基于刚粘塑性有限元模拟的汽轮机叶轮模锻的预成形优化

针对汽轮机叶轮模锻的预成形设计,本文建立了以打击能耗最低和模具作用载荷最小为目标函数,以完全填充为约束条件,以坯料初始高径比为优化变量的预成形坯料优化方案。利用刚粘塑性有限元方法模拟汽轮机叶轮等温模锻成形过程,具体分析了不同坯料初始高径比对成形载荷、塑性应变能以及分流面的影响。数值模拟结果表明获得的预成形H/D最佳尺寸可明显减少模锻锤击次数和模具磨损。所提出的有限元模拟预成形优化方法十分有效,克服了以往凭经验设计的弊端。     

基于SCM的光纤预制棒气相沉积机床控制系统

在了解光纤预制棒加工工艺的基础上,选择MCVD法为研究对象.考虑到光纤气相沉积技术要求控制系统高度自动化和可靠性,研制了以单片机为处理芯片的控制系统,设计了包括微处理器模块、过程通道模块、人机接口模块等硬件组成以及控制系统软件的实现方法.实现了性能合格的光纤预制棒产品的生产.     

B4C包覆ZTA颗粒增强铁基复合材料制备与性能

ZTA (ZrO₂增韧Al₂O₃)陶瓷颗粒表面包覆B₄C微粉,将其制备成蜂窝状结构陶瓷预制体。采用传统重力浇注工艺将陶瓷预制体与熔融的高铬铸铁(HCCI)金属溶液进行复合,获得ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料。对复合材料中ZTA陶瓷颗粒增强相与高铬铸铁基体之间的界面及复合材料的耐磨料磨损性能进行了研究。结果表明,ZTA陶瓷颗粒与高铬铸铁界面结合处形成了明显的过渡区域,界面过渡区域的存在提高了陶瓷颗粒与金属基体的结合,从而提升了复合材料的整体稳定性能。同时,三体磨料磨损试验表明该复合材料的耐磨料磨损性能是高铬铸铁的3.5倍左右。     

碳纤维预制体结构对C/C复合材料及其螺栓力学性能的影响

以2D碳纤维预制体为增强体, 采用电耦合和等温化学气相渗联合工艺制备C/C复合材料, 研究不同预制体结构对C/C复合材料及其螺栓力学性能的影响。结果表明, 不同预制体结构增强的C/C复合材料表现出不同的力学行为。对于针刺结构, 随着针刺密度由35 pin/cm ²降至25 pin/cm ², C/C复合材料的拉伸、弯曲强度分别由60.1、119.9 MPa增大至69.5、176.8 MPa; 随着碳纱丝束由12 K变为3 K, C/C复合材料的拉伸、弯曲强度分别由69.5、176.8 MPa增大至105.5、184.4 MPa。对于12 K双向缝合结构, C/C复合材料的拉伸、弯曲强度分别为68.1、123.7 MPa。不同碳纤维预制体结构增强的C/C复合材料力学性能的差异主要取决于长纤维的完整性、大孔的分布和数量等因素。C/C复合材料的螺栓性能由于体材料性能和加工过程中缺陷的影响, 其拉伸强度略低于其体材料, 并表现出更为明显的脆性断裂模式。     

光棒废料改性环氧树脂复合材料的制备和性能

将光棒废料烘干、破碎、煅烧和研磨,分别由KH-570和A-151表面改性制备KH-570/SiO₂和A-151/SiO₂废料粉末,再把改性前后的粉末分别与EP共混固化制备出复合材料。疏水性测试、FT-IR和SEM观测的结果表明,两种偶联剂对废料颗粒的改性效果较好,其中A-151的改性效果更好。几种复合材料拉伸性能的排序为A-151/SiO₂/EP＞KH-570/SiO₂/EP＞未改性粉末/EP,且粉末填充质量分数为20%的材料拉伸性能最优,其拉伸强度分别为49.37 MPa、45.57 MPa、44.36 MPa,比纯EP固化物分别提高了19.9%、10.7%和7.8%,断裂伸长率的提高量最大,比纯EP固化物分别提高了0.92%、0.82%和0.46%。改性效果好的废料粉末填充制备的复合材料,其耐热性能更优。     

石英玻璃中杂质对光纤损耗影响的研究

石英玻璃根据生产加工的工艺可以分为四类,不同工艺生产的石英玻璃其杂质含量也不相同。石英玻璃作为光纤预制棒生产过程中必不可少的辅助材料[1],其中的杂质含量会对生产的预制棒最终的拉丝光纤衰减产生影响。为避免因杂质吸收产生的衰减,需要根据使用的工况要求选择合适的石英玻璃。     

Design,preparation, and structure of particle preforms for Si3N4（p）/Si3N4 radome composites prepared using chemical vapor infiltration process

A particle preform was designed and prepared by conglomerating and cold-pressed process, which was condensed by chemical vapor infiltration （CVI） process to fabricate silicon nitride particles reinforced silicon nitride composites. The conglomerations are of almost sphericity after conglomerated. There are large pores among the conglomerations and small pores within themselves in the preform according to the design and the test of pore size distribution. The pore size of the preform is characterized by a double-peak distribution. The pore size distribution is influenced by conglomeration size. Large pores among the conglomerations still exist after infiltrated Si3N4 matrix. The conglomerations, however, are very compact. The CVI Si3N4 looks like cauliflowershaped structure. 2008 University of Science and Technology Beijing. All rights reserved.     

Sol-Gel法制备非晶态SiO2玻璃光纤预制棒“干胶”工艺研究

为采用Sol-Gel法制备低廉的SiO2光纤预制棒芯棒,讨论了以正硅酸乙酯为硅源,乙醇和水的混合物为溶剂,盐酸和甲酰胺为添加剂,用Sol-Gel法制备非晶态SiO2干胶的制备工艺.用XRD衍射仪等进行测试,结果表明,干胶的显微结构为SiO2非晶态,主要化学成分是Si和O.同时探讨了添加剂、热处理温度等制备工艺对生成的非晶态SiO2光纤预制棒"干胶"性能的影响.实验表明,溶胶加热温度在90℃、凝胶热处理温度为110℃、溶液配比为正硅酸乙酯:乙醇:水=1:4:8、加入适量的盐酸和甲酰胺,SiO2干胶透明度、纯度和减少裂纹扩展情况最佳.     

复合材料柔性导向三维织造防变形方法

针对三维结构复合材料预制体成型工艺,提出一种复合材料柔性导向三维分段织造和防变形方法,通过有限元分析得到一定预紧力条件下导向棒变形情况,确定每段织造区域的织造纤维层数,对导向棒做防变形处理,从最下段逐段织造逐段压实预制体。通过预制体织造对比试验发现,分段式织造和防变形处理能够有效地防止预制体织造过程中导向棒阵列的变形、控制预制体外形尺寸;分段压实预制体压实力减小,并能获得层密度较高的预制体。     

复合材料预制件单面双针缝合装备技术研究

缝合技术能有效改善复合材料层间强度、提高损伤容限,通过缝合连接可以制备整体成型结构件。基于工业缝纫机工作原理,通过研究引线针、钩线针在形成线圈过程中的配合,建立了双针运动行程关系,并设计了凸轮曲柄连杆机构实现双针协同运动,将单面双针缝合头与三轴联动平台结合缝合预制件。探索双针夹角对线圈成型的影响,实验结果显示双针夹角为45°~60°时稳定形成线圈概率最高,达到90%,夹角过大或过小都会使线圈形成概率降低,实验验证了单面双针缝合装备结构设计的合理性,为装备优化提供了理论依据。