聚碳硅烷纤维化学气相交联研究

以环己烯作为反应气氛,对聚碳硅烷(PCS)纤维进行了化学气相交联不熔化处理。与空气不熔化进行对比,研究了不熔化过程中PCS纤维的反应程度及凝胶含量的变化,并进行了元素分析和热重差热分析,初步探讨了PCS纤维环己烯化学气相交联反应的机理。结果表明,在环己烯气氛中,PCS分子结构中Si-H键的反应程度随不熔化温度的提高逐渐增加,相应地,PCS纤维的凝胶含量迅速提高直至不熔。环己烯受热后产生自由基,引发PCS分子中的Si-H和Si-CH3键断裂形成自由基,促进PCS分子间形成Si-CH2-Si结构而实现交联。     

利用微气泡减小平板摩擦阻力的数值模拟

假定气-液两相流体均匀混合且微气泡在水流中存在滑移运动,运用混合多相流模型对水中运动平板的微气泡减阻过程进行了数值计算,研究了微气泡流的减阻机理,分析了主流速度及气体流量率等对减阻率的影响规律,同时构建了一个减阻率预报数学模型,并指出在微气泡减阻中存在一个与主流速度相对应的饱和气流量.     

不同边界条件下水下爆炸气泡的数值模拟

采用有限元程序MSC.Dytran对不同边界条件下水下爆炸气泡的脉动过程进行了数值模拟。对数值模拟中的一些重要问题,如炸药药包的建模、网格密度、状态方程和静压力场的设定等问题进行了探讨。对无限水域中的水下爆炸气泡以及自由面边界、水平刚性面边界和垂直刚性面边界三种边界条件下的水下爆炸气泡进行了数值模拟,分析了水下爆炸气泡的半径、外形变化、气泡脉动压力、流场中的速度分布,结果发现边界的存在对气泡外形的影响较大,刚性边界面会使气泡脉动压力增大较多,而自由面边界对气泡脉动压力的影响较小。将数值模拟的结果与理论模型、经验公式和试验结果进行了比较分析,结果吻合较好。     

水中微气泡上浮过程的力学影响因子研究

从受力分析的角度,对气泡运动方程进行了推导,并对半径在40~500μm之间的微小气泡上浮过程进行了仿真计算。结果表明,当半径小于500μm、气泡上浮距离大于0.1 m时,可忽略加速过程对气泡上浮速度的影响。在此基础上,对气泡运动方程进行了详细分析,结果表明,阻力系数与粘滞系数是影响气泡上浮速度的主要因素,它们的取值与上浮速度成反比,并得出了Re≤150条件下的微气泡运动通用的阻力系数表达式。     

复合材料专题-Si(Al)C纤维先驱体聚铝碳硅烷的合成*

采用低分子量固态聚碳硅烷(PCS)和乙酰丙酮铝([Al(acac)3])为原料,利用Si-H与[Al(acac)3]之间的交联反应合成适于多孔连续熔融纺丝的聚铝碳硅烷(PACS)。研究了反应条件对产物数均分子量、软化点和组成结构的影响及交联反应程度和可纺性之间的联系。结果表明,随着反应温度的升高和时间的延长,反应程度提高,残余乙酰丙酮基减少,Si-O-Al交联支化结构增多,分子量和软化点增大,可纺性随之下降。当[Al(acac)3]投料比为8wt%时,在370°C下反应4-6h,可得到软化点为206~221°C,Alwt%=0.68%,具有良好可纺性的PACS     

Si(Al)C纤维先驱体聚铝碳硅烷的合成

采用低分子量固态聚碳硅烷和乙酰丙酮铝为原料,利用Si-H与乙酰丙酮铝之间的交联反应合成适于熔融纺丝的聚铝碳硅烷。研究了反应条件对产物数均分子量、软化点和组成结构的影响及交联反应程度与可纺性之间的关系。实验结果表明:随着反应温度的升高和反应时间的延长,反应程度提高,残余乙酰丙酮基减少,Si-O-Al交联支化结构增多,分子量和软化点增大,可纺性随之下降。当乙酰丙酮铝投料比为8%时,在370℃下反应4~6 h,可得到软化点为206~221℃,Al wt%=0.68%,具有良好可纺性的聚铝碳硅烷。     

新型硅氮烷先驱体的合成和表征

采用MesiHCI2和Me（CH2=CH）SiCl2共氨解制备出流动性好的含Si-H和SiCH=CH2的低分子硅氮烷,结果表明H2PtCl6（脱水）和DCP是合适的硅氯化交联的催化剂和双键交联的引发剂。交联产物在程序控温的管式炉中裂解,得到高的陶瓷产率（＞74％wt）。     

聚碳硅烷先驱体交联后热处理对陶瓷转化的影响

将聚碳硅烷交联产物在裂解前,先在200～400℃进行不同温度下的热处理,研究其对陶瓷转化过程的影响。结果表明,经400℃/2h热处理后,其裂解产物的陶瓷产率达到73 9%;裂解产物结构的主要缺陷为气孔,而未经热处理样品裂解产物结构的主要缺陷为裂纹。如果用该结构的陶瓷为基体,可以减少纤维损伤。     

梁在拉伸力和弯曲力矩联合作用下的动态塑性断裂

本文采用刚塑性分析方法,研究了韧性材料带裂纹有限长梁在轴向拉伸力和弯曲力矩联合作用下的全塑性断裂过程,其外加轴向拉伸力和弯曲力矩为准静态加载,并在梁的断裂过程中保持不变,为定常载荷。在外力作用下,梁的断裂截面首先进入塑性变形,当裂纹尖端张开位移 CTOD 达到其材料临界值时,裂纹将启裂扩展。本文考虑了应变率对断裂过程的影响,给出了梁在断裂过程中其裂纹扩展长度,裂纹扩展速度以及断裂截面上的轴向抗力和弯曲抗力随时间的变化规律,并比较了在不同轴向拉伸力作用下梁的动态塑性断裂过程的变化,说明了轴向作用力对梁的断裂过程的影响。     

一种根据声衰减系数估计尾流气泡数密度谱的迭代算法

针对现有谐振估计法在实际应用中对水中气泡数密度谱的估算存在误差,从而无法得到准确的舰船气泡尾流或者海面风生气泡层的气泡数密度谱的问题,在谐振估计法的基础上提出了一种根据声衰减系数估算气泡数密度谱的迭代算法。根据模拟水中气泡分布的声衰减系数和Stanic在海水中的实测声衰减系数,对比分析了运用谐振估计法和提出的迭代算法对汽泡数密度谱的估算,结果表明:该迭代算法可有效消除谐振估计法的误差,可应用于对海面风生气泡层以及舰船尾流气泡数密度谱的研究。     

热交联聚碳硅烷纤维分步烧成工艺

采用热交联工艺改进传统的空气不熔化工艺,在尽可能少引入氧的情况下实现聚碳硅烷纤维的不熔化处理。热交联处理后聚碳硅烷纤维在惰性气氛下进行分步烧成。通过元素分析、SEM、EDX、XRD等手段系统研究了分步烧成的工艺条件以及烧成后连续SiC纤维组成、微观结构及其性能。     

Performances and direct writing of CL-20 based ultraviolet curing explosive ink

A new type of explosive ink formulation that can be quickly cured was prepared with unsaturated polyester as binder,styrene as active monomer,2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide as photoinitiator,and hexanitrohexaazaisowurtzitane (CL-20) as the main explosive.Then the explosive ink direct writing technology was used to charge the micro-sized energetic devices,the curing mechanism of the explosive ink was discussed,and the microstructure,safety performance and explosive transfer performance of the explosive ink molded samples were tested and analyzed.Results indicate that the composite material has a fast curing molding speed,its hardness can reach 2H within 8 min.The crystal form of CL-20 in the molded sample is still ε type.The CL-20 based W-curing explosive ink formulation has good compatibility,its apparent activation energy is increased by about 3.5 kJ/mol.The composite presents a significant reduction in impact sensitivity and its characteristic drop height can reach 39.8 cm,which is about 3 times higher than the raw material.When the line width of charge is 1.0 mm,the critical thickness of the explosion can reach 0.015 mm,and the explosion velocity is 7129 m/s when the charge density is 1.612 g/cm3.     

用于混合动力汽车的球形发动机热力学过程分析

作为混合动力汽车增程系统的一种新型动力源，球形发动机有着功率密度高，结构紧凑等优点。在介绍球形发动机工作原理及基本结构的基础之上，研究了发动机气缸容积变化规律，分析发动机燃烧过程，建立了发动机热力学理论模型。利用FLUENT开展了仿真研究，验证了模型的正确性，进而对于发动机燃油喷射过程进行了分析。结果表明：计算得到的气缸内部温度与压力曲线与仿真得到的结果基本一致，验证了理论模型的正确性。在燃油喷射的过程中，可能会出现涡团状的燃油喷射轨迹，使得局部富油发生，燃烧性能变差。     

高速破片撞击充液容器形成液压水锤的试验研究

为研究高速破片撞击充液容器形成的液压水锤效应，设计一套试验装置和测试方法，试验破片撞击充液容器产生空腔的变化过程、液体中不同位置处的压力变化以及前后面板的变形情况。试验发现：破片撞击容器后面板时会出现一圈空化气泡，气泡在后面板内表面从撞击点位置迅速沿径向扩展；液压水锤初始冲击阶段，距离撞击点较近区域在初始冲击波压力脉冲过后会出现一个较大负压，而距离撞击点较远区域不受负压影响；破片撞击速度对容器前面板最大变形影响较小，变形范围随着撞击速度的增大沿撞击点向四周扩展。后面板的最大变形及变形范围都随着破片撞击速度的增大而变大。     

气液同轴双离心式喷嘴喷雾特性

采用流体体积方法分析涡流器离心式喷嘴内部流动过程,采用单反相机和相位多普勒测速仪测量离心式喷嘴、气液同轴双离心式喷嘴的喷雾特性。发现涡流器离心式喷嘴内部流动的总压损失主要发生在涡流器槽道入口、收敛段和等直段。等直段使液膜厚度减小,喷雾锥角减小。离心式喷嘴喷雾粒径分布范围沿径向逐渐增加,轴向速度分布范围沿径向先减小后逐渐增加。气液同轴双离心式喷嘴喷雾特性受气液比影响很大,气液比小时旋流空气使喷雾锥角增加,粒径分布范围减小;气液比大时,气体膨胀压缩喷雾,使大液滴能够到达喷雾中心,喷雾外侧为二次雾化成的细小液滴。     

环形串联直缸发动机配气系统设计

环形串联直缸发动机具有功率密度高、惯性力小等诸多优点,但其运行时气缸转子始终绕输出轴周向转动,使得传统发动机静态的配气方法不再适用。因此,研究设计一种能够满足该型发动机进排气需求的新型配气系统意义重大。针对该型发动机独特的环形串联结构和差速运动特性,研究了各转子气缸的容积变化规律,分析了各转子气缸进排气相位与转子转角之间的关系,创新设计了一种基于气道复用的动态位置配气系统。根据二冲程发动机配气方案设计加工了配气系统零部件,并通过高压气动实验完成了对该型发动机的动态进排气过程。实验结果表明,当给定外加驱动气压0.25 MPa时,发动机能够以约200 r/min的速度稳定运转,有效验证了该配气系统的可行性。     

Prediction of concentration of toxic gases produced by detonation of commercial explosives by thermochemical equilibrium calculations

An adverse effect resulting from explosive mine blasts is the production of toxic nitrogen oxides (NO and NO₂) and carbon monoxide (CO). The empirical measurements of the concentration of toxic gases showed that it depends not only on the composition of an explosive and properties of its ingredients but also on several other parameters, such as volume of blasting chamber, explosive charge mass and design, confinement characteristics, surrounding atmosphere, etc. That explains why measured concentrations of toxic gases reported in literature significantly differ.In this paper, we discuss the possibility of theoretical prediction of the concentration of toxic gases by thermochemical equilibrium calculation applying two models: ideal detonation model and deflagration model. It can be demonstrated that thermochemical calculations can provide a good estimation of the measured concentrations and reproduce experimentally obtained effects of additives on the production of toxic gases. It was also found that the ideal detonation model applies to heavily confined explosive charges, while the deflagration model is more suitable for low detonation velocity explosives with light confinement.     

Theoretical study of BTF/TNA cocrystal: Effects of hydrostatic pressure and temperature

Cocrystallization is a promising technique for the design and preparation of new explosives,and the stability of cocrystal is highly concerned by the researchers.In order to make a better understanding of the behavior of cocrystal under the extreme conditions,DFT(density functional theory) calculation is performed to investigate the effect of hydrostatic pressure on geometrical and electronic structures of the cocrystal BTF(benzotrifuroxan)/TNA(2,4,6-trinitroaniline).When the hydrostatic pressure is applied,the lattice constants,volume,density and total energy change gradually except at the pressures of 40 GPa and 79e83 GPa.It is noteworthy that new chemical bonds form when the pressure is up to83 GPa.The band gap of the cocrystal becomes smaller when the pressure is applied,and finally the cocrystal shows a characteristic of metal.The mechanical property of cocrystal is calculated by MD(molecular dynamics) simulation.The results show that the cocrystal has a better ductibility at low temperature,and has the best tenacity at 295 K.     

迎风格式在接触间断的数值耗散及其诱导误差

在不同流场参数条件下对三种迎风格式在接触间断中的数值耗散问题进行了数值实验,并对数值耗散产生的机理进行了分析。数值计算结果和理论分析表明,矢通量分裂格式计算接触间断问题时,若流场静止或流场内存在亚声速区域,密度耗散的产生会诱导出以特征速度运动的数值扰动误差,该误差对数值耗散的大小无影响,但会影响流场的速度及压力参数分布,从而改变流场的结构。在二维问题中,诱导误差相互干扰会产生大量的复杂小尺度结构,给流场结构分析带来困难。同时,在密度参数线性分布的流场中,若空间离散格式重构的对象为对流通量,使用矢通量分裂格式计算流场会产生数值误差,使计算精度难以到达二阶。