一种民航应急化学氧气发生器轻量化设计

本文针对民航飞机应急救生使用的化学氧气发生器,提出4条轻量化减重措施。对支持国产民机机载设备制造,提升民航飞机零部件国产化率起到促进作用。如付诸现实将产生单一型号产品未来20年总产值预计为9100万元,年均产值约455万元的经济效益。

冲击作用下CL⁃20/HMX 共晶力‐热‐化学耦合响应的动力学模拟

为分析CL-20/HMX共晶和HMX冲击波感度接近的机理,采用反应分子动力学方法(ReaxFF-MD),探讨了有无缺陷CL-20/HMX共晶在冲击加载下的力-热结构变化和初始化学反应,通过动量镜原理与最大压缩点吸收波阵面相结合方式,分析了快速结构响应和随后缓慢化学反应过程。结果表明,冲击加载无缺陷CL-20、HMX和CL-20/HMX共晶时,CL-20的分解速度比HMX快,CL-20/HMX共晶的分解速度与HMX接近;与沿CL-20/HMX共晶[111]晶向加载相比,沿[100]晶向分解更快,这与CL-20和HMX分子层的交替排布及滑移等因素有关。以2 km·s-1的质点速度沿[100]晶向冲击加载含Φ20 nm孔洞的CL-20/HMX共晶时,孔洞周围结构没有产生射流现象,而是粘塑性收缩过程。孔洞塌缩形成的高温高压条件和结构上的粘塑性变形有效促使CL-20和HMX分子发生快速分解,孔洞塌缩新热点的形成进一步增强了冲击加载过程。

民航飞机固体化学氧气发生器发展现状分析

在民航飞机的飞行过程中,氧气供应是必不可少的,因此,民航飞机通常都会安装氧气系统来满足飞机的供养需求。固体化学氧气发生器是民航飞机氧气系统中最为关键的一部分,由于固体化学氧气发生器的技术难度较高,我国目前尚无法实现独立生产,而这也给国产民航飞机的发展带来了很大的困难。为此,本文对民航飞机固体化学氧气发生器进行了介绍,并对其发展现状展开了探讨。

微纳核壳结构DAP-4@TATB的制备及安全性能研究

为了改善三元晶体钙钛矿结构DAP-4{(H_(2) dabco)[NH 4(ClO_(4))_(3)],dabco=三乙烯二胺,triethylenediamine}的机械刺激安全,利用溶剂蒸发法,研究了修饰剂氟橡胶F2602质量分数对DAP-4表面包覆影响规律;在此基础上,通过包覆不同质量分数的纳米1,3,5三氨基2,4,6三硝基苯(1,3,5-triamine-2,4,6-trinitrobenzene,TATB),制备了微纳核壳结构DAP-4@TATB。利用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、X射线衍射仪(X-Ray Diffraction,XRD)及差示扫描热分析(Differential Scanning Calorimetry,DSC)对制备的微纳核壳结构DAP-4@TATB的晶体形貌、结构及热性能进行了表征。此外,对微纳核壳结构DAP-4@TATB感度进行了测试分析,并进行了燃烧性能测试。结果表明,氟橡胶质量分数对DAP-4表面修饰效果影响较大,当选用质量分数为5%的F2602氟橡胶时,橡胶可完全、均匀地修饰在DAP-4表面,且DAP-4晶体结构不变。当纳米TATB质量分数为15%时,TATB颗粒可以将DAP-4/F2602复合物颗粒完全包覆且包覆均匀,相较于DAP-4原料,微纳核壳结构DAP-4@TATB热分解温度提高了5.3℃,撞击感度H 50从8.75 cm增至33.50 cm,摩擦感度百分数从100%下降到40%,静电火花感度最小点燃能量由260.19 mJ增至3262.61 mJ。此外,随着纳米TATB质量分数从5%增至20%,微纳核壳结构DAP-4@TATB热安全性提高,撞击感度、静电火花感度和摩擦感度均呈降低趋势。

不同温度下PYX在3种溶剂中的结晶形貌预测

本文应用分子动力学模拟方法,模拟了2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡啶(PYX)在真空中的晶体形貌。通过计算溶剂和晶面之间的相互作用能,修正了附着能,模拟出5种温度条件下PYX在3种溶剂(二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP))中的晶体形貌。结果表明:PYX在真空条件下主要显露的3个晶面分别是(0 1 1)晶面、(1 0 1)晶面、(1 1 0)晶面,总面积占比为95.975%,PYX在真空中的晶体形貌是较为规整的多面体,纵横比为1.388。PYX各晶面与3种不同溶剂的相互作用能差异较大,导致各晶面修正附着能的差异较大,而且不同温度对晶面能量的影响也较显著,导致形貌各不相同。其中,298 K时NMP溶剂的作用和418 K时DMF溶剂的作用,均促使PYX呈现出类球体,纵横比分别是1.311和1.322,为制备PYX球晶提供方向。

A公司气体发生器生产线平衡率分析与改善

生产线的平衡直接影响制造系统的生产效率,现以A公司某安全气囊气体发生器生产线为研究对象,以作业测定为依据,结合生产线实际问题,划分装配作业单元,对瓶颈工序进行作业分析,在生产线平衡原理及IE改善方法的基础上构建改善方案,并对改进前后数据进行对比,提高生产线平衡率,达到效益提升的目的。

直升机安全气囊约束系统仿真及试验研究

安全气囊作为降低直升机坠落伤亡风险的主要技术,能有效减轻飞行员在坠撞过程中的二次伤害。以某型号直升机为研究对象,参照汽车碰撞相关试验要求,开展气囊折叠及约束系统匹配设计,建立驾驶舱整机有限元仿真模型,通过气囊静态起爆试验和直升机整机跌落碰撞试验验证模型的有效性。通过灵敏度分析确定主要结构优化参数,并设计四因素四水平正交试验完成约束系统优化。结果表明:飞行员综合损伤值(WIC)减少8.91%,对飞行员的保护效果提高,为直升机被动安全领域提供研究基础。

金属丝缠绕线隙式过滤器工艺研究

针对金属丝缠绕线隙式过滤器的工艺技术问题进行了研究,提出了可行的工艺技术路线,并通过了实际生产试验验证。结果表明:改进后的工艺技术路线,其产品符合汽车安全气囊气体发生器过滤器的性能要求,并且成本低、质量稳定可靠,很好地解决了汽车安全气囊气体发生器线隙式过滤器的制造工艺技术问题。

双(2,2,2-三硝基乙基)胺的晶体形貌预测及控制

按照文献方法制备了双(2,2,2-三硝基乙基)胺(BTNA),并通过元素分析、红外和差示扫描量热分析对其结构进行了表征。利用Materials Studio软件中Growth Morphology方法模拟了BTNA的晶体形态和结晶习性,分析了重要晶面的结构与溶剂的关系。结果表明,在极性溶剂中(111)晶面将成为形态学上最重要的晶面,(002)、(102)及(020)的显露面将有所增加,(200)、(021)晶面的重要性降低。而在非极性或弱极性溶剂中,弱极性晶面的重要性增加。采用弱极性溶剂二氯甲烷对BTNA进行了重结晶,扫描电镜结果表明重结晶后的晶体比直接水中制备的晶体的形貌规则化、长径比变小。实验结果与理论预测吻合。

大型立式混合机的安全设计及整机维护保养

针对装药设备需具备较高的本质安全度的问题,从安全设计与维护保养2方面对立式混合机进行分析。通过对桨叶、齿轮和轴承游隙进行安全设计分析,得到混合机远心桨叶的工作寿命为52 000 h,综合疲劳安全系数为6.22,安全性能较高,齿轮3能安全有效工作24 000 h,轴承选型时尽量选取高精度等级的轴承;并对控制系统安全设计措施、混合机设备维护保养进行简要阐述。分析结果表明:该研究为立式混合机的安全设计与维护保养,对复合固体推进剂预混、混合等工艺过程的安全生产提供了参考细节。

热固型火炸药药浆真空振动浇注系统

针对提高炸药配方的固体含量会影响浇注的问题,根据理论分析、机械系统3维模型构建与客户实际需求对真空振动浇注系统进行优化设计。对系统进行分析,并从偏心块设计、电机功率选型以及振幅等进行设计。在浇注工序上采用机械振动,系统最大振幅2 mm,参振物质量4 000 kg,振动用电频率20～30 Hz,真空度小于等于3kPa。实际应用结果证明:该系统能提高产品密度及产品合格率,缩短浇注周期。产品经CT探伤检测,无明显瑕疵和气泡,产品合格率100%。

超细CL-20/HMX共晶的制备、表征及其与推进剂组分的相容性

通过加入微量溶剂,采用超高效混合技术,在70 g的加速度条件下反应30 min制备得到摩尔比为2∶1的超细六硝基六氮杂异伍兹烷与奥克托今(CL-20/HMX)共晶,通过X射线粉末衍射、差示扫描量热法鉴定了CL-20/HMX共晶的形成,并对其形貌、粒度、感度等进行了表征测试。结果表明:制备的超细CL-20/HMX共晶纯度为92.6%,共晶炸药呈规则块状、表面光滑、粒径小于1μm、粒度分布均匀,其X射线衍射图在11.558°,13.264°,18.601°,24.474°,33.785°,36.269°处出现新的较强的衍射峰。超细CL-20/HMX共晶放热分解过程中只有一个放热分解峰,其放热峰温为248.3℃,其分解放热量(2192.1 J·g^-1),显著高于相同摩尔比的物理混合物(1327.3 J·g^-1)。按照GJB772A-1997《炸药试验方法》测得的摩擦感度比原料CL-20降低了16%,特性落高比原料CL-20提高28.6 cm,比原料HMX提高11.5 cm,形成共晶后安全性能更高。采用DSC法研究了超细CL-20/HMX共晶与推进剂常用组分均聚叠氮缩水甘油醚(HGAP)、硝化甘油/1,2,4-丁三醇三硝酸酯混合物(NG/BTTN)、缩二脲三异氰酸酯(N-100)、高氯酸铵(AP)、铝粉(Al)的相容性,发现超细CL-20/HMX共晶与NG/BTTN、AP、Al的相容性较好,与HGAP、N-100不相容。

固体推进剂混合装备研究现状与发展

固体推进剂由粘度很高的粘合剂与各种添加成分混合而成,混合过程中物料内部产生巨大的粘阻力,且物料主要组分都属于含能材料,混合装备在混合原理、混合过程安全性以及性价比等方面均有较高要求。根据固体推进剂混合装备的结构和功能的不同,介绍了以立式混合机为代表的有桨批产式设备,以双螺杆混合机、蠕动混合机和多腔混合机为代表的有桨连续混合装备,以可一体化原位混合装药的声共振混合机为代表的无桨式混合装备。并结合CFD在化工领域搅拌釜的仿真模拟技术和法国Herakles公司开展的大型立式混合机混合复合固体推进剂的仿真分析,指出仿真技术是推动混合工艺装备技术发展的动力。最后,指出自动化立式混合机、双螺杆混合机及声共振混合机等代表了固体推进剂制造业先进混合装备的发展方向,相关技术的快速发展是实现固体推进剂智能制造的基础。

薄膜型声学超材料对低频振动的隔声特性分析

高效共振混合机工作频率为60 Hz,且系统处于共振,产生较大低频噪声。针对振动机械产生的有害噪声,分析了高效共振混合机低频高加速度共振混合过程的特点,得到了60 Hz低频声波穿透力强的特点,相比传统的以吸声材料构建的50~100 mm厚度、隔声效果小于10 dB的隔声罩,分析了薄膜型声学超材料在低频减振降噪中的隔声特性。通过多物理场仿真分析,60 Hz时隔声量为31.4 dB,确定了硅橡胶弹性薄膜的预应力和质量块的面密度;采用3D打印机快速成型技术,构建了隔声实验装置,分析了独立隔声单元、面密度、薄膜尺寸等隔声特性规律。基于人耳在实际环境中感受到的噪声强度,提出了噪声衰减量和插入损失的分析方法,在距离声源380 mm和1000 mm的位置,60 Hz时隔声量分别为27 dB和38 dB。研究成果丰富了低频隔声特性理论,为薄膜型声学超材料的工程设计和优化提供了技术支撑。

声共振混合在NEPE推进剂制备中的初步应用研究

声共振混合(RAM)不需使用桨叶,避免了被混物料与桨叶间的局部强剪切、摩擦和挤压等作用力,降低了混合过程中的热刺激和力刺激,提高了混合工序的本质安全性。根据声共振混合技术特点,采用SEM3型声共振混合机研究了不同投料量、混合时间等工艺参数对NEPE推进剂安全、燃烧、力学和工艺等性能的影响,并与立式混合机制备推进剂性能进行了比较。结果表明,推进剂出料药浆的撞击感度、摩擦感度和静电火花感度与立式混合制备推进剂药浆安全性能相当;在500、800、1000 g不同投料量下制备推进剂的实测密度与立式混合制备推进剂基本相同,表明声共振混合工艺可有效混匀推进剂药浆;推进剂7 MPa药条燃速较立式混合制备燃速低0.14~0.22 mm/s,在20、70、-30℃下的最大抗拉强度要明显低于立式混合制备的推进剂力学性能。

泡沫铝硅合金夹层板局部压缩特性仿真分析

为探讨孔隙率和孔径变化影响泡沫铝硅合金夹层板局部力学性能的机理,文中分析了不同孔隙率和不同孔径对泡沫铝硅合金夹层板的局部压缩性能和能量吸收特性的影响。采用C++和ANSYS软件建立泡沫铝硅合金夹层板模型,并运用Abaqus软件进行有限元仿真模拟。结果表明,在相同孔径下,泡沫铝硅合金夹层板的弹性模量、屈服应力和吸收能量随着孔隙率的增大而减小。在相同孔隙率下,随着孔径的减小,其弹性模量、屈服强度和吸收能量随之增大。

引射式钢包烘烤器自动控制系统的设计及应用

介绍了引射式燃烧技术的工作原理,蓄热式钢包烘烤器与引射式钢包烘烤器的区别。阐述了引射式钢包烘烤器系统结构、钢包温度的控制策略及软硬件的设计,其中烘烤器的控温过程采用时间比例积分控制方法,即先在系统中设定最佳升温过程,运行中通过PLC控制系统调节比例阀开度的大小,使钢包温度符合最佳升温过程,确保控温速度快,精度高,实现钢包的实时在线烘烤。结果表明,控制系统工作稳定,节能量显著提高。

硝酸酯废水连续裂解法处理工艺设计与应用

该文设计出“连续裂解法”处理硝酸酯废水工艺,采用蒸汽喷射原理将废水处理由国内传统“一步蒸煮法”的大批量密闭化处理方式改为流量控制的分散化处理方式,用正交试验法确定了最佳工艺条件:pH为13,裂解温度为100℃,裂解时间为60min,在该工艺条件下,处理后废水中硝酸酯残余量仅40mg/L,较“一步蒸煮法”处理工艺降低了1个数量级,消除了“一步蒸煮法”处理工艺存在的在制量大,废水中硝酸酯处理不完全等安全隐患,研究结果表明该工艺具有安全性能好、建造成本和使用成本低等显著优点,符合安全生产和节能环保要求,具有广阔工业化应用前景。

提升立式混合机安全和可靠性的最新控制方法

在某大型立式混合机控制系统设计过程中,为提升立式混合机安全性和可靠性,首次设计和集成大量最新的控制方法和技术。控制技术包括药温防爆红外热成像技术、混合锅远程应急下降控制技术、转矩高速采集记录技术、操作追溯技术和校时技术等,同时,在设计过程中加强原有安全性功能设计,如联锁控制功能设计和防误操作功能设计等。结果表明:该设计大幅提升了立式混合机的安全性和可靠性,适宜于在我国已装备的数百台(套)立式混合机系统中做技术升级,具有较强的针对性和推广价值。

基于MES系统的智能工厂研究应用

随着中国制造2025强国战略的提出,未来制造业将变成一种数字化、网络化、自动化和智能化相结合的新四化智能工厂,能够有效提升制造业核心技术的产业能力及生产效率。MES系统作为一种自动控制执行系统是智能工厂构建过程中不可或缺的技术之一,可有效协调工厂内部各项生产之间的智能管理工作,为工厂管理提供科学化、透明化的数据支持。本文以MES系统的应用及功能为基础进行研究,探讨明确智能工厂的构建思路,为企业智能工厂的建设实施提供参考,推动企业转型升级、高速发展。