金属有机框架材料MIL-53(Al)-F127对双酚A的吸附性能

采用一步溶剂热法制备具有介孔结构金属有机框架材料MIL-53(Al)-F127，用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外变换光谱仪(FTIR)、全自动比表面积及孔隙度分析仪(BET)等手段表征其形貌和结构，探究其对双酚A(BPA)的吸附性能并与微孔结构的MIL-53(Al)对比，研究了吸附剂的含量、pH以及温度对其吸附性能的影响。结果表明，介孔结构金属有机框架材料MIL-53(Al)-F127对双酚A具有良好的吸附性能；在pH值为6、温度为30℃条件下MIL-53(Al)-F127在20 min左右达到最大平衡吸附量为27.2 mg/g，去除率达到92%。其吸附动力学模型拟合结果，符合准二级动力学曲线。     

自然时效效应及预时效处理对7A20铝合金组织性能的影响

研究了中强度7A20铝合金的自然时效硬化效应及预时效处理对组织和性能的影响。采用光学显微镜和透射电镜表征了其微观组织结构,采用维氏硬度计和万能拉伸试验机测试了其硬度和力学性能。结果表明:固溶态7A20试验铝合金的自然时效硬化效应明显,12天后硬度由56 HV0.5提高到122 HV0.5,提高了117.86%。经120 ℃×10 min预时效处理后,自然时效硬化增量最低,相比于固溶态降低了16 HV0.5,有效抑制自然时效硬化效应;同时,预时效处理提升了烘烤硬化效应,烘烤硬化后屈服强度提升了166 MPa,抗拉强度提高了51 MPa,伸长率降低了7%。烘烤处理前,其晶内的强化主要来自于与基体共格的GP区,烘烤处理后为尺寸小于5 nm、弥散分布的η′强化相。     

强变形工艺对2519A铝合金组织与性能的影响

通过硬度测试、拉伸性能测试、透射电镜观察等分析手段研究了不同强变形工艺下2519A铝合金的力学性能与微观组织。结果表明,经50%的冷轧变形和165 ℃人工时效后,2519A合金的力学性能明显提高,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为522 MPa、468 MPa和8.5%。而在冷变形前添加165 ℃×2 h预时效处理,合金的力学性能进一步提高,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到535 MPa、497 MPa和8%。预时效处理可以提高合金中θ′相的密度,使析出相分布更加均匀,有助于提高合金的力学性能。     

[学科发展]5D打印——生物功能组织的制造

生物制造是制造技术与生命科学技术交叉融合产生的新兴学科方向，这一学科方向的发展将为巨大的人体组织与器官市场提供新技术，同时也给制造技术变革带来新机遇。面向生物制造未来发展，提出5D打印制造概念，论述了5D打印的内涵，分析了其关键技术。结合生物制造技术的现有进展，介绍了研究团队在心肌组织支架的制造、类脑神经组织制造、爬行生命机械混合机器人方面取得的初步研究进展，为生物制造技术拓展新方向提供新思路。     

基于3D打印的减速机传动系统实验模型

为降低减速机产品研发的技术难度与实验成本,以某型二级减速机系统为依据,设计开发了基于SolidWorks平台的数字化样机,并利用正弦函数构建电机驱动表达式,通过Simulation/Motion模块对其传动系统进行运动学仿真分析。在此基础上,利用C语言编程和STC12C5A60S2单片机开发,设计建立了二级齿轮传动系统控制模块,并借助3D打印构建了齿轮三维制件,最终搭建形成了一套针对减速机传动系统控制的机电一体化模型。可方便快捷地实现不同工况转速下的齿轮传动特性测试与实验验证,为减速机产品的设计开发提供了有效的实验思路与支持平台。     

铁路货车K6上心盘锻造工艺优化

上心盘是铁路货车的重要配件之一,影响着铁路货车的运行品质和行车安全。利用Deform-3D模拟软件对上心盘进行数值模拟,对成形过程进行了分析,揭示了上心盘锻造过程的成形规律,准确地预测出新下料方案会造成法兰圆角缺肉的缺陷,再次通过模拟分析,将模具法兰型腔厚度由32mm降低到31mm,成功地生产出合格的产品。     

强织构铝合金残余应力检测技术研究

在铝合金轧板的残余应力研究中，由于其强烈的轧制织构，无法使用常规的X射线sin2 ψ法进行残余应力分析。以2A97铝锂合金轧制板材为研究对象，使用X射线衍射法测量材料的取向分布函数，结合Ruess、Voigt、Neerfeld-Hill模型，从理论上计算不同假设条件下材料的宏观弹性常数，得到材料表面的宏观残余应力。实验结合盲孔法进行对比验证，结果表明Neerfeld-Hill模型的残余应力分析结果与盲孔法所测结果相互吻合，建立织构材料的宏观残余应力分析方法。     

组合形活塞销冷镦挤成形工艺

针对组合形活塞销结构特征和工艺要求,分析该零件的成形难点为:两端圆锥孔的挤压成形和深径比大于2. 5的中心圆孔反挤压。为此,应用DEFORM-2D有限元分析软件对组合形活塞销7工位冷镦挤成形工艺进行数值模拟分析。通过数值模拟分析和工艺方案修订,确定最终的成形工艺方案为:下料-整形-压凹-反挤压-冲孔-第1次挤锥-第2次挤锥,并采用硬质合金YG15制造反挤压凸模,以避免一次反挤压成形时凸模横截面变化处的折断。采用该方案进行工艺实验,实验结果表明:组合形活塞销尺寸满足零件设计要求,无折叠、开裂等锻造缺陷,深孔反挤压凸模使用寿命大于8万件。