壁板类复合材料零件成型质量缺陷工艺改进

本文以解决航空产品中常见的壁板类复合材料零件在制造过程中存在的质量缺陷为出发点,研究了多种工艺方法手段,优化了包括0°纤维制备及填充方法、工装结构、热隔膜预成型工艺、胶膜及预浸料的固化工艺等技术。通过对工艺方法的一系列改进,验证原材料树脂的流动度,改善了零件内部分层、空隙和脱粘等一系列壁板制造过程中的缺陷问题及零件表面质量。最终,达到了提高复合材料壁板制造质量,符合检测要求,满足装配使用需求的目的。

基于扩展有限元法的钢桥面横隔板弧形切口疲劳裂纹扩展特性研究

为了解正变异性钢桥面板横隔板弧形切口疲劳开裂的规律,以某跨径350 m的独塔单跨钢箱梁自锚式悬索桥为背景,基于扩展有限元法建立纵肋-横隔板弧形切口多尺度裂纹扩展数值模型,求解弧形切口在轮载作用下的应力强度因子,分析轮载-热残余应力耦合作用下的疲劳裂纹扩展形态和特性。结果表明:当顺桥向车轮作用于弧形切口正上方时,应力强度因子急剧增大,基于该响应曲线可以识别疲劳荷载模型的轴组,但无法识别轴组内的单轴。弧形切口切向热残余拉应力峰值达到341.1 MPa,使得轮载作用下的压应力幅转换为拉应力幅,裂纹扩展方向与实桥疲劳裂纹的扩展形态基本吻合。由于弧形切口处于复杂的三维变形状态,以面内变形为主,因而弧形切口为Ⅰ型断裂主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合裂纹扩展模式,裂纹扩展速率与应力强度因子幅均随着裂纹扩展呈现出先增大后减小的趋势。

锂电池隔膜安全性能及测试方法研究进展与展望

锂电池隔膜作为锂电池的重要组成部分,对锂电池的安全性及稳定性至关重要,但随着锂电池的应用范围不断增加,锂电池火灾的数量不断增加,造成重大财产损失。而目前锂电池的改进研究多集中于工艺角度,缺乏锂电池隔膜的安全性研究。针对这种情况,本文从锂电池火灾、碰撞挤压、穿刺等事故特点入手,对锂离子电池隔膜的安全性能影响因素、隔膜改性研究现状以及性能测试方法进行了阐述。基于锂电池事故现状对隔膜的安全性能测试方法提出改进意见,可为未来锂电池隔膜的发展方向及热失控安全测试提供借鉴。

双曲率复合材料帽型加筋壁板自动化制造技术研究

具有大开口窗框、帽型长桁双扭曲爬坡结构特征的双曲率复合材料帽型加筋壁板是中后机身段曲率变化最大的部位。通过试验件制造开展了原材料智能仓储物流系统、自动铺丝和铺丝轨迹规划、自动铺带和热隔膜自动化成型帽型筋条、筋条定位、柔夹数控加工工艺性研究,文章验证了双曲率复合材料帽型加筋壁板的自动化制造技术的可行性。研究表明,双曲率复合材料帽型加筋壁板自动化制造技术能满足材料工艺要求和验收技术条件要求。

70MPa加氢站用隔膜压缩机二级缸盖热应力分析

高压氢气压缩机是加氢站核心装置之一,其结构可靠性是保障加氢站安全的关键。基于70 MPa加氢站用隔膜压缩机的二级缸盖建立热力耦合模型,利用有限元分析温度对缸盖应力的影响。模拟结果表明缸盖最大应力所在位置在排气通道;自然冷却时最大应力比不考虑热应力时提高了104.3%,平均应力提高了86.7%,可见热应力影响显著;若对缸盖进行强制冷却,相应的最大应力可降低14.2%,而平均应力增加了23.3%,但依然在许用应力范围内。因此对缸盖进行强制冷却可以成为缓解热应力影响的方案之一。

汽轮机隔板强度有限元法及其应用

建立了以板－梁－板为隔板计算模型的隔板强度有限元计算方法．用有间隙的弹性接触有限元法考虑了隔板非线性支撑边界，同时考虑了板的热弯曲．程序使用了八节点厚板等参元划分隔板，用三节点扭梁单元划分隔板静叶．同时，提出了计算隔板热弯曲的方法，计算了隔板温度挠度；建立了隔板模化方法；对有加强筋隔板和中分面有剖分叶片的隔板结构进行了详细的模化；编制了适合上述情况的自动剖分网格程序．应用该方法，计算了３例隔板的挠度和应力，并与厂方提供的实验值进行比较。

电容薄膜规热流逸效应修正方法研究

利用N2、He、Ar三种气体对三只电容薄膜规(CDG)在10-2Pa～102Pa的热流逸效应进行了研究,对实验数据进行拟合,得到每种气体在热流逸效应产生区间CDG示值压强的拟合公式,并用实验验证了公式的准确性。对实验数据和拟合公式的分析表明,CDG的校准因子在较高压强(>102Pa)下,趋近于一个与气体种类和校准室温度无关的极限值;在较低压强(<10-2Pa)下,趋近于一个与气体种类无关,与校准室温度有关的极限值;在这两者之间的压强范围,校准因子与气体的种类和校准室温度呈复杂的函数关系。

钢箱梁横隔板-U肋交接处割焊残余应力分析

为研究钢箱梁正交异性桥面板横隔板与U肋交接处的残余应力分布规律,采用Abaqus有限元软件模拟横隔板的热切割和焊接过程,分析横隔板与U肋交接处热残余应力的分布特征,探讨切割速度和焊接速度对横隔板弧形切口处残余应力的影响。结果表明:横隔板弧形切口处产生切向残余拉应力,其值超过钢材屈服强度;焊接在横隔板与U肋焊接区局部范围引起沿焊缝方向的残余拉应力,且焊缝尾端的应力集中更为明显;弧形切口残余应力区宽度随切割速度的增加而减小,残余拉应力随焊接速度的增加而增大;选用较快的横隔板切割速度和较慢的焊接速度可减小弧形切口处残余应力分布宽度和应力值。

深基坑多层水平支撑温度应力的简化计算方法

假设墙后土体服从Winkler地基模型,地下连续墙变形采用一端固定、多点支承的矩形板模型,同时假定温度变化引起围护体变形较小并在竖向呈线性分布,在考虑支撑—连续墙—土协调变形的基础上,建立了深基坑中多层水平支撑温度应力的一个简化计算方法.编制了计算程序,探讨了连续墙厚度对支撑温度应力的影响,并将计算结果与实测数据进行了对比,结果表明:墙体厚度越厚,支撑温度应力越大,温度变化对支撑轴力具有较显著的影响.

离合器膜片弹簧热-结构耦合分析

为分析离合器膜片弹簧在工作温度下的热-结构耦合特性,首先建立了膜片弹簧的热传递模型,确定了膜片弹簧的热边界条件。然后利用ANSYS有限元软件建立了膜片弹簧和压盘有限元模型,并分析了膜片弹簧在不同压盘温度条件下的稳态温度场、热应力分布和热变形。最后研究了膜片弹簧在工作温度下的载荷-变形特性。结果表明:温升使膜片弹簧最大压应力降低,工作载荷减小,最大分离力增大,离合器摩擦片磨损寿命降低。

正交异性钢桥面板横隔板弧形切口切割残余应力分析

为分析正交异性钢桥面板横隔板弧形切口处残余应力分布特征,研究其疲劳易裂原因,以佛山平胜大桥为背景,采用Abaqus有限元软件建立横隔板切割模型,模拟横隔板切割成型过程,探究横隔板切割温度、应力演变规律及残余应力分布特点。结果表明:热切割产生的残余应力主要集中于切割线附近;横隔板弧形切口弧段中部横向残余应力达288.2 MPa,而自由边易开裂处横向残余应力较低,纵向残余拉应力峰值为373.4 MPa;横隔板内距切割自由边14.5 mm处不仅有较高的纵向残余拉应力,且横向残余拉应力峰值达199.3 MPa。热切割在自由边产生较高的残余拉应力,在轮载联合作用下产生的拉应力循环是导致其形成初始疲劳裂纹的原因之一,对弧形切口的疲劳寿命有重要影响。

离合器膜片弹簧热-结构耦合疲劳寿命分析

分析了汽车离合器膜片弹簧疲劳破坏的原因,依据机械零件疲劳强度理论,综合考虑了零件尺寸、应力集中、表面加工等影响因素,修正了膜片弹簧的S-N曲线。利用有限元方法分别对膜片弹簧进行静结构和热-结构耦合变形应力分析,找到了疲劳破坏参考点的位置,并结合相应的S-N曲线,得到了参考点的疲劳寿命。仿真结果表明:膜片弹簧内径下表面与分离指过度圆弧切点处是疲劳破坏的根源;工作温度对膜片弹簧的变形应力具有重要影响,并且降低膜片弹簧的使用寿命。

回收板房材料用于建筑外墙外保温技术研究与应用

研究将回收的废旧板房材料用于外墙外保温的技术,推行"绿色、可持续发展"的设计理念。针对板房材料用于外墙外保温对原房屋结构的受力性能和保温性能的改善进行研究,进一步以地震灾区某户2层砖混结构安置房为样板房工程,实现了废旧板房材料用于外墙外保温应用,并总结分析板房材料用于外墙外保温的设计及施工要点,可为进一步制定相关规程和实际工程应用提供参考。

基于有限元法的微车离合器温度场的研究

根据微车离合器热量产生的根源,运用瞬态热和序贯热-应力耦合的分析方法,详细介绍了摩擦片及压盘温度场的有限元法的研究思路。

SiC压阻式压力传感器感应膜片热-结构耦合分析

通过小挠度理论对感应膜片进行了应力与挠度计算,采用ANSYS仿真验证了碳化硅(Si C)压阻式压力传感器感应膜片的性能,并进行了膜片的对比选型与分析。对感应膜片进行了热-结构耦合分析,对比分析了感应膜片在不同温度场下的应力分布情况,确定了压敏电阻的布置位置,并对不同温度场下施加不同的压力载荷时感应膜片的应力场与电压输出进行了仿真分析。研究结果表明:高温环境下传感器的输入(压力)-输出(电压)呈线性关系,且输出电压随温度升高而降低,这对压阻式高温压力传感器感应膜片的设计具有一定的指导意义。

含有导流挡板膜片式换热器换热特性研究

本文对含导流挡板的膜片式换热器换热特性进行研究。采用Fluent软件研究新风进风温度和速度对换热器的换热效率、传热速率等影响。研究表明换热效率仅与新风进风速度有关。进风速度是换热器的传热速率的主要影响因素。在本文研究条件下,速度从0.8 m/s增加到2 m/s,换热效率下降22.5%。新风进风温度为38℃,速度为2 m/s时,每层通道的传热速率达到15.6 W。新风进风温度为30℃,速度为0.8 m/s时,每层通道的传热速率仅为4.3 W。研究表明,新风气流通过换热器后速度越大压降越大,新风进风速度为0.85 m/s时,换热效率可达81%,因此,适当降低新风进风速度,可获得更好的热回收效果。

地连墙换热对其土压力影响的离心模型试验

以地铁车站以及围护结构中常用的地下连续墙作为研究对象,对砂土地基中地下连续墙的热响应进行离心机模型试验,探究在温度变化条件下周围土体压力的变化情况。在50g离心加速场内模拟地埋管换热升温,对模型中的温度和土压力进行了监测,得到了温度和土压力随时间变化的关系曲线,并由此分析得到了在地源热泵系统运行时由于温度的变化对地下连续墙周围土体压力带来的影响。试验结果表明:模型在升温状态下,土压力值有着明显增大的趋势,并且被动土压力的增量明显大于主动土压力的增量。在温差相近的情况下,土压力的增量沿深度方向呈增长的趋势。

能源地下连续墙温度应力的离心模型试验研究

为研究能源地下连续墙在换热过程中温度应力的变化及其对结构物的影响,通过离心机模型模拟地下连续墙在砂土地基中的换热过程。在50g的离心加速场内模拟地下连续墙对砂土地基的传热升温,并对砂土地基中的温度场及地下连续墙体应变进行了监测,计算得到墙体所受温度应力。试验结果表明:能源地下连续墙的砂土地基温度场分布与空间有关,温度的差异是能源地下连续墙上温度应力产生的主要原因。随着埋深的增加,模型受到的约束作用越强,其温度应力也越大,即实际中埋深越深的地下连续墙受到的温度应力越大。在温差相近的条件下,地下连续墙开挖侧的温度应力沿埋深方向上的增幅明显大于未开挖侧。

太原地铁深基坑温度效应有限元分析

依托太原地铁中心街西站基坑工程,采用MIDAS/GTS有限元分析软件,研究温度变化对地铁深基坑地下连续墙水平位移及支撑轴力的影响规律,在此基础上通过正交试验法进一步分析了地下连续墙插入比、支撑水平间距、地下连续墙厚及预应力4因素对支撑轴力温变率的变化规律及影响程度。结果表明:升降温地下连续墙水平位移变形趋势基本相似,温度改变对墙顶水平位移影响最大,墙身位移则随深度的增加逐步减小;支撑轴力随温度改变呈线性变化,第3道支撑的温度敏感性大于前两道,受温度的影响最大;支撑水平间距对轴力温变率的影响最显著,其次是地下连续墙厚。

基于建筑布局的航站楼建筑蒙皮热工效应研究

应用FLUENT对某机场航站楼的蒙皮热工效应进行研究。比较分析在不同布局条件下,背景风速时的航站楼附近气流的压力场和速度场、建筑蒙皮结构的对流换热系数、建筑蒙皮热工效应。根据得出的航站楼周围的特征风速,计算不同布局时建筑的蒙皮热工效应系数,结果发现,相对其他布局方式,对称辐射式建筑有较明显的蒙皮热工效应节能效果,约为4.2%。