相变材料微胶囊的研究进展

为进一步提高能源利用率,满足当今社会对可持续能源的迫切需求,首先,列举了相变材料微胶囊的芯材和壁材的分类及其选择原则;其次,分析总结了相变材料微胶囊不同制备技术的国内外最新研究进展,重点对比归纳了物理法、化学法以及物理化学法等制备技术的原理、特点及其适用范围;然后,综述了相变材料微胶囊在纺织、医疗、建筑、能源等领域的应用进展并分析总结国内外最新相关研究;最后,针对相变材料微胶囊在生产制备和实际应用中的关键问题,提出其潜在解决方案和优先发展方向,以推进相变材料微胶囊不断向绿色化、多功能化方向深入发展。

钢复合结构压力容器技术

对压力容器设计提出了一种技术先进的多功能壳和长远发展根本要求的新理念 ,并介绍了钢复合结构压力容器技术的四项新的专利技术发展体系。钢复合结构压力容器技术是一种国际创新的 ,涵盖各种高、中、低压 ,应用范围广阔的压力容器新技术。其主要特点是具抑爆抗爆、简化制造、分散缺陷和可实现经济可靠的在线安全状态自动监控等多功能壳特性 ,可降低制造成本 30 %～ 5 0 %。

功能梯度压电材料壳体热残余应力

功能梯度压电材料结构成型冷却后会出现热残余现象,影响结构强度。借鉴复合材料层合结构的研究方法,将功能梯度压电材料球壳和圆柱壳沿厚度分为若干层,各层视为均匀材料,根据层间连续条件导出递推关系,得到显式的力—电—热多场耦合热残余解。统一了多层功能梯度压电材料壳体和连续功能梯度压电材料壳体热残余解。对于前者,其解为精确解;对于后者,其解为渐近解,随层数增加而收敛于精确解。其解也适用于功能梯度压电材料涂层。该方法对材料性能的变化方式(函数)没有要求,适应性强。并讨论影响热残余应力和界面强度的因素,球壳因双曲率的影响,热残余应力显著大于柱壳。

球壳与柱壳之功能梯度压电涂层的热效应分析

针对以球壳和圆柱壳为基体的功能梯度压电涂层,由多场耦合控制方程和层间连续条件导出递推关系,建立了显式的力-电-热多场耦合解。对于多层功能梯度压电涂层,此解为精确解;对于连续功能梯度压电涂层,可将涂层分为若干层,只要层数取得足够大,所得的近似解将收敛于精确解。研究表明:压电效应对基体的应力影响可以忽略,但对涂层的应力影响非常显著;增加层数并不能有效降低最大应力,但增加层数可显著减小相邻层层间周向应力的突变幅度,减小层间应力集中;然而涂层与基体之间的界面径向应力却随层数的增大而使界面强度弱化。

多功能剧院音乐反射罩的设计与应用

当剧院兼用大型交响乐、室内乐或合唱音乐演出时,舞台上必须增设音乐反射罩,既有助于将乐队演奏声返送至听众席和平衡乐队演出,也可改善观众厅内的音质。音乐反射罩是多功能剧院舞台工艺的重要设施之一。主要介绍音乐反射罩的六个工程应用实例,并对增设乐罩前后观众厅的实测结果作分析总结。对比舞台上增设乐罩前后观众厅音质参量混响时间、早期衰变时间、明晰度和声场力度的变化,发现舞台增设乐罩后,显著降低了舞台空间和观众厅空间的耦合作用,两者形成一个整体使观众厅有效声学容积增大。由于乐罩对低频声能的吸收,低频混响时间不但没有提升,反而略有下降。单就混响时间的频率特性而言,增设乐罩的多功能剧院与专业音乐厅仍存在较大的差距。增设乐罩后,观众厅内明晰度降低,而声场力度得到了较大的提升。

航天器点阵夹层圆柱壳构型多学科优化设计

针对航天器结构承载、密封及轻量化设计等苛刻设计要求,基于四面体结构的微观单胞构型,研究双层点阵夹层圆柱壳结构的单目标及多目标优化设计。优化模型以点阵夹层圆柱壳结构中的上中下板面的厚度、间距以及单胞内杆件的半径作为设计变量,在单目标优化中,以结构的质量为目标函数,获得合理的单胞分布;在多目标优化中,以最小热传导系数、最大化一阶屈曲载荷、屈服强度为目标进行优化,获得多学科优化问题的Pareto前沿。基于双层四面体点阵结构的多目标优化,给出了用于描述最小应力、最小质量、最小传热的最优解集。

光敏性多元核-壳微球絮凝剂的制备

以Stber法制备的单分散SiO_2为核,采用溶胶-凝胶、界面沉积和表面活性剂模板法制备了多元核-壳结构微球SiO_2@TiO_2-Ag@SiO_2,利用FTIR、SEM、XRD、UV-Vis漫反射、N2吸附-脱附、XPS对其结构和形貌进行了表征。考察了SiO_2@TiO_2-Ag@SiO_2微球对亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)溶液的脱色性能。结果显示:微球粒径约为600 nm,微球平均孔径、比表面积分别为2.00 nm、72.73 m2/g;受最外层SiO_2影响,XRD未观察到锐钛矿相TiO_2的特征衍射峰;紫外可见漫反射光谱证实,SiO_2@TiO_2-Ag@SiO_2在365 nm处有吸收。在模拟太阳光照射100 min下,SiO_2@TiO_2-Ag@SiO_2微球对MB的光催化脱色率为97.6%;自然光下,对MO的絮凝沉淀时间为40min,脱色率达99.7%。

基于生物复合材料的双曲面分段式壳体展馆

生物复合材料由于成本低、可再生和对环境友好的特性,在建筑中获得了新颖又广泛的应用。通过一对一的双曲面、参数化设计形成的分段式壳体,来展示生物材料在承重结构中的应用。这种结构由轻质的单向弯曲木和生物复合材料组成,其中,木质纤维基核心由长木纤维以单板形式加固。进一步探讨了高3.6m,面积55m^2的展馆的建造技术以及生物复合材料应用的可能性。