MEMS负电晕放电气体传感器

设计并制备了一种基于负电晕放电原理及微机电系统(MEMS)技术的多针-板型气体传感器。研究了电极间距对传感器放电特性的影响,综合考虑起晕电压、信号输出范围及稳定放电范围,优化电极间距为120μm。测试了传感器在体积分数均为6×10^(-4)的乙酸、异丙醇、乙醇和丙酮四种有机气体中的放电特性,传感器对乙酸气体响应最灵敏。测试了传感器在-0.91 kV放电电压下对乙酸气体的敏感特性。结果表明,该传感器对不同体积分数的乙酸气体的响应具有较好的线性关系,对体积分数为10^(-6)的乙酸气体的响应约为0.61 mV,理论检测限(三倍噪声)约为1.2×10^(-5)。传感器对乙酸气体响应灵敏度高、重复性好。

搅拌针端部形状对FSW接头根部金属流动行为的影响

采用不同端部形状的搅拌针对12 mm厚的6061-T4铝合金进行对接焊,观察了匙孔处不同横截面上焊缝形貌,分析了搅拌针端部形状变化对FSW接头根部金属流动行为的影响.结果表明,FSW焊缝区金属沿焊缝厚度方向上的迁移主要受搅拌针表面螺纹影响,而搅拌针端部锥度对接头根部金属的迁移的影响可分为两个方面,一是脱离螺纹作用的金属向下迁移,二是焊核区金属的向上迁移.搅拌针端面直径影响FSW接头未焊透厚度.随搅拌针端面直径增加,搅拌针可焊板材厚度增大.

基于RBFNN-ACO的铝合金搅拌摩擦搭接焊工艺参数优化

采用尖部半螺纹搅拌针进行6151铝合金搅拌摩擦搭接焊试验,并基于径向基神经网络与蚁群算法相结合的方法优化工艺参数,达到改善搭接界面结构特征,进而实现最大化接头承载能力的目的。研究结果表明,当转速、焊速和下压量分别为1504 r/min、207 mm/min和0.12 mm时接头的拉剪载荷最大达5.06 kN/mm,比优化前的最大拉剪载荷提高了6.08%。径向基神经网络与蚁群优化算法相结合的智能方法为优化焊接工艺参数,进一步提高铝合金搅拌摩擦搭接接头强度提供了一种有效途径。

基于硅尖阵列的SF_6传感器制备及特性研究

针对电气设备中SF_6气体泄漏监测的需求,设计制备了基于硅尖阵列的SF_6传感器。完成了基于硅尖阵列的多针-板型负电晕放电气体传感器结构设计,主要包括硅尖阵列负电极、Au平板正电极、绝缘隔离层3部分。利用物理场有限元仿真软件COMSOL分析了针尖高度、针尖距离及电极间距对电场分布的影响,优化了器件结构参数。介绍了硅尖阵列负电极及Au平板正电极的MEMS工艺流程,完成了传感器的封装。搭建了测试系统,在不同湿度条件下测试了器件对0~100 ppm SF_6气体的响应。结果表明,设计制备的基于硅尖阵列的多针-板型电晕放电传感器可用于SF_6气体检测。

搅拌针端部挤压区内塑性金属的流动行为

以0.02mm厚的铜箔作为标示材料、1mm和2mm厚的2024铝合金薄板作为基材,采用不同的叠加方式组成叠层并进行搅拌摩擦焊接(Friction stir welding,FSW)试验,分析搅拌针端部挤压区塑性金属的流动行为及其对焊缝成形的影响。结果表明,在FSW焊接过程中,焊缝上部被塑化的金属不断地沿着搅拌针螺纹旋向往搅拌针端部迁移、长大,形成挤压区。此挤压区由位于搅拌针两侧的扩展区和位于搅拌针端面下方的变形区组成。其中,变形区的金属一部分来自从焊缝上部迁移而来的塑性金属;另一部分来自搅拌针端面下方母材经旋转摩擦作用而发生塑性变形的金属。挤压区塑性金属的流动方式分为轴向挤压迁移、水平摩擦迁移和绕流迁移三种。对厚板进行FSW焊接时,挤压区的塑性金属倾向以绕流迁移方式为主,导致焊缝内部形成疏松区或孔洞型缺陷。

锥销头阀针式热流道喷嘴设计

讨论了针阀式分喷嘴设计,涉及锥销头阀针的锥角、轴向锁紧、阀针直径、浇口痕迹和分喷嘴结构。提出了塑料熔体在针阀式喷嘴的环隙通道里,流率和压力损失的计算方法。

肋端间隙对微针肋热沉流体流动和传热的影响

本文针对微针肋顶端间隙诱导产生的加速流对流体流动和传热的影响,采用计算流体力学(CFD)模拟与分析软件进行了三维数值模拟。模型采用有限体积法离散、SIMPLEC算法进行层流计算。模拟结果表明,不同肋端间隙对针肋内部流体流动和传热特性有重要影响,在本文的模拟条件下,定流量和定泵功下的最优无量纲间隙(助端间隙比肋直径)分别为0:3,0.5。