长征5号火箭发射台耐火材料应用研究

研究了一种以莫来石、堇青石和铝酸盐水泥为主要原料的铝硅系耐火材料.在耐火材料力学性能、热性能、耐盐雾性能和老化性能测试和研究的基础上,将研制的耐火材料应用于长征5号火箭发射台.研究结果表明:该耐火材料的常温抗折强度为9.1MPa,常温耐压强度65.7MPa,耐火度1 580℃,导热系数0.762W/(m·K),热膨胀系数α_(1 000℃)=3.40×10~(-6)/℃,α_(200℃)=5.30×10~(-6)/℃;耐火材料经氧气-煤油缩比发动机烧蚀后,线烧蚀率为0.860mm/s,质量烧蚀率为31.40g/s,6mm厚的钢板在30mm厚的耐火材料保护下,400s内其背面温度不超过60℃;耐火材料具有良好的耐盐雾性能和老化性能.该耐火材料可应用于长征5号火箭发射台钢结构的热防护,火箭发射后耐火材料的脱落面积不超过总面积的10%.     

利用PDSC法监测酯类航空润滑油基础油的高温氧化安定性

选用癸二酸二异辛酯(DIOS)航空润滑油基础油作为研究对象,借助高温氧化加速模拟装置,结合理化性能检测和高压差示扫描量热法(PDSC)评定,重点考察了高温作用下油样性能及其氧化安定性的变化规律.结果显示:当作用温度在180~250℃范围,油样的运动黏度.ν40由10.99 mm2/s下降到10.59 mm2/s,衰减值为0.40mm2/s,而当作用温度超过250℃后,油样的黏度和酸值都急剧下降,至300℃时黏度值为8.78mm2/s,衰减幅度达到20.62%;酸值由250℃时的1.16mg KOH/g增大至300℃时的12.44mg KOH/g;说明高温,尤其是发动机运转过程中的热点温度是导致油品品质变化的主要原因.利用PDSC获取实验油样的起始氧化温度(IOT)和氧化诱导期(OIT),IOT和OIT的变化趋势进一步验证了温度越高,油样的氧化安定性越差;同时,利用Ozawa法和Kissinger法计算了油品氧化的反应活化能及动力参数,与IOT和OIT值评价油品氧化安定性的结果相符,表明从动力学角度评价油样的氧化安定性也是可行的.     

气氛和温度对AlON透明陶瓷热腐蚀的影响

以氧化钇为烧结助剂,在流动氮气气氛下,经1880 ℃保温10小时获得AlON陶瓷.将所得到的陶瓷样品研磨抛光后分别在氮气(常压)气氛下1750 ℃,1680 ℃,1650 ℃和真空(<1.0×10-3 Pa)气氛下1680 ℃,1650 ℃进行热腐蚀.保温时间均为2小时.然后将上述经热腐蚀后的各样品用扫描电子显微镜对其腐蚀表面进行了观察,进而研究气氛和温度对AlON陶瓷热腐蚀的影响.通过对以上结果的分析比较得到AlON热腐蚀的最佳条件为真空(<1.0×10-3 Pa)条件下1650 ℃.最后对新生晶粒组成成份、产生的原因以及温度对陶瓷表面腐蚀程度的影响也进行了分析.     

Ti62421s钛合金的热变形行为及加工图

在变形温度为900～1060℃和应变速率为0.001～10s-1条件下,对Ti62421s合金进行变形量为60％的热压缩变形,以研究Ti62421s合金的热压缩流变应力行为.研究温度与应变速率对Ti62421s热变形流变应力的影响,建立Ti62421s合金热变形流变应力的本构方程和加工图.研究结果表明:合金在热压缩过程中,流变应力随着应变的增大而增加,达到峰值应力后逐渐趋于平稳:当在高应变速率(10s-1)下变形时,出现不连续屈服现象:应力峰值随应变速率的增大而增大,随温度的升高而呈减小趋势:合金最佳变形工艺参数为:温度θ=980℃,应变速率(ε)=0.01～0.1s-1.     

铜钢复合冷却壁热变形分析

提高高炉炉腰及炉身下部冷却壁抗热变形能力是维持高炉长寿的关键.采用热态实验和数值模拟手段研究高炉炉腰及炉身下部区域铜钢复合冷却壁的传热及热变形行为,并与铜冷却壁进行对比分析.铜钢复合冷却壁热面无渣铁壳覆盖,煤气温度1200℃条件下,铜钢复合冷却壁最高温度为180℃,传热性能与铜冷却壁接近.铜钢界面最大等效应力约为114.45MPa,低于铜钢复合板的抗拉强度.铜钢复合冷却壁发生弯曲变形,中心z向位移为0.66 mm,较铜冷却壁低约25.8％;顶底端沿z向位移为0.13mm,较铜冷却壁低约50％;曲率为0.93×10-4 mm-1,较铜冷却壁低约51.81％.铜钢复合冷却壁抗变形能力优于铜冷却壁,可以避免铜冷却壁热变形过大导致的螺栓及冷却水管断裂破损问题.     

干燥条件对海巴戟天果中水分和蒽醌类化合物含量的影响

在真空干燥、密闭干燥、热风干燥条件下,研究干燥温度为50℃、60℃、70℃和样品厚度(1 mm、2 mm、3 mm)对海巴戟天果的干燥动力学和蒽醌类化合物含量的影响.水分的干燥曲线表明干燥动力学和有效水分扩散率的关系,阿伦尼乌斯方程则表示扩散系数与温度的关系.干燥条件、样品厚度(1 mm、2 mm和3 mm厚度)以及干燥温度影响干燥率和蒽醌类化合物含量.真空干燥条件具有更高的干燥效率,水分扩散率和蒽醌类化合物含量均较高.当样品厚度为3 mm,真空条件下扩散系数8.82×10-10m2/s,活化能为36.52 KJ/mol.     

加载速率对不同温度状态石灰岩力学性能影响的试验研究

借助美国MTS810电液伺服材料试验机和高温炉,对常温和600℃两种温度状态下石灰岩试件进行不同加载速率下的单轴压缩试验,得到石灰岩力学性能随加载速率的变化规律。结果表明:常温时,石灰岩岩样在3×10-4~3×10-3 mm/s的低应变率范围内,加载速率对峰值应力和弹性模量影响不大,在加载速率为3×10-3~3×10-1 mm/s的区段内,峰值应力和弹性模量均呈明显上升趋势;600℃时,峰值应力和弹性模量随加载速率增加变化不大。常温时,不同加载速率下石灰岩岩样均为竖向劈裂破坏,且在3×10-3~3×10-1 mm/s的加载速率区段中,随加载速率的增加,劈裂面逐渐增多;600℃时,石灰岩岩样在不同加载速率下均为剪切破坏。     

严寒地区建筑热舒适适应性模型

为了研究严寒地区建筑的热环境和人体热舒适适应性模型,对哈尔滨某建筑物内的热舒适度进行了现场研究。在测量室内热舒适参数的同时,通过问卷调查,得到了135份人体热反应的样本。结果表明,哈尔滨某自然通风建筑人体热中性温度为25.6℃,热期望温度为25.4℃。男性受试者热中性温度为25.5℃,女性受试者热中性温度为25.7℃。严寒地区热舒适适应性模型为Tcomf=0.28×Tout＋20.4,该模型与其他国家学者的研究有一定的相似性。     

对乙酰氨基酚原料及其片剂的热稳定性研究

用热分析方法测量了对乙酰氨基酚原料及其片剂的热失重曲线,从其热失重曲线可知：片剂的起始失重温度高于原料药.以升温速率为10K.min-1为例,片剂的起始失重温度为504K,而原料药的起始失重温度为464K.本文采用Kissinger法对所获得的热失重曲线进行解析,分别得到他们的表观活化能和指前因子;对乙酰氨基酚原料的表观活化能和指前因子分别为56.73kJ.mol-1和1.100×105;对乙酰氨基酚片剂的表观活化能和指前因子分别为103.0kJ.mol-1和8.340×108.由阿伦尼乌斯公式得到对乙酰氨基酚原料和片剂在298.15K下的热降解速率常数分别为1.27×10-5和7.50×10-10.热分析实验结果表明：对乙酰氨基酚片剂的稳定性高于原料的稳定性.同时,采用DSC测量了对乙酰氨基酚的原料与片剂的熔化过程,得到其相关的热力学参数.     

7050铝合金厚板淬火过程的数值模拟研究

采用Deform 3D有限元软件对尺寸为630 mm×300 mm×80 mm的7050铝合金厚板淬火过程进行模拟,研究了厚板的温度和残余应力分布情况,同时对比分析了淬火水温对厚板淬火过程的影响.结果表明,淬火过程中温度分布不均匀,淬火刚开始时,表层温度下降较快,冷却速率约为131.5℃/s,内部温度下降缓慢,冷却速率约为33.2℃/s,厚板整体能够被固溶.淬火初期,厚板表层呈现拉应力,内部为压应力;淬火完成后,心部变为拉应力,最大值为131 MPa,表层为压应力.随着淬火水温的升高,通过淬火敏感区的冷却速率降低,厚板中的残余应力略有减小;采用25～80℃水淬均能获得过饱和固溶体,选用80℃进行淬火时的残余应力稍有降低.     

多热源温度触觉复现装置的设计与实现

设计了一种能提供真实感的、基于物理意义的温度触觉复现设备.首先研究了人体与各种不同材质物体之间接触过程的传热过程,据此设计了一个可通过控制珀尔贴表面温度的变化来模拟这一过程的装置.该装置复现部分是由4个15 mm×15 mm的珀尔贴构成的4个独立热源,在温度控制部分增加了反馈和接触检测电路.系统能实现较高的升降温速率,通过对表面温度实时精确控制,可复现各种不同的温度变化曲线.在此基础上提出了一种创新的、基于温度补偿曲线的方法来模拟人手指触摸不同材质时的感觉.多热源复现装置小巧灵活,将来可方便地集成于机器人灵巧手上.最后,通过一系列的温度触觉复现实验,证明了本装置的有效性.     

用于盲人的图像振动触觉显示系统设计

为了帮助视觉障碍者以振动触觉方式感知图像信息,设计了一个能自动采集图像信息并将图像轮廓转换为振动触觉刺激的触觉显示系统.该系统主要由摄像头和基于嵌入式系统的8x8振动触觉刺激阵列组成.系统能通过摄像头采集图片信息,提取物体二维轮廓特征,并以顺时针链表形式依次触发振动电机,产生动态振动触觉刺激,让佩戴者通过触觉刺激感知图...     

Interactive Display under the Influence of Tactile Sense

Humans have a variety of sense in dynamic environment,and tactile sensation is an important way apperceiving the world.It enhances the process of experience and the interaction between humans and environment.However,vision as a dominant sense impairs the variety of sense.In the display design,current designers often put more emphasi on structure,form,color,such other visual elements,consequently neglect the importance of the tactile sensation,which weakens real experience of humans.     

用于仿生皮肤的电容式三维力触觉感知系统

为解决可穿戴传感器触觉感知信息单一, 不具备柔性以及可穿戴性差的问题, 研究了一种兼备法向力与切向力感知功能的电容式三维力柔性触觉传感器。阐述了传感器的结构设计、触觉感知机理, 并借助ANSYS传感器有限元仿真软件进行触觉感知机理验证。基于CC2530 低功耗微处理器与AD7147-1 型电容数字转换器构建便携式电容触觉信息感知系统。可分别满足法向力0 ~ 5 N 范围检测灵敏度为6. 87 fF/ N 以及剪切力0 ~3 N时灵敏度为10. 96 fF/ N 的触觉感知, 动态响应时间为226 ms。实验结果表明, 该电容式三维力触觉传感器具备良好的工作稳定性与灵敏度, 为可穿戴式人工皮肤的研究提供了一种设计方案。     

太阳能炕的蓄热特性研究及其对睡眠热舒适度的影响

结合北方传统火炕的特点,建立了与太阳能热水系统结合的太阳能炕理论模型,并搭建太阳能炕系统实验台,进行了实验测试,模拟计算结果与实验测试结果吻合较好.依据通过实验验证的模型,采用合肥实测的气象数据,分析了太阳能炕系统在冬天工作时对睡眠热舒适度和室内热环境的影响.结果显示:在室外平均温度0℃左右和炕面温度不超过35℃的条件下,室内空气温度维持在8～15℃之间,在晚上21点太阳能热水系统对炕停止加热后,人所处的睡眠环境能保持在28.5～34℃的热舒适温度区间,太阳能贡献率为34.5%.     

气动点触觉再现分析与实验研究

为研究模拟再现虚拟物体的几何形状、材质以及粗糙度等属性信息,提出基于单喷嘴喷气再现点触觉的方法,并建立手指皮肤和喷嘴的流固耦合有限元模型.将触摸小球时采用有限元模型的计算结果作为标准来分析气动喷嘴再现点触觉.提出有效触感宽度的概念,结合应变能密度及SS率等表征触觉的物理量分析了喷嘴直径、接触高度和入口压力对点触觉的影响.实验表明,分析结论与实验结果相符,为气动喷嘴设计提供了很好的参考依据.     

7050合金电流均匀化过程中的温度分布

研究了电流、风机频率、冷却水和辅助加热对7050合金均匀化过程中温度场分布的影响.结果表明:单纯施加电流时,试样心部及表面温度分布十分不均匀.电流为1500A时,试样中心点处温度只能达到402℃.在电流加热过程中采用吹风方式,心部与表面温差为79℃.采用辅助加热后,心部与表面温差小于±5℃.利用ANSYS建立的温度场数学模型,预测电流为16000A、尺寸为100mm×200mm×2000mm试样的中心点心部温度为324℃,心部与表面温差为1℃.在铝合金均匀化过程中,施加1000A电流,可有效促进晶界残余相的溶解.     

新型光纤阵列触觉传感器

介绍了采用微弯效应和横向耦合效应新原理设计的新型柔性光纤阵列触觉传感器及它的结构、工作原理、接口技术和性能实验情况。这是一种皮肤状、有研究前途的新型触觉阵列。     

连铸热坯表面温度可见光谱CCD辐射测温方法

针对连铸坯表面测温现状和存在的问题,建立了双色法(R、G)与单色法(B)相结合的实时测温模型。采用可见光面阵CCD图像传感器进行铸坯表面图像采集,实验研究了不同光圈(F)与积分时间下的R(红)、G(绿)、B(蓝)三基色值随温度的变化规律和动态响应区间。利用计算机图像处理技术建立了连铸热坯表面二维温度场与RGB的关联关系,实现了连铸热坯表面温度场的在线测量。通过控制CCD传感器光积分时间以提高CCD传感器的动态响应范围,为实现连铸坯表面温度场在线测量提供了理论基础和技术支撑。