3D打印工艺参数对PLA/PTW共混物力学性能影响的研究

采用3D打印中的熔融沉积成型(FDM)工艺制备了聚乳酸/乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PLA/PTW),通过单因素实验探究了3D打印工艺参数(喷头温度、打印平台温度和打印速度)对PLA/PTW共混物力学性能的影响,并在此基础上设计了三因素三水平正交实验,优化了3D打印的工艺参数。结果表明,共混物的冲击强度和拉伸强度均随喷头温度的增加呈现先上升后下降、均随打印平台温度的增加而增加、均随打印速度的增加出现下降的趋势。各工艺参数对PLA/PTW共混物综合力学性能的影响从大到小依次为:喷头温度、打印速度、打印平台温度,且当喷头温度为210℃、打印平台温度为80℃以及打印速度为40 mm/s时,打印出的PLA/PTW共混物的综合力学性能最佳。

碳纤维增强树脂基复合材料的层间颗粒增韧技术研究进展

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有高强高模的优点,被广泛应用于汽车、体育、船舶、航空航天等领域,达到了材料轻量化的要求。目前使用较多的树脂基体以环氧树脂(EP)等热固性树脂为代表,普遍存在脆性大、韧性差的问题,导致复合材料层合板容易在层间发生开裂。层间增韧是一种有效的增韧方式,它可以在不改变基体树脂粘度的情况下对特定区域进行增韧,提高材料的断裂韧性。本文介绍了层间断裂模式并总结了层间断裂韧性(ILFT)测试的数据处理方法,总结了聚合物颗粒与无机纳米颗粒(主要是碳纳米管)的颗粒种类、增韧机制、引入方式,并主要通过层间断裂韧性评价了各种颗粒的增韧效果。

老化原油单独处理工艺技术研究

通过对老化原油物性分析,研究老化原油的影响因素,在此基础上进行高效破乳剂的筛选,通过热化学沉降实验,静态和动态脱水实验,完成老化原油处理装置的研制。开展现场流程设计以及现场试验,对老化原油进行单独处理,最终取得了良好的效果。

先进复合材料制造过程仿真技术研究现状

复合材料的广泛应用是航空航天领域的重要趋势,优异的材料特性使其需求日益增长。然而,随着新材料的不断涌现及构件结构形式复杂化,带来制造成本不断提升,阻碍了复合材料的应用发展进程。目前,利用制造过程仿真技术提升复合材料制造水平并降低制造成本是行之有效的重要途径。梳理了复合材料结构功能设计仿真技术,从力学性能、几何结构、特殊功能3个方面分析了仿真设计技术的发展动态;总结了材料成型过程中的力热特性及成型变形预测控制仿真方法;分析了材料去除过程中的切削界面力热状态、材料损伤过程及不同加工工艺带来的损伤差异。最后,从复合材料本构模型及损伤理论、复合材料成型过程影响因素、性能参数数据库、陶瓷基复合材料成型仿真、复合材料表面质量评价标准、制造过程仿真计算效率等方面给出了建议。

人工振动采油增产工艺技术研究

人工振动采油工艺技术是通过地面可调频振源进行一定频率的振动，产生振动波，在油层发生一系列的波动效应，达到增产增注的目的。介绍了人工振动采油工艺技术的机理研究内容及方法、振动伤害研究内容及方法和结论、振动增产技术推荐作法（包括振动参数的确定、区块选择原则、效果评价方法、振源位置确定方法等）。叙述了人工振动采油工艺现场应用情况，并对增产效果进行了评价，得出结论。

充填防砂工艺技术设计规范研究

目前采油二厂充填防砂工艺应用的行业标准由于制定时间早,稠油热采井底部逆向充填技术革新应用,缺少充填依据规范,需要完善。为了进一步提高采油二厂细粉砂防砂开采效果,在出砂粒度中值、防砂工艺现状等分析基础上,对现有防砂工艺改进、完善,优选充填口位置,优选配套充填砾石及防砂管规格,优化施工参数,并补充完善相关技术规范。结合现场应用情况及防砂完井后油井产量进行分析,表明依据充填防砂技术规范设计施工,可以获得较好的防砂效果和经济效益。

热轧H型钢不同冷却方式的温度场研究及优化

轧后对H型钢进行控制冷却,既能提高强度,又可以节约能源。为了改善热轧H型钢轧后冷却温度场,采用有限元数值模拟不同控冷工艺下的热轧H型钢温度场,并通过差别冷却方式获得相对均匀的温度场。结果表明,针对性地对H型钢圆角加强冷却后,H型钢断面整体温度分布比较均匀,6 s冷却后,腹板和圆角的温差小于45℃。

复合材料包装箱结构轻量化设计仿真技术研究

目的针对复合材料结构包装箱进行轻量化设计,使其在内压及堆码工况下,结构强度能够满足使用要求。方法针对局部非主承力位置进行改进,利用ABAQUS软件对包装箱的内压和堆码工况进行数值仿真分析,其中载荷工况安全系数均为1.5。结果包装箱理论质量减少了64 kg,减少比例约为5.4%。最大载荷应力为344 MPa,变形量为4.69 mm,均满足使用要求。结论包装箱结构轻量化后,在内压工况下各结构应力水平均有小幅上升,在堆码工况下各结构应力水平无明显变化,综上均处于安全范围,不会导致结构破坏。优化后的产品,实现了轻量化效果,理论证明结构改进安全可靠。可为国内类似复合材料包装箱轻量化结构改进提供数据支撑。

碳纤维表面改性及其对热塑性复合材料界面性能影响的研究进展

基于复合材料界面作用机制,系统总结了碳纤维表面改性方法,分别讨论了不同碳纤维改性处理方法对热塑性复合材料界面性能的影响及相关研究进展。碳纤维表面进行改性处理是增强热塑性复合材料界面结合强度的有效途径。最后对碳纤维表面改性方法的未来发展方向进行了展望。

光热双响应形状记忆聚氨酯/炭黑纳米复合材料的制备及性能研究

选用聚己内酯为预聚物,炭黑(CB)纳米颗粒作为光响应功能性填料,通过溶液聚合制备了一种光热双响应形状记忆聚氨酯(SMPU)/CB纳米复合材料。利用IR、SEM、DSC和DMA对其结构、形貌、热学性能和形状记忆性能进行表征。研究结果表明,SMPU/CB纳米复合材料展示出优异的形状记忆性能,其形状固定率和形状回复率均在97%以上。此外,由于CB的光热效应,SMPU/CB纳米复合材料在红外光的照射下具有快的响应速度及大的弯曲变形角度,在航空航天、智能驱动等领域具有潜在的应用前景。

热处理工艺对Al-Si-Mg-Cu合金微观组织和力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和万能拉伸试验机等研究了固溶温度、固溶时间、时效温度以及时效时间等工艺参数对Al-Si-Mg-Cu合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,固溶温度由500℃升高至545℃时,合金的共晶硅尺寸逐渐减小,545℃时共晶硅平均尺寸达到最小,超过550℃合金会发生部分过烧现象;固溶温度为545℃时,固溶时间由2 h增加至16 h,共晶硅尺寸随着固溶时间增加先减小后增大,固溶时间为12 h时,共晶硅的平均尺寸最小;时效处理后合金的硬度显著提升,时效温度由155℃升高至185℃时,峰值时效时间从8 h减少至4 h,在175℃时效时合金的峰值硬度最高;155℃时效时合金的组织中仅观察到β″相,在高于155℃峰值时效时组织中均观察到β″相与θ′相,实现了双析出相强化,175℃峰值时效时合金的抗拉强度可达365 MPa,但断后伸长率下降至2.1%。综合考虑合金的强度和韧性,合适的热处理工艺为545℃×12 h+165℃×8 h。

功能梯度复合材料的制备及隔热性能模拟研究

基于航空航天热防护技术对多功能隔热材料的需求,制备了由力学缓冲层、高温隔热层和核心隔热层构成的功能梯度复合材料,材料应力适应性强、耐温性高、隔热性能优异。通过模拟计算的方法对复合材料的隔热性能进行研究,结果表明,30mm厚的复合材料在1000℃、1000s的热载荷下隔热性能优异,各功能层厚度影响复合材料的传热背温。随着力学缓冲层/高温隔热层相对厚度的增大,复合材料背温和核心隔热层热面温度均增大,由于核心隔热层耐温极限的限制,力学缓冲层厚度最大为12mm,此时复合材料背温为26.10℃。力学缓冲层/核心隔热层、高温隔热层/核心隔热层相对厚度增大时,复合材料背温增大,核心隔热层热面温度减小,力学缓冲层的厚度最小为6mm,此时复合材料背温为20.21℃,高温隔热层的厚度最小为10mm,此时复合材料背温为22.58℃。

直写型3D打印制备SiOC基气凝胶及其隔热性能研究

以甲基三甲氧基硅烷与乙烯基三乙氧基硅烷为原料,添加SiO_(2)气凝胶粉体,共同水解混合制备SiOC溶胶浆料,采用直写型3D打印和常压干燥制备SiOC基气凝胶,对其微观形貌、隔热及力学性能进行了探究。结果表明,该材料具有较低密度及收缩率,热导率为0.03665W/(m·K)。采用TEOS溶胶-凝胶法对其填充修饰后,热导率有效降低至0.017W/(m·K),抗压强度提高至1.87MPa。TEOS填充形成的SiO_(2)气凝胶填充了3D打印SiOC基气凝胶的宏观孔洞和内部的微米孔结构,有效降低了气相传热途径,从而提高了隔热性能。

CCF800S/8210双马来酰亚胺树脂基复合材料固化工艺参数与耐热性能的关系

采用热分析方法研究了CCF800S/8210双马来酰亚胺树脂基复合材料的固化工艺参数与耐热性能的关系。结果表明,在250℃以内,随着固化温度的增加,CCF800S/8210双马来酰亚胺树脂基复合材料的耐热性能提高,玻璃化转变温度从310℃提高到350℃。进一步考察了该复合材料在室温和250℃时的力学性能,发现在250℃下力学性能保持率大于51%。因此,该双马来酰亚胺树脂基复合材料体系作为结构材料在航天航空领域有着潜在的应用价值。

含LaPO_(4)界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基透波复合材料的制备和性能研究

氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料具有力学性能好、高温抗氧化、耐腐蚀、介电性能优异等特点,可用做于天线罩耐高温透波功能材料。以氧化铝纤维为增强体,以氧化铝浆料、莫来石溶胶为基体,磷酸镧作为界面层材料,制备出了氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料,并对复合材料在室温以及1200℃的拉伸强度进行表征,同时通过扫描电镜观察其破坏规律。结果表明:引入LaPO_(4)界面相的复合材料,室温下的拉伸强度为148.3MPa,1200℃下的拉伸强度为129.6MPa,与无界面相复合材料拉伸强度相比分别提高了20.1%和24.9%。无界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料断口平整,呈现脆性断裂,存在LaPO_(4)界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料断口有大量纤维拔出,表现出韧性断裂特征。含有LaPO_(4)界面的复合材料在10GHz、常温下介电常数均值为5.77,介电损耗为0.0018。在1300℃下材料的介电常数均值为6.18,介电损耗为0.0020。相对于常温条件,介电常数和介电损耗的变化率分别为7.10%和11.1%,满足变化率小于15%的要求,有望用于透波复合材料领域。

APP-MCA-CFA三元复配阻燃体系改性环氧树脂基玻璃纤维复合材料及性能研究

首次以聚磷酸铵(APP)为酸源和主阻燃剂,以高氮含量的三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为气源,以大分子型三嗪成炭剂(CFA)为炭源,组成APP-MCA-CFA三元复配阻燃剂体系。将其用于环氧树脂体系的阻燃改性,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧等级、锥形量热、扫描电镜(SEM)、热失重分析(TG)和动态力学分析(DMA)等实验分析了它们之间的协同效应。结果表明:与单独使用APP阻燃剂相比,三元复配阻燃剂体系(20%APP-5%MCA-5%CFA,均为质量分数)表现出显著的协同阻燃效应,LOI值提升至62.0%,热释放速率峰值(PHRR)降低至401kW/m^(2),总热释放量(THR)下降至37.3MW/m^(2)。成炭分析结果表明,APP-MCA-CFA三元复配阻燃剂体系的引入使环氧树脂在高温下形成孔洞直径约5μm的形貌均一且规整的微米级膨胀炭层。DMA实验表明MCA和CFA可以通过粒子表面的胺基参与环氧固化反应,提高环氧固化交联密度,在一定程度抵消APP阻燃剂粉体加入导致的环氧机械性能下降。APP-MCA-CFA三元复配阻燃体系可用于环氧树脂基玻璃纤维复合材料的阻燃改性,垂直燃烧等级提升至UL-94 V0级,LOI值提升至66.3%。该研究为开发综合性能优异的阻燃环氧树脂基复合体系提供了一种简单易行的途径。

天线罩针刺织物根部结构设计及材料性能研究

针对耐高温天线罩对根部强度及根部材料与金属连接件热膨胀系数匹配性的特殊要求,设计了多种针刺结构石英纤维天线罩织物,并在罩体根部引入氧化铝纤维,系统研究了罩体根部材料的性能情况。结果表明适当降低网毡含量可以提升材料的拉伸性能,但材料的层间剪切强度会有所下降,压缩强度在网毡含量较低的情况下也有所降低。通过在根部引入氧化铝纤维,罩体根部的热膨胀系数有明显提升,但材料的高温拉伸强度随氧化铝纤维含量的增加呈先下降后上升的趋势。文中对相关工艺及材料性能研究为耐高温天线罩的设计提供了参考。

钢筋控制冷却装备的工艺技术设计与计算

本文阐述了采用轧后湍流快速冷却工艺处理钢筋的工艺技术。介绍了“805—1”型湍流喷嘴冷却系统的技术特色,并讨论了关于工艺参数及棒材控制冷却过程中温度场的计算。

不同等离子渗氮工艺对渗层性能的影响

对两种高温合金钢25Cr2Ni2MoCoVMA 钢和25Cr3Mo2NiWVNb 钢进行了研究,以探究不同等离子渗氮工艺对渗层性能的影响规律。结果表明: 影响渗氮效果的主要因素为温度,温度主要影响氮原子的扩散速率,高的扩散速率有利于氮原子向内扩散,但不利于在表面形成高硬度氮化物;渗氮时间增加,随距表面的距离增加,渗氮层的硬度值下降趋势呈现先增大后减小的规律;氮氢比例对渗氮层的硬度梯度和深度硬度影响不大,在低温情况下,氮气含量更高一些对渗氮有利;渗氮电压和压强对渗层的硬度无明显影响效果,适当的电压和压强可以保证等离子放电正常;等离子渗氮后的试样沿轴向和横截面方向渗层的均匀性较好,厚度最大偏差≤±0.04mm。

大型工业厂房水电暖通建设工程施工全过程安装难题攻关及工艺技术探究

近年来,大型工业厂房水电暖通建设工程施工问题得到了业内的广泛关注,研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述,分析了暖通空调系统安装设计面临的难题,并结合相关实践经验,分别从空调系统的设计负荷的合理计算,以及空调系统的安装等多个角度与方面,对该课题展开了研究,阐述了个人对此的几点看法与认识,望有助于相关工作的实践。