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基于量子化学计算优化的氮掺杂碳量子点缓蚀剂制备及其缓蚀性能

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电镀与涂饰 2024年第1期43卷 98-108页

作者：许旭敏顾立宏刘仁体石晓龙王澜涛孔继周韦红余上海机电工程研究所上海201109 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

[目的]氮掺杂碳量子点(N-CQDs)作为一种绿色高效的新型缓蚀剂,在腐蚀控制领域具有巨大的应用潜力。但由于其结构无法精确调控,很难对制备N-CQDs的众多前驱体进行筛选。[方法]依据密度泛函理论(DFT),通过Fukui指数计算各前驱体分子的优... 详细信息

[目的]氮掺杂碳量子点(N-CQDs)作为一种绿色高效的新型缓蚀剂,在腐蚀控制领域具有巨大的应用潜力。但由于其结构无法精确调控,很难对制备N-CQDs的众多前驱体进行筛选。[方法]依据密度泛函理论(DFT),通过Fukui指数计算各前驱体分子的优先反应活性位点,确定前驱体分子间一步脱水缩合反应产物的分子结构,并进行全局参量和局部参量的计算,分析了采用柠檬酸分别与乙二胺、尿素和氨基胍盐酸盐作为前驱体所合成的3种N-CQDs的缓蚀性能,再通过称重法对水热法合成的3种N-CQDs的缓蚀性能进行验证,优选出缓蚀性能最佳的缓蚀剂。采用紫外可见吸收光谱、荧光光谱和高分辨率场发射透射电镜表征优选缓蚀剂的荧光性能和表面形貌,并以电化学方法和表面分析方法研究此缓蚀剂对Q235碳钢在0.5 mol/L硫酸溶液中的缓蚀机理。[结果]以柠檬酸和氨基胍盐酸盐为前驱体制备的N-CQDs-3缓蚀性能最佳,且试验结果和理论计算结果一致。N-CQDs-3在紫外激发光下显示蓝绿光,平均粒径为(2.5±0.8)nm。该缓蚀剂是一种混合型缓蚀剂,主要通过物理和化学吸附同时抑制金属在酸溶液中腐蚀反应的发生,其对Q235碳钢在0.5 mol/L硫酸溶液中的缓蚀效率最高可达95.3%。[结论]通过量子化学计算方法对制备N-CQDs所用的前驱体进行筛选,提前预测其缓蚀性能,可提高试验效率。

关键词：量子化学计算氮掺杂碳量子点水热合成碳钢缓蚀剂吸附防腐蚀机理

金属板料渐进成形有限元仿真过程中复杂成形路径的构建方法

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机械工程学报 2006年第6期42卷 227-230页

作者：李泷杲高霖韦红余南京航空航天大学机电工程学院南京210016

提出一种用于获得复杂空间运动轨迹的方法——虚拟靠模导向法。该方法借鉴了数控加工中COPY铣的思想,利用轨迹生成球在由零件派生出的虚拟靠模表面上的持续运动来模拟实际成形工具的运动过程,从而获得最终成形路径。基于该思想和简单的... 详细信息

提出一种用于获得复杂空间运动轨迹的方法——虚拟靠模导向法。该方法借鉴了数控加工中COPY铣的思想,利用轨迹生成球在由零件派生出的虚拟靠模表面上的持续运动来模拟实际成形工具的运动过程,从而获得最终成形路径。基于该思想和简单的运动学原理,轨迹球与虚拟靠模有限元模型被构建起来。通过对计算过程进行分析,确定运用该法时适合的加载力、成形速度及计算精度的影响因素。因该法完全基于有限元模拟计算,故获得的成形路径可直接导入至后续的金属板料成形过程的模拟分析。该法已在有限元软件PAMSTAMP平台上得以实现,并主要用于金属板料渐进成形过程的有限元仿真。

关键词：板料有限元法空间运动渐进成形

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渐进成形在雷达天线制造中的应用基础

南京航空航天大学学报 2009年第6期41卷 783-788页

作者：韦红余佘晶高霖周晚林南京航空航天大学机电学院南京210016 南京电子技术研究所南京210013

论述了渐进成形在雷达天线制造中的应用,包括支撑模型的制造、成形定位、以及天线的成形过程。研究表明,在正成形过程中成形工具与支撑模型之间的间隙和成形中的二次定位是影响成形质量的重要因素。关于成形质量控制问题存在两方面:(1)... 详细信息

论述了渐进成形在雷达天线制造中的应用,包括支撑模型的制造、成形定位、以及天线的成形过程。研究表明,在正成形过程中成形工具与支撑模型之间的间隙和成形中的二次定位是影响成形质量的重要因素。关于成形质量控制问题存在两方面:(1)成形工具与支撑模型之间的间隙控制必须严格遵循零件厚度分布的余弦规律;(2)准确的二次定位。

关键词：金属板料渐进成形成形间隙成形定位雷达天线

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板成形摩擦因数测量过程中影响因素分析

中国机械工程 2007年第3期18卷 357-361页

作者：李泷杲高霖韦红余王辉南京航空航天大学南京210016

摩擦因数对有限元模拟结果的正确性有着很大的影响,通常使用的板料摩擦因数测试方法大都基于Ducan原理,在测试中摩擦圆辊直径和摩擦包角的大小对最终的测试结果有很大影响。设计了新的摩擦因数测试装置,考察圆辊直径和圆辊摩擦包角大小... 详细信息

摩擦因数对有限元模拟结果的正确性有着很大的影响,通常使用的板料摩擦因数测试方法大都基于Ducan原理,在测试中摩擦圆辊直径和摩擦包角的大小对最终的测试结果有很大影响。设计了新的摩擦因数测试装置,考察圆辊直径和圆辊摩擦包角大小对摩擦因数计算的影响,并进行了理论分析。试验表明,随着圆辊直径和摩擦包角的增大,由弯曲和包角边界造成的干扰将逐级减小,从而计算摩擦因数也逐步减小,并且最终趋向真实摩擦因数。基于试验和有限元计算,得出包角大于90°、圆辊直径大于30mm时,测得的摩擦因数能较准确地反映当前的摩擦状况,可以用于板料成形模拟的结论。

关键词：板成形摩擦因数润滑 FEM

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圆锥形渐进成形制件成形精度研究

机械工程学报 2010年第9期46卷 193-198页

作者：韦红余胡铭明高霖周晚林南京航空航天大学机电学院南京210016

成形精度差是金属板料渐进成形工艺的重要缺陷。针对渐进成形精度评价问题,提出位移误差评价法,即通过确定测量方向上的变形位移来衡量其成形精度。利用误差位移法对一组圆锥形成形制件进行研究,提出渐进成形过程中金属板料回弹和成形... 详细信息

成形精度差是金属板料渐进成形工艺的重要缺陷。针对渐进成形精度评价问题,提出位移误差评价法,即通过确定测量方向上的变形位移来衡量其成形精度。利用误差位移法对一组圆锥形成形制件进行研究,提出渐进成形过程中金属板料回弹和成形工具系统刚度是影响成形制件精度的主要因素。且成形过程中制件成形角一定,回弹一定,成形角变化,回弹变化,回弹量与成形角呈非线性关系。在此基础上,提出提高制件成形精度的解决方案:增加成形工具系统刚度。试验证明补偿回弹和成形工具系统刚度不足引起的尺寸偏差,或者增加成形工具系统刚度,都可显著提高渐进成形制件精度。

关键词：渐进成形位移误差法成形精度回弹成形工具系统刚度

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板料数字化渐进成形技术研究

板料数字化渐进成形技术研究

作者：韦红余南京航空航天大学

学位级别：硕士

数字化渐进成形是目前国际上一种新兴的金属板料成形工艺。该工艺实际上是一种点压延渐进成形技术,不需要专用模具或采用简单模具,就可以通过数控设备加工出成形极限较大,形状复杂的板材零件。本文围绕数字化渐进成形样机系统设计、成... 详细信息

数字化渐进成形是目前国际上一种新兴的金属板料成形工艺。该工艺实际上是一种点压延渐进成形技术,不需要专用模具或采用简单模具,就可以通过数控设备加工出成形极限较大,形状复杂的板材零件。本文围绕数字化渐进成形样机系统设计、成形工艺、成形零件壁厚分布等展开研究。根据成形过程,成形工具在金属板料表面的运动与普通数控加工中铣削运动相似的特点,本文开发了一套专用系统,将现代数控技术应用于金属板料渐进成形。渐进成形中,零件表面几何形状一般都比较复杂,难以进行手工编程。本文详细阐述了如何利用 UGNX 软件进行成形工艺规划,进而生成成形工具的加工路径,从而实现渐进成形的计算机辅助编程。零件壁厚分布是薄壁零件设计时一个重要的考虑因素。本文在研究分析金属板料在渐进成形过程中材料变形机理的基础上,将渐进成形分为两类:胀形类数字化渐进成形和拉深类数字化渐进成形。研究发现在胀形类数字化渐进成形工艺中,成形零件的壁厚分布总符合一特定的数学公式。在此基础上本文开发了一应用软件模块。利用该软件模块可以方便地对胀形类渐进成形零件的壁厚分布进行预报,并将分布结果以彩色图云的形式显示在计算机屏幕上。对于拉伸类数字化渐进成形,由于其成形过程变形机理非常复杂,很难用简单的数学公式来计算其零件的壁厚,在本研究中,提出了一种基于有限单元法思想的方法-“虚拟靠模导向法”,用来估算变形后零件的壁厚分布。上述研究成果都已应用于金属板料数字化渐进成形。

关键词：板料成形渐进成形无模成形数控技术厚度分布有限元

用响应面法优化搅拌铸造镁基复合材料的搅拌参数

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2022年第S1期39卷 42-50页

作者： FATHI Reham 韦红余刘明光温良郑思来 SALEH Bassiouny 南京航空航天大学机电学院南京210016 海军特勤学院天津300450 航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610092 亚历山大大学生产工程系埃及亚历山大21544

采用响应面法研究搅拌参数对镁基复合材料力学性能的影响。使用不同的搅拌速度(500、600和700 r/min)、搅拌时间(10、20和30 min)和碳化硅颗粒的重量分数(0、2.5、5和10%)制备复合材料。实验结果表明,700 r/min、20 min是获得最佳力学... 详细信息

采用响应面法研究搅拌参数对镁基复合材料力学性能的影响。使用不同的搅拌速度(500、600和700 r/min)、搅拌时间(10、20和30 min)和碳化硅颗粒的重量分数(0、2.5、5和10%)制备复合材料。实验结果表明,700 r/min、20 min是获得最佳力学性能的最佳条件。根据可取性函数法,在696.102 r/min、19.889 min和9.961%时,复合材料的力学性能达到最优。

关键词：复合材料搅拌铸造镁响应面方法优化

摩擦圆辊直径与摩擦包角对板成形摩擦系数测量的影响

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机械科学与技术 2008年第3期27卷 305-309页

作者：徐岩李泷杲高霖韦红余南京航空航天大学机电学院南京210016

基于Duncan方法设计了一种板料成形摩擦系数测试装置,用以考察摩擦圆辊的直径和摩擦包角对摩擦系数计算的影响。正交试验分析表明:随着摩擦圆辊直径和摩擦包角的增大,由板料弯曲和包角边界造成的摩擦系数计算干扰效应将逐级减小,进而计... 详细信息

基于Duncan方法设计了一种板料成形摩擦系数测试装置,用以考察摩擦圆辊的直径和摩擦包角对摩擦系数计算的影响。正交试验分析表明:随着摩擦圆辊直径和摩擦包角的增大,由板料弯曲和包角边界造成的摩擦系数计算干扰效应将逐级减小,进而计算摩擦系数也逐步减小,并且最终趋向真实摩擦系数。基于最终试验分析结果,得出包角在90°,圆辊直径在30 mm左右时,测得的摩擦系数可以忽略弯曲效应和包角边界效应,能反映真实摩擦状态,可以用于后续的金属板料成形有限元模拟。

关键词：板成形摩擦系数有限元

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碳基复合吸波材料研究进展分析

材料导报 2017年第21期31卷 46-53,61页

作者：安锐韦红余何敏周来水梁晋华谢迪张志平吴焕琦南京航空航天大学机电学院南京210016 中航工业成都飞机工业(集团)有限公司成都610092

碳基材料由于具有优异的介电性能、良好的复合特性、特殊的微观结构、较低的密度、较强的化学稳定性以及使用便捷、维护简单等优点,在雷达吸波领域有着广阔的应用前景,已逐渐成为学界与工业界所追逐的热点研究对象与应用方向。本文在梳... 详细信息

碳基材料由于具有优异的介电性能、良好的复合特性、特殊的微观结构、较低的密度、较强的化学稳定性以及使用便捷、维护简单等优点,在雷达吸波领域有着广阔的应用前景,已逐渐成为学界与工业界所追逐的热点研究对象与应用方向。本文在梳理总结分析国内外碳基材料雷达吸波应用研究成果的基础上,提出依据微观结构,按照形状维数划分归类,将材料分为零维(0D)、一维(1D)、二维(2D)和三维(3D)结构,进而以此为主线梳理碳基复合材料在雷达吸波隐身领域的研究进展,总结对比分析近年来国内外在碳基吸波材料方面的研究成果,指出未来材料将以"薄、轻、宽、强"为基础要求,朝着组成复合化、结构多样化、机理协同化和电磁参数可调化方向发展。

关键词：吸波碳基复合材料反射率微观结构