摘要：在中国大学生电动方程式汽车大赛(FSEC)中,整车的轻量化设计对于赛车性能的提高具有十分重要的意义。基于有限元法和Optistruct复合材料多层次优化设计方法,采用碳纤维代替传统钢材对电池箱进行轻量化结构设计及优化。通过自由尺寸优化确定加筋的位置、数量,通过尺寸优化获得各铺层的厚度,通过铺层次序优化获得具体的铺层次序。综合运用加筋结构与夹层结构,非加筋部分采用夹层架构,选用铝蜂窝填充以提高电池箱的防火性能。经优化后的电池箱质量减轻了69.08%。在3种不同加载条件下,箱体的最大位移分别减小了72.74%、70.41%以及82.46%。

摘要：各种电子设备的广泛应用,使得电磁辐射与电磁污染日益严重,电磁屏蔽材料应运而生。泡沫复合材料具有密度低,强度高,抗氧化,耐久性强等优点,是一种新型电磁屏蔽材料。本文介绍了电磁屏蔽碳系纳米粒子/聚合物基泡沫复合材料的最新研究进展。基于材料对电磁波的屏蔽机理,重点分析和概述了复合材料中的吸波剂、微观结构及宏观形貌对电磁屏蔽性能的影响。最后对电磁屏蔽碳系纳米粒子/聚合物基泡沫复合材料的未来发展提出了展望。结果表明,对碳系吸波剂进行改性、构建非均匀结构、设计多样化宏观形貌均可提高泡沫复合材料的屏蔽性能。此外,对复杂电磁环境下电磁屏蔽材料的设计与开发具有重要的理论意义。

摘要：通过有限元数值模拟软件与正交试验设计相结合的方法对CVD设备反应室的温度场进行优化。研究了激励电流、电流频率、线圈匝数、线圈间距和加热时间对沉积石墨管温度场的影响。引入平均温度、温度标准差及变异系数指标,采用5因素5水平的正交试验法来设计参数组合进行有限元模拟。通过极差分析和方差分析确定影响石墨管的温度、温度方差及变异系数指标的主次因素,确定最优值。最后对最优的感应加热参数进行模拟验证。结果表明:优化后的温度均匀性获得改善。同时,模拟次数大量减少,提高了优化效率。

摘要：随着现代电子信息技术的飞速发展,电磁波辐射和污染严重干扰精密电子元器件的正常工作,并直接危害信息安全和人体健康。聚合物基电磁屏蔽材料能有效防止电磁波辐射和污染,当前使用环境对其提出了低反射、高吸收、宽频带和结构/功能一体化的苛刻要求,发展多元复合结构是解决这些难题的有效手段。基于材料对电磁波的屏蔽机理,重点介绍了聚合物基电磁屏蔽材料的多孔复合结构、异质复合结构、多层复合结构、梯度复合结构和超结构,以及这几类多元复合结构的设计、制备技术及其电磁损耗机制的最新研究进展,并展望了其未来发展方向。该综述可为厚度薄、密度小、频带宽、吸收强的新型宽频电磁屏蔽复合材料的结构设计和制备方法研究提供借鉴。

摘要：针对一种新型组合蜂窝结构(SCCH)开展研究,该结构将方形管与圆形管进行组合,充分发挥了圆形管的吸能优势和方形管的变形优势。通过试验与有限元仿真,对比了SCCH结构与传统圆形蜂窝结构(CH)在面内压缩的力学性能和不同应变时的变形行为。结果表明,SCCH结构的总吸能为0.198kJ、平均压缩力为5.50kN、初始峰值压缩力为6.80kN、比吸能值为6.22kJ/kg,均优于CH结构。此外,SCCH结构的比吸能明显高于其他常见的蜂窝结构,具有优异力学性能和吸能性能的SCCH结构,可为设计具有高吸能能力的蜂窝结构提供有益借鉴和设计基础。

摘要：金属管道是实现气、油、矿等海洋资源连续、快速运输的重要载体。在复杂严酷的海洋环境中,金属管道的内、外壁要同时承受海水环境和运输物质带来的化学腐蚀与物理摩擦耦合工况,极易发生由腐蚀与磨损导致的管道破坏和失效。对金属管道进行表面涂层改性与强化处理是提升其使役性能最直接有效的方法。为此,综述了海洋环境和运输介质对金属管道的腐蚀磨损行为,并按照涂层的物质种类(金属涂层、陶瓷涂层和高分子涂层),介绍了常见的海洋金属管道防护涂层研究现状,全面总结对比了不同防护涂层材料的微观结构、力学性能、耐腐蚀性能、耐磨损性能及其腐蚀作用机理,以期为涂层新材料及新结构的创新设计与性能优化提供有益借鉴。在此基础上,对未来海洋金属管道防护涂层材料的发展趋势及其组分结构的研究方向进行了展望,以求为海洋金属管道防腐领域的研究提供一定的参考与支撑。