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簡(jiǎn)介:碳化硅優(yōu)異的物化特性突出了它作為氣敏器件不二選擇的地位。本文工作以瓦斯氣體在SIC表面吸附為主要研究,其中除了選取CO分子和CH4分子為吸附氣體外,還考慮CH3O分子在SIC001表面的吸附過(guò)程。使用MATERIALSSTUDIO軟件對(duì)吸附過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,選取SIC00122、SIC00132和SIC00133三種超晶胞模型吸附CO分子和CH3O分子,比較CO分子和CH3O分子在這三種不同超晶胞結(jié)構(gòu)的四種不同吸附位置,分析了最佳吸附位置、空間結(jié)構(gòu)參數(shù)變化、電子態(tài)密度、電荷轉(zhuǎn)移以及相應(yīng)的軌道作用等吸附參量,并對(duì)氣體分子在SIC表面不同覆蓋度情況下的吸附特征做了簡(jiǎn)短的比較,找出了其中最佳的吸附模型。選取SIC00122結(jié)構(gòu),在其表面分別摻雜濃度為0、025、05、075和1的鋁原子進(jìn)行了比較研究,得出了在不同鋁原子的摻雜濃度下SIC結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律,其中以鋁原子摻雜濃度025為對(duì)象,研究CO分子在其表面四種不同位置的吸附情況。考慮到CH4的空間結(jié)構(gòu)特殊性,以SIC00133表面為基底,通過(guò)搜索過(guò)渡態(tài),研究CH4分子中四個(gè)氫原子逐步分解后在碳化硅表面吸附的脫氫吸附,得到了各過(guò)渡態(tài)下CH4分子的吸附動(dòng)力學(xué)規(guī)律。對(duì)吸附結(jié)果分析可知,CO和CH3O分子在SIC001三種不同超晶胞結(jié)構(gòu)表面吸附時(shí)發(fā)生了化學(xué)吸附,最穩(wěn)定吸附位置均為橋位,而隨覆蓋度增加,吸附能減少,SIC禁帶寬度變寬,鍵長(zhǎng)鍵角發(fā)生不規(guī)則的變化。由于能量相近,吸附中CO分子中原子的S態(tài)和P態(tài)與SIC中原子的S態(tài)和P態(tài)相互作用,CH3O分子中的S、P態(tài)和SIC表面的S態(tài)和P態(tài)相互作用,二者主要是C的S和P軌道參與作用。在SIC001表面摻入不同比例的鋁原子后發(fā)現(xiàn),隨著摻入鋁原子比例增加,晶胞的晶格常數(shù)變大,活性增強(qiáng),且在其表面吸附CO后,相對(duì)于表面SI原子,O原子更傾向于與AL原子發(fā)生相互作用。在CH4脫去一個(gè)氫原子變?yōu)榧谆虷原子的過(guò)程中能量最低而最穩(wěn)定,最不容易發(fā)生。本文所得結(jié)論可以為稀薄氣體檢測(cè)提供依據(jù),為以碳化硅為基底的傳感器研發(fā)提供理論指導(dǎo)意義。
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簡(jiǎn)介:FECR合金是重要的雙相不銹鋼,由于其優(yōu)異的抗輻射性能和高溫強(qiáng)度,成為了核電站冷卻管道的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料。由于FECR合金在300~500℃溫度范圍內(nèi)使用時(shí),會(huì)分解為富CR的Α相和富FE的Α相,相分解導(dǎo)致不銹鋼的抗腐蝕性和韌性降低,脆性急劇增加,稱(chēng)為“475℃脆性”。此外,在不同的成分和溫度范圍內(nèi),F(xiàn)ECR合金的相分解機(jī)制不同。因此,研究Α相的分解機(jī)制、微觀結(jié)構(gòu)及其粗化行為對(duì)該合金的熱時(shí)效組織演變、使用性能提高非常重要。基于CAHNHILLIARD擴(kuò)散方程,建立FECR合金相場(chǎng)動(dòng)力學(xué)模型,采用周期性邊界條件和半隱式傅里葉譜算法,在傅里葉空間對(duì)其求解。采用MATLAB70自行編程,研究FECR合金的相分解機(jī)制隨CR濃度和溫度的變化,Α相的析出、長(zhǎng)大和粗化的動(dòng)力學(xué)演變規(guī)律,以及Α相的粗化機(jī)制。在不同的時(shí)效溫度下,F(xiàn)E42AT%CR合金Α相的微觀形貌最初呈橢球形和蠕蟲(chóng)狀。隨著時(shí)效時(shí)間的增加,蠕蟲(chóng)狀的Α相逐漸長(zhǎng)大并向橢球形轉(zhuǎn)變。在過(guò)冷度和擴(kuò)散的共同作用下,當(dāng)時(shí)效溫度為725K時(shí),F(xiàn)E42AT%CR合金Α相分解速率大于700K和750K的分解速率。當(dāng)T610K時(shí),成分為25、28、和35AT%CR的合金相分解機(jī)制為失穩(wěn)分解。當(dāng)T700K,25AT%CR合金的分解機(jī)制為非經(jīng)典形核長(zhǎng)大,28AT%CR合金的相分解機(jī)制處于非經(jīng)典形核長(zhǎng)大和失穩(wěn)分解的過(guò)渡狀態(tài),而35AT%CR合金的相分解機(jī)制則為失穩(wěn)分解。體積分?jǐn)?shù)、顆粒數(shù)密度和半徑的協(xié)同變化揭示了析出、長(zhǎng)大和粗化三個(gè)動(dòng)力學(xué)階段。隨著CR濃度的增加,F(xiàn)ECR合金中蠕蟲(chóng)狀的Α相數(shù)量增加,體積分?jǐn)?shù)變化加快,平衡體積分?jǐn)?shù)增加,粗化速率增大。通過(guò)非經(jīng)典形核長(zhǎng)大形成的Α相長(zhǎng)大和粗化速率快,Α相的平均半徑明顯大于相同溫度下失穩(wěn)分解的Α相的平均半徑。
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簡(jiǎn)介:學(xué)校代碼10004密級(jí)公開(kāi)北京交通大學(xué)碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位論文內(nèi)側(cè)軸箱式轉(zhuǎn)向架動(dòng)力學(xué)仿真及懸掛參數(shù)優(yōu)化DYNAMICSIMULATIONANDSUSPENSIONPARAMETEROPTIMIZATIONOFTHE作者姓名榮永欣導(dǎo)師姓名宋永增INSIDEAXLEBOXTYPEBOGIE學(xué)號(hào)14125899職稱(chēng)副教授工程碩士專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域機(jī)械工程學(xué)位級(jí)別碩士北京交通大學(xué)2016年6月
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簡(jiǎn)介:結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展過(guò)程表明,當(dāng)工程建設(shè)進(jìn)行到一定階段后,結(jié)構(gòu)的加固改造將成為主要的建設(shè)方式。目前加固改造的理論研究和技術(shù)應(yīng)用逐漸成熟,但多數(shù)研究集中于加固對(duì)構(gòu)件或框架受力性能的影響,涉及實(shí)際加固工程效果評(píng)價(jià)的較少。本文結(jié)合某實(shí)際加固工程,通過(guò)試驗(yàn)、有限元數(shù)值計(jì)算對(duì)該工程加固構(gòu)件的受力性能進(jìn)行分析,為建筑加固改造方案的制訂、加固效果的評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)及技術(shù)支持。對(duì)碳纖維布加固的鋼筋混凝土梁進(jìn)行了兩點(diǎn)對(duì)稱(chēng)加載試驗(yàn),定量的分析了碳纖維布加固對(duì)梁承載力的影響。試驗(yàn)研究表明,粘貼碳纖維布的梁的抗彎承載力提高幅度分別約為75%、134和194;碳纖維布加固有效地提高了梁的抗彎剛度及增大了梁正常使用階段荷載的范圍。對(duì)增大截面法加固的鋼筋混凝土柱進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn),研究增大截面加固對(duì)柱抗震性能的影響。試驗(yàn)研究表明增大截面加固改變了柱的破壞形態(tài),柱的水平承載力提升約2259,加固柱的位移延性系數(shù)在42以上,耗能能力有較大幅度的提高,表現(xiàn)出良好的抗震性能。本文用有限元分析了碳纖維布加固對(duì)鋼筋混凝土梁受力性能的影響,有限元計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,可用此有限元模型評(píng)價(jià)試件的加固效果。在此基礎(chǔ)上用有限元對(duì)考慮二次受力的梁進(jìn)行了數(shù)值分析,分析表明在考慮二次受力的情況下,梁的極限承載力有所下降,在承受較大荷載時(shí)需要考慮二次受力的影響。本文用有限元分析了增大截面加固對(duì)鋼筋混凝土柱抗震性能的影響,對(duì)比分析試驗(yàn)與計(jì)算得到的滯回曲線、骨架曲線、極限承載力,分析表明有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。本文對(duì)實(shí)際加固工程構(gòu)件的受力性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究與有限元分析,分析結(jié)果可用于評(píng)價(jià)此工程的加固效果,也為其他建筑加固工程的評(píng)價(jià)提供依據(jù)及參考。
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簡(jiǎn)介:隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與提高,高可靠性、高精度已成為現(xiàn)代機(jī)械的重要標(biāo)志和發(fā)展方向,機(jī)械系統(tǒng)需要深入考慮的因素越來(lái)越多。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造裝配及運(yùn)動(dòng)摩擦磨損都會(huì)使運(yùn)動(dòng)副含有間隙,使機(jī)械精度、穩(wěn)定性下降甚至失效。磨損對(duì)航天工業(yè)、軍工等高標(biāo)準(zhǔn)、高性能產(chǎn)品的精度與動(dòng)態(tài)特性等具有不利的影響,甚至能夠使機(jī)構(gòu)失效。因此針對(duì)機(jī)械系統(tǒng)中普遍存在的間隙現(xiàn)象,本文以含間隙3RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)為例,深入進(jìn)行分析研究。針對(duì)3RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)中的含間隙轉(zhuǎn)動(dòng)副,建立了運(yùn)動(dòng)副間隙的數(shù)學(xué)描述和接觸法向碰撞力與切向摩擦力模型,通過(guò)數(shù)學(xué)方法將間隙運(yùn)動(dòng)副之間的接觸力合理的嵌入不考慮運(yùn)動(dòng)副間隙機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型,得到了含間隙3RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型。綜合運(yùn)用PROE和ADAMS軟件構(gòu)造含間隙3RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī)。采用PROE構(gòu)造3RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的三維空間實(shí)體模型并導(dǎo)入ADAMS,定義材料屬性、約束副、間隙碰撞副等,得到含間隙3RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)樣機(jī)模型。然后驗(yàn)證所建立模型的正確性,通過(guò)仿真手段詳細(xì)分析了間隙半徑、阻尼系數(shù)、摩擦系數(shù)、剛度系數(shù)、重力等對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的影響。研究機(jī)構(gòu)仿真結(jié)果得出如下結(jié)論間隙對(duì)機(jī)構(gòu)平臺(tái)的軌跡影響較小,但對(duì)平臺(tái)的動(dòng)態(tài)性能有較大的影響。通過(guò)減小間隙半徑、增大阻尼系數(shù)、增加摩擦等可以減小機(jī)構(gòu)含間隙處的碰撞頻率,從而有利于機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)趨于穩(wěn)定。以含間隙3RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī)為基礎(chǔ),提取間隙副接觸力和滑移速度等動(dòng)力學(xué)仿真參數(shù),結(jié)合磨損理論編制程序計(jì)算間隙副軸與軸承的動(dòng)態(tài)磨損量,將磨損深度對(duì)應(yīng)的添加到軸與軸承輪廓曲線上,重構(gòu)了副元素輪廓曲線,最后分析了磨損后間隙副處非規(guī)則間隙對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)動(dòng)態(tài)特性的影響。得出如下結(jié)論軸與軸承磨損后的非規(guī)則間隙對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)質(zhì)心處位移、角度影響不大;對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)質(zhì)心的速度、角速度有一定的不利影響;對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)質(zhì)心處加速度、角加速度有較大的不利影響;磨損后軸與軸承之間的接觸碰撞力增大。間隙運(yùn)動(dòng)副的磨損對(duì)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定運(yùn)行是不利的。
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簡(jiǎn)介:本文在對(duì)現(xiàn)有超高強(qiáng)度鋼強(qiáng)韌機(jī)理分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種新型中碳超高強(qiáng)度鋼,具有抗拉強(qiáng)度超過(guò)2000MPA,屈服強(qiáng)度大于1700MPA,最高沖擊韌性達(dá)到475JCM2的優(yōu)良綜合力學(xué)性能,可以被廣泛應(yīng)用于模具制造、防彈裝甲、機(jī)械結(jié)構(gòu)材料等領(lǐng)域。論文主要內(nèi)容有1分析了國(guó)內(nèi)外超高強(qiáng)度鋼的成分特點(diǎn)及各元素在鋼中所起作用,確定鋼種的成分系列,并根據(jù)具體的力學(xué)性能要求進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)鋼的成分。2利用L78RITA熱膨脹相變儀測(cè)量了實(shí)驗(yàn)鋼的相變點(diǎn)和連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線CCT,為熱處理工藝提供依據(jù)。3對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼進(jìn)行熱處理,然后利用MTS萬(wàn)能拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)量其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度,利用華銀HR150A測(cè)量其表面硬度利用JBW500屏顯示沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)量其沖擊韌性。4分別采用金相顯微鏡、掃描電鏡、XRD、透射電鏡等手段對(duì)經(jīng)過(guò)熱處理的實(shí)驗(yàn)鋼進(jìn)行顯微組織分析。分析結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)鋼在經(jīng)過(guò)直接淬火和等溫淬火處理后的抗拉強(qiáng)度超過(guò)2000MPA,屈服強(qiáng)度在1800MPA以上,回火前沖擊韌性為1175JCM2回火對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼的強(qiáng)度影響不大,經(jīng)過(guò)250℃回火處理的實(shí)驗(yàn)鋼的抗拉強(qiáng)度仍超過(guò)2000MPA,屈服強(qiáng)度也仍在1850MPA以上,但對(duì)沖擊韌性改善明顯,250℃回火后的沖擊功可達(dá)475JCM2。經(jīng)過(guò)OM、SEM、XRD、TEM等手段發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)直接淬火和等溫淬火的實(shí)驗(yàn)鋼的顯微組織為馬氏體、下貝氏體和殘余奧氏體,基體上有少量未溶TICN,其中馬氏體以孿晶馬氏體為主,在馬氏體周?chē)植贾倭康臍堄鄪W氏體,經(jīng)測(cè)定其含量在54%以上而經(jīng)過(guò)回火處理的實(shí)驗(yàn)鋼微觀組織以回火馬氏體為主,基體上彌散分布著析出相。實(shí)驗(yàn)鋼獲得最佳綜合力學(xué)性能的熱處理工藝為在加熱到900℃并保溫1H后在250℃等溫1H隨后水冷,最后在250℃回火處理1H。
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簡(jiǎn)介:近年來(lái)隨著微納米技術(shù)的不斷發(fā)展,微納器件的運(yùn)用越來(lái)越廣泛。由于尺度效應(yīng)的存在,當(dāng)器件的尺寸縮小到微米或者納米量級(jí)時(shí),許多宏觀條件下的物理量都會(huì)發(fā)生很大的變化,表現(xiàn)出微觀尺度下特有的現(xiàn)象和規(guī)律。一些宏觀條件下可以被忽略的力比如范德華力和CASIMIR力在微納系統(tǒng)中卻顯得非常重要,在這些力的作用下,微納器件很容易發(fā)生粘附以及摩擦磨損現(xiàn)象,探索微尺度下界面之間的作用機(jī)制以及能量耗散模式,對(duì)于提高微納器件的穩(wěn)定性和使用壽命有著重要的指導(dǎo)意義。本文利用分子動(dòng)力學(xué)方法模擬了非接觸銅鋁納米薄膜之間的相互作用特性,取得了一些有益的結(jié)果首先,在分子動(dòng)力學(xué)軟件中建立非接觸銅鋁納米薄膜模型,研究了兩薄膜相對(duì)接近時(shí)距離、溫度、表面形貌和相對(duì)接近速度對(duì)相互作用能的影響。模擬結(jié)果顯示,當(dāng)銅鋁納米薄膜的間距從15A逐漸運(yùn)動(dòng)到7A時(shí),兩薄膜間的相互作用強(qiáng)度幾乎保持不變。隨著相對(duì)運(yùn)動(dòng)的繼續(xù),當(dāng)間距小于7A時(shí),相互作用強(qiáng)度迅速增加,7A是兩薄膜相互作用強(qiáng)度發(fā)生明顯變化的臨界值。另外,薄膜間的相互作用強(qiáng)度隨著溫度的升高而增大研究還發(fā)現(xiàn)溫度為298K時(shí)不同的表面形貌對(duì)作用的結(jié)果也有影響,表面形貌為矩形時(shí)比表面形貌為三角形時(shí)結(jié)果要高最后得到兩薄膜之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度對(duì)相互作用強(qiáng)度幾乎沒(méi)有影響。其次,研究了非接觸銅鋁納米薄膜相對(duì)側(cè)向位移從0A增加到50A時(shí)溫度、作用間距、表面形貌和表面粗糙度對(duì)相互作用能的影響。結(jié)果表明,相互作用強(qiáng)度隨溫度的增加而增大,隨相互作用間距的減小而增大,隨表面粗糙度的增大而減小。最后,研究了非接觸銅鋁納米薄膜相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)作用間距、溫度、表面形貌和表面粗糙度對(duì)相互作用能的影響。結(jié)果表明,作用間距對(duì)結(jié)果有顯著影響,相互作用能隨著間距的減小而迅速增加。溫度對(duì)相互作用能也有很大的影響,溫度越高,作用能越大。相互作用能隨著表面粗糙度的增大而減小,另外在低溫時(shí),表面形貌對(duì)作用能無(wú)顯著影響,但是此時(shí)系統(tǒng)達(dá)到最終穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間要比理想狀態(tài)長(zhǎng)一倍。
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簡(jiǎn)介:聚雙環(huán)戊二烯(POLYDICYCLOPENTADIENEPDCPD)是20世紀(jì)90年代后出現(xiàn)在國(guó)際市場(chǎng)的一種新型的高抗沖工程塑料,具有高彈性模量、高沖擊強(qiáng)度和較好的熱穩(wěn)定性。國(guó)內(nèi)外目前對(duì)PDCPD的研究主要集中在選取無(wú)機(jī)填料對(duì)其進(jìn)行力學(xué)與阻燃等性能的改善;但常常由于無(wú)機(jī)填料在PDCPD制品中不分散或分散性差,并沒(méi)有發(fā)揮出無(wú)機(jī)添加劑的作用,反而常會(huì)導(dǎo)致其力學(xué)性能下降,并不能有效改善PDCPD制品的綜合性能。改善無(wú)機(jī)納米粒子在聚合物基質(zhì)中的分散性是利用無(wú)機(jī)添加劑增強(qiáng)增韌聚合物的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本課題選取SIO2和MOS2納米粒子作為填料,采用兩步法成功制備了與雙環(huán)戊二烯相容性極佳的聚苯乙烯包覆的SIO2和MOS2復(fù)合納米微球;并以此為填料添加到雙環(huán)戊二烯(DCPD)單體中,然后采用雙組份催化體系催化聚合,探索了添加PSSIO2納米微球?qū)Ψ磻?yīng)體系的影響,并確定了最佳反應(yīng)條件,然后利用反應(yīng)注射成型裝置聚合生成PSSIO2納米微球填充改性的PDCPDPSSIO2納米復(fù)合材料。利用紅外光譜(FTIR)、紫外光譜(UVVIS)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、透射電鏡(TEM)及分散性實(shí)驗(yàn)等多種方法對(duì)制得的PSSIO2納米微球的結(jié)構(gòu)、形貌、成分、尺寸及分散性進(jìn)行了測(cè)試;利用紅外光譜(FTIR)、掃描(SEM)以及場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)、能譜分析(EDS)、透射電鏡(TEM)、三維表面輪廓測(cè)定儀、萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)、懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)、QG700高溫氣氛摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)聚合物基納米復(fù)合材料的形貌、結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、摩擦磨損性能及摩擦磨損表面的微觀形貌進(jìn)行了表征與測(cè)試。結(jié)果表明,聚苯乙烯被成功引入到SIO2和MOS2納米粒子的表面,成功制備了以無(wú)機(jī)納米粒子為核、聚苯乙烯為殼的具有核殼型的PSSIO2、PSMOS2納米復(fù)合微球,并實(shí)現(xiàn)了填料在雙環(huán)戊二烯單體中的良好分散,分散度均可達(dá)到6%,且放置30MIN仍無(wú)沉淀出現(xiàn)。并以PSSIO2納米微球作為填料,通過(guò)安瓿瓶實(shí)驗(yàn)探索并確定了PDCPD聚合的最佳反應(yīng)條件溫度為70℃,單體與催化劑配比NDCPDNWNAL1200125。以此最佳條件制備了一系列不同添加量的聚雙環(huán)戊二烯基納米復(fù)合材料。掃描及透射電鏡分析結(jié)果表明,PSSIO2納米微球與聚雙環(huán)戊二烯基體具有良好的界面相容性,而且PSSIO2納米微球在PDCPD基體中分散較均勻;力學(xué)與摩擦學(xué)性能測(cè)試表明,當(dāng)其PSSIO2納米微球質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到4時(shí),PDCPDPSSIO2納米復(fù)合材料的綜合性能最好。與純PDCPD性能相比,拉伸強(qiáng)度和拉伸模量提高了928和1034,彎曲強(qiáng)度和彎曲模量提高了705和812,沖擊強(qiáng)度提高了112,摩擦系數(shù)和磨損量分別降低了169和364,體積磨損率與質(zhì)量磨損率分別下降了929和299。探討了改性SIO2對(duì)PDCPD材料的增強(qiáng)、增韌機(jī)理,以及摩擦磨損機(jī)理。表面改性PSSIO2納米微球在PDCPD基體中具有良好的界面相容性是實(shí)現(xiàn)納米PDCPDPSSIO2復(fù)合材料在低添加范圍內(nèi)具有較佳力學(xué)性能和耐磨性能的重要原因。
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簡(jiǎn)介:左旋聚乳酸(PLLA)作為一種綠色可再生且可生物降解的高分子材料,近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注和研究。然而由于結(jié)晶速率慢,結(jié)晶度低以及韌性差等限制了PLLA在很多領(lǐng)域的應(yīng)用,如何解決這些問(wèn)題一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。材料性能都是由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的,因此本工作從材料的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā),研究PLLA晶體的形成以及不同尺度力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。一方面可以深刻了解體系內(nèi)不同晶體的形成機(jī)理;另一方面研究微觀尺度材料結(jié)構(gòu)與性能的對(duì)應(yīng)關(guān)系,從而用于指導(dǎo)PLLA的生產(chǎn)加工和實(shí)現(xiàn)材料的高性能化。本文研究了不同條件形成的PLLA球晶形貌以及對(duì)應(yīng)晶區(qū)和非晶區(qū)的微觀力學(xué)性能;并且研究了聚乳酸立構(gòu)復(fù)合晶體形成條件及其復(fù)合改性對(duì)材料性能的影響,具體研究?jī)?nèi)容如下(1)利用偏光顯微鏡觀察了PLLA球晶生長(zhǎng)過(guò)程,并且發(fā)現(xiàn)PLLA球晶在冰水中淬冷后形成環(huán)帶同心圓或者六邊形裂紋,且裂紋的形狀與球晶尺寸相關(guān),當(dāng)球晶較小時(shí),裂紋不明顯,隨著尺寸增加,開(kāi)始形成規(guī)則的正六邊形,繼續(xù)增加尺寸,其形貌呈現(xiàn)等間距同心環(huán)裂紋;掃描電鏡(SEM)結(jié)果表明球晶區(qū)斷裂處存在明顯的縫隙,而在球晶生長(zhǎng)前端裂紋不明顯;并且通過(guò)納米壓痕儀測(cè)試了球晶內(nèi)部不同位置以及無(wú)定形區(qū)的微觀力學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)晶體的硬度和模量均高于非晶區(qū),且球晶存在生長(zhǎng)前端,其微觀性能參數(shù)均處于晶區(qū)和非晶區(qū)之間。(2)利用X射線衍射儀(XRD)、差示掃描量熱儀(DSC)、動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀(DMA)及拉伸測(cè)試技術(shù)研究了立構(gòu)復(fù)合聚乳酸(SC)晶體的形成條件以及對(duì)材料性能的影響。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)溶液成型更加有利于SC晶體的形成,而熱壓成型則會(huì)破壞已經(jīng)形成的SC晶體。非晶PLLAPDLA復(fù)合體系在熔融升溫發(fā)生冷結(jié)晶,其不僅包括聚乳酸均聚物(HC)晶體,同時(shí)也有SC晶體的存在。熱處理能夠提高PLLAPDLA復(fù)合體系的結(jié)晶度但對(duì)SC晶體影響不大。并且發(fā)現(xiàn)在90℃退火材料的斷裂伸長(zhǎng)率最高,這可能是由于在此溫度退火過(guò)程中發(fā)生了相轉(zhuǎn)變。(3)采用溶液澆鑄法制備PLLABCGMAH復(fù)合材料,并通過(guò)傅里葉紅外光譜儀(FTIR)、DSC、熱重分析儀(TGA)及拉伸測(cè)試技術(shù)研究PLLABCGMAH復(fù)合材料的結(jié)晶行為及其力學(xué)性能。結(jié)果表明用馬來(lái)酸酐(MAH)對(duì)BC進(jìn)行接枝可以改善BCGMAH與PLLA之間的界面相容性;PLLABCGMAH復(fù)合材料結(jié)晶及力學(xué)性能隨著B(niǎo)CGMAH的增加而顯著提高。同時(shí),由于結(jié)晶結(jié)構(gòu)更為完善使得復(fù)合材料熱穩(wěn)定性能也有較大的提高。
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簡(jiǎn)介:混凝土因其原材料豐富,價(jià)格低廉,高強(qiáng)耐久等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)建筑工程。它是一種多相非均質(zhì)復(fù)合材料,力學(xué)性能復(fù)雜多變,一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究熱點(diǎn)問(wèn)題。本文利用數(shù)值模擬方法,對(duì)多邊形粗骨料混凝土和加筋混凝土動(dòng)態(tài)破壞過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。主要內(nèi)容如下1沖擊荷載作用下多邊形粗骨料混凝土動(dòng)態(tài)特性數(shù)值模擬。將碎石混凝土看成多邊形粗骨料和水泥砂漿組成兩相復(fù)合材料,根據(jù)富勒級(jí)配曲線和瓦拉文平面轉(zhuǎn)化公式,利用ANSYS自帶APDL語(yǔ)言編寫(xiě)二維多邊形粗骨料隨機(jī)分布程序,運(yùn)用ANSYSLSDYNA軟件建立有限元模型,考察多邊形粗骨料體積含量、多邊形粗骨料大小及分布、試件尺寸以及沖擊速度對(duì)混凝土動(dòng)態(tài)力學(xué)性能影響,數(shù)值模擬結(jié)果表明1)碎石混凝土具有明顯尺寸效應(yīng)和率敏感性2)隨著多邊形粗骨料體積含量增大,碎石混凝土峰值應(yīng)力呈先增大后減小趨勢(shì)3)保持多邊形粗骨料最大粒徑不變,隨著多邊形粗骨料最小粒徑增大,碎石混凝土峰值應(yīng)力逐漸減小4)保持多邊形粗骨料最小粒徑不變,隨著粗骨料最大粒徑增大,碎石混凝土峰值應(yīng)力呈現(xiàn)先增大后減小趨勢(shì)。2強(qiáng)沖擊荷載作用下加筋混凝土動(dòng)態(tài)特性數(shù)值模擬。利用ANSYSLSDYNA軟件對(duì)加筋混凝土在不同沖擊速度下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值模擬,提取應(yīng)力時(shí)間曲線,三塊靶板峰值應(yīng)力以及動(dòng)態(tài)破壞過(guò)程應(yīng)力云圖,通過(guò)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)有限元模型應(yīng)力波波形較好,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線走勢(shì)一致加筋混凝土材料受內(nèi)部微細(xì)結(jié)構(gòu)擾動(dòng)影響,存在明顯滯后效應(yīng)隨著沖擊速度不斷增加,加筋混凝土峰值應(yīng)力明顯提高隨著靶板位置后移,加筋混凝土峰值應(yīng)力呈現(xiàn)逐漸衰減趨勢(shì)實(shí)驗(yàn)條件下加筋混凝土峰值應(yīng)力與數(shù)值模擬結(jié)果相差較小,說(shuō)明該有限元模型合理、有效,可為實(shí)際工程提供可靠依據(jù)。
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簡(jiǎn)介:以聚酯纖維為原料制備耐熱絕緣紙,可以提高紙品使用性能,減少砍伐大片森林,獲得良好的社會(huì)效益。然而,目前以濕法成形的方法制備的聚酯復(fù)合材料性能較差,主要影響因素有一、纖維和漿粕的性能二、纖維和漿粕間的界面粘結(jié)。纖維和漿粕的形態(tài)和性能對(duì)紙張性能有重要影響。采用光學(xué)顯微鏡、SEM對(duì)PET纖維、漿粕及PMIA纖維和漿粕進(jìn)行觀察,并進(jìn)行篩分和MFI分析。結(jié)果表明PET纖維直挺,表面較為潔凈。PMIA纖維表面有細(xì)小顆粒物質(zhì)存在,纖維直挺,粗細(xì)不均一。PET漿粕仍呈纖維狀纏繞在一起,部分在研磨制備過(guò)程中被壓扁,主干部分的表面有少量細(xì)纖維。PMIA纖維碎片較多,呈較薄的絲帶狀。SEM觀察下PET纖維表面較光滑有少量微纖存在,與纖維軸向平行呈褶皺狀。PMLA纖維表面潔凈,凹槽、溝壑較多。大部分PET漿粕呈較厚的膜狀,且厚度不均一。PMIA漿粕呈較薄的絲帶狀,表面有大量的微纖維存在。PET漿粕及PMIA漿粕的篩分結(jié)果表明,PET漿粕尺寸較為粗大,R16組分含量最高,為578%,長(zhǎng)度主要分布在027MM10MM之間。PMIA漿粕的長(zhǎng)度主要分布在015MM100MM范圍內(nèi)。PET漿粕的重均長(zhǎng)度和粗度均比PMIA漿粕的大,PMIA漿粕的細(xì)小纖維含量比PET漿粕的高,且分絲帚化程度也較高。對(duì)PET復(fù)合紙的表面及力學(xué)性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明,紙張經(jīng)熱壓前纖維和漿粕不均勻分布,經(jīng)熱壓后紙張表面凹凸不平,纖維和漿粕之間有較大的縫隙存在,PMIA紙中纖維和漿粕均勻分布,熱壓后紙張表面平整,纖維和漿粕間沒(méi)有大孔隙存在。為了改善纖維的抄造性能,本研究對(duì)PET纖維進(jìn)行了機(jī)械打漿、磨漿處理,其中打漿條件為時(shí)間為10MIN,掛砣重6KG,漿濃為15%。磨漿濃度為10%,磨漿轉(zhuǎn)數(shù)分別為500R、650R、800R、1000R、1200R。結(jié)果表明經(jīng)磨漿或打漿處理后的PET纖維沒(méi)有發(fā)生分絲帚化,但發(fā)生了卷彎曲和纏結(jié)。隨著磨漿程度的增加纖維間的纏結(jié)程度增加,纖維在水中的分散性能也逐漸下降。經(jīng)打漿或磨漿處理后的成紙勻度下降。經(jīng)磨漿處理后纖維成紙的抗張指數(shù)下降。PET纖維經(jīng)打漿處理后的成紙的抗張指數(shù)增大。另外,對(duì)PET纖維進(jìn)行NAOH及十二烷基苯磺酸鈉處理,經(jīng)過(guò)處理后PET纖維親水性增強(qiáng),在水中分散效果改善,結(jié)晶度下降,紙強(qiáng)度下降。本論文對(duì)PET漿粕進(jìn)行了打漿及磨漿處理,對(duì)漿粕的原纖化程度對(duì)紙張性能的影響進(jìn)行研究,并對(duì)處理后的漿粕形態(tài)進(jìn)行了光學(xué)顯微鏡觀察和篩分、MFI分析,結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)打漿處理后PET漿粕尺寸變小,表面微纖稍有增多,經(jīng)磨漿處理的漿粕表面的微纖隨著磨漿轉(zhuǎn)數(shù)的增加而增加,但是漿粕的長(zhǎng)度分布總體趨勢(shì)與原漿粕一致。與未經(jīng)處理的漿粕相比,經(jīng)打漿處理后漿粕的成紙抗張強(qiáng)度稍有提高。纖維及漿粕的熱性能對(duì)紙張界面有重要影響,本研究對(duì)PET纖維和漿粕進(jìn)行了TG、DSC進(jìn)行了測(cè)試分析。PET纖維在25988℃處出現(xiàn)熔融吸熱峰。PET漿在250℃附近出現(xiàn)熔融吸熱峰。另外,在PET復(fù)合紙中加入環(huán)氧樹(shù)脂后PET復(fù)合紙的熱性能基本沒(méi)變化。紙張的表面、橫切面及斷面的SEM觀察表明,紙張中的纖維與漿粕間的界面粘結(jié)得到改善。添加環(huán)氧樹(shù)脂后紙張的抗張強(qiáng)度提高了近2倍。最后本研究采用粉末狀玻璃纖維及短切玻璃纖維作為增強(qiáng)纖維,加入到PET復(fù)合紙中。隨著粉末狀玻璃纖維添加量的增大,紙張的抗張強(qiáng)度先上升后下降,介電強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)。粉末狀玻璃纖維的最佳添加量為15%。對(duì)其留著率的提高研究結(jié)果表明,當(dāng)抄紙網(wǎng)目為100目,CPAM加入量為012%時(shí),通過(guò)測(cè)定紙張的TG確定紙張中粉末狀玻璃纖維的含量得到提高,即其留著率提高。加入短切玻璃纖維B后紙張的抗張強(qiáng)度及介電強(qiáng)度反而下降。采用KH550,KH570,先濃H2SO4分散后CMCCS交替處理及CMCCS交替處理濃H2SO4分散四種方法對(duì)短切玻璃纖維B進(jìn)行了表面改性,在玻璃纖維添加量為15%時(shí),經(jīng)KH550處理的短切玻璃纖維B的成紙抗張強(qiáng)度上升,經(jīng)CMCCS處理的成紙介電強(qiáng)度上升,其他方法均使紙張強(qiáng)度下降。添加量為20%時(shí),經(jīng)CMCCS交替處理后玻璃纖維的成紙抗張指數(shù)有所上升,介電強(qiáng)度基本沒(méi)有變化,其他方法均使紙張強(qiáng)度下降。
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簡(jiǎn)介:20KG鋁錠自動(dòng)化生產(chǎn)線是專(zhuān)門(mén)用于生產(chǎn)重熔鋁錠自動(dòng)化生產(chǎn)線。鋁錠翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是鋁錠連續(xù)鑄造機(jī)組重要裝備,其工作目的是按照鋁錠碼垛堆垛要求實(shí)現(xiàn)鋁錠自動(dòng)翻轉(zhuǎn)。鋁錠在翻轉(zhuǎn)機(jī)上翻轉(zhuǎn)時(shí),主要存在鋁錠夾緊不可靠、出現(xiàn)掉錠、卡錠等問(wèn)題。本文在企業(yè)需求和對(duì)研究現(xiàn)狀存在問(wèn)題進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)鋁錠翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究,主要研究?jī)?nèi)容如下1本課題以20KG電解鋁生產(chǎn)線的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,把虛擬裝配技術(shù)應(yīng)用到電解鋁錠翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中2使用PROE50軟件建立翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)零、部件子元素模型以及建立翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型3使用從總體到部分的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)明確表達(dá)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝配模型,對(duì)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝配順序規(guī)劃,建立翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的裝配順序規(guī)劃信息表4對(duì)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝配仿真的內(nèi)容與意義進(jìn)行了闡述,對(duì)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝配過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)演示,并對(duì)虛擬樣機(jī)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真及動(dòng)態(tài)碰撞干涉檢驗(yàn),對(duì)虛擬樣機(jī)發(fā)生碰撞干涉的部位進(jìn)行了修正,檢驗(yàn)無(wú)誤后對(duì)修真好的虛擬樣機(jī)進(jìn)行了保存并制作了翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真視頻文件。5針對(duì)鋁錠連鑄機(jī)組的重要裝配鋁錠翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)存在夾緊不可靠導(dǎo)致掉錠、卡錠現(xiàn)象,對(duì)鋁錠翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)鋁錠夾緊過(guò)程進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析。建立翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作可靠性與鋁錠在進(jìn)入翻轉(zhuǎn)機(jī)時(shí)的位姿之間的關(guān)系,給出鋁錠進(jìn)入的約束條件6以動(dòng)力學(xué)分析得出的理論分析數(shù)據(jù)為依據(jù),用虛擬樣機(jī)代替實(shí)體樣機(jī),運(yùn)用動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件ADAMS軟件,將虛擬樣機(jī)模型導(dǎo)入到ADAMS軟件中,對(duì)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在投入使用后的各種工況進(jìn)行仿真,對(duì)理論分析數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。
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