轻质复合材料舵翼面的材料设计

轻质复合材料舵翼面的材料设计
轻质复合材料舵翼面的材料设计

耐腐蚀复合材料管道-预应力钢筒混凝土给水管道(通用版)

( 安全管理 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 耐腐蚀复合材料管道-预应力钢 筒混凝土给水管道(通用版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

耐腐蚀复合材料管道-预应力钢筒混凝土 给水管道(通用版) 预应力钢筒混凝土管最早是由法国邦纳公司研制的,生产和应用已有50多年的历史,目前已遍及西欧、北美、独联体、中东及北非等地区,在美国铺设PCCP管长度达29万千米,非洲和利比亚人工大运河工程,全长1900多千料,采用两条DN4000mmPCCP-E管。我国石家庄市引黄水库供水二期工程,使用了大量的DNl800mm预应力钢筒混凝土管,经运行表明情况良好。PCCP管在国外50年的运行经验证明,使用寿命可达50年以上。 (1)预应力钢筒混凝土管的结构。预应力钢筒混凝土管是由钢板、钢丝和混疑土构成的复合管材。它充分地发挥了钢材的抗拉,易密封性及混凝土的耐腐蚀性。它从型式上分两种:一种是内衬式预应力钢筒混凝土管(PCCP-L),它是在钢筒内衬以混凝土后,在钢

筒外面缠绕预应力钢丝,再辊射砂浆保护层;另一种是埋置式预应力钢筒混凝土管(PCCP-E),它是将钢筒埋置在混凝土中,然后在混凝土管芯上缠绕预应力钢丝,再辊射砂浆保护层。 (2)预应力钢筒混凝土(PCCP)管主要型号规格。见表4-35。 表4—35PCCP管主要型号规格 管型 公称直径/mm 内径/mm 外径/mm 壁厚/mm 长度/mm 质量/(t/节) PCCP-L 600 600 730

(完整版)12级复合材料结构设计参考资料

复合材料结构设计参考资料复合材料与工程 考试形式 笔试闭卷 考试时间和地点 时间:2015年6月25日14:00--15:40 地点:材料学院A107 题型与分数分布 一.名词解释 二.填空题 三.简答题 四.计算题

一、绪论 1.复合材料:由两种或两种以上具有不同的化学或物理性质的组分材料组成的一种与组分材料性质不同的新材料,且各组分材料之间具有明显的界面。 一相为连续相,称为基体;起连接增强体、传递载荷、分散载荷的作用。 一相为分散相,称为增强体(增强相)或功能体。是以独立的形态分布在整个连续相中的,两相之间存在着相界面。(分散相可以是增强纤维,也可以是颗粒状或弥散的填料) 主要起承受载荷的作用,赋予复合材料以一定的物理、化学功能。 2.复合材料分类: A按基体材料分:树脂基的复合材料、金属基复合材料、无机非金属复合材料 B按分散相形态分:连续纤维增强、纤维织物增强、片状材料增强、短纤维增强、颗粒增强C按增强体材料种类分类:玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、金属纤维、陶瓷纤维。 D按用途分类:结构复合材料:利用复合材料的各种良好力学性能用于制造结构的材料。 功能复合材料:指具有除力学性能以外其他物理性能的复合材料 3.复合材料的结构层次: 三次结构:纤维缠绕压力容器,即平常所说的制品结构(a) 二次结构:从容器壁上切取的壳元即是由若干具有不同纤 维方向的单层材料按一定顺序叠合而成的层合 板(b) 一次结构:层合板的一个个铺层,是层合板的基本单元(c) 二、单层板的宏观力学分析 1.单层板的正轴刚度 正向:也就是说应力方向与坐标方向一致方向为正向,相反为负向。 正面:截面外法线方向与坐标轴方向一致的面,否则为负面。 σ1和σ2——表示正应力分量:拉伸为正,压缩为负,也就是使整 个单层板产生拉伸时的应力为正应力,而使单层板产生压缩时的应 力为负应力。 τ12——表示剪应力分量:其中正面正向为正;负面负向也为正。 A.力学实验 a.纵向单轴试验: 纵向泊松比v1是单层板由于纵向单轴应力σ1而引起的横向线应变ε2(1)与纵向线应变ε1(1)的比值。(ε2(1)表示的是这个应变是由纵向应力σ1引起的) b.横向单轴试验

工业设计对企业的意义

工业设计对企业的意义 设计是人类为了实现某种特定的目的而进行的创造性活动,它包含于一切人造物品的形成过程当中。随着生产力的发展,市场上提供的产品极大丰富,而产品同质化导致竞争日益激烈,很多企业因此濒临困境,甚至陷入价格战的泥沼。那么在这样的市场条件下如何能够拉开产品差别,创造高附加值呢?工业设计就是这座引路灯塔。企业为摆脱其他同类产品的市场挤压,建立自身产品独特生命力而导入工业设计。优良的工业设计能够催生新的市场,促进市场细分,引导消费需求。 在产品供大于求的市场条件下,消费者有了更广的选择范围,消费需求也就日趋个性化,情感化。消费需求结构中生理需求的主导地位日益为心理需求所取代,消费者在注重产品质量的同时更加注重情感的愉悦和满足。 对生活的设想和规划往往需要通过某种具体的产品来实现。产品要引起消费者的心理认同,就必须在设计上下功夫。一个好的产品仅富于美感的造型是不够的,需要针对目标消费者的心理特点和消费趋势采用相应的设计。要充分考虑到消费者对产品整体概念的认知,对产品功能和特制个性的需求,设计出来的产品不仅要款式新颖,而且要能充分满足消费者的匮乏心理、好奇心理、潜愉心理和求实心理,使消费者在享受产品的全过程更舒适、安全、方便、省力,操作界面更富人性化、更友好,给用户最好的使用体验。工业设计的原动力就在于人们对和谐(企业追求产品在技术、文化、形象、人因、成本等方面的统一)的不懈追求。 工业设计在企业中的地位和作用: 设计是企业与市场的桥梁:一方面将生产和技术转化为适合市场需求的产品,一方面将市场信息反馈到企业促进企业的发展。 设计是产品增值的手段:对企业的最大作用是提高产品的附加价值。这种附加的价值不是有形物质存在,更多表现在无形之中。外观、产品形象等 设计是企业的一项重要资源:好的设计会使企业具有更好的信誉、使得企业更具有活力、成为公司发展工具 设计是建立完整的企业视觉形象的手段:企业视觉形象是公司建立品牌形象最好的外观,也就是公司一种特有的风格。 工业设计创造性是一件好的产品设计最重要的前提,简洁是好设计的重要标志,适用性是衡量产品设计另一条重要的标准,人机关系合理,人机界面和谐,产品自身语言应善于自我注释,精心处理每一个细部,注重地域民族特色,蕴含文化特征,注意生态平衡,利于保护环境,产品设计的永恒性。 企业是社会的细胞。企业的发展促进社会的发展。现代社会的科学进步与工业文明的发展,不断促使人们产生新观念和促使着人们对生活的新追求。我国社会主义市场经济的出现,促使着国际、国内激烈的市场竞争。在这种形势下,企业必须走向密切联系市场、联系人的需求、联系人的不便、联系人的不同的生活方式,以及随着这些因素的变化,连续不断地给社会提供新的产品,来满足社会日渐增长的物质和文化的需求。 工业设计可以维护企业的竞争地位,并且促进企业的成长及发展。树立企业形象,可以促进企业其他产品的销售。新产品不仅具有较强的竞争能力,而且有更旺盛的生命力,往往可以创造出消费者对该类产品的新需求。其具体作用体现在以下几个方面。

CATIA_V5复合材料设计1

CATIA V5复合材料设计 介绍了航空复合材料的应用及CATIA 软件复合材料设计解决方案。包括复合材料本体的设计、DMU/CAE 分析、可制造性分析等等。本文以蜂窝夹层复合材料为例,介绍了CATIA V5 对复 合材料从设计、分析到制造的全过程。 引言 随着航空工业的发展,复合材料的应用显得越来越重要。复合材料的设计与传统金属结构设计不同,需要考虑诸多的因素,如:多种的材料组合、材料的各向异性、材料的铺层顺序、产品的可制造性等。CATIA V5 为复合材料设计提供了一整套完整而专业的解决方案,包括复合材料本体的设计、DMU/CAE 分析、可制造性分析等等。本文以蜂窝夹层复合材料为例,介绍了CATIA V5 对复合材料从设计、分析到制造的全过程。 一、蜂窝夹层复合材料简介 蜂窝夹层结构主要由两层面板(蒙皮)中间夹以蜂窝芯材(夹芯)用胶粘剂胶接构成,具有比强度和比刚度高,抗疲劳性能好和耐腐蚀等优点,同时还具有许多特殊功能,如:减震、消音、吸音、吸收和透射电磁波、隔热以及导流和变流等功能。 因此随着航空工业的发展,蜂窝夹层结构在飞机结构上广泛应用,如:前缘、后缘翼面,襟翼,扰流片,升降舵,方向舵,整流罩,地板,隔板等均为蜂窝夹层结构。 蜂窝夹层结构件的构成包括:(图1)

a) 面板; b) 边缘闭合件; c) 蜂窝夹芯。 航空蜂窝夹层结构多采用铝合金板或复合材料板材作面板,用铝、芳纶纸或玻璃布蜂窝作夹芯材料,用热固性胶粘剂通过加热加压的方法将二者粘接成为整体。蜂窝夹层结构件可 按不同的情况分为: 1) 按面板材料:分为复合材料面板和金属面板;(本文针对复合材料面板) 2) 按夹芯类型:分为蜂窝夹层结构、泡沫塑料夹层结构和蜂窝/泡沫塑料混杂夹层结构; 3) 按蜂窝材料:分为金属蜂窝夹层结构和非金属蜂窝夹层结构。 二、CATIA V5 复合材料设计 我们将复合材料的设计划分为:初步设计阶段、详细设计阶段、加工详细设计阶段、加工输出阶段等四个阶段(图2)。 CATIA V5 Composite design(CPD) 复合材料设计以流程为中心,能满足以上各个阶段的用户使用需求,为用户提供完整端到端的复合材料解决方案。 2.1 复合材料初步设计阶段 蜂窝夹层零件复合材料零件是由支撑面,蜂窝和外表面构成(见图1);支撑面、外表面分别为铺层复合材料铺层,蜂窝为实体。因此,在进行复合材料设计前,我们必须在CATIA 曲面设计(GSD)

管道——国外新兴的复合材料和先进制造技术在油田中的应用_董鹃

国外新兴的复合材料和先进制造技术在油田中的应用 董 鹃 (大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,163712) 摘 要 在油田生产中,输油管道的腐蚀是有待解决的大问题。在过去的多年里,油田一直采用金属管道,其造价昂贵,防腐效果又不是很好,所以人们一直在寻求一种造价低,防腐效果更佳的材料来取代它。复合材料因其重量轻、耐腐蚀、价格低等特点,成为取代金属材料的首选而被广为采用,从而带动了复合材料工业的迅猛发展。各种性能更高的新型复合材料层出不穷,各种复合材料加工的新技术不断涌现。本文介绍了国外新兴复合材料和先进制造技术,并分析了它们在油田中的应用和发展。 关键词 复合材料,输油管,防腐蚀 Application of New Composites and Advanced Manufacturing Technology for Oil Field Dong Juan (Exploration and Development Research Institute,Daqing Oil Field Co.Ltd,163712) ABSTRACT Due to the advantages such as high strength,lightweight,corrosion resistance,composites are the first choice to be widel y used to reduce the costs and improve corrosion res istant property of metal pipes in the oil production.This paper briefly in-troduces the new composites and advanced manufacturing technology and analyzes its application and develop ment in oil field in-dustry. KEYWORDS Composites,oil pipe,corros ion resistace 1 前 言 在油田管道输送中,腐蚀一直是一个有待攻克的难关。世界各国每年因管道腐蚀造成巨大的经济损失,据专家统计:美国约20亿美元,英国约17亿美元,德国和日本约33亿美元。人们正在寻找一种新材料来代替传统的防腐保温金属管道,从根本上解决管道腐蚀问题。 复合管道以其强度大、重量轻、耐腐蚀等特点应运而生,在油田广泛采用。复合管道的发展也与今后油气管道改进息息相关。尤其是对地处气候恶劣地区的油田,开发和应用高性能的复合材料显得尤为重要。 随着管道工业的迅猛发展,对耐蚀油气管道的要求越来越高,各种新兴的高级复合管道材料和更先进的制造技术层出不穷。 当今世界先进的工业国家,如美国、俄罗斯、加拿大、英国、瑞典、日本等,应用复合管的数量与日俱增,对高性能的复合材料和复合管制造的研究也十分积极和深入。2 先进复合材料在油田中的应用过去,石油工业一直使用传统的玻璃纤维增强塑料(FRP)。在相对低温低压腐蚀环境中,FRP因其较低的成本,而成为替代诸如碳钢等传统材料的首选。而相对于传统的FRP,新兴的先进复合材料除具有重量轻、易加工、绝缘且耐腐蚀的共同特点外,还具有坚固、耐热和导电性好的特性。 先进复合材料(ACM)是现代最引人注目的复合材料。在AC M开发的最初,应用于国防及航天工业,随着AC M在油田中的应用开发取得了进展, ACM在油田勘探生产中开始大展身手。 现有的三种先进复合材料(聚合物基、金属基和陶瓷基复合材料)中,聚合物基复合材料是其中最有效也是成本最低的一种。这里着重叙述聚合物基复合材料。通常,聚合基复合材料中含有高性能热固性或热塑性材料、连续纤维、涂敷钢带、金属单晶纤维或陶瓷粒状填料。以下是国外新开发的几种ACM管材。 2.1 钢带夹层管(SSL) 1997年11月Ameron国际公司推出商业化钢带 第2期纤维复合材料No.245 2003年6月F IBERC OMP OS ITES J un.,2003

我对工业设计的理解

我对工业设计的理解 工业设计是为制造工业产品所进行的设计,它包含产品外部和内部设计的整个过程,对产品的外观和性能,生产技术的发挥,以及品牌建设产生最直接的影响。发达国家发展的实践表明,工业设计已成为制造业竞争的源泉和核心动力之一。尤其是在经济全球化日趋深入、国际市场竞争激烈的情况下,产品的国际竞争力将首先取决于产品的设计开发能力。 它要求我们,学习工业设计的基础理论与知识,具有应用造型设计原理和法则处理各种产品的造型与色彩、形式与外观、结构与功能、结构与材料、外形与工艺、产品与人、产品与环境、市场的关系,并将这些关系统一表现在产品的造型设计的基本能力。向别人表达自己的设计观点时,要有较好的语言和文字表达能力,可见,工业设计培养的是我们的综合素质。我个人觉得,工业设计的最终目标,就是将我们培育成具备一定工业设计的基础理论、知识与应用能力的高级专门人才,将来能在相应的岗位上得到很好的应用。 一、什么是工业设计 钱学森(1987)认为,“所谓工业设计,就是综合了工业产品的技术功能设计和外形美术设计,所以是自然科学技术和社会科学、哲学、美学的汇合”。吕东(1991)认为:“工业产品设计是科技成果进入市场的桥梁,先进技术需要通过工业设计转化为商品,实现科技成果向商品转化。”这一定义准确地表述了设计、技术、经济之间的关系。工信部(2010年)在《关于促进工业设计发展的若干指导意见》中认为,“工业设计是以工业产品为主要对象,综合运用科技成果和工学、美学、心理学、经济学等知识,对产品的功能、结构、形态及包装等进行整合优化的创新活动。” 综上所述,工业设计是综合运用人类的技术发明成果,融合美学、艺术、经济、环境以及其他哲学社会科学于一体,涉及领域广泛的集成创新活动。它主要通过设计师的创新创意劳动,使产品品质和附加价值得到迅速提升,具有智力密集、技术密集、科技含量高、附加值高等特点。 二、工业设计的发展背景 我国工业设计已经基本形成了环渤海(以北京为中心,向大连、青岛等地扩展)、长三角(以上海为中心,向杭州、宁波、无锡、太仓等地扩展)、珠三角(以深圳、广州为中心,向东莞、顺德等地扩展)三大设计产业带的布局。通过为三大经济圈提供设计服务,提升了区域制造业的竞争力,同时,依托区域雄厚的产业基础和市场实现了设计服务业的发展。未来,设计产业发展空间将逐步由中心城市向周边城市扩展,由东部沿海城市向内陆城市延伸,逐步形成以三大设计产业带为支撑,带动内陆地区、中西部地区设计服务业发展的格局。国家提出的《中国制造2025》、国家“十三五”规划纲要、《发展服务型制造专项行动指南》等均将工业设计和文化创意作为推动制造业和实体经济转型升级的战略措施,特别强调发展工业设计和文化创意产业的重要意义,多方合作加快提升全社会的创新设计能力,推动创新驱动发展。 园区聚集效应逐步显现。工业设计园区日益成为产业聚集的载体。近年来,一些有条件的地区陆续建立了设计产业园。较有代表性的有:无锡(国家)工业设计园、深圳田面设计之都、上海市8号桥设计创意园、北京DRC工业设计创意产业基地、顺德北窖国家工业设计示范基地等。这些园区在当地政府的大力支持下,广泛吸收国有资本、民营资本和外资共同投资兴建,采取市场化运营方式,形成了明显的聚集效应。 人力资源队伍迅速扩大。据调查,我国设计从业者年龄结构主要在20-30岁之间,所占比例达到93%。地域分布主要经济发达城市。其中,华北、华东、华南地区分别为24%、

复合材料课程设计说明书

目录 1 引言 (2) 2 造型设计 (4) 3 性能设计 (5) 3.1原材料选择 (5) 3.2管道各层性能设计 (7) 4 结构设计 (8) 4.1玻璃钢管受力分析 (8) 4.2管壁厚计算及校核 (8) 5 工艺设计 (10) 5.1纤维缠绕制管所用设备 (10) 5.2纤维缠绕制管工艺 (10) 6 玻璃钢管道安装连接 (12) 7 管道性能试验及检验 (13) 7.1玻璃钢管轴向拉伸试验 (13) 7.2玻璃钢轴向压缩试验 (13) 7.3玻璃钢平行板外载试验 (13) 7.4玻璃钢管短时水压失效压力试验 (13) 7.5玻璃钢管外观质量检验 (13) 8 小结 (15) 参考文献 (16)

1引言 管道是现代工业中流体(气体或液体)输送的重要材料,传统的管道有钢管、混凝土管和铸铁管,但由于其易锈蚀、质量大,已不能满足现代工业的需要,又由于玻璃钢的诸多优势,使得玻璃钢管道(简称GRP管)应运而生[1、2]。 玻璃钢管道玻璃钢管道简称FRP管道。具有耐久性好、摩擦阻力小,输运能力高,安装方便、耐化学腐蚀性强、使用寿命长等优点,可降低管道因维护、更换停产带来的损失,主要应用在石油、电力、化工、造纸、制革、冶金、城市给排水、废水处理及农业灌溉等。 与钢管相比,玻璃钢管道的优点有: (1)耐腐蚀性。FRP管道能够抵抗酸、碱、盐、海水、未经处理的污水、腐蚀性土壤或地下水及众多化学流体的腐蚀。 (2)耐热抗冻性好。FRP管的温度使用范围一般在-40℃~80℃之间,若先用特殊树脂其使用温度可达到更高。 (3)轻质高强,运输安装方便。FRP管道的比重为1.7~1.9,与同压力、同管径的其他材质管道比较,FRP管道单位长度、重量约等于钢管的30%,因此运输安装十分方便,FRP管道每根长度可达12m,安装快速简便。另外可免除安装钢管所需的焊接和防锈、防腐处理等工序。 (4)摩擦阻力小,输送能力高。FRP管道内表面非常光滑,糙率系数小,水利系数可长期保持在145~150范围内,经测试得到其水流摩阻损失系数为0.000915,能显著减少沿程的流体压力损失,提高输送能力20%以上。 (5)不生锈。由于玻璃钢管是由非金属材料树脂及玻璃纤维复合而成,所以,它们不论在使用过程还是在闲置过程中,均不会生锈,因而也就无需进行防锈、除锈处理。 (6)可设计性强。根据具体使用情况,可对缠绕玻璃钢管的具体性能及形状进行设计: ①可对缠绕时的缠绕角进行设计,以便管具有不同的纵/环向强度分配;②可对管壁厚进行设计,以便管可以承受不同的内外压;③可对材料进行设计,以达到不同的耐腐蚀目的、阻燃目的、介电目的等;④可对授头方式进行设计,适用不同的安装条件,以提高工程安装速度。 (7)可修复性强、维护方便。缠绕玻璃钢管罐不生锈、不结垢、耐腐蚀性能好,一般情况下无需维护;即使需要维护,由于其重量轻,可维修性强,所以,维修起来也是十分方便的。

关于产品设计的简单认识

1.塑胶件的尺寸不合理 塑胶个的尺寸主要是指它们之间和配合尺寸。塑胶件的尺寸受很多因素影响,如塑胶在注塑机里的流动性,一般大而薄的塑胶件,成型时就会有充模困难。其次是产品收缩率,装配二课K组生产QD25机种时,脚台尺寸偏大与计设尺寸不符,经过试模确认实际是产品收缩大,经调试可达到标准尺寸。还是这一机种就是人我们设计不合理了,护盖与脚台配合紧,----。可见我们在设计时一定要注意配合尺寸。 2.形状不水口点位置设计不合理 我们设计产品时应避免侧向凹凸,和水口点摆放位置。装配二课A组生产HY82221时,水箱内侧凹,抽芯困难。且水口点设计在凹面上,这样明显设计不良,该材料为PC,成型时如果设计在侧凹处,就会有气泡,成型时间太短就会有缩孔漏水。最好方法就是设计成李小冲设计的那款HY71501水箱那种,水口设计在水箱进水口处,且底平不可凹。 3.拔模斜度不合理 为了便于塑胶件胶模,防止胶模时拉伤产品。我们设计产品时就一定要合理。外形以大端为基准,拔模斜度由缩小方向取得,内形以小端为基准,斜度由扩大方向取得。如果脱模方向相反,就会出现倒扣,产品开模后不好取出。如新开模12”99C网圈,就有设计拔模不合理,且横截面积不等。

4.加强筋不合理 加强筋的主要作用是增加塑件强度和避免塑件件翘起。用增加壁厚的办法提高塑胶件的强度常常是不合理的,而且容易产生缩孔或凹陷,此时可采用加强筋以增加强度。设计加筋时厚度应小于肉厚,比如S316脚台与接头配合处筋片就不合理(此处有缩水现象)。我们在设计产品螺丝柱时有时设计筋片与支承面一样高,其实这就是不合理。加强筋设计应比承受面矮一些,一般加强筋应矮与承受面0.5MM以上。 5.支承面与凸台设计不合 以塑胶件的整个底面作为支承面是不合理的,因为塑胶件稍许变形就会使底面不平。如HQ1261底板、S3590脚盘底板等。设计脚盘底板脚粒孔时高度应在0.3-0.5MM之间。 6.圆角设计不合理 最近在处理网圈专案时,我发现现在新开模的网圈有很多都有设计圆角不合理的,甚至没有倒圆角,造成周边很多毛边。 通常情况下圆角的大小确定为:内壁圆角半径应为壁厚的一半;外壁圆角半径可为壁厚的1.5倍。一般圆角半径不应小于0.5MM;壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内\外半径;理想的内圆角半径应为壁厚试1/3以上.

对工业设计的理解

我对工业设计的理解 一·工业设计概述 工业设计是一门研究产品在“人-机-环境”系统中如何最优化的学科。他把产品置于“人,社会环境和自然环境”的设计环境中,探求产品如何适应人的需求、社会的需求和自然环境的思想与方法。工业设计是随着现代工业的兴起而产生的,他在各国创立时间各不相同。美国,英国,日本,意大利等国家也都在20世纪20年代至60年代期间相继开始发展了本国的工业设计。因此,西方一些国家很早就具有工业设计的思想并加以实际应用。工业设计自产生以来始终是产品设计为主的,因此产品设计常常被称为工业设计,在我国曾称为工业美术设计,产品造型设计、产品设计等,现在统一称为“工业设计”。 工业设计是工业现代化和市场竞争的必然产物,其设计的对象是以工业化方法批量生产的产品。工业设计对现代人类生活有着巨大的影响,同时又受制于生产与生活的现实水平。很多人的心目中,“工业设计”相当于“产品外观设计”,认为只是将产品的外形设计的很好看一点而已。实际上工业设计的内涵不止如此。工业设计不仅是要赋予有形的产品以品质,它还贯穿产品开发、市场开拓的全过程,甚至包括创立产品品牌,赋予其特定的文化价值等,可见工业设计“美观”更是生活方式的转变。工业设计的核心是产品设计。 工业设计过程可分为收集和选择信息,选择产品目标,构思产品形象、制定研究开发计划、产品具体设计这几个阶段。工业设计不仅涉及一系列传统科学,如材料科学、结构力学、强度理论等,还涉及许多新兴学科,如人机工程、价值工程、仿生学、设计美学等。计算机辅助工程已成为现代工业的最重要手段。 工业设计最能带来冲击力的是造型设计,也就是创造具有实用功能的造型,不仅要求产品的功能适应人们的需要,而且要求以其形象表现的式样、形态、风格、气氛给人以美的感觉和艺术的享受,起到美化生产,生活环境,满足人们审美要求的作用,因而成为具有精神物质两种功能的造型。 工业设计的内涵在物质功能、人的感情精神以及人和物相互作用的研究之上,它以不断的热点需求为起点,以积极的势态探求改变人的生存方式的设计。所以,工业造型设计不是单纯的美术设计,更不是纯粹的造型艺术、美的艺术。它是科学、技术、艺术、经济融合的产物。它是实用和美的综合观点出发,在科学技术、社会、经济、文化、艺术、资源、价值等的约束下,通过市场交流而为人服务的。 二·工业设计学科的研究领域 工业设计的研究领域极为广泛,还涉及很多的领域与学科,它是现代科学技术与人类文化艺术相结合以现代化工业设计为基础,包含工程技术、美学、材料学、人机工程学、生理学和心理学等,渗透于各领域的一门新型的综合性的学科。工业设计体现着时代的文化发展与科学技术水平,设计的意识和行为体现着人与人—人与自然—人与社会—人与物—人与环境间的联系,作为为人而服务的创造性的设计行为,除考虑技术因素外,重点则体现在产品外观造型、结构、功能、材料、人际关系以及加工工艺等方面的有机结合,达到人、物、环境相互协调的效果,通过工业设计创造来提高人类活动水平和工作调节,满足人们在物质和精神等方面的需求。 三·工业设计的性质和评价原则

复合材料力学

复合材料力学 论文题目:用氧化铝填充导热和电绝缘环氧 复合材料的无缺陷石墨烯纳米片 院系班级:工程力学1302 姓名:黄义良 学号: 201314060215

用氧化铝填充导热和电绝缘环氧复合材料的无缺陷石墨烯纳米片 孙仁辉1 ,姚华1 ,张浩斌1 ,李越1 ,米耀荣2 ,于中振3 (1.北京化工大学材料科学与工程学院,有机无机复合材料国家重点实验室北京 100029;2.高级材料技术中心(CAMT ),航空航天,机械和机电工程学院J07,悉尼大学;3.北京化工大学软件物理科学与工程北京先进创新中心,北京100029) 摘要:虽然石墨烯由于其高纵横比和优异的导热性可以显着地改善聚合物的导热性,但是其导致电绝缘的严重降低,并且因此限制了其聚合物复合材料在电子和系统的热管理中的广泛应用。为了解决这个问题,电绝缘Al 2O 3用于装饰高质量(无缺陷)石墨烯纳米片(GNP )。借助超临界二氧化碳(scCO 2),通过Al(NO 3)3 前体的快速成核和水解,然后在600℃下煅烧,在惰性GNP 表面上形成许多Al 2O 3纳米颗粒。或者,通过用缓冲溶液控制Al 2(SO 4)3 前体的成核和水解,Al 2(SO 4)3 缓慢成核并在GNP 上水解以形成氢氧化铝,然后将其转化为Al 2O 3纳米层,而不通过煅烧进行相分离。与在scCO2的帮助下的Al 2O 3@GNP 混合物相比,在缓冲溶液的帮助下制备的混合物高度有效地赋予具有优良导热性的环氧树脂,同时保持其电绝缘。具有12%质量百分比的Al 2O 3@GNP 混合物的环氧复合材料表现出1.49W /(m ·K )的高热导率,其比纯环氧树脂高677%,表明其作为导热和电绝缘填料用于基于聚合物的功能复合材料。 关键词:聚合物复合基材料(PMCs ) 功能复合材料 电气特性 热性能 Decoration of defect-free graphene nanoplatelets with alumina for thermally conductive and electrically insulating epoxy composites Renhui Sun 1,Hua Yao 1, Hao-Bin Zhang 1,Yue Li 1,Yiu-Wing Mai 2,Zhong-Zhen Yu 3 (1.State Key Laboratory of Organic-Inorganic Composites, College of Materials Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China; 2.Centre for Advanced Materials Technology (CAMT), School of Aerospace, Mechanical and Mechatronic Engineering J07, The University of Sydney, Sydney, NSW 2006, Australia; 3.Beijing Advanced Innovation Center for Soft Matter Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China) Abstract:Although graphene can significantly improve the thermal conductivity of polymers due to its high aspect ratio and excellent thermal conductance, it causes serious reduction in electrical insulation and thus limits the wide applications of its polymer composites in the thermal management of electronics and systems. To solve this problem, electrically insulating Al 2O 3is used to decorate high quality (defect-free) graphene nanoplatelets (GNPs). Aided by supercritical carbon dioxide (scCO 2), numerous Al 2O 3 nanoparticles are formed

产品设计的认知和分析

产品设计的认知和分析 一.产品设计的发展趋势: (一)追求产品的趣味性和娱乐性 设计师的产品设计不仅满足了人们的基本需要,而且满足了现代人追求轻松、幽默、愉悦的心理需求。 (二)满足深层次的精神文化需求 有些设计师已将设计触角伸向人的心灵深处,通过富有隐喻色彩和审美情调的设计,让使用者心领神会而倍感亲切。科技的发展使许多电器具有更多更微妙的功能和更复杂的操作程序,如何使产品更易于操作和被消费者认同是80年代以来设计师们所面临的课题。克罗思的设计给出了一种答案,通过一个熟悉的物品创造一种可视的比喻,把一个新的复杂机器设计得像人类久违的伙伴那样平易亲切,又符合超薄型设计的要求。克罗恩的获奖得益于她对人性的特别关注和对产品语意学的成功运用。 (三)追求更适合人体结构的造型形式 设计师还在如何使产品更具个性化及适合人体体型等方面进行研究和探讨,希望产品能像穿戴的衣服和珠宝那样成为我们身体的一部分,使设计物与使用者融为一体。如手机的设计就需要充分地考虑使用者的情况利用人机工程学,促使“手”与“机”的有机结合尽可能的给使用着带来愉悦。 (四)对弱势人群用品设计倾注热情 设计师对人性的关注已扩展到为残疾人设计的领域,成为人类工业设计最具人道主义和人情味的一面。 (五)设计师设计思维的人性化 强调设计师与消费者双方的沟通、联系和交流。这实质上反映了设计人性化的潮流和设计师的设计思维逐步转向人性化层次。设计人性化趋向的出现是多种因素综合作用的结果,有社会的、个体的原因,也有设计本身的原因。其中主要原因有:1、社会经济发展的必然结果。2、人类需要阶梯化上升的内在要求。 现代设计是科学和艺术、技术与人性的结合,科学技术给设计以坚实的结构和良好的功能,而艺术和人性使设计富于美感,充满情趣和活力,并能增加产品的附加价值。艺术性设计成为人与设计和谐亲近的纽带。人类的设计和设计物总是体现了一定时期人们的审美意识、伦理道德、历史文化和情感等精神因素,设计与人的融合状态。即中国古代哲人所宣扬的“天人合一”。 二.产品设计的相关比赛: 1.第六届慈溪杯工业设计大赛 2.第二届“帝度杯”国际家用电器工业设计大赛 3.现代汽车设计大赛

复合材料结构与力学设计复结习题(本科生)

《复合材料结构设计》习题 §1 绪论 1.1 什么是复合材料? 1.2 复合材料如何分类? 1.3 复合材料中主要的增强材料有哪些? 1.4 复合材料中主要的基体材料有哪些? 1.5 纤维复合材料力学性能的特点哪些? 1.6 复合材料结构设计有何特点? 1.7 根据复合材料力学性能的特点在复合材料结构设计时应特别注意到哪些问题? §2 纤维、树脂的基本力学性能 2.1 玻璃纤维的主要种类及其它们的主要成分的特点是什么? 2.2 玻璃纤维的主要制品有哪些?玻璃纤维纱和织物规格的表示单位是什么?2.3 有一玻璃纤维纱的规格为2400tex,求该纱的横截面积(取玻璃纤维的密度 为2.54g/cm3)? 2.4 有一玻璃纤维短切毡其规格为450 g/m2,求该毡的厚度(取玻璃纤维的密 度为2.54g/cm3)? 2.5 无碱玻璃纤维(E-glass)的拉伸弹性模量、拉伸强度及断裂伸长率的大致 值是多少? 2.6 碳纤维T-300的拉伸弹性模量、拉伸强度及断裂伸长率的大致值是多少?密 度为多少? 2.7 芳纶纤维(kevlar纤维)的拉伸弹性模量、拉伸强度及断裂伸长率的大致值 是多少?密度为多少? 2.8 常用热固性树脂有哪几种?它们的拉伸弹性模量、拉伸强度的大致值是多 少?密度为多少?热变形温度值大致值多少? 2.9 简述单向纤维复合材料抗拉弹性模量、抗拉强度的估算方法。 2.10 试比较玻璃纤维、碳纤维单向复合材料顺纤维方向拉压弹性模量和强度值,指出其特点。 2.11 简述温度、湿度、大气、腐蚀质对复合材料性能的影响。 2.12 如何确定复合材料的线膨胀系数? 2.13已知玻璃纤维密度为ρf=2.54g/cm3,树脂密度为ρR=1.20g/cm3,采用规格 为450 g/m2的玻璃纤维短切毡制作内衬时,其树脂含量为70%,这样制作一层其GFRP的厚度为多少? 2.14 采用2400Tex的玻璃纤维(ρf=2.54g/cm3)制造管道,其树脂含量为35% (ρR=1.20g/cm3),缠绕密度为3股/10 mm,试求缠绕层单层厚度? 2.15 试估算上题中单层板顺纤维方向和垂直纤维方向的抗拉弹性模量和抗拉强度。 2.16已知碳纤维密度为ρf=1.80g/cm3,树脂密度为ρR=1.25g/cm3,采用规格为300 g/m2的碳纤维布制作复合材料时,其树脂含量为32%,这样制作一层其CFRP的厚度为多少?其纤维体积含量为多少? 2.17 某拉挤构件的腹板,厚度为5mm,采用±45°的玻璃纤维多轴向织物(面密

复合材料

复合材料(高性能组合材料) 复合材料,是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。 复合材料是一种混合物。在很多领域都发挥了很大的作用,代替了很多传统的材料。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为: ①纤维增强复合材料。将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。如纤维增强塑料、纤维增强金属等。 ②夹层复合材料。由性质不同的表面材料和芯材组合而成。通常面材强度高、薄;芯材质轻、强度低,但具有一定刚度和厚度。分为实心夹层和蜂窝夹层两种。 ③细粒复合材料。将硬质细粒均匀分布于基体中,如弥散强化合金、金属陶瓷等。 ④混杂复合材料。由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。与普通单增强相复合材料比,其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高,并具有特殊的热膨胀性能。分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内/层间混杂和超混杂复合材料。 复合材料主要可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。 结构复合材料是作为承力结构使用的材料,基本上由能承受载荷的增强体组元与能连接增强体成为整体材料同时又起传递力作用的基体组元构成。增强体包括各种玻璃、陶瓷、碳

工业设计史学习心得(精选3篇)

工业设计史学习心得(精选3篇) 工业设计史学习心得一:工业设计史学习心得通过学习工业设计史,我对工业设计有了更深一步的认识。工业革命是工业设计的母体,所以,工业设计是工业革命的产物,是随着工业和经济发展而孕育出来的,它以科学技术与艺术相结合为手段,以满足市场需要和社会效益为目的,以创造更为合理的生活方式为原则,通过人性化的造型设计,推出具有全新面貌的产品,在满足消费者日益曾长的需求的前提下,获得良好的市场地位和经济效益。 下面是我自己的一些观点: 1、关于莫里斯,为什么他是现代设计之父?我难以理解,也许这是我上此课的最大遗憾。其成就是许多里程碑式的人物都有的;其机遇或者想法也并非自成一家,别无分店。其最大成就是打破装饰性为主的传统建筑,然而是否设计世界以此为古今分界呢?难以定论!我将继续研习史潮以求真解。 2、我较喜欢功能主义的代表人物格罗比乌斯和唯美主义的拉里克,前者的设计精神领导了包豪斯;后者的高雅风格征服世界成为法国高雅风格的代表 3、我最崇拜的设计师是美国人罗维,可口可乐标志设计者,流线型风格的倡导者,工业设计专业的先驱。原因很简单:他让流线型深入产品深入人心!这也是我最喜欢用的风格。 4、战后日本意大利发展神速。德国也不落后,似乎但凡战败国,只要其略有改悔之意便得万人扶正。日本有三菱日产本田丰田索尼佳能每一个在我们国家都人皆耳熟能详。这是日本人的骄傲也是我们国家的悲哀! 5、国内领先企业已经开始在精心打造以工业设计为动力的企业。这是因为想打入国际;因为中国人的产品使用观念日益改变;因为国际产品的专利认可被所有人所接受。海尔率先成立工业设计公司,3天一个新产品问世;科龙集标新立异,立志让现代中国家庭及时拥有世界最新潮的设计,青岛海信更是发出“黑马宣言”,重金悬赏向全国工业设计界征集海信系列产品的人性化造型设计,立志把竞争引入更高层次的轨道我坚信,工业设计的觉醒就是中国工业企业创造美好未来的现实,是中国新的工业时代的开始! 我开始关注我们这个专业的前景,却发现工业设计真是无处不在,它绝对不只是冰冷的机械,从我们手中的铅笔到我们日常生活中的一桌一椅,再到家用电器,到汽车轮船,甚至航空母舰无一不属于我们工业设计的范畴。是的,设计无处不在!酝酿了那么久,终于转入了对工业设计史的具体学习.十八世纪到十九世纪应该算是工业设计的开端了。

复合材料结构

复合材料结构设计的特点 (1) 复合材料既是一种材料又是一种结构 (2) 复合材料具有可设计性 (3) 复合材料结构设计包含材料设计 复合材料区别于传统材料的根本特点之一可设计性好(设计人员可根据所需制品对力学及其它性能的要求,对结构设计的同时对材料本身进行设计) 具体体现在两个方面1力学设计——给制品一定的强度和刚度、2功能设计——给制品除力学性能外的其他性能 复合材料力学性能的特点 (1) 各向异性性能材料弹性主方向:模量较大的一个主方向称为纵向,用字母L表示,与其垂直的另一主方向称为横向,用字母T表示。通常的各向同性材料中,表达材料弹 )和ν(泊松比)或剪切弹性模量G。 对于复合材料中的每个单层,纵向弹性模量E L、横向弹性模量E T、纵向泊松比νL (或横向泊松比νT)、面内剪切弹性模量G LT。 耦合现象:拉剪耦合与剪拉耦合、弯扭耦合与扭弯耦合 (2) 非均质性 耦合变形:层合结构复合材料在一种外力作用下,除了引起本身的基本变形外,还可能引起其他基本变形。 (3)层间强度低 在结构设计时,应尽量减小层间应力,或采取某些构造措施,以避免层间分层破坏。 研究复合材料的刚度和强度时,基本假设: (1) 假设层合板是连续的。由于连续性假设,使数学分析中的一些连续性概念、极限概念以及微积分等数学工具都能应用于力学分析中。 (2)假设单向层合板是均匀的,多向层合板是分段均匀的。 (3) 假设限于单向层合板是正交各向异性的:即认为单向层合板具有两个相互垂直的弹性对称面。 (4) 假设限于层合板是线弹性的:即认为层合板在外力作用下产生的变形与外力成正比关系,且当外力移去后,层合板能够完全恢复其原来形状。 (5) 假设层合板的变形是很小的。 上述五个基本假设,只有多向层合板的分段均匀性假设和单向层合板的正交各向异性假设,与材料力学中的均匀性假设和各向同性假设有区别。 平面应力状态与平面应变状态 平面应力状态:单元体有一对平面上的应力等于0。(σz=0,τzx=0,τzy =0) 平面应变状态(平面位移):εz=0(即ω=0),τzx=0(γ31=0),τzy =0(γ32=0 ), σz一般不等于0。 复合材料连接方式 复合材料连接方式主要分为两大类:胶接连接与机械连接。胶接连接:受力不大的薄壁结构,尤其是复合材料结构;机械连接:连接构件较厚、受力大的结构。

输油管道加固用复合材料

输油管道用加固材料 我国众多在役油气输送管道在服役过程中由于腐蚀、机械损伤和外部荷载等原因产生很多缺陷,这些缺陷降低了管道的强度。在管壁减薄部位(如腐蚀处)会产生应力集中现象,当此处的应力大于材料的抗拉强度极限时,该部位将发生破裂失效和泄漏。 用复合材料修复管道极大的降低了管道更换费用,并且节约了时间,是当前行业内比较认可的一种修复方法。选用何种复合材料进行修补会更加经济,能更好地达到修复效果是本文研究的主要问题。 目前,复合材料管体缺陷修复技术主要有三种修复方法,一种是预成型法,一种是湿缠绕法,还有一种正在研究中的预浸料法。 1.采用预浸料工艺时对材料的选用 从制备和使用角度,预浸料最大的特点是树脂/纤维的复合与修补的进行是各自独立进行的。在一定温度或溶剂的作用下,先将含有固化剂的树脂浸渍纤维形成预浸料布,而后储存备用,待进行管道修补时将预浸料布缠绕在缺陷处,通过工装设备进行固化。预浸料的首要的技术研究重点是树脂体系的开发,根据预浸料制备和使用特点,要求预浸料用树脂体系必需具备以下性能和

工艺特点,而这些因素在手糊用树脂体系中无需考虑。 1)为了保证预浸料能够长期保存、随时使用,树脂的固化反应活性需适中,在室温下固化反应活性低,在一定的时间内不发生明显的变化,而在一定的温度下能够较快固化,降低对加热设备的要求,并保证修补施工的效率,这一点主要由固化剂的性质决定。 2)特殊的工艺性要求:为了预浸料布储存收卷和使用的方便,要求树脂的粘性适中,若粘性太高则收卷时预浸料布会紧密的粘结在一起,而难以展开,若粘性太低则预浸料铺贴时不易与管道表面贴合,影响复合材料的增强效果,这一点主要由树脂本身的性质决定。 3)制备的要求。为了实现树脂对纤维的良好浸渍,可以采用将树脂加热和添加溶剂的方法降低树脂粘度,对于加热的方法要求树脂的粘度足够低且在加热温度下长时间不与固化剂发生反应,对于添加溶剂的方法要求溶剂对树脂和固化剂有很高的溶解性,鉴于溶剂的使用量较大,必需选择低毒或无毒且通用的溶剂,提高预浸料制备的安全性并降低制备成本。 通过上述分析可知,树脂、固化剂以及溶剂的选择是配方设计的重点,为此应首先提出对三者的选配方案。 1.1 树脂 对于承力用复合材料而言,常用的树脂包括环氧树脂、不饱和聚酯以及乙烯基树脂等,其中环氧树脂是指含有两个或两个以

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