基于ANSYS Workbench的聚合物熔体孔芯式冷却结构数值模拟及优化

提出了一种结构强度大、冷流体流道独立密封的孔芯式冷却结构,采用数值模拟计算分析孔芯直径和孔芯数量两个主要结构参数对熔体冷却均化性能的影响规律,并利用综合评价指标计算得到了一定工艺条件下的最优结构参数值。研究结果表明：与孔芯数量相比孔芯直径对结构冷却均化性能的影响更加显著;适当减小孔芯直径、增大孔芯数量有助于减小孔芯结构的压力损失,提高孔芯结构的冷却均化性能;在固定外形尺寸且10 kg/h产量的工艺条件下,最优化结构参数值为孔芯直径6 mm,孔芯数量12。     

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金微合金化的研究进展

就单一合金元素及复合多种合金元素对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的铸态组织、析出相、力学性能及腐蚀性能的影响进行综述。单独加入稀土元素Er,Ce,Ho,Sc等,可以净化基体,使合金熔铸缺陷明显减少,细化晶粒,促进合金元素在基体中的固溶,使晶界减少偏析;单独加入微量的Zr,可以提高合金的再结晶温度,抗拉强度,应力腐蚀能力;复合添加稀土及其他微量合金元素,对提高铝合金的综合性能更为有效。     

热处理对钎焊铝箔翅片料抗下垂性能的影响

研究了不同热处理工艺对热交换器用钎焊铝箔翅片料抗下垂性能的影响。结果表明：在钎焊升温过程中,材料的下垂主要分为3个阶段：未下垂阶段（室温～200℃）;加速下垂阶段（200℃～再结晶开始温度）;缓慢下垂阶段（再结晶开始温度以上）。增加冷轧压下量和进行成品退火,可以显著提高翅片料的抗下垂性能。     

石墨烯复合材料在警车防弹防护方面的研究

研究警车高性能防弹防护材料应用技术,尝试采用石墨烯改性的方式对陶瓷及铝合金的强度、韧性性能进行了改性提升,利用石墨烯改性材料制备了复合防弹板,并进行了实弹射击试验,研究了防弹警车应用可行性.试验结果表明,石墨烯改性可以有效提高陶瓷的断裂韧度,以及铝合金的强度及弹性模量.经53式7.62 mm穿甲弹三次射击,靶板无穿透,用石墨烯改性陶瓷制备的防弹装甲板,可有效降低材料密度,大幅度提高防弹性能,对车辆防弹性能及轻量化技术研究具有一定的参考价值.     

高铝熔渣物相析出演变规律研究

以改善高铝渣浸出性能为目标,采用DSC实验和SEM-EDS检测方法,研究了高铝渣控温冷却过程中物相析出规律,考察了降温速率、n(CaO)/n(Al₂O₃)和MgO含量对铝酸钙渣物相析出演变规律的影响.结果表明:当降温速率加快时,熔渣凝固过程趋于更大程度的偏析,C₂S相变愈不充分,粒度粗化,劣化了自粉行为和浸出条件;随着调高渣中n(CaO)/n(Al₂O₃),C₁₂A₇的析出温度升高,物相析出活性按照CA→C₁₂A₇→C₃A逐渐增强;当渣中含有MgO时,物相中出现C₂MS₂,不利于C₂S物相转变,更为重要的是MgO富集在含铝物相中形成Q相,显著恶化氧化铝浸出率和收得率.     

Enhanced performance of nano-sized SiC reinforced Al metal matrix nanocomposites synthesized through microwave sintering and hot extrusion techniques

In the present study, nano-sized SiC (0, 0.3, 0.5, 1.0 and 1.5 vol%) reinforced aluminum (Al) metal matrix composites were fabricated by microwave sintering and hot extrusion techniques. The structural (XRD, SEM), mechanical (nanoindentation, compression, tensile) and thermal properties (co-efficient of thermal expansion- CTE) of the developed Al-SiC nanocomposites were studied. The SEM/EDS mapping images show a homogeneous distribution of SiC nanoparticles into the Al matrix. A significant increase in the strength (compressive and tensile) of the Al-SiC nanocomposites with the addition of SiC content is observed. However, it is noticed that the ductility of Al-SiC nanocomposites decreases with increasing volume fraction of SiC. The thermal analysis indicates that CTE of Al-SiC nanocomposites decreases with the progressive addition of hard SiC nanoparticles. Overall, hot extruded Al 1.5 vol% SiC nanocomposites exhibited the best mechanical and thermal performance as compared to the other developed Al-SiC nanocomposites.     

电磁场对1100铝合金铸轧板材组织的影响

研究了1100铝合金中添加不同质量分数(0.4%,0.2%,0.1%)的Al-Ti-B细化剂和在铸轧过程中施加电磁振荡场对铸轧板坯组织细化的影响.结果发现,在添加相同含量的Al-Ti-B条件下,铸轧过程中施加电磁振荡场的板坯组织细化效果明显高于普通铸轧的板坯.同时发现,细化剂的质量分数在0.1%~0.4%范围内,在铸轧过程中施加电磁振荡场,其细化效果都比较满意,其显微组织优于常规铸轧添加0.4%细化剂的组织,因此,电磁振荡铸轧可以大幅度降低细化剂的用量,减少元素偏析,改善铸轧坯的内部质量.     

石油焦煅烧程度对铝用炭阳极显微结构及电解消耗的影响

以不同煅烧程度石油焦为骨料，煤沥青为黏结剂制备铝用低煅焦炭阳极.通过激光共聚焦扫描显微镜和图像分析方法对炭阳极孔隙结构进行分析表征，并考察阳极反应性和电解消耗性能.在煅后焦微晶尺寸1.7~2.7 nm范围内降低石油焦煅烧程度，炭阳极小孔隙逐渐沿骨料-黏结剂界面演变为裂纹状大孔隙，炭阳极孔隙率、形状因子及连通率均先减小后增大，视孔隙比表面积呈减小趋势.煅后焦微晶尺寸降低至1.9 nm较为适宜，对应的炭阳极空气和CO2反应质量损失率最少为9.6%和3.0%，每吨铝阳极碳耗为355.4 kg.低煅焦炭阳极过量消耗机制从以黏结剂选择性消耗转变为骨料与黏结剂共同消耗，使碳渣量减少.     

泡沫铝／环氧树脂复合材料压缩力学行为的仿真分析

根据所制备的开孔泡沫铝／环氧树脂复舍材料的结构特点，对其材料结构进行了合理的简化。在此基础上采用ANSYS／KS—DYNA软件对该材料的压缩力学行为进行有限元仿真分析；得出了该材料在压缩过程中的变形和失效过程以及应力-应变关系随其结构参数（泡沫铝孔径、泡沫铝相等密度）及应变率的变化规律。如上规律与已有文献的物理实验研究结果相一致，从而证明了该仿真方法的合理可行性，为泡沫铝孔洞填充复合材料的性能研究提供了一种新方法。     

航空铝合金预腐蚀疲劳寿命退化规律

航空铝合金材料在服役过程中常因腐蚀损伤而导致疲劳断裂问题,通过采用扫描电镜及疲劳寿命测试等方法,研究了不同预腐蚀损伤对2xxx铝合金在不同应力比下疲劳寿命的影响,探讨了预腐蚀损伤对疲劳裂纹萌生扩展的影响机理.结果表明:预腐蚀损伤对2xxx铝合金材料疲劳寿命的影响显著,材料的疲劳性能随着腐蚀损伤程度的增加而明显下降.同时建立了预腐蚀损伤对材料疲劳极限的影响系数C-T-R模型,材料疲劳极限的影响系数C随着预腐蚀时间的增加或者应力比R的增加而变大.断口分析表明,预腐蚀损伤的存在导致裂纹萌生寿命大大缩短,裂纹萌生由单源转变为多源,并且均萌生于腐蚀坑处.