量分数4%的KCl溶液中浸泡32.5 h后能够完全溶解。现场试验表明,石墨烯增强铝基可溶球座满足多级滑套压裂大排量、高砂比和长时间作业要求,压裂后能在井下液体环境下自行溶解实现井筒全通径。研制的石墨烯增强铝基可溶球座为储层二次改造提供了清洁、安全的井筒条件。

基于泡沫铝复合结构的汽车座椅横梁填充设计与优化

汽车的座椅横梁在碰撞事故中起着保障乘客生存空间的重要作用,对其进行填充优化设计可以有效地提高车辆的安全性能。基于泡沫铝材料高比吸能与轻质的特点,设计了三组泡沫铝与薄壁钢管组成的复合结构,将其填充到汽车的座椅横梁中。通过对座椅横梁填充结构三点弯曲与轴向压缩的有限元模拟,研究了其抗弯曲与抗压缩性能,并对填充方案进行了优化。结果表明,填充座椅横梁的承弯和轴压承载性能相较于原件分别提升了193.6%和241.4%,并通过模拟车辆侧面碰撞证明了填充座椅横梁提高车辆耐撞性能的有效性。

地铁双人座椅设计及其有限元实验分析

以地铁双人座椅设计为例,将人机工程学参数设计和有限元分析结合起来,对铝合金座椅和不锈钢座椅进行对比研究。根据人机工程学原理设计座椅参数,通过CATIA建立三维模型;再利用ANSYS软件分别对铝合金座椅和不锈钢座椅进行有限元分析;最后,对两种分析结果对比得出结论。利用人机工程学原理确定座椅靠背高度为268 mm,座深为420 mm,靠背与座面夹角为105°。通过静力学分析得出铝合金座椅和不锈钢座椅在受到载荷后最大应力分别达到198.56 MPa和201.651 MPa,通过模态分析得到座椅模型前20阶振型图。通过有限元分析,验证了人机工程学设计座椅参数的可行性;计算出铝合金座椅安全系数高于不锈钢座椅,得出铝合金是座椅材料更好选择的结论。

基于正交试验的铝合金发火座铸造工艺优化及分析

运用Anycasting软件并采用正交试验的方法对铝合金发火座的浇注温度、浇注速度和模具预热温度进行了优化。分析了不同条件下合金的充填和凝固,预测了缩松、缩孔的位置及大小。结果得出,在浇注温度630℃、浇注速度40 mm/s、模具预热温度220℃时,铝合金发火座的缩松、缩孔缺陷最小。

动车组客室座椅椅腿开裂试验研究

针对某型动车组客室座椅椅腿开裂问题,通过普查发现,座椅椅腿开裂数量虽然较多,但开裂形式基本一致。根据普查结果,对开裂椅腿的断口、座椅强度、所处环境等进行了多项性能分析与模拟试验。结果发现,清洗剂具有腐蚀作用,椅腿表面涂层耐腐蚀性能较差,座椅椅腿开裂属于高强度铝合金的应力腐蚀开裂。根据试验结果,提出了改善使用环境、增强表面防护处理等优化措施。

可降解材料的性能表征及在压裂领域中的应用

目前,可降解材料已成功应用于生物医药、环保材料等领域.随着油田开发技术的不断发展,可降解材料也逐步引入.采用压铸及固溶技术对熔炼后成分为Mg-8Al-0.7Zn-0.25Mn-1.0Ce的镁铝合金进行处理,获得了长度1 000 mm、直径120 mm的可溶金属棒.利用OM、XRD和HV-10000显微硬度计分析了该可溶材料的组织结构及硬度分布特征,结果表明,该可溶金属材料组织均匀无缺陷,主要由α-Mg和β-Mg17Al12等物相组成,平均晶粒度<72μm,显微硬度>80 HV0.2.测试结果表明,该可溶材料的抗拉强度接近335 MPa,,断后延伸率为15%,在120℃、1%KCl条件下,该类材料在96小时内可实现完全溶解.经现场应用验证,经表面包覆处理后的该类材料能够满足可溶金属球技术领域的应用需求.

热处理工艺对汽车座椅用铝合金力学性能的影响

以ZL101A合金为主体材料,Si和Mg作为主要添加元素,制备了汽车用新型铝合金材料。研究了热处理工艺对汽车用铝合金材料组织和力学性能的影响。结果表明:545℃固溶处理10 h后,再在135℃时效处理5 h的铝合金能够达到最佳性能,抗拉强度为324.26 MPa、硬度值为98.26 HRB、伸长率为14.47%。在固溶和时效处理过程中,铝合金偏析变得均匀,S相和θ相数量得到增加,有利于铝合金力学性能的提高。

汽车铝活塞销座缩松缺陷的消除

部分汽车铝活塞的销座下方被设计的非常厚大,成为孤立的热节,往往容易出现缩松缺陷,缩松严重的将影响铝活塞销座的强度,从而削弱其承载能力。对厚大销座铝活塞在销座下方部位缩松产生的原因以及解决方法进行了详细的研究探讨,在不改变产品结构、基本不增加材料消耗甚至减少消耗的前提下,通过对铸件局部结构的铸造工艺进行创新性的改进,从而彻底地消除了该缺陷。

基于CFD的分体式燃烧器的试验研究

为了缩短燃气灶研发周期,降低研发成本,进一步提高燃气灶的性能,以分体式多点直喷燃烧器为研究对象,以甲烷为燃料,研究了分气盘铝座的结构对燃烧器内部流场的影响。模拟结果表明,这种分体式多点直喷的燃烧器的性能与铝座的深度,及二次空气补充通道有关,其最佳结构为偏心矩形,且铝座深度为11 mm时。

带不同顶底连接件高强螺栓连接铝合金梁柱节点抗震性能研究

为研究高强螺栓连接铝合金框架梁柱节点的抗震性能,对带双腹板角型连接件的顶底角型件连接节点(节点SL)、顶底T形件连接节点(节点ST)、顶底加肋角型件连接节点(节点SC)进行循环加载试验研究,分析节点的滞回特性、刚度退化、承载能力及耗能能力等。结果表明:三类节点变形性能良好,最大层间位移角均超过0.03 rad,满足美国规范FEMA 350的延性设计要求;节点SL和节点ST的延性系数均大于3.0,破坏形态为连接件发生断裂,二者在保证充分耗能后应按连接件的极限承载力进行设计;节点SC发生梁端净截面破坏前累积耗能良好;节点SL的初始刚度最小,节点ST和SC与节点SL相比,初始刚度分别提高了36.7%和77.4%。利用有限元软件对试验进行模拟分析,二者结果吻合较好,验证了有限元模型的准确性及可靠性。

动车风机电机机座感应加热工艺研究

通过对动车风机电机机座感应加热工艺进行研究与试验,并与传统热风循环烘箱加热工艺进行对比,表明了感应加热技术可在确保机座与定子装配质量的前提下,提升生产效率降低生产成本,改善作业环境,更适合电机装配批量化生产。

上海轨道交通01A02型列车拖车抗侧滚扭杆底座区域延寿改造

上海轨道交通1号线01A02型列车拖车是1992年设计生产的,目前已接近设计使用寿命。自2015年来多次发现该车型拖车车体裂纹,其中抗侧滚扭杆底座区域裂纹数量最多。为满足新造动车与原拖车同期报废需求,需对该车型拖车进行延寿改造。介绍了补强改造方案,并分2种工况校核了补强改造后的抗侧滚扭杆底座的疲劳强度。若要使原车体薄弱部位得到补强,延长使用寿命,且考虑到铝合金材质的焊接特性,必须在补强方案中尽量规避对铝合金材料的二次甚至三次焊接作业,所以采用铆接方式替代原焊接方式能够有效避免铝合金材料的强度因焊接施工而大幅下降。疲劳强度校核结果表明,通过预制件替代原抗侧滚扭杆底座,并通过铆接方式将预制件与车体进行连接,满足该车体区域内的强度要求。

铝合金缸盖在导管阀座压装中的变形与对策

针对铝合金气缸盖的变形,建立描述导管阀座压装过程中缸盖变形的参数,并分析压装前后参数的变化和变形的影响,着重考虑从工艺过程的安排和依靠NC程序进行补偿等措施来解决缸盖变形的问题,减轻缸盖变形造成的尺寸超差等不良后果。

平网磁棒印花机5040型网框升降装置

本文阐述了一种平网磁棒印花机5040型网框升降装置的结构及工作原理,并将其装置与以往装置作了对比。

某铝质高速巡逻艇舰炮基座支撑结构形式研究

舰炮基座及其支撑结构作为舰炮武器系统的载体,是关键的受力部件。本文以某铝质高速巡逻艇为例,通过有限元计算的方法,研究不同形式的支撑结构对舰炮基座区域结构强度、刚度及固有频率的影响。研究结果,对后续铝合金舰炮基座支撑结构的设计具有一定的参考作用。

高速动车组用超厚度车钩座板的焊接工艺研究

文章以高速动车组的超厚度车钩座板部件的焊接为例,选用84 mm厚度的6082-T4状态的母材材料,进行超厚度铝合金材料的焊接工艺研究。采用搅拌摩擦焊的方法进行焊接,焊接完成后进行人工时效热处理,通过无损检测、拉伸试验、弯曲试验、硬度试验、宏观金相组织分析、微观金相组织分析的试验方法,进行超厚度车钩座板焊接接头性能的研究。结果表明,所述工艺的超厚板铝合金焊接接头具有良好性能和组织。焊接接头强度平均值为218.45 MPa,达到母材强度的70%,拉伸断口全貌呈纤维状,韧性良好;弯曲180°无缺陷,具备良好的弯曲性能;焊缝金相组织熔合良好,无孔洞、夹杂等内部缺陷;焊缝各层的水平硬度分布均为“W”形,硬度最低值均出现在热影响区,焊核区硬度较高,但仍低于母材;在焊缝厚度方面,上表面层的硬度高于中间层,焊核区各层硬度分布差异大,中心的硬度明显低于外侧的硬度。

基于AnyCasting的铝合金座椅骨架挤压铸造工艺优化

以某车辆铝合金座椅骨架为研究对象,设计其挤压铸造工艺方案,运用AnyCasting软件对铸件的挤压铸造充型、凝固过程进行模拟,预判缩孔、缩松缺陷的发生部位,分析缺陷原因。采用局部增压与建立补缩通道技术优化方案,消除了缩孔、缩松缺陷。研究表明,对铸件厚大部位反向局部增压,当增压压力为100 MPa,增压时间为0.5s时,局部增压效果理想。应用优化方案生产铸件,得到铸件质量良好,无明显缺陷,铸态下铸件的抗拉强度达到271 MPa,伸长率达6.52%,符合标准要求。

2024铝合金航空座椅支承零件等温模锻成形研究

采用Deform-3D有限元软件及等温模锻试验对2024铝合金航空座椅支承零件的成形过程进行了模拟与试验研究,并且分别对等温模锻件和热轧板机加工零件的组织和性能进行了对比研究。结果表明,在420℃、锻压速度为1.5 mm·s-1、保压时间为1.5~2 min的锻造工艺参数条件下,2024铝合金航空座椅支承零件锻造成形的最大锻压力为12700 k N,锻件成形金属流动顺利。在本文的工艺条件下试制锻造了多件2024铝合金航空座椅支承件,测试分析结果表明,通过等温模锻制造的航空座椅支承零件较热轧板机加工零件强度提高11.4%,最高的强度为508 MPa,且不同方向力学性能的差异小于3%。