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混杂复合材料大展弦比机翼结构特性研究

复合材料科学与工程 2024年

作者：周杨王军利李金洋张升王佳欢陕西理工大学机械工程学院

碳/玻混杂纤维复合材料的应用使机翼的可设计性大幅提升，满足强度要求的情况在基体中下编入一定比例的玻璃纤维可有效提高机翼热稳定性、隔热与绝缘性能。基于有限元软件Nastran对混杂纤维复合材料大展弦比机翼结构特性进行研究，讨论... 详细信息

碳/玻混杂纤维复合材料的应用使机翼的可设计性大幅提升，满足强度要求的情况在基体中下编入一定比例的玻璃纤维可有效提高机翼热稳定性、隔热与绝缘性能。基于有限元软件Nastran对混杂纤维复合材料大展弦比机翼结构特性进行研究，讨论铺层混杂方式与混杂比例对混杂纤维复合材料大展弦比机翼模态特性、最大变形量、应力、应变与屈曲特性的影响。结果表明：混杂纤维复合材料的混杂方式与混杂比例对大展弦比机翼的结构特性均有影响，随着碳纤维铺层体积分数逐渐增大，机翼的结构性能也逐渐提升。机翼屈曲易发生于机翼翼根靠近后缘处的蒙皮，对起主承载作用的前梁或仅对易屈曲区域进行铺层优化设计均可以提高机翼的临界屈曲载荷，但前梁铺层优化设计还能大幅提高机翼整体结构承载能力，减小机翼最大变形量。

关键词：混杂纤维复合材料铺层设计大展弦比机翼结构特性屈曲

Ni/Sm_(2)O_(3)-CeO_(2)/Al_(2)O_(3)催化剂氧空位对二氧化碳低温甲烷化的影响

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化工进展 2024年第4期43卷 1840-1850页

作者：郭潇东毛玉娇刘相洋邱丽于峰闫晓亮太原理工大学化学工程与技术学院山西太原030024 太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024

通过水热合成法将Mn、Sm和Ce作为助剂,掺入水滑石(LDHs)前体后经焙烧-还原分别得到Ni/Sm_(2)O_(3)-CeO_(2)/Al_(2)O_(3)和Ni/MnO_(x)-Sm_(2)O_(3)-CeO_(2)/Al_(2)O_(3)催化剂,研究了两种结构催化剂的二氧化碳低温甲烷化反应。研究结果表明,相较于Ni/Sm_(2)O_(3)-CeO_(2)/Al_(2)O_(3),MnO_(x)的引入使Ni/MnO_(x)-Sm_(2)O_(3)-CeO_(2)/Al_(2)O_(3)在225℃以下表现出优异的性能,CO_(2)转化率达到68%,CH4选择性达到100%,且在100h内具有良好的稳定性,150℃时TOF为0.087s^(-1),大于Ni/Sm_(2)O_(3)-CeO_(2)/Al_(2)O_(3)(0.013s^(-1))。这主要是由于引入MnO_(x),在保持金属颗粒高度分散的同时,借助MnO_(x)在催化剂表面连续还原,提高了Ni/MnO_(x)-Sm_(2)O_(3)-CeO_(2)/Al_(2)O_(3)表面氧空位浓度且增加了催化剂的碱性位点,促进了二氧化碳的吸附和活化。原位红外结果进一步表明,低温下催化剂表面氧空位促进甲酸盐和甲氧基中间物种的生成,进而提高了二氧化碳甲烷化活性。

关键词：二氧化碳加氢甲烷催化剂催化(作用)

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高氯酸银催化炔丙醇与酸酐反应制备烯二酮

分子催化（中英文） 2024年第2期38卷 104-111,I0001页

作者：原晔段康柴多镇卜超李卫伟 Francis Verpoort 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学材料科学与工程学院湖北武汉430070

烯二酮类化合物是一类重要的工业原料和多功能的有机合成中间体,在制药工程、香料加工和化学合成中有着广泛的应用.利用高氯酸银(AgClO_(4))催化炔丙醇与酸酐的反应,首次合成了几种此前从未报道过的新型烯二酮类化合物.该反应过程无需溶... 详细信息

烯二酮类化合物是一类重要的工业原料和多功能的有机合成中间体,在制药工程、香料加工和化学合成中有着广泛的应用.利用高氯酸银(AgClO_(4))催化炔丙醇与酸酐的反应,首次合成了几种此前从未报道过的新型烯二酮类化合物.该反应过程无需溶剂,且具有操作简单、条件温和、绿色环保、底物普适性广等优点,这表明了该方法在烯二酮合成领域巨大的应用潜力.

关键词：烯二酮炔丙醇高氯酸银酸酐催化

基于碳纤维/碳泡沫预制体的高比强度碳/碳复合材料制备及性能

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复合材料学报 2024年第8期41卷 4180-4188页

作者：王兴俊贾建刚潘子康刘第强臧树俊兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨150046

碳/碳复合材料以其优异的性能广泛应用于航空航天、装备等领域,但碳纤维预制体成本高等因素限制了碳/碳复合材料的发展。碳泡沫具有三维网状结构,其韧带表现出与碳纤维相似的性质,可以作为增强相制备新型碳/碳复合材料。本文以酚醛树脂... 详细信息

碳/碳复合材料以其优异的性能广泛应用于航空航天、装备等领域,但碳纤维预制体成本高等因素限制了碳/碳复合材料的发展。碳泡沫具有三维网状结构,其韧带表现出与碳纤维相似的性质,可以作为增强相制备新型碳/碳复合材料。本文以酚醛树脂作为碳源,NaCl作为造孔剂,制备出不同碳纤维体积含量(0vol%、1vol%、3vol%、5vol%、7vol%)的碳泡沫作为碳/碳复合材料预制体,利用热梯度化学气相渗积(TGCVI)快速致密化技术制备碳/碳复合材料,考察了碳纤维含量对碳纤维/碳泡沫预制体及其致密化后密度、微观结构和力学性能的影响。结果表明:随着碳纤维含量的增加,碳纤维/碳泡沫预制体中的微裂纹数量明显增加,密度由0.51 g/cm^(3)逐渐降低至0.31 g/cm^(3),抗压强度由51.33 MPa下降至1.35 MPa,抗弯强度由42.53 MPa下降至6.32 MPa。致密化之后碳/碳复合材料抗压强度与抗弯强度显著提升,最高分别为183.67 MPa和123.46 MPa,其密度为1.09 g/cm^(3),因此具有高比强度。致密化后复合材料的热导率从0.298 W/(m·K)(致密化前)增大到2.484 W/(m·K),提升了734%,这是由于致密化后碳纤维与热解碳形成了三维导热网络。

关键词： C/C复合材料酚醛树脂碳纤维碳泡沫化学气相增密力学性能

多方法联合表征页岩全尺度微观孔隙结构特征—以济阳坳陷东营凹陷沙河街组为例

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矿物岩石 2024年

作者：赵文能冯明石孟万斌胥永康高延玉付英油气藏地质及开发工程全国重点实验室成都理工大学成都理工大学沉积地质研究院成都理工大学能源学院

页岩微观孔隙结构的表征对页岩油气资源评价具有重要意义，然而CO2吸附、N2吸附、高压压汞及低场核磁共振等测试手段用于表征页岩储层微观孔隙结构具有不同的优势范围及局限性。为了更加准确地表征页岩全尺度微观孔隙结构，以东营凹陷... 详细信息

页岩微观孔隙结构的表征对页岩油气资源评价具有重要意义，然而CO2吸附、N2吸附、高压压汞及低场核磁共振等测试手段用于表征页岩储层微观孔隙结构具有不同的优势范围及局限性。为了更加准确地表征页岩全尺度微观孔隙结构，以东营凹陷沙河街组页岩油储层为例，提出了将CO2吸附、N2吸附、高压压汞三者实验优势孔径段拼接联合表征页岩全尺度孔隙结构的方法，并利用页岩全尺度孔隙结构对核磁共振T2谱进行标定，求取核磁共振转换系数，获取页岩核磁共振孔径分布曲线。薄片鉴定及全岩X射线衍射结果显示，东营凹陷沙河街组页岩主要发育纹层状隐晶(含)泥质灰岩相和层状隐晶(含)泥质灰岩相页岩，含少量层状隐晶灰质泥岩相和弱纹层状隐晶含泥灰岩相页岩。核磁共振法表征页岩微观孔隙结构研究表明，不同岩相间转换系数存在差异，介于24.04～55.1nm/ms。页岩主要以中孔为主，宏孔次之，微孔较少，孔径主要分布于50～140nm和3～15nm间。纹层状隐晶(含)泥质灰岩相页岩孔径分布呈双峰态，以中孔为主，主要分布于50～140nm和3～6nm间，孔隙发育且连通性较好，有利于页岩油的储集及运移。层状构造页岩孔隙结构特征相似，孔径主要分布于4～10nm间，孔隙发育中等。弱纹层状隐晶含泥灰岩相页岩孔隙发育最差，以中孔和宏孔为主，孔径主要分布于7～12nm和100～140nm间。

关键词：页岩油微观孔隙结构孔隙表征核磁共振转换系数东营凹陷

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隧道施工引发粉土地面沉降模拟与分析

地下空间与工程学报 2024年第S1期20卷 391-402页

作者：顾展飞魏海龙刘之葵桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004

为研究黄泛区粉土地层内开挖双线地铁隧道对地上及其周边地面沉降的影响,以某双线地铁隧道开挖工程为例,考虑地下水、隧道间距对地面沉降的影响,采用流固耦合数值方法和理论分析方法对隧道施工引起的地面沉降规律进行分析。将数值模拟... 详细信息

为研究黄泛区粉土地层内开挖双线地铁隧道对地上及其周边地面沉降的影响,以某双线地铁隧道开挖工程为例,考虑地下水、隧道间距对地面沉降的影响,采用流固耦合数值方法和理论分析方法对隧道施工引起的地面沉降规律进行分析。将数值模拟数据与Peck公式进行反演计算,并考虑隧道间隔和埋深的影响提出修正Peck公式,再结合叠加原理建立适用于双线隧道开挖引起地面沉降的修正叠加公式。结果表明:隧道开挖扰动地层将引起超静孔隙水压力现象;数值模拟与理论计算得到隧道间隔为4 m时,地面沉降曲线呈现“V”型,隧道间隔为8 m、12 m时,则沉降曲线呈现“U”形;粉土内开挖双线地铁隧道,地面容易受到扰动且沉降量大,随着隧道间距的增加,隧道上方土体沉降量逐渐减小;基于修正Peck公式计算结果与数值模拟结果基本一致,相对误差在3%左右,表明该公式具有很好的实用性。研究可为粉土地区隧道及地下工程建设提供理论依据和技术支撑。

关键词：黄泛区粉土数值模拟双线隧道 Peck公式

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机器人曲面零件抛光粗糙度预测模型研究

机械科学与技术 2024年第1期43卷 73-80页

作者：韩天勇陈满意朱义虎朱自文武汉理工大学机电工程学院武汉430070

为提高抛光后曲面零件的表面质量,应建立粗糙度模型选取合理工艺参数,因此本文提出一种基于支持向量机(SVM)的建模方法。通过对机器人抛光过程及抛光工艺参数的研究,将刀具转速、抛光力、行间距、机器人进给速度等作为输入量,粗糙度作... 详细信息

为提高抛光后曲面零件的表面质量,应建立粗糙度模型选取合理工艺参数,因此本文提出一种基于支持向量机(SVM)的建模方法。通过对机器人抛光过程及抛光工艺参数的研究,将刀具转速、抛光力、行间距、机器人进给速度等作为输入量,粗糙度作为输出量。结合粒子群算法(PSO)与SVM建立曲面零件抛光粗糙度预测模型,并与回归分析方法作对比。试验结果表明:回归分析方法的预测误差较大,而基于SVM建立的曲面零件抛光粗糙度预测模型与试验结果高度吻合,试验测量值与预测值间的平均相对误差为2.84%。最后,通过全局寻优获得最佳工艺参数组合,该模型为合理选择抛光工艺参数提供了依据。

关键词：机器人抛光粒子群算法支持向量机粗糙度预测抛光工艺参数优化

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波导谐振环微带阵列多裂纹检测传感器设计

电子测量与仪器学报 2024年第1期38卷 1-8页

作者：江正峰高尚江剑南京理工大学机械工程学院南京210094

针对飞行器机翼的大面积壁板等金属结构的多形态裂纹分布难以同时检测、检测精度低等问题,设计了一种互补开口波导谐振环微带阵列多裂纹检测传感器。该传感器群阵列中不同尺寸的互补开口波导谐振环微带传感器能够检测直裂纹、针孔、星型... 详细信息

针对飞行器机翼的大面积壁板等金属结构的多形态裂纹分布难以同时检测、检测精度低等问题,设计了一种互补开口波导谐振环微带阵列多裂纹检测传感器。该传感器群阵列中不同尺寸的互补开口波导谐振环微带传感器能够检测直裂纹、针孔、星型3种裂纹的特征参数。实验结果表明,传感器对3种裂纹的参数变化的最大检测灵敏度达到了150 MHz/mm,传感器可检测出的最小直裂纹尺寸为10 mm×1 mm×0.1 mm。该传感器结合了互补开口谐振环辐射能力强、易于表面共形和基片集成波导低损耗、品质因数高、尺寸小的特性,能够实现对金属材料上多形态裂纹的同时检测,具有灵敏度高、检测范围大等优点。

关键词：金属裂纹互补开口谐振环有限元分析谐振频率基片集成波导

Mn微合金化对Ti-Al-Mo-Zr-Fe-B合金组织演变和力学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第6期53卷 1555-1565页

作者：何苗霞燕迟董月成常辉 Alexandrov Igor V 南京工业大学材料科学与工程学院新材料研究院江苏南京211816 乌法理工大学材料科学与金属物理系俄罗斯乌法450008

通过OM、EBSD和TEM等研究了Mn微合金化对新型近αTi-Al-Mo-Zr-Fe-B合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:添加0.5%(质量分数)的Mn元素可以将合金的铸态微观组织从3.28μm细化到2.65μm,使其抗拉伸强度从882 MPa提高到966 MPa,但延伸... 详细信息

通过OM、EBSD和TEM等研究了Mn微合金化对新型近αTi-Al-Mo-Zr-Fe-B合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:添加0.5%(质量分数)的Mn元素可以将合金的铸态微观组织从3.28μm细化到2.65μm,使其抗拉伸强度从882 MPa提高到966 MPa,但延伸率从7.8%下降到5.1%。锻造后的2种合金的晶粒尺寸趋于一致,微观组织趋于等轴化且Mn微合金化后的组织更加均匀。锻造后,Ti-Al-Mo-Zr-Fe-B合金的抗拉伸强度和延伸率增加到966 MPa和16.4%,而含有0.5%(质量分数)Mn元素的合金具有更高的抗拉伸强度,达到了1079 MPa,同时延伸率达到了15.8%。结论表明,强度的提高可以归因于Mn元素的固溶强化效应,同时Mn微合金化处理使合金中的Al元素富集于α相,有利于提高合金的强度和塑性。

关键词： Mn微合金化近α钛合金组织演变力学性能