基于空化特性的高速轴向柱塞泵配流盘优化设计

以某型号高速轴向柱塞泵为研究对象，搭建其带空化模块的CFD数值仿真模型，并以此为基础，对柱塞泵在旋转过程中的空化情况进行分析。结果表明：空化主要发生在柱塞腔内，充液率不足及射流角过大是发生空化的主要原因。针对空化的产生机制，利用仿真数据与理论数据相结合的方法，对配流盘开口角度进行优化。根据流场情况，提出一种两端具有一定斜度的配流盘结构，并对该结构进行优化。在配流盘开口角度和结构优化后，柱塞腔内的整体空化程度下降了74.2%，对空化具有明显的抑制效果。     

锆钛酸铅压电陶瓷的流延法制备及其性能

流延法工艺具有工艺便捷、尺寸可调、成膜质量好等优势。采用流延法制备PZT压电陶瓷,通过扫描电子显微镜观察压电陶瓷微观形貌,通过准静态d33测量仪测试压电陶瓷的压电应变常数d33。探究粉末粒径以及流延工艺参数包括刮刀高度、流延速度、热压压力等对PZT压电陶瓷性能的影响,获得的PZT压电陶瓷其压电应变常数d33最高可达454 pC/N,致密度最高可达97.68%。该方法适用于制备大尺寸压电器件。     

小车带极堆焊机的研制与应用

针对大型石化压力容器制造过程中内壁堆焊难题,研制了一种能够进入筒节内部并且自主行走的小车带极堆焊机。实际应用表明:研制的小车带极堆焊机操作简便,完全满足筒节内壁堆焊工艺要求,焊接效率高,焊缝成形好。     

高速轴向柱塞泵柱塞腔空化机理研究

针对高速轴向柱塞泵内的空化问题,以某型号高速轴向柱塞泵为研究对象,搭建了其CFD数值仿真模型,研究柱塞泵旋转过程中的空化机理及演变规律。首先,对额定工况下柱塞泵的空化现象进行可视化分析,揭示空化的发生位置及在该位置处产生空化的机理;其次,以转速为变量,研究转速对空化的影响规律及其影响机理。结果表明:空化主要发生在柱塞腔内,充液率不足和流体漩涡影响是空化的主要原因;空化程度随着转速的升高而不断升高,这是由于流体流速的提高导致静压低,另一方面流体的离心力增大造成了充油率不足,同时还使流体进入柱塞腔的射流角增大;最后,根据空化机理对柱塞缸体底孔进行结构改进。在额定工况下,改进后柱塞腔内的空化程度与改进前相比下降了59.3%,空化抑制效果显著。     

环境温度对压电纤维复合材料性能的影响

针对压电纤维复合材料在航天、航空领域的应用,研究极端环境温度对复合材料性能的影响。首先制备了基于锆钛酸铅(PZT)陶瓷的压电纤维复合材料,然后测试环境温度对压电纤维复合材料电学阻抗、自由应变、驱动性能和力学性能的影响。结果表明,环境温度对压电纤维复合材料的阻抗相位角差值有显著影响。随着环境温度的升高,压电纤维复合材料的自由应变和悬臂梁驱动性能均先增加后减小,环境温度为20℃时性能最佳,样品的最大纵向自由应变为604.0×10?6,驱动铝板悬臂梁产生的顶端位移为0.789 mm。当环境温度为?88℃和80℃时,样品最大纵向自由应变分别为20℃时的46.9%和51.3%,顶端位移分别为20℃时的79.6%和83.7%。当环境温度从?88℃升高至80℃时,压电纤维复合材料的抗拉强度逐渐提升。      

原位生长的气相生长碳纤维增强C/C复合材料的制备及其弯曲性能

以丙烯为碳源, FeCl₃·6H₂O为催化剂, 采用化学气相沉积法(CVD)在碳毡和不同密度的C/C复合材料上原位气相生长碳纤维(VGCFs) , 并以含原位生长VGCFs的碳毡和不同密度的C/C复合材料为基体制备VGCFs-C/C复合材料。研究了反应压力、基体密度对VGCFs生长情况的影响, 借助扫描电镜(SEM)、光学显微镜观察原位生长VGCFs的形貌及基体原位生长VGCFs后热解炭形貌的变化, 并对比研究了C/C复合材料和VGCFs-C/C复合材料的弯曲性能。研究结果表明, 反应压力为3700 Pa, 基体密度低的情况更有利于VGCFs的生长; 原位生长的VGCFs改变了纤维表面热解炭的沉积形貌, 使得热解炭和碳纤维的结合面之间形成具有铆钉作用的球状结构, 增强了界面结合力, 从而提高了原位生长的高VGCFs含量样品的弯曲强度。     

多孔压电陶瓷压力传感器的制备及性能

采用冷冻浇注和添加造孔剂2种方法制备了不同孔形貌和孔隙率的多孔PZT压电陶瓷，系统研究了不同孔形貌和孔隙率对多孔PZT陶瓷的传感性能影响。结果表明：在多孔陶瓷中，压电电荷系数d₃₃随孔隙率增加的下降速度比介电常数ε_r缓慢，使得多孔陶瓷压电传感性能较致密陶瓷得到大幅提高。此外，添加造孔剂法制备的随机多孔陶瓷d₃₃与冷冻浇注制备得到的取向多孔陶瓷相比下降更显著，因此取向多孔陶瓷具有更高的传感输出电压，在8 N外力作用下，孔隙率为55.9%(体积分数)的取向多孔陶瓷达到了最高84 V的输出电压。本研究有助于了解多孔特性对压电陶瓷的传感性能影响，并为制备具有高压电系数的传感器件提供新的思路。