QP980板材边缘开裂的实验研究和数值模拟

目的 冲裁加工后的第3代先进高强钢QP980板材在成形中会因边缘开裂而显著影响汽车结构件安全性,针对这一问题,对QP980板材边缘开裂行为进行研究。方法 使用QP980板材通过钻孔和冲孔2种方法制备不同边缘状态的试样,并进行扩孔和中心孔拉伸试验。分析不同边缘状态试样的扩孔率和断裂应变演化规律。采用DF2015断裂模型对QP980板材的韧性断裂行为进行预测。结果 钻孔试样的扩孔率约为33%,冲孔试样的扩孔率约为24%。与钻孔试样的试验结果相比,DF2015断裂模型的模拟结果显示出了良好的预测性,但DF2015断裂模型无法准确预测冲孔试样的载荷–位移响应、扩孔率和断裂应变。结论 不同的预加工工艺导致QP980板材表现出不同的边缘开裂行为。中心孔拉伸试验结果与扩孔试验结果趋势一致,因此中心孔拉伸试验是研究边缘开裂的良好方法。钻孔预加工工艺可以保持板材的原始性能,而冲裁预加工工艺会导致板材边缘发生严重的预损伤。由于DF2015断裂模型未考虑预损伤,因此无法准确预测冲孔试样的边缘开裂行为。     

贵州苗族服饰艺术特色在家具设计上的应用

目的 探究贵州苗族服饰艺术特色在家具设计中的应用.方法 通过查阅文献资料和实地考察,了解苗族服饰的历史渊源、发展现状和特点,分析苗族服饰艺术特色中的装饰图案式样、佩戴的饰品样式、制作工艺流程等要素,探讨苗族服饰的文化内涵,从而总结出将苗族服饰艺术运用到家具中的设计方法.结论 基于苗族服饰艺术特色,探讨并实践了三个家具设计方案:一是将苗族服饰的装饰图案和家具的实用功能相结合的设计;二是基于苗族服饰蜡染材料的设计;三是从苗族银饰装饰中提取元素的设计应用.苗族服饰具有鲜明的民族文化特色,承载着苗族深厚的地域文化内涵.研究其艺术特色并进行设计实践探讨,既是对苗族服饰传统工艺的传承与弘扬,也是丰富家具创新设计的视觉审美表现.     

静电纺CA/PpIX多孔纤维膜的制备及其光动力性能

针对耐药性细菌感染问题,利用静电纺丝技术制备一种光动力广谱抗菌的醋酸/原卟啉(CA/PpIX)复合多孔超细纤维膜.利用扫描电子显微镜(SEM)观察纤维膜表面形貌,借助激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)观察PpIX在醋酸纤维上的分布,采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)以及拉曼光谱仪(Raman)分析比较添加PpIX前后纤维膜基本化学结构的变化.通过DPBF底物氧化实验及材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌能力,探究材料的光动力性能,并且设计无机盐溶液(KI,NaNO2,MgCl2)梯度实验,以探究其与1 O2的相互作用对抗菌性能的影响.结果表明,PpIX的加入并未改变纤维的基本形貌,但赋予了纤维膜良好的底物氧化及抗菌性能(光照30 min,对金黄色葡萄球菌的抗菌效果可达99.537％).KI,MgCl2,NaNO2溶液对CA/PpIX介导的光动力抗菌均具有一定的增强作用,其中KI溶液的增强作用最明显,其与1 O2的相互作用产生了更多的自由基,显著增强了光动力抗菌效果,100 mmol/L的KI溶液可将纤维膜对两种菌的抗菌效率均提升至99.9999％.     

电解液添加剂NaHCO3对多孔氮化铌纤维电化学性能的影响

超级电容器因其高效、快捷和循环稳定性好等因素成为应用广泛的新型储能装置,而电极材料是制约其发展的关键性问题.采用五氯化铌为原料,利用静电纺丝结合氨气还原氮化技术制备多孔氮化铌纤维,将其作为电极材料制备成Nb4 N5||Nb4 N5对称型扣式电容,并在Na2 SO4水系电解液中加入NaHCO3以提升电极材料的电化学性能.结果表明:制备的氮化铌纤维呈四方相,连续且表面呈现多孔化.多孔氮化铌电极存在双电层及赝电容储能两种机制,当添加15 mmol·dm-3的NaHCO3时,超级电容器比电容提高到187 F·g-1,其中,阻抗R1和扩散阻抗WR分别缩小为1.22Ω和1.47Ω,同时体系离子电导率提高,载流子浓度增大到6.58×1024 cm3,弛豫时间缩短至0.24 s.     

热处理对TiAl/Ti2AlNb放电等离子扩散焊接头微观组织与力学性能的影响

采用放电等离子扩散连接方法,实现了TiAl/Ti2 AlNb合金扩散连接,对焊后的接头进行不同温度的热处理,分析热处理后接头显微组织,并检测接头抗拉强度和显微硬度.结果表明:热处理后Ti2 AlNb母材、TiAl母材和界面处显微形貌无明显变化;Ti2 AlNb热影响区发生B2相向O相转变,由于针状O相的析出,热影响区的显微硬度较焊态显著增加.随着热处理温度的升高,Ti2 AlNb热影响区的显微硬度逐渐减小,接头的室温抗拉强度逐渐增加.当热处理温度为900℃时,接头抗拉强度最大为376 MPa.热处理后接头的断裂方式为脆性断裂.     

有机酸溶剂体系中壳聚糖膜性能的研究进展

目的 有机酸溶剂体系对壳聚糖的成膜性能至关重要,探讨其潜在的分子机制,可为壳聚糖膜的相关研究提供理论参考。方法 综述壳聚糖的化学组成和成膜机制,以及壳聚糖在不同有机酸溶剂体系中成膜的力学性能、溶胀性、氧气透过率、水蒸气透过率等特性。结果 有机酸溶剂体系可为壳聚糖的溶解提供更多的质子,从而促进壳聚糖分子在水中的溶解。此外,有机酸分子结构中羧酸和羟基数量、碳链长度不同,其与壳聚糖分子间形成的氢键和离子作用力不同,进而可在很大程度上影响壳聚糖的成膜性能。结论 有机酸溶剂体系对壳聚糖膜的性能具有较为显著的影响,这有助于提高其作为可食用膜在改善食品品质和保鲜方面的适用性。     

经济型快递物流安检标记机器人设计与研究

目的 为对物流传送带上通过安检机的快递包裹进行安全标记,以提高快递物流安检标记的工作效率。方法 分析目前企业存在快递物流安检标记困难的问题,设计标记机器人的机械结构和控制方案,该标记机器人工作于物流传送带上方,横向和纵向运动实现对快递包裹位置的追踪,竖直方向上的气缸带动末端标记结构实现对快递包裹的标记。根据对快递包裹竖直方向标记的方式,设计具有随动性的末端标记结构。利用ADAMS软件对结构进行运动学与动力学仿真分析。最后制作标记机器人物理样机,并搭建控制系统。结果 装置结构设计合理,保证了末端标记结构的可靠性和标记质量,机器人能够替代1～2人完成盖印工作,提高了盖印工作效率,准确率达到95%以上。结论 该标记机器人自动化程度高、造价低、实用性强,能够满足标记要求,给企业快递物流安检标记提供了一种可行的解决方案。     

基于远程调控的烟包外观视觉检测系统的研发

目的 小盒烟包在包裹过程中易出现烟包内框纸破损、脱落、丢失,以及铝箔纸破损、刮烂等缺陷,为解决在完全包裹好小盒商标纸之前,GD包装机未对这些缺陷进行相关检测和剔除而带来的质量风险问题。方法 通过对视觉技术的研究、全方位可旋转支架的设计制作、PLC控制程序的设计与IPC系统融合等,设计一种新型烟包外观视觉检测装置;通过多次实验调整可旋转支架的角度确定检测的最佳安装位置及角度;采用高斯核滤波、卷积等方法对图像进行预处理,采用相对熵对颜色相近的铝箔纸与内框纸进行图像处理分析;利用In–Sight资源管理器,并结合远程控制设计,实现对烟包内框纸、铝箔纸与商标纸同时检测的远程调试与监测。结果 该新型外观视觉检测装置安装后,实现在完全包裹好小盒商标纸之前对烟包铝箔纸、内框纸与商标纸的精确检测,缺陷烟包的产品检测剔除率≥99.99%,误检率≤0.01%。结论 所设计的新型小盒烟包外观检测装置能在完全包裹好小盒商标纸之前远程调试与监测烟包内框纸、铝箔纸与商标纸,并对缺陷烟包进行准确剔除,降低有缺陷烟包进入下道工序的风险,可推广应用于烟草行业内所有包装设备上。     

热处理对增材制造核用不锈钢微观结构的影响

目的 以选区激光熔化(SLM)制备的核用316L奥氏体不锈钢为研究对象,探究不同热处理工艺对其微观结构的调控机制,为设计新型的核用不锈钢材料提供实验依据。方法 使用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和电子背散射衍射等设备和技术手段,对600 ℃和1 050 ℃热处理后的SLM样品的合金成分、物相、晶粒形貌等开展表征和分析。结果 SLM技术成形的核用316L不锈钢内部无明显的裂纹和空洞,柱状及胞状亚晶粒清晰可见,各合金元素分布均匀;热处理温度的升高促进了亚晶粒中的应变能释放,导致部分亚晶界消失;当热处理温度为1 050 ℃时,小角度晶界比例急剧下降,亚晶粒发生重结晶。相比于传统的加工技术,SLM技术通过急速升温与降温的方法引入了高密度亚晶粒,利用位错强化和析出相强化机制提高了材料的硬度。结论 升高热处理温度可以提高激光增材制造核用316L不锈钢中大角度晶界的比例和铁素体相的含量。位错密度大幅度减小是不锈钢硬度降低的主要原因。     

工艺参数对脉冲等离子弧增材制造IN738 LC合金组织与性能的影响

采用脉冲等离子弧增材制造技术在不锈钢基板上增材制造IN738LC合金试样.通过调整峰值电流、占空比、焊接速度等参数,研究相同热输入条件下,不同工艺参数对成形层组织与性能的影响.采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、显微硬度测试等表征手段对成形层的晶粒形貌、析出相种类、尺寸及分布、力学性能进行了表征,同时结合凝固过程模拟讨论了稀释率对相析出行为的影响.结果表明,成形层组织主要有等轴枝晶、柱状枝晶和胞状枝晶,在枝晶间有大量颗粒状或短棒状碳化物;当稀释率较低时,组织中出现少量γ'相,显著提升了成形层的显微硬度.