基于纳米复合材料的低能耗热流控制模块研究
【摘要】:为改善超精密加工系统的热态特性,借助热控制模块控制功能部件之间的热流传递,优化系统的热流场,从而间接的控制系统的温度场是一种较为有效的方法。目前国内外研究的此类热控制模块可分为被动型和主动型两类。被动型热控制模块能耗低,但可控性差;主动型热控制模块控制精确,但能耗大,热耦合效应明显,这些都限制了在超精密加工系统中的深入应用。结合博士学科点专项科研基金项目(基于纳米复合材料的低能耗热流放大及缩小机理研究,编号:200803350028)和国家科技重大专项(高性能七轴五联动数控成形磨削机床及关键技术研究,编号:2009ZX04014-026-04),对热流控制模块的设计和控制策略进行了改进。首先,基于碳纳米管复合材料制备各向异性导热体,优化模块的热流传递通路;其次,应用多模态的半主动控制策略。具体包括:
第一章:本章介绍了碳纳米管复合材料的研究现状,详细分析了碳纳米管复合材料的导热性能及其影响因素。阐述了应用于超精密加工系统的热控制模块的研究成果以及存在的问题。最后论述了论文的研究目的和意义,以及论文的主要研究内容和结构。
第二章:本章介绍了低能耗热流控制模块的工作原理和组成结构,详细阐述了热网络法的理论基础和建模方法,完成了虚拟样机的建立。
第三章:本章首先介绍了基于热电偶的温度场检测装置的发展及应用,详细阐述了低能耗热流控制模块实验平台的搭建方案。依据实验平台的实测数据修改了虚拟样机中的相关参数,完成了虚拟样机的拟实化研究。
第四章:本章首先通过与主动型热流控制器的对比,验证了低能耗热流控制模块控制性能的提高和能耗的降低。之后在虚拟样机中分析了关键参数变化对模块控制性能的影响,为控制策略的提出奠定了基础。
第五章,本章详细阐述了低能耗热流控制模块以对流换热系数为关键变化参数的多模态半主动控制策略,进行了控制策略的仿真,并做了相应的实验验证控制策略的有效性。
第六章,对全文进行总结,回顾本文的研究思路和成果,分析下一步的研究方向,为将来的研究提出设想。
|
|
|
|
1 |
朱军,李毕忠;聚合物/无机纳米复合材料研究进展[J];化工新型材料;2000年10期 |
2 |
吴增刚,周持兴,程宝家;原位悬浮聚合制备酸性酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料(英文)[J];合成橡胶工业;2001年04期 |
3 |
张恒;张力;;纳米复合材料实用化技术前景[J];材料导报;2001年08期 |
4 |
钟厉,韩西;纳米复合材料的研究应用[J];重庆交通学院学报;2003年03期 |
5 |
张强,张立武,余大兵,杨延涛;纳米技术在复合材料中的应用及其进展[J];纤维复合材料;2003年04期 |
6 |
魏风艳,巩强,严生;聚合物—粘土纳米复合材料[J];材料导报;2003年S1期 |
7 |
王平华,徐国永,宋功品;聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备及结构[J];高分子材料科学与工程;2004年04期 |
8 |
刘治国,欧育湘,吴俊浩;MPP/PER/APP系统阻燃的PA6/OMMT纳米复合材料的燃烧特性[J];功能高分子学报;2004年04期 |
9 |
;专利介绍[J];橡胶科技市场;2004年01期 |
10 |
;纳米复合物阻燃剂[J];阻燃材料与技术;2004年06期 |
11 |
周鹏;游冠军;钱世雄;陈良尧;;纳米复合材料Ag:Bi_2O_3的光学响应与超快开关效应[J];激光与光电子学进展;2005年12期 |
12 |
庞洪涛;张志焜;;纳米二氧化钛/壳聚糖一维纳米复合材料制备及结构分析[J];功能材料;2007年02期 |
13 |
张慧;俞天智;范多旺;;壳聚糖纳米复合材料[J];高分子通报;2007年05期 |
14 |
聂鹏;王新鑫;高霁;张锴锋;;纳米复合材料分散相分散均匀性的分形表征[J];北京航空航天大学学报;2009年07期 |
15 |
陈奎;李伯耿;曾光明;;聚合物/勃姆石纳米复合材料研究进展[J];工程塑料应用;2009年06期 |
16 |
何冶;支文;;纳米复合材料的性质及制备的研究[J];长春大学学报;2009年10期 |
17 |
周维;;功能性聚合物基纳米复合材料[J];贵州化工;2011年04期 |
18 |
杨隽,张潇,王俊,童身毅;有机-无机纳米复合材料合成方法的发展[J];材料开发与应用;1999年06期 |
19 |
肖鹏,刘平桂,龚克成;嵌入法制备聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的研究进展[J];硅酸盐通报;1999年05期 |
20 |
李小兵,刘竞超;纳米粒子及其在复合材料改性中的应用[J];上海化工;1999年08期 |
|