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Ultrasonic plastification speed of polymer and its influencing factors 被引量:5
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作者 蒋炳炎 胡建良 +1 位作者 李俊 刘小超 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2012年第2期380-383,共4页
The melt filling difficulty in micro cavity is one of the main challenges for micro-injection molding (MIM). An approach employing ultrasound in MIM was proposed. The approach was extensively studied through experimen... The melt filling difficulty in micro cavity is one of the main challenges for micro-injection molding (MIM). An approach employing ultrasound in MIM was proposed. The approach was extensively studied through experiments with a home-made experimental ultrasonic plastification device. The results of the experiments show that polymer ultrasonic plastification speed increases with ultrasonic supply voltage and plastification pressure. When the ultrasonic supply voltage is 200 V and the plastification pressure is 2.0 MPa, the polymer ultrasonic plastification speed reaches the maximum value of 0.111 1 g/s. The results also indicate that the ultrasonic cavitation effect is the most significant effect of all the three effects during polymer ultrasonic plastification process. 展开更多
关键词 ultrasonic plastification plastification speed ultrasonic cavitation micro-injection molding
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Mechanism of ultrasonic-pulse electrochemical compound machining based on particles 被引量:2
2
作者 张成光 张勇 张飞虎 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2014年第1期151-159,共9页
The electric double layer with the transmission of particles was presented based on the principle of electrochemistry.In accordance with this theory,the cavitation catalysis removal mechanism of ultrasonic-pulse elect... The electric double layer with the transmission of particles was presented based on the principle of electrochemistry.In accordance with this theory,the cavitation catalysis removal mechanism of ultrasonic-pulse electrochemical compound machining(UPECM) based on particles was proposed.The removal mechanism was a particular focus and was thus validated by experiments.The principles and experiments of UPECM were introduced,and the removal model of the UPECM based on the principles of UPECM was established.Furthermore,the effects of the material removal rate for the main processing parameters,including the particles size,the ultrasonic vibration amplitude,the pulse voltage and the minimum machining gap between the tool and the workpiece,were also studied through UPECM.The results show that the particles promote ultrasonic-pulse electrochemical compound machining and thus act as the catalyzer of UPECM.The results also indicate that the processing speed,machining accuracy and surface quality can be improved under UPECM compound machining. 展开更多
关键词 ultrasonic pulse electrochemical machining (PECM) cavitation catalysis removal mechanism PARTICLES electric doublelayer
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原油储罐重质沉积物超声波空化微射流清洗实验及数值模拟
3
作者 贾文龙 肖欢 +3 位作者 冷翔宇 黄巧竞 刘程玮 吴瑕 《化工学报》 北大核心 2025年第3期1288-1296,共9页
针对原油重质沉积物超声波空化微射流清洗作用机理不明确、微射流对沉积物的冲击作用缺乏定量表征等问题,建立了超声波空化微射流冲击清洗重质沉积物的仿真模型,通过数值仿真和实验研究了超声波空化微射流对沉积物的清洗机理及规律。结... 针对原油重质沉积物超声波空化微射流清洗作用机理不明确、微射流对沉积物的冲击作用缺乏定量表征等问题,建立了超声波空化微射流冲击清洗重质沉积物的仿真模型,通过数值仿真和实验研究了超声波空化微射流对沉积物的清洗机理及规律。结果表明:超声波空化微射流存在高度随机性,导致沉积物表面形成大量不均匀凹坑,凹坑直径近似呈GEVⅡ分布;沉积物内部及壁面黏结处出现扩展性裂纹,促使沉积物剥离;沉积物表面凹坑直径和深度与超声波声压呈线性增大规律,超声波对凹坑深度的影响大于直径的影响。超声波功率从100 W增大到300 W,声压从100 kPa增加至200 kPa,超声波作用60 s,实验得到凹坑平均直径从6.10μm增大至7.38μm,平均深度从1.18μm增加至3.46μm;数值仿真计算凹坑直径从9.60μm增大至9.80μm,平均深度从1.42μm增加至3.89μm。 展开更多
关键词 石油 沉积物 超声波 空化 微射流 清洗 数值模拟
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基于超声波空化效应的废旧磷酸铁锂电池的回收工艺研究 被引量:1
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作者 平开朗 朱华炳 +2 位作者 柏宇轩 胡翔宇 毕海军 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期433-438,共6页
针对大量退役的废旧磷酸铁锂电池,文章研究了一种废旧磷酸铁锂电池材料的回收工艺。废旧磷酸铁锂电池进行放电和拆解后,采用正交试验分析不同超声功率和时间对电极材料回收效果的影响;将低温热处理作为超声波清洗前处理手段,探究不同热... 针对大量退役的废旧磷酸铁锂电池,文章研究了一种废旧磷酸铁锂电池材料的回收工艺。废旧磷酸铁锂电池进行放电和拆解后,采用正交试验分析不同超声功率和时间对电极材料回收效果的影响;将低温热处理作为超声波清洗前处理手段,探究不同热处理温度和时间下电极材料的解离效果,采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)评估低温热处理对粘结剂的破坏程度,利用图像处理技术和X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)检测评估低温热处理-超声工艺对电极材料解离效果和回收产物纯度。以100 W超声功率对负极片清洗300 s后,石墨完全从铜箔上脱离,铜和石墨的纯度均达到99.0%;以300℃对正极片低温热处理60 min,再以550 W的超声功率对正极片清洗20 min后,磷酸铁锂的回收纯度达到98.6%。 展开更多
关键词 超声空化 磷酸铁锂 超声波清洗 低温热处理 电池回收 铝箔
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井筒超声波空化清洗距离影响因素试验研究
5
作者 曲从锋 尹宜勇 +3 位作者 刘斌辉 王岩 郭新超 白翰钦 《石油机械》 北大核心 2025年第3期10-17,共8页
超声波能够对油气井滤饼进行清除,提升固井质量,但在井下条件下超声波空化所能产生的清洗距离少有人研究。为此,基于超声波发射换能器、水听器以及套管设计了超声波空化清洗距离检测试验平台。基于试验平台,研究了不同频率、温度及压力... 超声波能够对油气井滤饼进行清除,提升固井质量,但在井下条件下超声波空化所能产生的清洗距离少有人研究。为此,基于超声波发射换能器、水听器以及套管设计了超声波空化清洗距离检测试验平台。基于试验平台,研究了不同频率、温度及压力下,井下超声空化清洗所能达到的有效清洗距离,探索高温高压井中超声波空化效应去除滤饼的可行性。基于正交试验方法制定试验方案,并对超声空化清洗影响因素开展分析。试验结果表明,对超声空化清洗影响程度的因素由大到小为压力、超声频率、温度。基于Box-Behken模型拟合得出,在发射功率为400 W时,超声波空化清洗最优参数为超声波频率20 kHz、液体温度30℃、液体压力为标准大气压,此时超声波空化清洗距离最远为1193.94 mm,与仿真误差约为14.75%。基于频谱分析方法,使用水听器对空化噪声进行采集,开展功率单因素变量试验,发现在超声波输出功率达到1200 W时,空化强度趋于饱和。研究结果可为超声波在井筒清洗中的应用提供理论参考。 展开更多
关键词 超声波 空化 清洗距离 有限元 滤蚀清除 正交试验
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海水预腐蚀时间对泵用铜合金表面空蚀的影响
6
作者 于兴伟 张永超 +3 位作者 邓濯 陈泳元 郑宇翀 刘海霞 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第5期484-489,524,共7页
为了探究预腐蚀时间对空蚀性能的影响,基于ASTM G32标准并采用超声空蚀试验装置开展预腐蚀后铅黄铜的空蚀试验.对不同预腐蚀时间条件下铅黄铜表面形成的氧化膜的微观形貌和成分进行综合分析.结果表明:随着腐蚀时间延长,氧化产物发生变化... 为了探究预腐蚀时间对空蚀性能的影响,基于ASTM G32标准并采用超声空蚀试验装置开展预腐蚀后铅黄铜的空蚀试验.对不同预腐蚀时间条件下铅黄铜表面形成的氧化膜的微观形貌和成分进行综合分析.结果表明:随着腐蚀时间延长,氧化产物发生变化.预腐蚀240 h后形成以Cu_(2)O和ZnO为主要成分的氧化膜,预腐蚀480 h后部分Cu_(2)O转化为Cu_(2)(OH)_(3)Cl,预腐蚀720 h后的氧化膜主要由Cu_(2)O和NaZn_(4)Cl(OH)_(6)SO_(4)·6H_(2)O组成.腐蚀时间的延长使膜的连续性加强,削弱了试样与海水之间交换离子的能力,从而提高了铅黄铜的耐腐蚀性.预先形成的氧化膜可以减轻空化泡溃灭对试样表面的冲击作用.随着预腐蚀时间延长,试样经相同时间空蚀后的质量损失减少.预腐蚀720 h的试样在海水中经空蚀1 h后的质量损失是未经预腐蚀试样的约1/2,即预腐蚀可提升铅黄铜的抗空蚀能力. 展开更多
关键词 铅黄铜 预腐蚀时间 海水 氧化膜 超声空蚀
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超声技术降解水中有机物研究进展
7
作者 李伟 殷进 +2 位作者 尤兴萌 邓奥文 张奎 《水处理技术》 北大核心 2025年第2期22-28,共7页
利用超声技术降解水中有机污染物是近年来备受关注的热点之一。超声空化产生三个区域:气泡内部、气液界面和本体溶液,为有机物的降解提供了适宜的物理化学环境,但降解效率也受到多重因素的影响,如超声频率及能量、温度、pH和空化气体等... 利用超声技术降解水中有机污染物是近年来备受关注的热点之一。超声空化产生三个区域:气泡内部、气液界面和本体溶液,为有机物的降解提供了适宜的物理化学环境,但降解效率也受到多重因素的影响,如超声频率及能量、温度、pH和空化气体等。因此,利用超声与臭氧氧化、电化学氧化、光催化氧化、芬顿技术联用产生协同作用,能够更加高效降解水中有机污染物。此外,本文综述了近年来超声及其联合技术处理水体中各种有机染料、农药和抗生素等典型的难降解有机物的研究进展。 展开更多
关键词 超声空化 影响因素 协同作用 有机污染物
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超声振动边界下亥姆赫兹腔室空化性能及涡行为分析
8
作者 侯博文 方珍龙 《流体机械》 北大核心 2025年第2期41-49,共9页
为了提升高湍流状态下亥姆赫兹式自振射流的工作能力,采用大涡模拟对由UDF动网格驱动的超声聚焦振动边界的自激振荡腔室内部的两相剪切流进行了数值仿真,并通过对比出口压力的模拟值与试验值,验证了模型的可靠性。对比分析有、无外加超... 为了提升高湍流状态下亥姆赫兹式自振射流的工作能力,采用大涡模拟对由UDF动网格驱动的超声聚焦振动边界的自激振荡腔室内部的两相剪切流进行了数值仿真,并通过对比出口压力的模拟值与试验值,验证了模型的可靠性。对比分析有、无外加超声振动激励和不同激励频率对射流流动的自激频率、速度特征和空化能力的影响。从能量转化角度揭示了腔室内部剪切特性增强的原因,对、有无激励下腔室内气相的分布和射流结构的各区间射流性能进行分析,阐明了超声激励下周期性涡结构的发展过程。结果表明,相比于普通射流,当超声激励为25 kHz时,自振频率提高了3.14倍,且主频和振荡幅值更加突出,但频域性能提升致使射流速度受到最大1.89%的抑制;伴随激励频率的上升,速度受抑制趋势并不显著;超声激励的存在促进了腔室内涡结构能量传递与反馈,加剧了腔室内剪切效应,使射流出口流道(0.5≤y/r_(2)≤0.81)范围内气相含量跃升,大幅度增强了自激振荡空化射流的能力。研究结果可为亥姆赫兹式自振射流的应用提供理论依据。 展开更多
关键词 自振空化射流 超声聚焦振动 动网格技术 涡结构
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碳纤维超声波展宽装置设计及展宽工艺
9
作者 袁志航 林富生 《毛纺科技》 北大核心 2025年第8期104-111,共8页
为制备超薄层预浸料的原料纱线,依据超声波空化原理和空穴效应,通过搭建超声波展宽试验平台,记录不同工艺参数下碳纤维束的展宽效果,探究超声波展宽装置对碳纤维丝束展宽效果的影响。结果表明:牵引张力、牵引速度、超声波频率和溶液温... 为制备超薄层预浸料的原料纱线,依据超声波空化原理和空穴效应,通过搭建超声波展宽试验平台,记录不同工艺参数下碳纤维束的展宽效果,探究超声波展宽装置对碳纤维丝束展宽效果的影响。结果表明:牵引张力、牵引速度、超声波频率和溶液温度对碳纤维展宽效果存在影响,其中牵引张力与展宽效果成正比,牵引速度与展宽效果成反比,超声波频率与展宽效果成反比,溶液温度与展宽效果先成正比后成反比。设计的展宽装置在牵引速度8 mm/s,牵引张力为25 N,超声波频率20 kHz,溶液温度55℃时,可达到最好的展宽效果,展宽率可达250%,展宽前后的拉伸强度仅损失8%。 展开更多
关键词 超声波展宽 碳纤维 超声波空化原理 空穴效应
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碱性水电解复合膜超声加速降解策略研究
10
作者 邹鹏 董中民 +4 位作者 连文水 刘湛 邹永玲 李洋洋 周贤杰 《膜科学与技术》 北大核心 2025年第4期152-161,172,共11页
针对复合隔膜的耐久性测试周期长、成本高的问题,本研究提出一种基于超声空化效应的聚砜氧化锆复合隔膜非原位加速老化方法,旨在建立一种快速评估其性能退化的方法。通过调控超声功率(0~100 W)模拟实际衰减过程,结合微观表征、氧中氢浓... 针对复合隔膜的耐久性测试周期长、成本高的问题,本研究提出一种基于超声空化效应的聚砜氧化锆复合隔膜非原位加速老化方法,旨在建立一种快速评估其性能退化的方法。通过调控超声功率(0~100 W)模拟实际衰减过程,结合微观表征、氧中氢浓度(HTO)和孔径分析,揭示超声功率对隔膜降解的加速机制。结果表明:低功率超声(20~60 W)主要引发ZrO_(2)(氧化锆)脱落和聚砜(PSf)骨架以碎片化形式脱落,导致HTO平缓增长,膜降解进程平缓,与原位衰减初期性能稳定阶段相对应;高功率超声(80~100 W)则促使PSf骨架断裂并形成贯通孔洞,致使阻气性能骤降,HTO急剧上升,与原位衰减后期性能骤降现象一致。Pearson相关性分析显示超声加速数据与实际衰减数据的相关系数达0.973,相关性较强,传统测试所需的3200 h降解过程可缩短至1 h以内,该方法能够快速并且有效地复现复合隔膜在实际使用中衰减的多阶段特征。 展开更多
关键词 碱性水电解 复合隔膜 耐久性测试 超声空化效应 加速老化方法
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超声空化泡在不同激励条件下的非线性振动特性 被引量:4
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作者 许龙 刘政 +3 位作者 姚昕锐 王召唤 沈阳 徐珂 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期735-743,共9页
为了探究超声空化效果与声场中空化泡的非线性振动特性的关系,通过求解不同状态下空化泡非线性振动方程,得到气泡半径随时间的演化曲线、相图、庞加莱截面图、功率谱图和分叉图等描述气泡运动状态的图形。研究了在三角波和正弦波驱动下... 为了探究超声空化效果与声场中空化泡的非线性振动特性的关系,通过求解不同状态下空化泡非线性振动方程,得到气泡半径随时间的演化曲线、相图、庞加莱截面图、功率谱图和分叉图等描述气泡运动状态的图形。研究了在三角波和正弦波驱动下不同频率和声压对空化泡非线性振动规律的影响。结果表明:在三角波和正弦波的驱动下,气泡呈现出不同的运动特性;在三角波驱动下,气泡的振动更容易进入混沌状态,并且发生混沌状态的频率范围更宽,这将有利于扩大超声空化在液体处理应用中的频率适用范围。 展开更多
关键词 超声空化 非线性振动 混沌 超声液体处理
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基于CBDC优化超声辅助水下激光切割单晶硅的工艺 被引量:1
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作者 周嘉 周辽 +3 位作者 欧阳励 焦辉 黄宇星 龙芋宏 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期913-921,共9页
为了对超声辅助水下纳秒激光切割工艺进行快速的优化,通过分析空化气泡动力学特性(CBDC)对工艺效果的影响,采用数值仿真分析、正交试验和高速摄像方法进行了理论分析和实验验证,得到了超声辅助水下激光切割工艺的优化参数,并验证了CBDC... 为了对超声辅助水下纳秒激光切割工艺进行快速的优化,通过分析空化气泡动力学特性(CBDC)对工艺效果的影响,采用数值仿真分析、正交试验和高速摄像方法进行了理论分析和实验验证,得到了超声辅助水下激光切割工艺的优化参数,并验证了CBDC是影响切割工艺的主要因素。结果表明,随着空化气泡对激光束的干扰程度增加,切槽深度降低速度增加;随着切槽深宽比的增加,空化气泡脉动冲击对切槽底部产生的等效应力越大;当超声功率P u=65 W、水层厚度h w=1 mm、激光脉冲频率f q=20 kHz、激光扫描速率v=1 mm/s时,可以获得最大深宽比约为1.71,槽宽约为99.88μm,槽深约为170.18μm,热影响区大小约为31.71μm,微裂纹长度约为33.42μm,此时空化气泡周期较短(约为100μs~160μs)。该研究可为多能场水下激光复合加工工艺参数的优化提供参考。 展开更多
关键词 激光技术 超声辅助 水下激光切割 空化气泡 工艺优化
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超声功率对连杆轴瓦Ni-Al_(2)O_(3)镀层耐磨性能的影响 被引量:4
13
作者 王斌 徐律 +1 位作者 张晓明 马春阳 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期76-82,共7页
用超声-喷射电沉积方法研究了超声波功率对连杆轴瓦表面Ni-Al_(2)O_(3)镀层耐磨性的影响。用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、高分辨率电子显微镜(TEM)对Ni-Al_(2)O_(3)镀层的表面形貌、物相组成、组织结构进... 用超声-喷射电沉积方法研究了超声波功率对连杆轴瓦表面Ni-Al_(2)O_(3)镀层耐磨性的影响。用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、高分辨率电子显微镜(TEM)对Ni-Al_(2)O_(3)镀层的表面形貌、物相组成、组织结构进行分析,用摩擦磨损试验机及纳米显微硬度计对镀层的显微硬度及耐磨性能进行研究。结果表明:超声波功率通过空化效应及微射流作用搅拌镀液,可使Al_(2)O_(3)纳米粒子更好的悬浮在镀液中,从而影响镀层耐磨性。当超声波功率为200 W时,Ni-Al_(2)O_(3)镀层中Ni峰低且宽,镀层晶粒细小,结构致密,显微硬度达到639.2HV,摩擦因数和磨损质量损失分别为0.53和0.27 mg。涂覆Ni-Al_(2)O_(3)镀层的连杆轴瓦磨损量仅为0.31 mg,耐磨性高于未涂覆Ni-Al_(2)O_(3)镀层的连杆轴瓦。 展开更多
关键词 超声-喷射电沉积 Ni-Al_(2)O_(3)镀层 空化效应 显微硬度 耐磨性能
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超声空化-流体剪切协同强化油团聚分选煤气化细渣 被引量:1
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作者 周安宁 陈恒 +2 位作者 韩瑞 张宁宁 郭凯强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1083-1097,共15页
煤气化细渣(CGFS)具有较高的利用价值,但残炭回收率低极大地制约了其资源化利用。油团聚分选法在CGFS分选过程中具有明显优势,但炭灰共生结构严重限制了油团聚分选效率。为突破油团聚法分离富集残炭技术的瓶颈问题,考察了超声时间、超... 煤气化细渣(CGFS)具有较高的利用价值,但残炭回收率低极大地制约了其资源化利用。油团聚分选法在CGFS分选过程中具有明显优势,但炭灰共生结构严重限制了油团聚分选效率。为突破油团聚法分离富集残炭技术的瓶颈问题,考察了超声时间、超声功率、流体剪切时间及其交互作用对油团聚分选效果的影响,并结合BET、粒度分布、FT-IR、XPS以及SEM-EDS等分析手段,揭示了超声空化-流体剪切(UC-FS)协同预处理对油团聚分选效果的强化机理。结果表明:当超声功率为270 W、超声处理时间29 min、流体剪切时间23 min时,能分选得到灰分为9.55%的精矿、灰分为91.51%的尾矿,可燃体回收率可提高至90.54%。超声空化作用使原本致密的炭灰结构逐渐松散,与流体剪切的冲刷作用协同促进CGFS的孔隙结构的发展,使炭灰颗粒解离度增加,从而降低了精矿灰分。UC-FS协同预处理能够有效增加残炭表面C—C、C=C以及C—H等疏水基团的比例,使其接触角由110.34°增加到121.16°,扩大了炭和灰颗粒表面疏水性差异,提高了油团聚分选的效果。UC-FS协同预处理使炭灰颗粒高效分离的强化作用主要归因于超声空化气泡与细粒微球耦合产生的微磨料效应。可为实现CGFS分质资源化利用提供理论基础和技术指导。 展开更多
关键词 煤气化细渣 油团聚 超声空化 流体剪切 炭灰结构解离
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空化超声滚压对7075铝合金表面质量的影响
15
作者 郑建新 邓瀚林 +3 位作者 郭永磊 商映举 贾留银 崔晓斌 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第4期111-116,共6页
目的 为了研究超声滚压加工过程中空化效应对零件表面质量的影响,方法 以车削后的7075-T6铝合金为加工对象,进行空化超声滚压和普通超声滚压工艺对比试验,使用表面粗糙度仪测量加工后的工件表面粗糙度,采用显微硬度计测量工件表面显微硬... 目的 为了研究超声滚压加工过程中空化效应对零件表面质量的影响,方法 以车削后的7075-T6铝合金为加工对象,进行空化超声滚压和普通超声滚压工艺对比试验,使用表面粗糙度仪测量加工后的工件表面粗糙度,采用显微硬度计测量工件表面显微硬度,并用超景深测量仪测量工件表面微观形貌。结果 结果表明,普通超声滚压和空化超声滚压均能降低滚压加工后的工件表面粗糙度,增大表面显微硬度。随着静压力增大,两种超声滚压加工方式获得的表面粗糙度均呈逐渐降低趋势,而表面显微硬度均呈逐渐增大趋势。超声滚压加工通过削峰填谷作用使工件表面变光滑。相对于普通超声滚压,空化超声滚压的空化效应引起的冲击波和微射流可以进一步促进材料表层的塑性流动,使工件表面经空化超声滚压加工后能获得更低的表面粗糙度和更高的显微硬度,更加平整。在本文试验条件下,空化超声滚压加工后的表面粗糙度最低可达0.038μm,表面显微硬度最高可达210.07 HV0.1。相同静压力下,空化超声滚压加工相较于普通超声滚压加工,表面粗糙度最大可降低42.2%,表面显微硬度最大可提升2.6%。结论 试验证实了在超声滚压加工过程中引入空化效应可进一步提高工件表面强化质量。 展开更多
关键词 超声滚压 空化效应 表面质量 显微硬度
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超声空化效应对细粒尾矿的增渗作用
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作者 何文 卢博凯 +2 位作者 石文芳 祝思雨 刘金朋 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期91-100,共10页
针对细粒尾矿的渗透性较弱,容易导致尾矿坝浸润线抬升和降低尾矿坝安全系数的问题,提出采用超声空化的方法改善尾矿的渗透性。首先,采用计算流体动力学(CFD)软件模拟空化泡溃灭的过程;然后,根据空化阈值和换能器的声压计算结果选定试验... 针对细粒尾矿的渗透性较弱,容易导致尾矿坝浸润线抬升和降低尾矿坝安全系数的问题,提出采用超声空化的方法改善尾矿的渗透性。首先,采用计算流体动力学(CFD)软件模拟空化泡溃灭的过程;然后,根据空化阈值和换能器的声压计算结果选定试验使用的换能器,频率范围为20~40 kHz,功率为60 W,并通过染色试验证实尾矿试样中存在超声空化效应;最后,使用自制变水头渗透仪与选定的换能器,针对不同细粒含量的尾矿试样,开展超声增渗试验,并利用核磁共振仪检测增渗前后试样的孔隙结构变化。研究结果表明:得到的空化泡半径变化曲线与R⁃P方程拟合曲线吻合度较高,证明模拟结果的有效性;当气泡直径大于50μm时,低频超声的空化效果更好,当气泡直径小于25μm时,高频超声的空化效果更佳;细粒含量相同时,尾矿试样的渗透系数增长率随超声的频率增大而增加;超声频率相同时,细粒含量多的尾矿试样渗透系数增长率更高;超声作用后,尾矿试样中0~10μm的孔隙占比降低,降幅随频率的增加而增加;10~20μm的孔隙占比变化趋势不明显;20~40μm的孔隙占比增加,增幅随频率的增加而增加;>40μm的孔隙占比增长较少。对于不同孔隙占比的尾矿,施加相应频率的超声信号可获得更显著的增渗效果。 展开更多
关键词 超声空化 细粒尾矿 增渗 渗透系数 数值模拟 孔隙 核磁共振
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空蚀实验装置的超声振动系统及其变幅杆研制
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作者 毛汉领 郭姗姗 +1 位作者 黄治伟 李思玥 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第10期380-384,共5页
空蚀是水力机械常见的失效破坏形式,常用超声空蚀实验装置来研究空蚀过程及材料的抗空蚀性能。针对超声空化原理及超声空蚀实验装置的要求,利用变截面的波动方程和传统变幅杆的设计理论设计了圆锥复合变幅杆;通过ANSYS软件对变幅杆进行... 空蚀是水力机械常见的失效破坏形式,常用超声空蚀实验装置来研究空蚀过程及材料的抗空蚀性能。针对超声空化原理及超声空蚀实验装置的要求,利用变截面的波动方程和传统变幅杆的设计理论设计了圆锥复合变幅杆;通过ANSYS软件对变幅杆进行模态分析和谐响应分析,并对其进行多尺寸结构优化设计,以获得最优尺寸参数;根据优化参数研制了圆锥复合变幅杆,将其与换能器和工具头联接构成装置的超声谐振系统,并进行了阻抗分析和振动性能测试,结果表明变幅杆振动效果良好、满足超声空蚀实验装置的要求。 展开更多
关键词 超声空蚀 圆锥复合变幅杆 有限元分析 超声振动系统
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空化水喷丸表面改性技术研究进展综述 被引量:1
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作者 罗健鑫 王彦菊 +3 位作者 崔敏超 姚倡锋 沙爱学 张定华 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第9期51-61,共11页
空化水喷丸是一种利用空化现象产生的巨大能量冲击材料表面,对零件进行强化的表面改性技术。因其对诸多金属材料都具有强化作用,而被广泛应用于改善零件的表面状态,形成残余压应力层,延长零件的疲劳寿命。主要从基本原理、试验设备和研... 空化水喷丸是一种利用空化现象产生的巨大能量冲击材料表面,对零件进行强化的表面改性技术。因其对诸多金属材料都具有强化作用,而被广泛应用于改善零件的表面状态,形成残余压应力层,延长零件的疲劳寿命。主要从基本原理、试验设备和研究现状3个方面对水射流空化喷丸(WJCP)、超声空化喷丸(UCP)和激光空化喷丸(LCP)进行了介绍,并从理论和试验等方面总结了不同类型金属材料进行空化水喷丸后其残余压应力、粗糙度和疲劳寿命等方面的变化情况。在上述研究内容的基础上,结合空化水喷丸技术的优势,对空化水喷丸今后的发展方向和应用前景进行了展望。研究表明,空化水喷丸技术作为一种新型的表面强化技术,具有独特的优势和广阔的发展前景。 展开更多
关键词 空化现象 喷丸 水射流空化 超声空化 激光空化
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磁场和超声波共同作用下磁性微球的深度聚集
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作者 裴宁 韩梦龙 +2 位作者 龚永勇 董耀诚 沈运丽 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期559-564,共6页
在磁性药物靶向治疗中,由于普通电磁铁产生的磁场的磁通密度会随距离衰减,造成磁性药物颗粒在离磁极较近的部位聚集较多,而在离磁极较远的部位聚集较少,这限制了磁靶向技术在深度组织部位的应用.提出了环形磁极磁场和超声波声场相结合... 在磁性药物靶向治疗中,由于普通电磁铁产生的磁场的磁通密度会随距离衰减,造成磁性药物颗粒在离磁极较近的部位聚集较多,而在离磁极较远的部位聚集较少,这限制了磁靶向技术在深度组织部位的应用.提出了环形磁极磁场和超声波声场相结合的非侵入性新方法,以实现磁性微粒的三维深度聚集.首先,给出深度聚集磁性微粒实验设备的结构设计;然后,利用COMSOL仿真软件计算出实现深度聚集的超声波振幅范围;最后,依据仿真结果给出的参数进行了实验.实验结果证明,在合适的超声波强度下,磁性微球在远离磁极区域的聚集量多于离磁极较近区域,实现了磁性微粒在三维方向的深度聚集. 展开更多
关键词 磁性药物靶向 磁场 超声波 空化 有限元分析
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超声空化诱导煤微观孔隙损伤的原位测试技术研究 被引量:2
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作者 李傲 王玉娟 +3 位作者 郭晓阳 邓存宝 李岩峰 徐家骅 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第8期30-35,共6页
为促进超声波激励煤层瓦斯促抽技术的实际应用,深入探索超声空化损伤煤孔隙的科学内涵,该实验借助自主研发的煤孔隙超声空化损伤致裂实验系统和原位X射线纳米CT扫描技术,测试不同超声空化条件下煤孔隙结构变化,研究煤微观孔隙系统损伤... 为促进超声波激励煤层瓦斯促抽技术的实际应用,深入探索超声空化损伤煤孔隙的科学内涵,该实验借助自主研发的煤孔隙超声空化损伤致裂实验系统和原位X射线纳米CT扫描技术,测试不同超声空化条件下煤孔隙结构变化,研究煤微观孔隙系统损伤的超声空化诱导机理。实验结果表明:超声空化效应能够使狭缝孔隙形态向球型转变(转变率超20%),有效改善煤微观孔隙空间结构,连通孔隙团体积能得到提升。此外,超声空化效应能增加直径小于6 nm的喉道尺寸,主要诱导原始小尺寸孤立孔隙与连通孔隙团沟通,还可诱导非连通微观孔隙相互连接,以增强煤微观孔隙拓扑结构。超声空化对于提升煤体渗透性和促进瓦斯抽采具有很大的实际应用价值。 展开更多
关键词 超声空化 煤微观孔隙 无损检测 原位测试 孔隙损伤
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