木塑复合材料挤出成型流场的有限元分析

在不同螺杆转速和模具温度条件下制备木塑复合材料,采用旋转流变仪得到不同加工工艺流变参数。利用Polyflow有限元分析软件模拟分析挤出工艺对挤出成型流场的影响。结果表明,随着螺杆转速的增加,压力场波动变化并明显提高,挤出口模的速度场和剪切速率场均明显提高,黏度场逐渐降低,螺杆转速为20 r/min时压力相对平稳;模具温度对速度场和剪切速率场影响较小,但模具温度越高压力场越小。挤出成型流场的有限元分析结果与试验结果基本吻合。     

穿孔倾斜角度对3D打印仿生木材吸声结构的吸声性能影响

【目的】基于木材内部天然多孔构造设计仿生木材的复孔吸声结构,研究穿孔倾斜角度对3D打印仿生木材吸声结构的吸声性能影响,为开发仿生木材吸声材料奠定理论基础。【方法】利用Rhinoceros三维建模软件进行结构设计,采用3D打印技术制备出仿生木材吸声结构。对比3D打印穿孔板,基于阻抗管传递函数法探究穿孔不同倾斜角度(0°、15°、30°、45°、60°)对3D打印仿生木材吸声结构的共振频率和吸声系数的影响。【结果】1) 3D打印穿孔板有2个共振频率,分别位于中低频和中高频处;而3D打印仿生木材吸声结构有3个共振频率,分别位于中低频、中高频和高频处,木质穿孔板仅在中低频具有共振频率,二者差异显著。2)穿孔倾斜角度对3D打印穿孔板的吸声性能有一定影响,在中低频处,随穿孔倾斜角度增大,3D打印穿孔板的共振频率向低频方向移动,吸声系数峰值总体呈上升趋势,峰值均在0. 8以上,吸声性能较好;在中高频处,随穿孔倾斜角度变化,3D打印穿孔板的共振频率和吸声系数峰值均有所改变,但无明确规律,此段吸声系数峰值在0. 3左右,吸声性能较差。3)穿孔倾斜角度对3D打印仿生木材吸声结构的吸声性能有较大影响,中低频处与中高频处的吸声规律与3D打印穿孔板基本一致;在高频处,随穿孔倾斜角度增大,3D打印仿生木材吸声结构的共振频率向低频方向移动,吸声系数峰值均在0. 8以上,具有较好的吸声性能。【结论】穿孔倾斜角度的3D打印仿生木材吸声结构在中低频、中高频和高频处都有较好的吸声性能,在高频处,不同倾斜角度3D打印仿生木材吸声结构的共振频率跨度较大,可为以后全频率吸声结构的设计研究奠定理论基础。本研究结果为实现可设计吸声频率的新型复合材料提供一个新的研究方向,在一些特殊吸声环境领域具有较好的发展前景。     

竹炭陶的制备及其气体吸附和调湿性能

基于开发和利用生物质竹炭材料,以竹炭粉、凹凸棒、硅藻土等为原料,制备竹炭陶瓷复合材料,从而避免传统炭吸附材料易碎和粉尘污染的缺点。首先,将原料通过陶瓷造粒工艺制备成直径为2~5 mm的小球;然后,在N 2气氛中1250℃下烧结为竹炭陶小球,并对其结构和吸附性能进行了研究。XRD测试结果表明,竹炭陶瓷复合材料在烧结前后并未改变竹炭陶晶体结构。原料的SEM测试结果表明,竹炭粉在微观结构上存在1μm左右的大孔,其中硅藻土的微观形貌为多孔圆盘状结构,圆盘的直径分布在20~50μm,孔道直径在0.1~1.2μm;竹炭陶的SEM测试结果表明,断面结构疏松多孔,经过复合和烧结后,仍然保持了原有的孔道结构,保障了竹炭陶的吸附性能。BET法测试结果表明,竹炭陶的比表面积达到118.54 m^2/g。吸附性能测试表明,竹炭陶对水分吸附率达到22.0%,对甲醛、氨气及硫化氢等有害气体的吸附率分别达到87.7%,94.6%和96.3%。实验结果表明,竹炭陶具有良好的吸湿和气体吸附性能,是一种良好的空气净化材料,在室内环境和水处理等方面具有广阔的应用前景。     

纤维板圆网成型工艺分析

纤维板连续成型方式有两种：即国网成型和长网成型。目前,应用最广泛的是长网连续成型。而圆网连续成型应用很少,这方面也没有系统的资料,有关书本往往一笔带过,较少论及。笔者有幸在两种成型方式的纤维板车间工作过,拟在此对圆网成型工艺作一粗浅的探讨。本文论及的圆网成型工艺为45”偏置双圆网成型工艺,其结构见下图,其工艺过程为浆料从进浆口进入两网辊之间,随着两网辊转动,浆料中的载体水从网辊中挤出,而浆料逐渐浓缩成板坯,从两网辊中挤出,走上板坯运输机,完成成型过程。现将此工艺与长网连续成型工艺作一对比分析。1对…     

多层共挤热收缩膜机组

该机组由塑化挤出系统、多层共挤出模头系统、一次冷却牵引系统、二次预热加热双向拉伸系统、旋转卷取牵引系统、自动控制系统组成，设计合理，结构紧凑，挤出机螺杆设计、模头设计和旋转牵引拉伸有特色，性能达到或接近国际先进水平，而造价仅为进口同类产品的三分之一。     

竹塑复合3D打印材料研制与性能表征

针对现有竹塑复合材料市场的研究,为满足家用桌面型3D打印市场对绿色环保型打印材料的需求,制备了一种以聚乳酸(PLA)为基体的新型3D打印复合材料。该材料在熔融性、力学性能等方面满足桌面级3D打印机的工艺要求。首先,通过实验得到180目竹粉为理想填充料,在添加剂改性研究方面,再通过大量对比实验分析比较了几种添加剂对复合材料的性能影响,得出以180目竹粉、聚乳酸、合成植物酯、润滑剂、马来酸酐共聚物、PCL按一定配比制备的材料效果优良。与国内现有的竹塑复合3D打印材料作比较后,该新型材料的冲击强度提升了30%,拉伸强度提升了40%,成本下降了5%。     

CFRP体外预应力筋锚固装置受力性能的试验研究

锚固装置是既有桥梁结构体外预应力加固体系中的重要组成部分,安全性及可靠度要求高,具有受力性能复杂及非线性程度高等特点,理论分析难度大.为研究CFRP体外预应力筋加固梁中锚固装置的实际受力性能,掌握锚固装置的可靠程度,本文通过试验分析手段,在CFRP体外预应力筋张拉阶段及试验梁加载破坏过程中,对直线型锚固装置锚固齿板应变和高强螺栓螺杆应变进行了测试,并对应变及变形参数等试验结果进行了详尽的理论分析.试验结果表明采用的锚固装置是安全可靠的,可以满足要求.通过试验分析,掌握了锚固齿板及高强螺栓螺杆的受力特点及提高锚固装置安全性的方法,为CFRP体外预应力筋锚固装置的设计及施工提供参考.     

季铵盐型竹木质素基复合型陶瓷添加剂对陶瓷泥浆性能的影响

以竹木质素为原料,采用三步复合催化法改性制备季铵盐竹木质素基复合型陶瓷添加剂YFCS,通过红外光谱特征分析和X射线电子能谱分析,与碱木素的比对结果表明,YFCS已成功引入磺酸基、羧基和季铵基等官能团。此外,还系统研究了YFCS对建筑陶瓷浆料应用性能的影响,结果表明,YFCS具有较好的分散降黏性能,且对陶瓷坯体抗折强度有明显的增强作用。当YFCS添加量为0.5%时,陶瓷浆料流出时间仅为25.3 s,与空白样相比生坯抗折强度增强率可达27.16%。添加YFCS后的陶瓷浆料稳定性良好,浆料Zeta电位值可达-28.53 mV。在添加剂用量为0.5%、浆料比重为1.67～1.72、球磨时间为10 min的同等试验条件下,选取4种不同添加剂,分别测定其对陶瓷浆料的应用性能,对比分析表明,分散降黏能力从大到小依次为YFCS>水玻璃(Na₂O·nSiO₂)>硅酸钠(Na₂SiO₃)>三聚磷酸钠(Na₅P₃O₁₀)>葡萄糖酸钠...     

混合溶剂溶解木粉制备注塑级生物基塑料的研究

为了实现农林废弃物资源化利用,以胡桑枝条为原料制备可注塑的生物基塑料。以二甲亚砜(DMSO)/四乙基氯化铵(TEAC)复合溶剂为改性试剂,通过对球磨木粉简单的溶解和析出,进行塑化改性处理。TEAC在改性过程中逐渐渗透到纤维素分子链之间,(C2H5)4N+和Cl-分别与纤维素羟基结合形成配位键和氢键,阻碍分子链间氢键的形成,使改性产物具备热塑性,成功制备出注塑级生物基塑料。将改性产物与一定量的三乙酸甘油酯(GT)共混挤出改善其力学性能,并研究复合溶剂中TEAC与DMSO的质量比、挤出温度、螺杆转速和GT添加量对生物基塑料的拉伸、弯曲强度的影响。实验结果表明:挤出温度和螺杆转速过高或过低都不利于产物的热塑加工,当TEAC与DMSO质量比为5∶16时得到的改性产物与GT在双螺杆挤出机中进行挤出,挤出温度为140℃,螺杆转速为60 r/min,GT添加量为5%时制备生物基塑料力学性能最优,拉伸强度和弯曲强度分别达到16.33和34.71 MPa。     

3D打印仿生木材吸声结构的吸声性能

【目的】基于木材内部导管和纹孔等天然多孔构造,设计仿生木材复孔吸声结构,分析影响其吸声性能的结构因素,为开发仿生木材吸声材料奠定理论基础。【方法】应用Rhinoceros三维软件建模,利用3D打印技术制备仿生木材吸声结构,采用阻抗管传递函数法研究穿孔率、主孔直径和侧孔深度对仿生木材吸声机构共振频率和吸声系数的影响。【结果】1)在中低频,随着穿孔率增大,3D打印仿生木材吸声结构的共振频率向高频方向移动,吸声系数峰值降低;在高频,随着穿孔率增大,共振频率向低频方向移动,吸声系数峰值升高;2)在中低频,随着主孔直径增大,3D打印仿生木材吸声结构的共振频率基本不变,吸声系数峰值降低;在高频,随着主孔直径增大,共振频率略向高频方向移动,吸声系数基本不变;3)随着侧孔深度增加,3D打印仿生木材吸声结构的共振频率先增大后减小,吸声系数变化不明显;4)3D打印仿生木材吸声结构具有2个显著的共振频率,分别为300和3 500 Hz。【结论】穿孔率、主孔直径和侧孔深度对3D打印仿生木材吸声结构的吸声性能均有较大影响。3D打印仿生木材吸声结构在低频300 Hz和高频3 500 Hz具有良好的吸声性能,吸声频带宽度增加,与传统木质吸声材料既有相似之处也有明显差异。     

基于虚拟样机技术的某轿车悬架性能仿真分析

为研究某轿车的悬架性能,应用ADAMS软件完成了悬架的建模,并对车轮定位参数,主销内倾角、主销后倾角、前轮外倾角、前轮前束、轮胎接地点侧向滑移量进行测量,生成了车轮定位参数基于车轮跳动量的变化曲线。对模型的结构进行了参数化,并在不同结构参数下进行了多次仿真,对所得结果进行了分析。     

支持自动建模的螺杆转子CAD／CAE集成系统

螺杆转子是螺杆压缩机的核心部件.建立螺杆转子CAD/CAE集成系统,能够大大提高其设计开发效率和质量.本文分析了集成系统总体方案,采用Pro/Engineer开发工具Pro/Toolkit提供的函效实现了螺杆转子三维实体模型的参数化设计;通过VisualC++对ANSYS命令流APDL语言的封装和调用.实现了螺杆转子有限元分析命令流文件的自动生成.在主界面输入螺杆转子设计参数后,集成系统能够自动完成螺杆转子三维实体建模和结构有限元分析.     

基于正交试验的新型反拉式苎麻剥麻机参数优选

根据新型反拉式苎麻剥麻机原理与结构,以碾压辊间隙S、碾压辊转速V、夹持间距L和麻杆外直径D四个参数为试验因素,以劈麻、剥离、夹持三个环节的量化评分以及综合评分为指标,进行四因素四水平正交试验。通过极差分析和方差分析,得到各因素对综合评分的影响程度从大到小的排列顺序为SVDL。分析了各因素对各指标影响的显著程度,得出试验范围内参数较优组合为S_3V_3D_4L_3。经验证性试验得出较优的参数为:S为3 mm、V为60～70 r/min、L为5 mm、D为16～17 mm。     

发动机燃用乙醇汽油的燃烧数值模拟分析

本文应用GT-POWER软件建立了汽油发动机燃烧乙醇汽油混合燃料时的工作模型。通过实验验证了该模型的可靠性，在此基础上对发动机燃烧乙醇汽油时的工作过程进行了变参数研究，以确定发动机的结构参数和运行参数对发动机性能的影响，为进行发动机改造提高发动机燃烧乙醇汽油时的性能提供参考。     

体育馆用木质地板结构的动力特性测试研究

为更好地对体育馆用木质地板的结构性能进行评估与结构优化设计,以南京市两座体育馆的地板为研究对象,采用瞬态激励法,研究分析3种地板结构的自振频率和阻尼比参数。结果表明:3种地板结构均符合建筑舒适度要求;在各组成材料种类和规格相同的前提下,3种地板结构阻尼比由大到小顺序为固定式双层龙骨地板结构、悬浮式单层龙骨地板结构、悬浮式双层龙骨地板结构;与固定式地板结构相比,悬浮式地板结构具有低阻尼比特性,在结构振动过程中能量耗散慢,冲击吸收率较小,对冲击的缓冲能力好,即整体结构的回弹性能好;与单层龙骨构造地板结构相比,双层龙骨构造的地板结构具有低阻尼比特性,结构的冲击吸收率小,回弹性能好。研究结论具有一定的工程应用价值。     

张弦胶合木结构弯曲性能参数化分析

将张弦结构引入胶合木结构设计,是解决大跨度木构件挠度过大的一个有效方法。通过使用大型有限元软件,得出在各种典型荷载组合作用下,跨高比、垂跨比、撑杆数和预应力幅值对结构承载性能的影响,得出各参数对于承载性能的合理数值。对张弦胶合木结构的设计提供有益的参考。     

乙二胺预处理麦草浆在LiCl/DMSO体系中的溶解-再生性能

利用8%Li Cl/DMSO木质纤维全溶体系,溶解经乙二胺溶液预处理后氧脱木质素碱法麦草浆,探讨乙二胺预处理对浆料性能的影响,及预处理后浆料在8%Li Cl/DMSO全溶体系中的溶解-再生性能。研究发现:乙二胺预处理在保留较高结晶度时可改变浆料结晶结构,氧脱木质素碱法麦草浆经乙二胺预处理后可完全溶解于8%Li Cl/DMSO溶液,随着木质素含量的增加,溶解所需时间延长;溶解后样品经水可再生,产物得率为59.19%~61.88%,溶解-再生过程中木质素、多糖、灰分和硅都得到较好保留。     

大孔树脂吸附及超滤膜技术提纯蓝莓花色苷中试研究

比较了4种大孔吸附树脂的吸附和解析能力，确定生产最适合的树脂；分析了温度、pH值、洗脱剂浓度对树脂吸附的影响，确定最有利于产业化的工艺参数；通过不同压力、截留分子量比较超滤结果，选择最优化的超滤工艺参数。试验结果表明：在4种树脂中，D101树脂具有最佳的吸附性能；采用D101大孔树脂和6000道尔顿分子量的超滤膜纯化技术对野生蓝莓花青素纯化效果最佳，花青素纯度可达35％以上。     

基于参数化与增材制造技术的家具设计研究北大核心

近年来,参数化设计技术在设计领域内的应用越来越流行,但在家具设计领域鲜有应用。探索了如何应用参数化设计技术进行家具方案设计,再使用日益发展成熟的3D打印技术完成样品制作。以Grasshopper软件为例,对家具设计中参数化技术的应用方法进行了探索,并结合3D打印技术对设计实例进行了加工制作。总结出了家具领域内应用参数化技术进行设计并应用3D打印技术进行制造的初步方法,并完成了“NEST”儿童座椅的制作。实践证明,参数化建模技术和3D打印技术相结合可以拓展参数化设计在家具设计制造领域内的用途。随着3D打印技术和木质打印材料的进一步成熟,这将成为一种重要的设计制造模式,尤其将在个人家具定制领域得到更为广泛的应用。     

竹纤维高密度聚乙烯(HDPE)混熔生产竹塑复合材料的研究

竹塑产品是由竹粉和塑料混合制造而成。由于其良好的尺寸稳定性,竹塑产品可以应用于室内和户外工程,代替木制品和塑料制品。本研究的核心技术是采用了专为加工竹塑材料而设计的啮合式双螺杆挤出机,其特点为:可更换的模块化螺杆;塑化柔和,混炼均匀;螺杆加热/冷却系统确保精确的熔体温度控制;高产量但螺杆转速很低;准确的排气控制,挤出压力稳定,预热加料机置于主机顶部,先抽出竹粉中残留的水分,使主机加料段更加充实,提高塑化混炼效果。优化的螺杆设计使剪切小,不易剪断竹纤维,能使物料在机内停留时间均匀。螺杆机筒采用双金属处理,耐磨耐腐蚀,使用寿命延长。