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镀锌钢板的锌层附着特性及成形性研究

塑性工程学报 2008年第2期15卷 57-60页

作者：蒋浩民陈新平俞宁峰宝山钢铁股份有限公司上海201900

文章针对4种不同种类的镀锌钢板开展了锌层附着特性和成形特性研究,深入分析了镀锌钢板的抗粉化和剥落性能以及锌层对钢板成形极限和极限拱顶高的影响。结果表明,对于镀层强度较高的热镀锌铁合金钢板,其抗粉化和剥落性能较差。且随着温... 详细信息

文章针对4种不同种类的镀锌钢板开展了锌层附着特性和成形特性研究,深入分析了镀锌钢板的抗粉化和剥落性能以及锌层对钢板成形极限和极限拱顶高的影响。结果表明,对于镀层强度较高的热镀锌铁合金钢板,其抗粉化和剥落性能较差。且随着温度的升高,镀锌板的锌层脱落量增加。锌层对钢板成形极限的影响很小,但对极限拱顶高有一定影响。

关键词：锌层镀锌钢板成形性能附着特性

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水利工程污损生物沼蛤的附着特性研究

中国水利水电科学研究院学报 2015年第5期13卷 397-400页

作者：魏小熙刘德富张佳磊杨正健杨林万晓安三峡库区生态环境教育部工程研究中心湖北宜昌443002 湖北工业大学建筑与土木工程学院湖北武汉430068 河湖生态修复与藻类利用湖北省重点实验室湖北武汉430068

近年来,水利工程遭受沼蛤污损的问题日益突出。污损生物沼蛤附着于输水管道等水工建筑物后会腐蚀附着面,降低管道等输水建筑物的过流能力,使阀门、闸门等关键设施启闭困难,严重影响水利工程的安全运营。文章通过实验分析了沼蛤的几何特... 详细信息

近年来,水利工程遭受沼蛤污损的问题日益突出。污损生物沼蛤附着于输水管道等水工建筑物后会腐蚀附着面,降低管道等输水建筑物的过流能力,使阀门、闸门等关键设施启闭困难,严重影响水利工程的安全运营。文章通过实验分析了沼蛤的几何特征及附着特点,探讨沼蛤附着特性及基于附着特性的生态防治措施。研究表明,沼蛤体长与体宽、体高呈线性相关,体长与体重呈指数相关;黏附率与基质粗糙率之间呈正相关关系,基质越粗糙越易附着;附着基质粒径小于10 mm时能够明显抑制沼蛤黏附。

关键词：沼蛤几何特征附着特性生态防治

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月球陨石坑探测机器人车轮附着特性研究

月球陨石坑探测机器人车轮附着特性研究

作者：张凯亮哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

采集分析月壤样品是了解月球地质构造和月壤组分的一种重要途径。现阶段的铲挖、锤击和竖直钻取等表浅层采样装置,由于采样原理的限制,在采集月表3米以下的月壤样品时存在极大困难。为了在现有的技术条件下,实现更深层次的月壤采集,哈... 详细信息

采集分析月壤样品是了解月球地质构造和月壤组分的一种重要途径。现阶段的铲挖、锤击和竖直钻取等表浅层采样装置,由于采样原理的限制,在采集月表3米以下的月壤样品时存在极大困难。为了在现有的技术条件下,实现更深层次的月壤采集,哈尔滨工业大学宇航空间机构及控制研究中心提出一种利用陨石坑特殊地势构型在陨石坑侧壁通过水平钻取采样获取深层次月壤样品的探测方案。但由于月球的低重力和月壤的低附着性,为了保证采样的顺利实施,需要提高车轮和月壤之间的附着能力来保证足够的钻进压力。基于以上问题,本文基于地面力学理论主要研究了车轮的结构参数和运动参数对其附着特性的影响。针对月球陨石坑探测采样任务和恶劣的月面环境因素,设计了月球陨石坑探测机器人整体方案,并利用层次分析法确定了微凸起修饰车轮构型;针对对现有的准静态的月壤承压和剪切本构模型无法反映月壤变形的粘弹塑性和时变特性的局限性,结合颗粒接触力学理论和土壤流变学原理,建立了月壤的动态承压和动态剪切本构模型;针对实验室的模拟月壤,通过EDEM-ADAMS联合仿真确定了月壤动态本构模型的参数;根据月壤的动态本构模型,建立了光滑车轮的滑转前进动态力学模型,并通过车轮特性测试实验证明了理论模型的正确性。根据仿生学原理,确定了车轮表面微凸起的构型,建立了车轮表面修饰结构的结构参数模型;根据结构参数模型,采用离散元法仿真分析了微凸起的末端构型、直径、高度和间距对附着特性的影响;分析了径向应力和剪切速度对附着特性的影响,建立了表征微凸起微元的附着系数与微凸起直径、微凸起间距、微凸起高度、径向应力和剪切速度之间关系的数学模型,并根据光滑车轮的滑转前进动态力学模型,对模型进行修正,建立了适用于微凸起修饰车轮的附着特性模型。建立微凸起修饰车轮整体与月壤相互作用的离散元仿真模型,仿真分析了车轮的前进速度和滑转率对附着特性的影响,并与理论模型比较,证明了微凸起修饰车轮附着特性模型的正确性;然后仿真分析了月壤的接触属性参数(包括恢复系数、滚动摩擦系数和静摩擦系数)对附着特性的影响,证明了微凸起修饰车轮在不同接触属性的月壤上行驶时,均具有良好的附着特性,为未来月球陨石坑探测机器人的车轮构型和运动参数的确定提供理论性建议。

关键词：月球陨石坑探测本构模型离散元附着特性

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基于鸵鸟足底附着特性的越沙轮面仿生研究

基于鸵鸟足底附着特性的越沙轮面仿生研究

作者：马松松吉林大学

学位级别：硕士

沙漠石油开采和深空探测等沙地环境都需要车辆或探测车在沙地上具有良好的通过性,但是沙土的内聚力小且有流动性,极易导致车辆在沙地上的通过性差,甚至无法通过。轮面作为沙地环境中车辆和沙地相互作用的关键车轮部位,在提高车辆在沙地... 详细信息

沙漠石油开采和深空探测等沙地环境都需要车辆或探测车在沙地上具有良好的通过性,但是沙土的内聚力小且有流动性,极易导致车辆在沙地上的通过性差,甚至无法通过。轮面作为沙地环境中车辆和沙地相互作用的关键车轮部位,在提高车辆在沙地上的通过性方面起着至关重要的作用。鸵鸟能够在沙地上快速的奔跑,其足底在沙地上具有良好的附着特性,通过对鸵鸟足底的附着特性进行研究,运用工程仿生学技术,设计了一种性能优越的仿生越沙轮面,对提高车辆在沙地上的通过性提供了重要参考价值。借助体视显微镜和扫描电镜对鸵鸟足底附着物—乳突群,进行了宏微观研究,在宏观方面,乳突尖端由3-5圈状的层叠结构组成,且在已磨损乳突群中发现了新生乳突,这种圈状的结构和乳突再生能有效的保护鸵鸟足底皮肤不被损坏。在微观方面,单根乳突为中空结构,推测这种中空结构能阻碍热量从沙漠中高温的沙土介质传递到鸵鸟足底皮肤;单根乳突的纵切面可以看到乳突由许多细小纤维相互交错组成,这种结构能增大乳突的抗拉强度和耐磨特性。对于单根乳突,乳突从根部到尖端,宏观结构越来粗糙,而微观结构越来越平整,根据乳突和地面的接触频率可知宏观越粗糙,微观越平整的结构更耐磨。将鸵鸟足底划分10个区域,对每个区域中的乳突数量和尺寸进行统计,简化各区域中乳突方向分布,将这些数据作为仿生越沙轮面凸体设计的依据。设计了一套动物足底和沙土间附着系数多角度测量装置,并论述了该装置的测量原理,计算了装置中摩擦较大位置处的摩擦力,完成装置的标定。测量了木材与铁和橡胶与铁之间的附着系数,并与已知的参数进行对比,试验表明测量数据和参考数据接近,验证该装置设计合理。在“0度位置”测量了鸵鸟足底在单层沙板上的附着系数,附着系数的测量范围在0.64-0.9,附着系数非常大,表明鸵鸟足底在单层沙板上具有良好的附着特性。在一个圆周方向每隔10度测量鸵鸟足底和200mm厚度的石英砂上附着系数,并对附着系数最大的位置和最小位置对应的工况进行了受力分析,测量表明,对应鸵鸟制动工况的“180度位置”附近是附着系数最大的位置,对应鸵鸟的启动或者直线运动工况的“0度位置”附近是附着系数最小的位置,而对应于鸵鸟转向工况的其他位置附着系数则介于这两个位置之间。附着系数最大的鸵鸟制动工况位置将作为仿生设计的主要位置依据。通过鸵鸟足底有无乳突的对比试验表明,鸵鸟足底乳突能显著增加附着特性。用手持式三维扫描仪获得鸵鸟足底曲面,并用Geomagic Studio和CATIA软件处理,获得鸵鸟足底轮廓曲线。基于该轮廓曲线和前期鸵鸟足底乳突群测量数据,设计了表面有多种凸体的仿生越沙轮面单体。通过离散元软件EDEM数值模拟,比较附着力的大小,结合正交试验设计,对仿生轮面凸体的尺寸进行优化设计,最终获得凸体宽度(直径)、间距和高度都为2mm的仿生轮面的附着特性最好。基于轮面凸体的最优尺寸,制造出仿生和常规越沙轮面单体,进行正向拉板试验和逆向拉板试验。试验结果都表明仿生越沙轮面单体的附着特性要好于常规越沙轮面单体;试验结果还表明,基于乳突的凸体必须和基于鸵鸟足底的轮廓相配合才能具有良好的附着效果。将仿生越沙轮面单体和常规越沙轮面单体的三维模型通过阵列获得整轮模型,将模型导入EDEM软件中比较两种轮面的土壤推力,模拟结果表明,仿生越沙轮面的土壤推力要比常规轮面的土壤推力大113.4%,表明仿生越沙轮面有更好的越沙能力。仿生越沙轮面研究将为高通过性越沙轮面设计提供新的思路和设计参考。

关键词：鸵鸟足底乳突附着特性越沙轮面仿生设计数值模拟

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柴油喷雾碰壁附着特性及速度特性研究

柴油喷雾碰壁附着特性及速度特性研究

作者：张凯重庆交通大学

学位级别：硕士

柴油喷雾充分雾化有助于充分燃烧,因此有助于减少能耗和碳烟排放。由于近几年柴油发动机的燃烧室体积不断减小,柴油喷雾碰壁是不可避免发生的现象。近年来研究人员将目光逐渐转向柴油喷雾碰壁特性的研究。研究人员针对缸内环境压力、喷... 详细信息

柴油喷雾充分雾化有助于充分燃烧,因此有助于减少能耗和碳烟排放。由于近几年柴油发动机的燃烧室体积不断减小,柴油喷雾碰壁是不可避免发生的现象。近年来研究人员将目光逐渐转向柴油喷雾碰壁特性的研究。研究人员针对缸内环境压力、喷射压力、冲击距离、冲击角度等因素影响柴油喷雾碰壁的浓度分布特性和速度特性的研究较多。但目前国内对柴油喷雾碰壁喷雾附着特性的研究较少,且对其速度特性的研究缺乏数据支持。柴油喷雾颗粒碰壁后在壁面上形成液体膜能够导致柴油不完全燃烧,导致能耗和排放增加。而且,柴油喷雾碰壁后的速度能够反映喷雾的动量大小。柴油喷雾碰壁后沿圆盘半径方向扩散越远或沿喷嘴轴方向扩散的高度越高代表喷雾雾化越充分。因此,本文研究柴油喷雾碰壁的附着特性及其速度特性。本文通过定容器模拟试验测量附着于壁面的燃料质量以说明碰壁喷雾的基本附着特性。本文运用配套软件PIV的高速摄像机能够捕获柴油喷雾并将其处理为连续的喷雾图像,运用MATLAB程序将连续喷雾图像处理为连续速度数据。根据所得速度数据分析碰壁喷雾的速度特性。本试验研究不同圆盘直径、不同喷射压力、不同缸内环境压力、不同冲击距离、不同冲击角度和不同喷嘴直径等条件下柴油喷雾碰壁的附着特性以及速度特性。试验结果表明,附着燃料量受冲击距离的影响。燃料附着率与盘径有直接关系。燃料附着率与喷射压力成反比关系。冲击角度为20度时,碰壁喷雾速度比垂直碰撞时的喷雾速度大。缸内环境压力或喷射压力增大越大,碰壁喷雾的上部区域(H>2mm)的速度越大,且喷雾径向扩散距离越大。喷嘴直径越小,稳态最大速度越大,且喷雾径向扩散距离越大。本文所研究的单孔和未蒸发条件下的柴油喷雾碰壁的特性都是研究真实发动机内柴油喷雾碰壁的各种特性的基础,能够为今后的研究提供数据参考及理论依据,也为企业设计制造提供有力依据。

关键词：柴油喷雾碰壁附着特性速度特性 PIV

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空间飞矛附着目标的动态特性研究

空间飞矛附着目标的动态特性研究

作者：吴春博南京理工大学

学位级别：硕士

随着人类在外层空间活动的增加,空间碎片的数量也以惊人的速度不断增多。虽然地球的外层空间很大但其可用的轨道资源非常有限,空间碎片的存在已经开始影响在轨运行的卫星及航天器。为解决日益严重的空间环境问题,人类需尽快进行空间碎... 详细信息

随着人类在外层空间活动的增加,空间碎片的数量也以惊人的速度不断增多。虽然地球的外层空间很大但其可用的轨道资源非常有限,空间碎片的存在已经开始影响在轨运行的卫星及航天器。为解决日益严重的空间环境问题,人类需尽快进行空间碎片的主动清除工作。目前国内外在空间碎片主动清除技术方面仍处于技术验证阶段,在空间飞矛捕获方面研究较少,因此本文主要针对空间碎片等目标提出了一种基于铝蜂窝缓冲的空间飞矛捕获方法,并对空间飞矛附着过程开展了仿真研究,并设计了空间飞矛附着目标的验证试验,验证了空间飞矛捕获方案的设计可行性。首先,介绍了飞矛附着的任务需求和设计要求,在此基础上对飞矛的附着特性进行了分析。基于卵形结构侵彻原理提出了一种单杆飞矛结构,并对飞矛尺寸和材料进行了详细设计,通过引入弹道极限速度理论,对飞矛的发射速度进行了预测。为增加飞矛的捕获稳定性和捕获概率,在单杆飞矛的基础上提出了一种基于铝蜂窝缓冲的空间飞矛结构,并对缓冲材料进行了详细设计。接着介绍了动力学显式有限元方法,并基于Johnson-cook材料模型和罚函数接触理论建立了飞矛侵彻铝合金靶板的有限元模型,对单杆飞矛进行了不同速度的侵彻动力学仿真分析。结果表明:铝合金靶板的弹道极限速度仿真与理论计算结果误差为10.6%。对飞矛侵彻铝合金靶板设计了地面试验,并对仿真与试验进行定性定量比较,验证了仿真模型的准确性。然后进行了铝蜂窝材料准静态试验和空间飞矛附着铝板的地面试验,结果表明飞矛可以嵌入靶板完成附着任务,并且只会对铝板造成局部损伤,在撞击时仅产生少量向内散布的碎屑,并验证了仿真模型的正确性。通过对比分析有无铝蜂窝缓冲的飞矛对铝合金靶板的附着效果,发现铝蜂窝材料可以有效降低飞矛的反弹速度和对目标的冲击。最后深入研究了不同入射角度和蜂窝芯格尺寸的空间飞矛对铝合金靶板和铝蜂窝夹层板的附着特性。结果表明:空间飞矛在八十度到九十度的发射角度范围下均可成功对铝合金靶板和铝蜂窝夹层板的附着,并且发现空间飞矛具备姿态自我修正的能力,保证铝蜂窝结构顺利吸能。同时对不同蜂窝芯格尺寸进行了仿真计算,发现在芯格边长为3 mm时,蜂窝高度满足设计要求,并且具备较低的反弹速度和峰值加速度,可同时满足对铝合金靶板和铝蜂窝夹层板的附着。

关键词：飞矛附着特性铝蜂窝夹层板动力学仿真空间碎片 ABAQUS

氮对类金刚石薄膜的微观结构内应力与附着力的影响

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物理学报 2000年第11期49卷 2310-2314页

作者：居建华夏义本张伟丽王林军史为民黄志明李志锋郑国珍汤定元上海大学材料科学与工程学院中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室

采用原子力显微镜 (AFM )、俄歇电子能谱 (AES)和显微压痕分析等手段对射频等离子体增强化学气相沉积法制备的掺氮类金刚石 (DLC :N)薄膜的微观结构和力学性能进行了研究 .结果表明 ,随着含氮量的增加 ,DLC薄膜的AFM表面形貌中出现了几... 详细信息

采用原子力显微镜 (AFM )、俄歇电子能谱 (AES)和显微压痕分析等手段对射频等离子体增强化学气相沉积法制备的掺氮类金刚石 (DLC :N)薄膜的微观结构和力学性能进行了研究 .结果表明 ,随着含氮量的增加 ,DLC薄膜的AFM表面形貌中出现了几十纳米的颗粒 ,原子侧向力显微镜和AES分析表明这种纳米颗粒是x大于 0 12 6的非晶氮化碳CNx 结构 .这种非晶DLC/CNx 的纳米复合结构 ,减小了薄膜的内应力 ,从而提高了薄膜与衬底的附着力 .

关键词：类金刚石薄膜微观结构附着特性氮掺杂

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脉冲激光沉积技术生长铜材碳基保护膜

材料研究学报 2023年第9期37卷 706-712页

作者：陆益敏马丽芳王海奚琳徐曼曼杨春来安徽工程大学机械工程学院芜湖241000 中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院高过载弹药制导控制与信息感知实验室合肥230031

用脉冲激光沉积技术制备三种结构的金属铜材碳基保护膜,分析了失效样品剥离面的微结构。结果表明,在室温条件下生长的碳基复合膜,碳化硅层增强了界面间结合力、避免了类金刚石内应力积累导致的脱落。优化的碳基复合膜牢固地附着在金属... 详细信息

用脉冲激光沉积技术制备三种结构的金属铜材碳基保护膜,分析了失效样品剥离面的微结构。结果表明,在室温条件下生长的碳基复合膜,碳化硅层增强了界面间结合力、避免了类金刚石内应力积累导致的脱落。优化的碳基复合膜牢固地附着在金属铜材上,通过了国军标《光学薄膜通用规范(GJB 2485-95)》中附着力和中度摩擦测试。碳基复合膜使金属铜基材样品表面的纳米硬度比铜基材提高了4倍,增强了铜基材的抗划伤能力。

关键词：材料表面与界面碳基复合膜脉冲激光沉积附着特性失效面诊断

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热塑性复合材料的电弧附着特征

上海交通大学学报 2023年第9期57卷 1214-1220页

作者：谢敏骐肖慈恩卞嘉鹏刘亚坤范寅陈秀华刘力博上海交通大学航空航天学院上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 中国商飞复合材料中心上海200135

碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)作为一种潜力巨大的结构材料逐步在航空器上获得应用,然而该种材料的雷电电弧附着特征还尚不清楚.因此,通过模拟雷击的试验方法,研究了CFRTP的电弧附着特性,同时,开展了基于有限元方法的CFRTP对空间电... 详细信息

碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)作为一种潜力巨大的结构材料逐步在航空器上获得应用,然而该种材料的雷电电弧附着特征还尚不清楚.因此,通过模拟雷击的试验方法,研究了CFRTP的电弧附着特性,同时,开展了基于有限元方法的CFRTP对空间电场的改变效应分析,并与金属材料进行了对比.研究得到,航空器结构中,在同时包含CFRTP和金属材料情况下,CFRTP是雷电电弧的可能附着点,但电弧附着概率较金属材料低22.5%.雷电电弧附着过程中CFRTP表面出现了单个上行先导、多个上行先导的情况而产生对应的单个或多个电弧附着点情况,存在雷电电弧同时附着于金属和CFRTP的现象.仿真计算得到的空间电场分布结果与试验结果相符.研究为CFRTP的雷击特性和损伤响应提供基础.

关键词：碳纤维增强热塑性复合材料雷击电弧附着特性

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