耐高压漂浮救生气囊的结构设计及节流降温分析研究

应急气囊是落水车辆救生的重要手段,它能为车辆在水上长时间漂浮提供应急浮力。以某型号汽车应急救生气囊为例,通过综合分析车用气囊助浮的技术需求和工程原理,设计了一种方便安装、便于使用、安全快捷、具有长时间漂浮功能的快速自充气筒式救生气囊,根据该救生气囊的充气节流降温和耐高压强度计算,确定了气囊的结构方案,克服了常用车用安全气囊透气性差、耐压能力不强等缺点,实现了体积小、质量轻、自动充气、打开方便的使用效果。     

基于高压模块供电的MCP-PMT高压击穿故障分析及设计改进北大核心CSCD

为克服MCP-PMT传统高压供电设备体积大、便携性差的问题,采用了基于小型化高压模块的高压供电方式。该系统在实际使用过程中发生了一起MCP-PMT高压击穿故障。详细分析了该系统的故障原因,将问题定位为MCP-PMT内部真空度下降导致的耐压性能下降,同时还发现了导致故障发生的诱因是高压模块在加电时刻存在的高压过冲现象。针对高压模块的过冲问题,本文提出了较为巧妙的设计改进方法并取得了良好的效果,进一步提高了MCP-PMT系统的工程应用可靠性。     

耐高压光纤Bragg光栅压力传感技术研究

分析了聚合物封装光纤光栅的压力响应特性,通过采用特殊聚合物材料将光纤光栅封装于金属套管中,并通过在金属套管预涂覆一层软弹性材料,以消除封装过程中由于聚合物固化收缩以及聚合物与套管壁粘接与摩擦产生的光纤光栅啁啾化,改善了光纤光栅压力响应特性.封装后的光纤光栅压力响应灵敏度为0.036 nm/MP,具有良好的线性,压力测量范围可达40 MP以上.     

六自由度气囊抛光机器人模态分析与中频误差抑制北大核心CSCD

针对六自由度串联式关节机器人气囊抛光系统因刚度不足引起的加工振动以及引入中频误差的问题,以IRB 6700机器人作为研究对象,基于Ansys Workbench建立模态分析模型,并结合实验分析机器人气囊抛光系统工况频带内动态特性,实验与仿真结果共同表明,机器人气囊抛光系统在工况频带至少存在5阶模态,且共振时机器人末端抖动幅值为mm级,机器人加工严重受限。同时针对机器人气囊抛光系统先进光学元件抛光工艺应用,设计一种阻尼抑振气囊工具头,与普通气囊工具头进行定点抛光与整面抛光对比实验。结果表明:抑振气囊头定点抛光斑粗糙度与频谱幅值普遍低于普通气囊工具头,引入的中频误差较一般气囊工具头低40%,抛光优化效果显著。     

金刚石车削表面微纳织构的气囊抛光改进EI北大核心CSCD

单点金刚石车削技术被广泛应用于光学表面的超精密加工。然而,车削表面固有的周期性残留刀痕结构将增强表面散射效应,恶化元件光学性能。为了抑制散射以获得高质量光学表面,采用气囊抛光技术主动改变车削表面周期性刀痕结构。基于Taguchi正交试验,以表面粗糙度及功率谱密度的改善率为设计指标,分析获得了最优抛光参数。采用该最优参数对一精车表面进行了抛光试验,抛光后表面粗糙度Ra由3.81 nm降到1.42 nm,各空间频率功率谱密度大幅降低,同时表面的衍射条纹消失。试验结果验证了所采用的抛光及相应优化方法的有效性,具有重要的工程应用价值。     

漂浮式无坝水电站的研究与分析

本文针对传统的筑坝式水电站存在的一些问题,提出了一种新颖的漂浮式无坝水电站的方案构想,并对其技术经济及环保可行性进行了初步分析研究。分析结果表明,漂浮式无坝水电站能对自然流动的江河水流能进行有效利用,提供真正的绿色水电,而且投资少,方便易建,适合作为临水地区的分布式能源。该方案有望为科学合理地开发利用水力资源提供一种新的途径。     

氧化锌的高压电子结构、光学性质与电性能的理论研究北大核心CSCD

基于密度泛函理论从头计算法,研究了500GPa外压力条件下纤锌矿结构ZnO氧化物的晶格结构、电子结构、光学性质和导电性能。计算分析结果表明,在500GPa外压力下,ZnO氧化物的晶格对称性保持不变,晶格参数减小,Zn—O键长和O—Zn—O键角均减小,但不同方向上材料的可压缩性不同;ZnO氧化物的带隙类型仍为直接带隙,其宽度增加到1.65eV;费米能级附近的能级数量减少,态密度降低,电子在不同能量区域的局域化趋势明显;ZnO氧化物的光吸收向高能量范围扩展,低能量光学吸收降低,高能量光吸收增强。分析结果表明,500GPa的外压力下,ZnO氧化物费米能级附近的载流子浓度、有效质量和迁移速率均降低,其电性能降低。     

高压下钼的声子色散的改进分析型嵌入原子法研究北大核心CSCD

应用改进分析型嵌入原子法模型计算了不同高压下金属钼的原子力常数和动力学矩阵,重现了压强下金属钼沿[00ζ]、[0ζζ]和[ζζζ]3个高对称方向上声子色散的实验结果,预测了钼在压强分别为60、80和100 GPa时的声子色散曲线。结果表明:压强分别为0.1 MPa、17 GPa和37 GPa时金属钼的声子色散曲线的模拟结果和实验值符合较好,特别在低频附近二者几乎一致,而在布里渊区的边界点附近,两者在数值上略有差异;在压强分别为60、80和100 GPa时所预测的声子色散曲线和常压下声子色散曲线的形状都非常相似;高压下所有振动支的振动频率均高于常压下的振动频率,且振动频率随压强的增大而增大。     

三元铁基金属氮化物的高压复分解反应合成北大核心CSCD

以二元金属氧化物(氧化铁、氧化钴、氧化镍)和六方氮化硼为反应前驱体,在大腔体压机提供的高温高压条件下(5GPa、1 673K),通过发生复合高压固相复分解(HPSSM)反应合成组分可调控的三元铁基金属氮化物圆球状块体材料ε-Fe_(3-x)M_xN_(1+δ)(M=Co,Ni)。并利用X射线粉末衍射(XPD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等多种材料表征手段对高压合成的三元铁基金属氮化物进行结构表征,同时基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算探究压力对HPSSM反应的影响。研究结果表明,高压密闭环境有利于制备高质量金属氮化物,HPSSM反应合成法是制备铁基金属氮化物块体材料的一种有效方法。     

基于脉冲变压器和脉冲形成网络的高压脉冲源北大核心CSCD

为了满足在高电压状态下对氧化锌陶瓷（ZnO）元件的检测需要,研制了一种基于脉冲变压器和脉冲形成网络（PFN）的,输出电压范围10-80kV可调,波形为近方波的高压脉冲源。根据实际研制过程,分别介绍了高压脉冲源的设计、仿真及系统电路构建。测试了高压脉冲源在标准负载（匹配）和氧化锌陶瓷负载上的输出情况。结果显示：脉冲顶降小于3%,顶部波动小于1.5%,前后沿指标均满足要求。因而,高压脉冲源可以用于氧化锌陶瓷的性能检测。     

铀高压状态方程的第一原理研究北大核心CSCD

利用基于密度泛函理论的赝势平面波方法,研究了铀的状态方程。基态计算结果表明:在100GPa的压强范围内,α-U结构是最稳定的相。利用量子分子动力学方法(QMD),计算了有限温度下的状态方程,在此基础上计算了冲击Hugoniot点,并与实验数据及其他理论计算结果进行了比较,结果表明:在100GPa以下的压力区域内,QMD计算结果与实验结果符合得很好,而用快速计算状态方程(QEOS)方法计算的结果偏软。     

压力对PCBN复合材料烧结性质的影响及烧结机理研究北大核心CSCD

在高温高压条件下,通过硬质合金基体的高压原位熔渗法,研究了合成压力对聚晶立方氮化硼(PCBN)复合材料致密度、颗粒形貌及耐磨性的影响。测试结果显示:随着合成压力的提高,PCBN复合材料的致密度和耐磨性均有一定程度的提升。利用扫描电子显微镜和能谱仪对碳化钨合金基体与立方氮化硼的结合界面进行了测试分析。测试结果表明:在高温高压条件下,立方氮化硼聚晶层与碳化钨硬质合金层中的元素彼此扩散、渗透,形成金属过渡层,将二者牢固地结合在一起。     

天然及合成的硅灰石的高压研究

 研究了天然硅灰石（CaSiO₃）的压致相变，并采用高温高压方法直接合成了硅灰石。结果表明：天然硅灰石经高压（4.6~5.0 GPa）高温（1 200~1 250 ℃）处理后转变为深玫瑰色半透明立方晶体，而采用高温（1 050~1 100 ℃）高压（3.8~4.3 GPa）直接合成的硅灰石也具有同样结构及形貌。SEM分析表明：天然硅灰石SiO₂及CaO的含量分别为50.8%和48.1%，而人工合成的产物SiO₂及CaO含量分别为51.35%和48.15%。     

不同品种大豆耐铝性的FTIR分析研究

利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)法测定了2个不同耐铝性大豆品种在不同浓度铝处理下根、茎、叶的红外光谱。通过对各谱图的比较分析发现,除928～1 200 cm-1区域的FTIR差异比较明显外,未经处理的2个品种大豆红外光谱基本相似。而铝处理后2个品种大豆根、茎、叶的红外吸收峰形及峰值均与对照有较大的区别,且随铝浓度升高其FTIR区别越为明显。此外,结果表明浙春3号(铝敏感品种)的变化幅度比浙春2号(铝耐性品种)更为明显,这说明铝敏感大豆在铝胁迫下物质代谢受到了较大的影响。因此,采用FTIR法鉴别大豆不同耐铝性能够提供较为准确的结果,具有广泛的应用前景。     

缩水甘油胺型聚氨酯胶粘剂的性能研究北大核心CSCD

采用商品化SKE-1型环氧树脂对自制聚氨酯预聚体(NCOPU)进行封端,制备了缩水甘油胺型聚氨酯(GAPU),并用傅里叶-红外光谱(FT-IR)对其结构进行表征,用在线FT-IR监控间苯二甲胺固化GAPU过程,用差示量热扫描(DSC)研究其相分离,用扫描电镜(SEM)观察固化物的表面微观形貌,用热重(TG)分析固化物的热力学稳定性。探讨了聚丙二醇(PPG)分子量的大小、不同质量分数的SKE-1对NCOPU封端及不同种类的固化剂对GAPU固化物力学性能的影响。研究表明:在60℃时用间苯二甲胺固化GAPU,2h即可固化完全,固化物热稳定性能良好,其外推起始分解温度为248.3℃,5%的分解温度为282.6℃。GAPU固化物的力学性能随着GAPU的环氧值减小而减小,在室温以上力学性能下降,在-196℃力学性能增加,其环氧值为0.153,在-196℃的拉伸剪切强度最佳,为16.11MPa。     

过渡金属钼高压物性的第一原理研究北大核心CSCD

在平面波赝势密度泛函理论的框架下,利用广义梯度近似(GGA)计算了体心立方(bcc)和双层密排六方(dhcp)结构的Mo在不同体积下的总能和焓值,算得的等温压缩线与前人的计算结果符合较好。对焓值作差,预测了620GPa压强附近bcc→dhcp的结构相变。根据声子谱的计算结果可知,在高压下,bcc结构可能会向dhcp或9R结构转变。力学稳定性的计算结果进一步显示,在620GPa以上,dhcp-Mo是能够稳定存在的相。结合准谐德拜模型研究了Mo在高压下的热力学性质,计算结果表明,在620GPa附近,bcc和dhcp结构Mo的热力学性质并无显著差异。     

离轴反射式平行光管结构设计及主镜背部柔性支撑仿真分析北大核心CSCD

设计了一款可用于白光瞄准镜多参数检测的离轴反射式平行光管。针对在使用工况中,低频振动环境对主镜面形误差影响过大的问题,提出一种主镜背部柔性支撑方案,并对主镜柔性支撑的重要结构参数进行了优化。同时对RTV胶的特性进行分析,计算出环形RTV胶的有效属性和等效模量倍率。仿真结果表明,主镜组件在1-g重力作用下,面形误差RMS值和PV值分别为0.79nm、3.66nm,能满足系统指标对于平行光管面形的要求。平行光管整体的一阶模态频率为496.38Hz,具有良好的抗低频振动的能力,在热力耦合作用下,主镜面形误差均满足RMS值≤λ/30,PV值≤λ/10的设计要求,1000N力作用下的最大应力小于材料的屈服极限。主镜采用柔性支撑的离轴反射式平行光管的动态性能与面形精度能满足设计要求。     

高压下锐钛矿TiO2的电阻率及能带结构的研究

应用在位电阻率测量方法研究高压下锐钛矿TiO2的电学性质。通过研究电阻率随压力变化的异常变化点,观察到了TiO2从锐钛矿－柯铁矿－斜锆石的相变。卸压后,电阻率数值和初始值相差2个数量级,说明该相变为不可逆相变。结合第一性原理计算结果表明,柯铁矿结构更小的带隙是导致TiO2电阻率减小的根本原因。     

常温高压下石膏在水中溶解及相变现象的研究

 研究常温下200~1 100 MPa压力范围内石膏的Raman光谱,原位观测了随压力升高,石膏在水中的溶解现象,其过程中伴随着石膏的相变。结果表明：压力小于407 MPa时,石膏的形态无明显变化;随着压力的升高,石膏开始溶解,溶解至一定程度,石膏发生了向半水石膏转化的相变;相变完成后,半水石膏继续溶解至消失。石膏这一溶解相变过程表明在地球内部与压力相应的深部区域内,也可能会发生矿物的溶解相变。     

高压下锐钛矿TiO2的电阻率及能带结构的研究

应用在位电阻率测量方法研究高压下锐钛矿TiO2的电学性质. 通过研究电阻率随压力变化的异常变化点, 观察到了TiO2从锐钛矿-柯铁矿-斜锆石的相变. 卸压后,电阻率和初始值相差2个数量级, 说明该相变为不可逆相变. 结合第一性原理计算结果表明, 柯铁矿结构更小的带隙是导致TiO2电阻率减小的根本原因.