石墨烯增强铜基复合材料强度及机理研究

为了提升金属基复合材料的力学性能,采用FSP（friction stir processing）方法制备铜/石墨烯复合材料,通过金属显微组织观察试验和力学试验对试样进行分析,探究搅拌工具转速和石墨烯添加量对复合材料微观组织特征、抗拉强度的影响规律,并对复合材料的强化机理进行研究。结果表明,石墨烯对铜基体的作用主要体现在载荷传递和阻碍铜基体中的位错运动和晶界长大方面,随着石墨烯的引入,焊核区晶粒发生了明显细化;晶粒细化的原因是搅拌工具的机械搅拌作用和晶粒再结晶过程中石墨烯对晶粒长大产生了阻碍作用;与母材相比,铜/石墨烯复合材料的抗拉强度提升了5%,最高可达277.49 MPa。因此,采用FSP方法可制备性能良好、石墨烯分布均匀的铜/石墨烯复合材料,新方法有效提升了铜合金材料的力学性能,可为复合材料的广泛应用提供理论基础和技术参考。     

振荡冷却活塞温度场及热机耦合分析

为分析内冷油腔对活塞的降温效果,对振荡冷却活塞在热负荷、机械负荷及热机耦合作用下的温度场及应力应变分布规律进行研究。采用VOF（volume of fluid）多相流模型、动网格技术等对活塞内冷油腔内机油的振荡传热过程进行Fluent数值模拟,得到内冷油腔各壁面换热系数;将结果映射到活塞固体表面,对活塞分别加载热负荷、机械负荷以及热机耦合作用,对比分析活塞在内冷油腔冷却前后的温度场变化,得到其热应力、机械应力以及耦合应力的变化规律。结果表明,采用内冷油腔进行冷却后,活塞各区域温度均有不同程度下降,其中活塞最高温度下降7.5%;活塞受热机耦合作用下的最大应力小于两者单独作用的结果之和;进行油腔振荡冷却后,活塞的热应力和耦合应力也有不同程度降低。所得到的活塞在内冷油腔冷却前后的应力分布规律,可为活塞内冷油腔的优化设计提供理论参考。     

均匀化处理对Fe基中熵合金组织及力学性能影响

采用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼-铜模负压吸铸法制备了(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)_98.5Y_1.5(Y=Cu、Ag)、(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)₉₇Cu_1.5Ag_1.5中熵合金. 通过建立均匀化动力学方程,研究了均匀化温度和时间对力学性能的影响.对(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)_98.5Y_1.5(Y=Cu、Ag)、(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)₉₇Cu_1.5Ag_1.5中熵合金分别在873、973、1 073、1 173、1 273 K进行6 h均匀化处理,研究其组织结构和压缩性能的关系.结果表明:通过施加均匀化处理使合金元素均匀分布、偏析显著减少,1 173 K均匀化处理后合金具有好的相稳定性,仍为fcc结构.在1 173 K时,(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)₉₇Cu_1.5Ag_1.5中熵合金的压缩力学性能最优,其抗压强度及塑性应变分别为3 992.4 MPa和35.75%,且实验结果与均匀化扩散动力学方程计算预测相符.     

磷氮阻燃剂DOPO-AN的合成及其阻燃环氧研究

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）,2-氨基蒽醌（AN）和多聚甲醛（POM）为原料,通过一锅法合成了一种新型磷氮阻燃剂2-（N,N-二（9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10基）甲基）氨基蒽醌（DOPO-AN）。利用核磁共振谱（¹H-NMR、³¹P-NMR）、红外光谱（FTIR）对其分子结构进行表征,并将DOPO-AN用于阻燃改性环氧树脂（EP）。运用差示扫描量热法、万能力学试验机、氧指数仪、垂直燃烧仪分别研究了DOPO-AN/EP复合材料的力学性能、热稳定性、阻燃性能。结果表明,阻燃剂DOPO-AN能明显改善环氧树脂的阻燃性和热稳定性。当体系磷元素质量分数为0.67%时（DOPO-AN/EP-8%）,800 ℃时残炭率由0.45%增加到7.9%;极限氧指数（LOI）随阻燃剂量的增加而增加,由纯环氧树脂的25.3%提高到30.1%,垂直燃烧UL94等级达到V-0级。力学性能结果表明,环氧树脂的拉伸强度由836 MPa增加至863 MPa,说明DOPO-AN的加入对EP的力学性能影响不大。     

一种三维光机扫描系统的研究

介绍了一种用于获取焊缝空间位置及几何尺寸信息的光机扫描系统。在扫描器内部用于信号光发射、反射光接收以及信号预处理的旋转工作面上，采取二次光电转换和通讯中的时分复用技术进行信号传输，从而实现了连续无逆转环形扫描。利用周期扫描信号，可得到包含焊缝位置和轮廓特征的二维图象，并可近似计算出扫描器与工件之间的距离。由于具有足够的信息冗余量，并采用简化的数字模板匹配方法进行模式识别，该扫描系统在电弧焊接过程控制中可以用于实时识别各种常规的坡口和接缝，实现对焊缝的横向、高度以及曲率变化的自动跟踪。     

空间开环机械系统的位移分析

给出了一种在进行空间开环机械系统位移的分析递推中只需要用一个方向余弦变换矩阵的简化方法，将这种方法推广到自由浮动空间开环机械系统的位移分析。     

端羟基聚叠氮缩水甘油醚（GAP）聚氨酯力学性能的研究

采用一步法合成端羟基聚叠氮缩水甘油醚（ＧＡＰ）聚氨酯。ＤＳＣ，ＤＴＡ和静态力学性能测试结果表明：该粘合剂和硝酸酯增塑剂１，２，４－丁三醇三硝酸酯（ＢＴＴＮ）具有良好的溶混性；随硝酸酯含量的增加，聚氨酯胶片的分解峰温下降。同时观察到胶片的弹性模量和抗拉强度随交联剂含量的增加而增加，但断裂延伸率随之下降。固体填料ＨＭＸ和ＧＡＰ粘合剂之间的界面相互作用小，从而导致推进剂抗拉强度和延伸率明显降低。     

机械采油实验室测控系统的实现

运用液压技术、传感器技术和计算机测量控制技术建成的“机械采油实验室”,能模拟石油开采过程中的井下环境,通过对模拟机械抽油机运动的控制以及对井下各种环境的控制过程,测量出抽油机的运动规律和机械出油量,以期研究机械采油环境和采油效率。该技术在石油工业应用中有着优良的前景;运用在线(on-line)方式修正控制参数,具有一定的准实时性,控制效果良好。通过比较几种运动规律下的采油效率,给提高实际采油效率提供参考方法。     

合金钢热加工后组织与性能预测

本文利用计算得到的CCT曲线，计算出工件在不同冷却条件下的组织分布，进而预测对性能的影响。     

高强韧性复合陶瓷刀具材料的研究

研究采用特殊活化金属添加剂的方法,改善了金属和各种陶瓷相的润湿性能,并结合成分设计、显微结构设计及相分布设计,研制出Al_2O_3-(TiW)C,Al_2O_3-TiC-金属,Al_2O_3-Ti(CN)-金属三种体系、四种牌号的高强度和高韧性的陶瓷刀具材料。这四种牌号的陶瓷刀具可满足不同加工对象的要求,在各自的加工范围内均能发挥出十分优异的切削性能。