3D 打印是一种增材制造技术,通过逐层软化热塑性长丝来快速创建 3D 模型。在使用 3D 打印技术制作物体时,有几个参数会影响打印物体的强度,包括打印速度和喷嘴温度。本研究旨在调查打印速度和喷嘴温度对使用 ABS 长丝打印产品的拉伸强度、几何形状和表面粗糙度的影响。打印速度分别为 30、40 和 50 mm/s,喷嘴温度分别为 235、245 和 255 o C。根据 ASTM D-638-02a 对打印样品进行拉伸试验。对尺寸为 30x30x40 mm 的打印样品进行表面粗糙度和几何形状测试。在垂直侧进行表面粗糙度和几何形状测试以检查层数和高度变化。结果表明,根据研究,最佳打印速度和喷嘴温度为 30 mm/s 和 255 o C,此时拉伸强度高达 33.52 MPa。
在大约30年的时间里,固体火箭电动机(SRM)的喷嘴将人造丝的航空航天级用作碳织物加固的前体,用于用作烧蚀性绝缘体的酚类复合材料。人造丝一直是行业的中流型,现代喷嘴设计一直取决于Car-bon,织物/酚类或石墨织物/酚类组合的特性。多年来,工业一直取决于唯一的源供应商。现有的供应商北美人造丝公司是该国最后尚存的人造丝制造商。像许多航空航天供应商一样,它受到国防采购中的削减的影响,并计划删除航空航天级人造丝的生产。目前,生产正在继续进行生命类型购买的订单。这些命令将在1996年底之前完成,届时,持续灯丝rayon的国内来源将消失。
收敛-发散 (CD) 喷嘴的优化对于整个航空航天工业的各种应用都至关重要 - 这些领域与 NASA 的使命密切相关。这项研究特别关注机器学习(特别是遗传算法)和计算流体动力学 (CFD) 软件在 CD 喷嘴几何优化问题中的应用。通过操纵三次样条连接的控制点的位置,可以创建一个开放的设计空间并驱动性能最佳的单个 CD 喷嘴产生通过欧拉方程计算的等熵流场 (Δ𝑆= 0.0𝐽𝑘𝑔𝐾)。本文产生的最佳情况对 Δ𝑆= 0.935𝐽𝑘𝑔𝐾 的局部最小几何形状进行了初始猜测。 395 万美元。该项目奠定的基础为进一步应用遗传算法优化 CD 喷嘴和其他亚音速/超音速流体组件打开了大门。
爆炸的粉末定向能量沉积经过精心设计,用于精细分辨率添加剂制造处理。同轴粉末沉积头使用由外喷嘴指向的屏蔽气体的外层,以防止在粉末熔化过程中发生氧化。粉末爆炸的原料集水效率可能低至50-80%,而电线沉积系统的效率更接近98%。本研究评估了定向能量沉积喷嘴条件对集水效率的影响。通过粉末流的收敛性,已经发现总体外部屏蔽气喷嘴长度的变化可将材料使用效率提高10%。该实验的结果表明,对于同轴粉末沉积头设计,如果可以安全地降低僵持距离,则随着外部屏蔽气喷嘴的长度增加或隔离距离降低,可以提高粉末流域效率。
再生冷却或倾倒冷却喷嘴是热气体膨胀的关键部件,可实现液体火箭发动机系统的高温和性能。再生冷却通道壁喷嘴是整个推进行业使用的一种设计解决方案,是一种制造带有内部冷却液通道的喷嘴结构的简化方法。通道壁喷嘴 (CWN) 设计的规模和复杂性可能给制造带来挑战,从而延长交货时间并提高成本。其中一些挑战包括:1) 独特且耐高温的材料,2) 在制造和组装过程中对大型零件的严格公差以容纳高压推进剂,3) 薄壁特征以保持足够的壁温,以及 4) 独特的制造工艺操作和复杂的工具。美国国家航空航天局 (NASA) 和美国专业制造供应商正在完善现代制造技术,以降低复杂性并降低与通道壁喷嘴制造技术相关的成本。增材制造 (AM) 是正在评估的通道壁喷嘴关键技术进步之一。推进部件的增材制造大部分集中在激光粉末床熔合 (L-PBF) 上,但目前还无法将其规模化应用于大型喷嘴。NASA 正在开发用于喷嘴的定向能量沉积 (DED) 技术,包括基于电弧的沉积、吹粉沉积和激光丝直接封堵 (LWDC)。目前考虑采用不同的方法来制造喷嘴,并且每种 DED 工艺都提供独特的工艺步骤以实现快速制造。基于电弧和吹粉沉积的技术用于形成 CWN 衬套。正在展示各种材料,包括 Inconel 625、Haynes 230、JBK-75 和 NASA HR-1。吹粉 DED 工艺也正在展示如何在类似材料中通过一次操作形成整体通道喷嘴。LWDC 工艺是一种使用局部激光丝沉积技术封堵衬套内通道并形成结构夹套的方法。除了双金属收尾材料(C-18150 - SS347 和 C-18150 - Inconel 625)外,该工艺还使用了上述相同的材料。NASA 已完成对各种通道壁喷嘴制造技术的工艺开发、材料特性和热火测试。本出版物概述了正在评估的各种通道壁喷嘴制造工艺和材料,包括热火测试的结果。还讨论了与通道壁喷嘴制造相关的未来发展和技术重点领域。
摘要 太阳能电池的性能随温度的升高而下降,热量会使输出效率降低 10–25%。工作温度在光伏转换过程中起着关键作用。电效率的提高取决于冷却技术,特别是安装在高温区域的光伏模块。模拟了在不同配置下运行的光伏板单喷嘴的冷却过程。模拟包含两部分:第一部分是流体撞击传感器正面的热力学研究。第二部分是两种玻璃盖的性能比较。从该模拟中得出的主要结果是,在 0.1–1.7 m/s 范围内的低冲击液滴节奏下,单喷嘴排列对增强冷却过程的效果。
摘要。在此贡献中,引入了基于机器学习的平面喷嘴形状优化的方法。与标准深神经网络相比,提出的神经网络是使用高阶神经单元构建的。多项式结构以及各种激活函数被用作控制流动的强烈非线性Navier-Stokes方程的近似值。众所周知的NASA喷嘴的形状被选择为初始几何形状,该几何形状近似于第5阶曲线。di ff en ff几何形状。因此,该任务由具有定义成本函数作为目标的多变量优化组成,这些目标是通过在完全结构化的网格上执行的组合流体动力学(CFD)计算的。获得此优化的目标是获得几何形状,该几何形状符合喷嘴出口的所需条件,例如流场均匀性,指定的流动状态等。最后,比较了DI FF近似值的性能,并通过CFD计算验证了优化的最佳候选者。
使用金属粉末原料的基于激光的直接能量沉积 (DED) 系统被认为是一种有前途的制造方法,因为它们能够缩短生产周期并制造复杂的零件几何形状。通过在同轴注入材料并使其凝固的同时用高功率激光束产生熔池来构建组件。大规模使用 DED 的障碍在于粉末收集效率差,在这种情况下,一部分注入的粉末会逸出熔池,导致打印材料质量与供应原料质量之比下降。已经观察到混合制造机床内 DED 系统上同轴喷嘴的磨损状态会随着时间的推移降低收集效率。本研究通过将流动可视化技术应用于现场过程监控格式、实施计算流体动力学 (CFD) 模拟和沉积测试来调查这种影响。识别和分类由于磨损而导致的喷嘴几何缺陷,并通过多种计算方法证明喷嘴尖端磨损(导致轴向尖端减少)对粉末收集效率的影响。发现集料效率与粉末流直径之间存在线性相关性,导致喷嘴尖端逐渐减小至 -1 毫米时效率损失 15-20%。这些结果为进一步研究粉末进料 DED 系统的磨损效应和零缺陷制造解决方案奠定了基础。
摘要。要应对污染规范和内燃机的燃烧改善,生产燃料注入喷嘴的高质量孔的直径小于145 µm。当前使用燃油注入喷嘴加工加工钻孔的练习在其可以有效产生的孔的大小和钻孔所需的时间方面受到限制。此外,该工具的成本很高。本文提出了对燃油喷射喷嘴制造的顺序激光和电流微钻技术的调查。通过电放电去除用激光钻出的飞行员孔。发现这种混合过程消除了通常与激光钻探过程相关的改革和热影响区域的问题。与标准的电化加工钻孔相比,新过程允许减少总钻孔时间,因为从电气放电加工中除去材料较少。孔的质量与直接电化加工钻孔一样好。这项技术可节省宝贵的成本和提高燃料喷射器喷嘴的生产能力。
用于可视化管道流线和喷嘴/扩散器边界层分离的简单教学风洞装置 摘要 风洞测试长期以来一直是许多流体力学和空气动力学入门课程的重要组成部分。使用标准电子或机械平衡硬件可以轻松演示与各种气动形状上的阻力形成相关的粘性和压力阻力的基本物理机制。在小比例模型上对升力、阻力、俯仰力矩和压力分布的实验测量同样在支持此类入门课程中的基本流体力学理论方面发挥着重要作用。了解这些物理特性对于汽车空气动力学设计、最大限度地提高燃油经济性以及教授应用于飞机的空气动力学设计基本原理都非常重要。除了更常见的使用风洞作为研究尾翼安装测试模型的空气动力学的工具之外,风洞作为一个整体还提供了展示流体力学的几个重要原理以及将这些原理应用于工程设计的方法。风洞最近的一个应用是对整个风洞进行压力分布测量,以展示理想的无粘性流体流动行为,以及说明各种机械能源的相对重要性。