关键词： 深孔加工   钻杆振动   固有频率   主振型   聚氟乙烯  

摘要： 为进一步降低钻杆振动过程中磨损,采用白色聚氟乙烯粉末与镍粉提高增加钻杆的刚度和强度,并在钻杆纵-扭耦合振动动力学模型的基础上进行合理性假设,建立钻杆扭转振动微分方程。实验结果表明,钻杆的操作频率接近固有频率时,其容易引发共振现象,从而导致振动幅度的增大,且当聚氟乙烯粉末与镍粉覆盖在钻杆表面上时,不同固有频率下的钻杆质量损失均小于无有机材料覆盖的钻杆。当钻杆旋转并与岩石发生磨损时,外层的高硬度白色聚氟乙烯粉末与镍粉作为硬质相具有优异的抗变形能力,从而减少钻杆振动过程中的磨损。

关键词： 薄壁构件   支撑布局优化   有限元   粒子群算法   变形  

摘要： 薄壁复合材料构件的支撑布局设计是抑制其加工振动及变形的重要方法,但多数支撑布局的优化过程中只考虑单一的振动或变形,并且忽略了吸盘吸附对工件的影响,与实际工况有较大偏差。本文提出一种粒子群算法和有限元融合驱动的薄壁构件支撑布局优化方法,综合考虑了工件吸附变形、支撑后工件固有频率与刀具激励频率有效分离、额外辅助支撑等因素,能够在保证最大变形量满足要求的前提下实现支撑点数量及位置的优化。首先逐次在最大变形处增加支撑点直至满足变形要求,再在易产生共振的固有频率所对应振型的最大振幅处增加支撑点,直到满足频率要求,然后利用优化算法找到最小支撑点数量并进行最小支撑点数量下的支撑布局优化,最后开发了基于Abaqus和粒子群算法的支撑布局优化模块,进行了构件优化计算和试验验证。结果表明,该方法能够在保证频率及变形要求的前提下,有效减少支撑点数量。

关键词： 环氧树脂   薄水铝石   凹凸棒土   介电性能   mATP-mAlOOH/EP复合材料  

摘要： 应用于电子封装的聚合物基复合材料应具有优异的介电性能和导热性。本文通过水热法制备薄水铝石(Boehmite,AlOOH),采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)分别对凹凸棒土(ATP)和AlOOH进行表面改性,将改性的ATP和AlOOH复合后填充进环氧树脂(EP)基体中,制备得到mATP-mAlOOH/EP复合材料。结果表明,当mATP-mAlOOH复合粉体的填料比为3∶3时,mATP-mAlOOH/EP复合材料在10~2Hz频率下介电常数低至3.89,且保持较低的介电损耗(0.0236),介电强度达到16.88kV·mm^(-1),导热系数为0.223W·(m·K)^(-1),比纯EP提高了25.28%。

关键词： 黑滑石粉体   复配改性   力学性能   微观形貌  

摘要： 将十二烷基硫酸钠和聚乙二醇300以不同比例复配后对黑滑石粉体进行表面改性,将改性后的黑滑石粉体以25%的填充量制备成黑滑石/聚丙烯(PP)复合材料。测试改性前后黑滑石粉体的吸油值、沉降体积及其复合材料的力学性能,考察处理前后黑滑石粉体及复合材料断面的微观形态。结果表明:采用十二烷基硫酸钠、聚乙二醇300质量比为3∶7的改性剂改性的黑滑石粉体分散性更好,吸油值更低,沉降体积更小;与未改性粉体相比,吸油值降低9.6 g/100 g,吸油值降低率达37.1%,沉降体积降低1.9 mL/g。力学性能研究表明,与未改性复合材料相比,复配改性黑滑石粉体与聚丙烯相容性更好,分散更均匀,复合材料E/PP的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和弯曲模量分别显著提升了4.25 MPa、6.74 MPa、7.17 kJ/m^(2)和458.89 MPa。

关键词： 缺陷检测   复合材料   YOLO   机器视觉   有机板  

摘要： 有机板是一种基于拉挤成型工艺的高强度、高刚度、轻量化复合材料,因其优异的力学性能被广泛应用于汽车制造用材。在生产过程中容易出现颜色异常、划痕、污渍、凹坑、分缝、溢料等外观缺陷,造成品控不合格导致客户投诉返工,增加生产成本。现有生产过程中主要依靠人工目视检测,存在主观性强和效率低下,因此需要一种替代人工实时检测的新方法。设计一种基于注意力机制的YOLOv5缺陷目标检测模型YOLOv5_CBAM,实现有机板外观缺陷准确检测。基于有机板连续生产的特点使用Dalsa线阵相机实时采集生产中的有机板图像数据,输入至YOLOv5模型提取图像中缺陷特征,主干网络引入注意力机制CBAM增强模型对缺陷关键特征注意力,对通道和空间加权提升模型准确性和鲁棒性。实验表明:在有机板数据集的验证集上改进模型YOLOv5_CBAM的mAP为98.6%,在原始YOLOv5s基础上提升了4.9个百分点,与Faster RCNN、YOLOv3和YOLOv4模型比较mAP分别高出23.4、12.4和11.5个百分点,模型单张图像推理时间为41 ms,实验结果表明改进模型YOLOv5_CBAM能够实时准确地检测有机板外观缺陷。

关键词： 生物炭复合材料   脱氮   微生物群落  

摘要： 针对生活污水、工农业废水含氮量过高的问题,通过投加生物炭复合材料,研究其对SBR工艺脱氮性以及微生物群落的影响。结果 表明:加入生物炭复合材料可以提高SBR脱氮性能,AT1和AT2最高氨氮去除量分别为331.8mgL-1和364.5mgL-1,最高总氮去除量分别为269.5mgL-1和327.4mgL-1。且AT2的作用效果优于AT1,8d内AT2的氨氮去除率均在96%以上,总氮去除率均在70%以上;有利于提高微生物物种丰富度和群落多样性,其中AT1微生物群落均匀度更高,AT2微生物物种丰富度更高;会影响微生物群落结构,可能对短程硝化反硝化反应和氨氧化反应有促进作用。

关键词： 复合材料   天线面   高精度   薄壁  

摘要： 对于应用于Ka频段的反射面天线,如何保证天线反射面的高精度是天线设计的重点和难点。研究设计了一种薄壁加筋结构碳纤维复合材反射面,在结构设计中有针对性的优化结构筋的分布,确定机械接口和馈源组件接口的位置,通过ANSYS软件模拟对天线反射面的刚度和强度进行了分析和验证。该复合材料天线反射面结构简单,精度高,质量小,尺寸稳定性好,方便安装与拆卸,兼具良好的环境适应性和优异的力学性能,同时接口和筋分布方式的灵活处理,能满足更多不同的安装和使用需求,为天线面制作提供了新思路。

关键词： 羟基磷灰石   壳聚糖   复合材料   生物材料   药物递送  

摘要： 羟基磷灰石人工骨是最有前途的生物医用材料之一,在骨科领域和药物释放方面有着广泛的应用和研究。然而单独的羟基磷灰石脆性高,降解速度慢,限制了其在临床上的使用。聚合物在结构上与细胞外基质类似,具有良好的生物相容性,可调控的生物降解性。羟基磷灰石/壳聚糖复合材料具有良好的生物相容性和合适的力学性能,逐渐成为骨修复生物材料研究的热点。本文综述了羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的制备及其在骨组织再生中的应用,并对羟基磷灰石/壳聚糖复合材料的研究发展方向进行展望。

关键词： 双碳目标   以竹代钢   可再生材料  

摘要： 竹基复合材料是一种绿色、可再生的新型材料,符合“以竹代塑”“以竹代钢”“以竹代木”等发展趋势,在建筑、交通、市政等多个领域展现出巨大的应用潜力。其产业链贯穿国民经济的一、二、三产业,利用好竹基复合材料,可减少高能耗产业比重,加速产业结构调整,助力农民就业致富和乡村振兴,推动碳减排碳中和目标实现进程。然而,尽管竹基复合材料具有诸多优势,但其大规模应用仍面临技术成熟度、成本控制、市场推广等多方面的挑战。

关键词： AlMgScZr合金   增材制造   温度场   应力场   有限元模拟  

摘要： 为加深对激光增材制造铝合金及其复合材料成形过程的理解,本文采用热力耦合有限元模拟的方法,对不同激光工艺参数下,多道次激光熔覆过程中,铝合金及其复合材料内部温度场和应力场的分布状态进行了研究。结果表明,激光功率为260 W,扫描速率为600 mm/s,激光能量密度为120.37 J/mm时,熔池内峰值温度达到1 776.93℃,且随激光能量密度增加,峰值温度逐渐升高,熔池宽度和深度逐渐增大。受相邻激光熔池热传导影响,已凝固熔池边界区域温度升高至1 030℃,发生一次重熔,而熔池中心区域温度仅升高至300~450℃,未发生重熔。应力梯度范围随多道次加热而扩大,SiC/AlMgScZr复合材料热应力明显高于铝合金,高热裂倾向导致其成形困难。适当预热,缩小温度梯度,降低激光熔覆热应力,有助于减小复合材料激光成形开裂倾向。