固废墨泥对非极性三元乙丙橡胶和极性丁腈/氯化聚乙烯橡胶的协效增塑效果

将不同用量墨泥与不同牌号石蜡油和氯化聚乙烯进行配合,重点研究墨泥作为协效增塑剂对三元乙丙橡胶和丁腈/氯化聚乙烯橡胶增塑效果的影响。结果表明,非极性三元乙丙橡胶和极性丁腈/氯化聚乙烯橡胶的物理机械性能和硫化性能随着墨泥用量的增加有一定程度的提高,说明墨泥有软化增塑的作用且增塑效果较好。

生物质材料用于油品泄漏应急处置的研究进展

首次综述了国内外对生物质吸油材料的研究进展,包括天然生物质吸油材料、改性生物质纤维和生物质多孔吸油材料,分析了这3类生物质吸油材料在实际应用中的优缺点,并对生物质吸油材料的未来发展方向进行了展望。

运动波方程的特征有限元数值模拟

推导了运动波方程的特征有限元格式,实现了该方程的特征有限元数值模拟。借助正交试验法,以解析解为参考,分析了一定净雨强、坡长、坡角、Manning糙率条件下,有限元单元尺寸、计算时间步长以及允许误差等因素对数值解误差的影响。分析结果表明,在净雨强均匀分布的情况下,数值解与解析解的误差沿坡顶至坡脚快速减小;最大误差均出现在靠近坡顶边界的节点处;误差受单元尺寸影响最大,而时间步长和允许误差相对较小。

吊具的参数化设计与有限元分析

本文利用PRO/E4.0和ANSYS Workbench 12.0分别对吊具进行参数化设计和有限元分析。根据分析所得的应力分布和形变情况,改良吊具的结构尺寸,最终实现了产品在加工生产前的各项性能优化,确保其在实际作业时满足工作要求。

滚塑工艺对IV型储氢瓶PE-HD内胆性能的影响

针对高压车载大容量IV型储氢气瓶塑料内胆工程化制备需求,研制出140L IV型储氢气瓶高密度聚乙烯(PE-HD)内胆,研究了滚塑成型加热温度及时间、滚塑设备主副轴转速比、冷却方式及时间等工艺参数对PE-HD内胆制品表观、力学性能的影响,结果表明先预热后升温的两段式加热能保证PE-HD粉料充分熔融且不发生高温氧化,制品外观无气泡等缺陷,力学及缺口冲击强度优良;随着主副轴转速比的增加,内胆制品壁厚均匀性及表面气泡问题逐渐改善,但过高的转速比易造成制品局部位置缺料;PE-HD内胆制品的韧性和冲击强度与冷却速率呈正相关,差示扫描量热曲线表明越温和的冷却方式,降温过程时间越长,PE-HD内胆试样的结晶度越大,缓慢的降温过程可以使分子链更充分地排入晶格,促进结晶;先风冷后自然冷的两段式冷却方式能有效防止制品变形,制备的内胆综合性能最佳,其拉伸强度达18.255 MPa,断裂延伸率为486.1%,简支梁缺口冲击强度为13.08 kJ/m^(2),为同类储氢气瓶塑料内胆研制及材料开发提供一定参考。

固体发动机绝热层打磨机器人的工艺参数分析

针对固体火箭发动机绝热层机器人打磨方式存在的打磨均匀性难以保证的问题,分析了现有打磨机器人以及新型打磨作业方式的工艺参数,明确各个工艺参数对打磨质量的影响规律,进而提高发动机燃烧室绝热层打磨的表面质量和均匀性。建立了打磨机器人打磨效果理论模型,基于ANSYS软件分析了影响打磨均匀性的几大要素,包括切削刃圆角、每刀进给量、打磨角度、双刀盘轴向间距以及轴向进给宽度等。分析结果表明,打磨均匀性与切削刃圆角成正相关,与每刀进给量成负相关;打磨角度越小、双刀盘轴向间距越小,打磨均匀性越好;轴向进给宽度为双刀盘间距2倍时打磨效果最好。最后确定了一组最佳打磨参数,经过实际产品打磨,充分验证了这组工艺参数的可行性。

丁腈硫化绝热材料的制备及挥发特性研究

针对丁腈硫化绝热材料中小分子扩散挥发造成固体发动机绝热层鼓包、气孔等问题,通过加热时间、试件厚度和温度对丁腈硫化绝热试件中小分子物质扩散挥发特性的研究。试验结果表明,丁腈硫化绝热材料随着加热时间不断增长,其小分子挥发损失重量不断增加,挥发损失速率不断变小;试验温度越高,小分子挥发损失率越大,达到小分子挥发损失极限的时间越短;水分在丁腈硫化绝热材料小分子挥发损失的总重量中占比约为9.39%。

点火压力下药柱Ⅰ型裂纹扩展仿真研究

裂纹扩展特性是含缺陷发动机药柱结构完整性分析的前提。利用非固有内聚力模型,在有限元方法的基础上结合网格拓扑操作,发展了裂纹扩展仿真方法。以圆管发动机为例,研究了指数型点火压力作用下裂纹扩展的规律。研究结果表明,裂纹张开位移、裂尖横向位置在加载初期增速较大,加载末期增速较缓;随着压力因子绝对值、初始裂纹深度的增加,以及内表面均布裂纹数量的减少,裂纹张开位移会增大;压力因子绝对值越大,点火压力越大,裂纹也越容易提前扩展。初始裂纹深度的增加会在加载初期提前导致裂纹的扩展,在加载的后期,初始裂纹深度的增加反而会延迟裂纹扩展的时间。在加载的后期,尽管裂纹累计扩展次数一致,但裂纹数的增加会导致裂纹张开位移的减小,进而延迟裂纹扩展的时间。

二维纳米成炭剂增强可喷涂聚氨酯基绝热材料的耐烧蚀性能研究

喷涂聚氨酯基弹性体存在易燃、耐烧蚀性能差及耐烧蚀绝热材料用酚醛树脂的小分子挥发等问题。以聚氨酯基喷涂材料为试验对象,设计合成一种二维纳米成炭剂(2d-CA),并应用于聚氨酯基喷涂绝热材料中,开展二维纳米成炭剂对聚氨酯基喷涂绝热材料烧蚀性能的影响规律及其热解过程中气相和凝聚相产物生成规律研究,提出了聚氨酯基喷涂绝热材料的耐烧蚀机制模型,进一步分析了含有2d-CA聚氨酯基喷涂绝热材料烧蚀分解过程及反应机制等。结果表明:聚氨酯基喷涂绝热材料采用二维纳米成炭剂相比传统酚醛树脂,具有更高的热稳定性,700℃下残炭量为17.94%;添加5%含量2d-CA的喷涂聚氨酯基绝热材料,线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.337 mm/s和0.227 g/s,其气相热解产物主要为饱和碳氢烷烃化合物、不饱和烃、CO_(2)和NH3等,其中饱和烷烃含量最高;该材料烧蚀炭层含有高热稳定P—O—C结构,可能是由2d-CA分子自身发生脱水反应或2d-CA与DOP之间发生酯化交联反应形成。

具有双软段的GAP基热塑性弹性体的合成与表征

采用熔融二步法,以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)和聚醚酯为软段,以4,4’-二环己基甲烷基二异氰酸酯(HMDI)为固化剂,以1,4-丁二醇(BDO)、一缩二乙二醇(DEG)为扩链剂,制备具有双软段的含能热塑性弹性体(ETPE),通过傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪、静态热机械分析仪及电子万能试验机对该弹性体进行了结构和性能表征。结果表明,所制备的ETPE具有GAP含能弹性体的特征,聚醚酯的引入使弹性体的玻璃化转变温度(T_(g))降低,T_(g)为-40.1℃,初始热分解温度为226.1℃(质量损失5%时的温度),弹性体具有良好的热稳定性,ETPE的常温拉伸强度为2.6 MPa,拉伸强度有明显的提高,断裂伸长率可达1280%,满足热塑性推进剂对黏合剂技术指标要求。

PET燃气发生剂燃烧性能的研究

采用水下声发射测燃速的方式,考察GFP[2,2-双(乙基二茂铁)丙烷]、RS-1026(乙基二茂铁类衍生物)、Cr_(2)O_(3)(三氧化二铬)3种燃速催化剂对PET(环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚)燃气发生剂燃速、压强指数、点火性能的影响。通过差示扫描量热仪研究上述3种催化剂对PET燃气发生剂中的AP(高氯酸铵)、DHG(二羟基乙二肟)热分解性能的影响,来进一步分析催化剂的影响机理。结果表明:GFP、RS-1026、Cr_(2)O_(3)3种燃速催化剂都有利于AP分解反应的发生;GFP、RS-1026有利于DHG分解反应的发生。在3~10 MPa,GFP降低压强指数效果最好,且随GFP用量增加,燃速逐渐增加,压强指数逐渐降低。

微观参量表征RDX含量对非均质单基发射药力学性能的影响

为了用界面微观参量表征非均质发射药宏观力学性能,对黑索今(RDX)含量为0%(即粘结剂基体),10%,20%,30%,35%的单基发射药在-40,20,50℃下进行抗压性能、抗冲击性能实验研究,并测试了20,30,40,50℃粘结剂基体接触角,进而测算出粘结剂基体的表面能,粘结剂基体与RDX的界面能,最终定义表征宏观力学性能的微观参量——单位质量RDX与粘结剂基体界面粘附能(Ed),并将Ed与对应含量RDX发射药的力学性能参数(屈服应力σ,体积变形冲击功D)由方程y=a+be-x/t拟合。发现拟Ed与σ和D呈指数衰减函数关系,拟合结果与宏观性能测试结果一致,两者结果均为:随着RDX含量的增加,Ed减小,且屈服应力和体积变形冲击功均增大。表明可用微观参量表征单基发射药的宏观力学性能。

立式捏合机桨叶型面设计与优化

针对现有立式捏合机桨叶设计的缺陷,依据立式捏合机的捏合原理和运动特性,分析和评价了现有空心桨叶的建模过程,提出了空心桨叶捏合面新的建模方法。仿真分析表明,修正后的空心桨叶捏合范围增加了约31.5%。以实心桨非捏合面为例,根据桨叶的力学性能、运动特性和加工要求,找出了非捏合面的建模区域,对非捏合面轮廓进行了重新设计,并进行了圆弧化处理。仿真分析表明,在不削弱桨叶刚度的情况下,使其桨叶最大应力减少约20%。将新的设计方法应用到桨叶设计过程中,对桨叶的混合性能和力学性能有较大改善。

多层双锥液固逆流浸洗塔颗粒停留时间分布研究

针对石油钻井钻屑污染物治理的需要,开发了具有新颖结构的多层双锥液固逆流浸洗塔,整体上具有液固两相多级逆流传质浓度分布特征,级内呈现液固流态化良好的混合传递特性.采用脉冲示踪法进行了颗粒停留时间分布实验研究,结果显示多釜串联模型符合其结构与流动混合特征,以理论级数N作为模型参数可以很好地表达颗粒物性及操作参数对过程的影响.在研究范围内,内径100 mm的24层双锥塔理论级数在6.11～11.0,随液固比增大而增大、随颗粒粒径增大而减小的趋势.该塔在理论级数6.93的操作条件下连续逆流浸洗,钻屑平均停留时间4.23 min、残留COD浓度77 mg·L-1,与6级间歇逆流平衡浸洗钻屑残留COD浓度56 mg·L-1的实验结果相近,为多釜串联模型用于多层双锥塔浸洗传质模型研究与过程放大提供了实验依据.

球扁药药型尺寸对内弹道性能的影响

以5.8mm枪为射击平台,通过经典内弹道模型理论计算出弧厚不同的几种球扁药理想混装时的最大膛压及初速,并通过靶场实验测试出实际弧厚不均一的球扁药混装时的初速.理论计算结果表明:5.8mm枪的初速及最大膛压均随着球扁药弧厚的增加有所降低;单一尺寸球扁药中混装其他尺寸量越多,最大膛压及初速变化量越大;混装方式较单一尺寸装药,最大膛压及初速跳动减小.靶场实验结果与理论计算结果相一致,球扁药过筛尺寸均匀后,初速跳差明显降低.因此,应改进球扁药生产工艺或装药方式,提高弹道一致性.

国产低导热PAN基碳纤维制备及其在绝热材料的应用

为拓展碳纤维在绝热材料领域的应用,将实验室自制原丝通过低温炭化工艺制备得到了低导热聚丙烯腈(PAN)基碳纤维,分析了该碳纤维的化学组成、微观结构、表面形貌、热性能和力学性能等;并制备了低导热碳纤维增强酚醛树脂橡胶基绝热材料,探讨其热性能和烧蚀性能的变化规律和影响因素。结果表明,采用低温炭化,碳纤维的碳元素含量和结晶度相对较低,导致其热性能和力学性能较差,其中热导率最大可比MT300碳纤维降低46.9%,但有利于绝热材料的制备。炭化温度为900℃时,碳纤维绝热材料的热导率比MT300碳纤维绝热材料降低23.4%,线烧蚀率提高39.5%。该材料的制备工艺及关键性能参数可为国产碳纤维在固体火箭发动机内热防护领域的应用提供借鉴和参考。

含RDX单基发射药表面能的实验研究

鉴于物体的表面性能对物体的物性有很大的影响,采用接触角测量法研究了不同的温度下RDX含量对单基发射药表面能的影响。实验结果表明,单基发射药的表面能随RDX含量的增加而减小,随温度的升高而降低。

碳钢表面硅烷膜的制备及其防腐性能研究

以1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷和乙烯基三甲氧基硅烷为原料,通过共水解缩合法制得复合硅烷处理剂,其在碳钢表面可覆盖形成具有致密结构的硅烷膜。测试结果表明该硅烷膜明显提升了碳钢的耐酸、耐碱、耐盐腐蚀性能;在硅烷膜上继续涂覆氟硅封护涂料可进一步提高耐腐蚀性能。经该硅烷膜/氟硅封护涂层处理的碳钢样品在干湿老化360 h后的腐蚀面积仅为2.08%,在1 mol/L的H2SO4、NaOH、Na Cl水溶液中测得的腐蚀电流密度分别为4.12×10^(-7)、4.12×10^(-7)、1.05×10-9m A/cm2。

无人机液压系统遥测数据误差分析研究

无人机机载液压系统关键部位液体进出口压力数据采集和分析,对航空无人机飞行过程中的飞行状态及安全监测起着举足轻重的作用。通过检测传感器从液压系统采集压力数据,并利用电流信号将关键部位压力数据进行转换存储。在采集及转换过程中,由于元器件自身误差及测量方法的缺陷等原因,数据结果往往包含人为或环境的影响而产生的误差。针对此问题,结合误差理论与实际工程,通过软硬件滤波方法、硬件改善等方法逐步减小测量数据中的误差。通过实验表明:测试系统采集数据稳定可靠,数据误差也得到改善。

废弃火药在工业炸药中的再利用研究进展

介绍了废弃发射药及固体推进剂在工业炸药中的资源化利用技术,概述了含火药的粉状炸药、浆状炸药、乳化炸药、铵油炸药及灌注型炸药的爆轰性能,分析了各类炸药的工艺生产、使用及安全环保等特点。粉碎后的火药颗粒(Φ≤5 mm)可用于制备粉状炸药,也可利用现有的工业炸药生产工艺,将火药作为敏化剂加入浆状炸药、乳化炸药/乳化基质中,或将大颗粒火药直接与铵油炸药混合。这些方法工艺简单,且火药的加入有利于提高炸药的爆轰性能。尤其是含火药颗粒的灌注炸药生产工艺更简单、安全性更高,避免了火药粉碎工艺,废弃火药的再利用率高,而且炸药的爆轰性能优良,爆速大于6000 m/s,用作震源药柱或露天炸药等具有良好的应用前景。国内已成功地将废弃发射药再利用于工业炸药中,取得了良好的效益。借鉴国内外的研究成果,结合工业炸药的发展趋势,目前应重点进行废弃复合固体推进剂的应用研究。