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  • 主管:中国航天科技集团公司
  • 主办:航天材料及工艺研究所
  • 主 编: 刘志华
  • 编辑部主任:李洪泉
  • 编辑出版:《宇航材料工艺》编辑部
  • 地址: 北京9200信箱73分箱
  • 邮编:100076
  • 传真:010-68383237
  • 电话:010-68383269
  • 发行范围:公开
  • 定价:20.00元/期
  • 国外发行定价:20.00美元/期
  • 国际刊号:1007-2330
  • 国内刊号:11-1824/V

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  • YHCLGY
  • 2018年 第48卷 第5期
  • 出刊日期:2018--

创刊于1971年,是经国家科委和国家新闻出版署批准出版的国家级科技期刊,中国科技论文统计源期刊,中国中文核心期刊,国内外公开发行。本刊由航天科技委员会材料工艺专业组、中国宇航学会材料工艺专业委员会、航天材料及其应用专业信息网和航天材料及工艺研究所共同主办,在航天系统和国防科技期刊评比中多次获优秀期刊奖。

详细信息

2018年第48卷第5期

(下载当期目录)

    综述
  • 固体火箭发动机包覆层力学性能与交联密度的相关性建模研究
    李科,郑坚,彭威,张晓,杜永强
    介绍了包覆层力学性能的研究进展,综述了交联密度的测试方法和应用,分析了现有的本构模型并提出改进意见。研究表明:包覆层在复杂环境下的力学性能研究是下一步研究的重点;从微观机理分析包覆层的宏观力学性能是其力学研究的趋势;核磁共振仪等现代仪器的运用可以克服传统方法的不足,具有较大的发展空间。
    2018  .  48(5):    1-7    [摘要](85)    [PDF](69)
  • 复合材料壳段自动钻铆技术研究
    陈平,赵振,李华,张鑫
    拉铆型环槽铆钉广泛的应用于航天复合材料壳段装配,实现其自动钻铆对提高复合材料壳段的装配效率及装配质量具有重要的影响。本文在概述了环槽铆钉拉铆原理的基础上,综述了国内外关于自动钻铆技术的研究和发展概况,以自动钻铆设备供应商为代表,介绍自动钻铆技术的最新发展,并对常见的自动钻铆系统工作特点及效果做了系统分析,针对复合材料壳段装配特点提出一种自动钻铆技术方案,为实现复合材料壳段的自动钻铆奠定基础。
    2018  .  48(5):    8-12    [摘要](73)    [PDF](62)
  • 计算材料学
  • 宽温域柔性接头弹性件本构模型适用性研究
    王才,史宏斌,屈转利
    针对宽温域丁异戊橡胶弹性件开展了-55、-40、20、65℃下的单轴拉伸试验与剪切试验,研究其在不同温度下本构模型的适用性,验证了本构模型由一种变形对其他变形的预测能力,在此基础上采用有限元方法分析了各模型的计算误差,确定了丁异戊橡胶在不同温度不同应变下所适用的本构模型。结果表明,阶数越高的本构模型预测能力越差,低阶的Neo-Hookean模型预测能力最好,同时在丁异戊橡胶弹性件的有限元计算中,-55~20℃本构模型采用Yeoh模型与三阶五项式模型最好,20~65℃采用Yeoh模型计算精度最高。
    2018  .  48(5):    13-20,29    [摘要](72)    [PDF](66)
  • 新材料新工艺
  • HS40碳纤维/氰酸酯树脂复合材料的湿热行为
    刘婷,吴嘉栋,肖军,何腾锋,连爱珍
    通过对低温固化HS40碳纤维/氰酸酯树脂复合材料进行不同湿热环境处理以及3次循环吸湿-脱湿处理,研究其湿热行为。结果表明:复合材料在70℃水浸以及70℃/95% RH两种环境吸湿31 d饱和吸湿率分别为0.71%和0.11%,说明该低温固化氰酸酯树脂基复合材料有很好的耐湿热性;研究复合材料的循环吸湿-脱湿行为,发现复合材料在70℃水浴锅中第1次水浸10 d的吸湿率为0.69%,尚未达到饱和,而第2、3次水浸10 d后的吸湿率分别提高到0.72%和0.74%;复合材料的层间剪切强度随着循环次数的增加,降低更为明显,经过3次循环吸湿-脱湿之后试样的层间剪切强度较干态试样降低了50.77%,连续吸水60 d的试样层间剪切强度较干态试样降低了58.98%。
    2018  .  48(5):    21-25    [摘要](78)    [PDF](66)
  • 高硅氧纤维/酚醛泡沫复合材料的结构与性能
    李寅,吴文敬,王晓静,吴亮,李阳
    以高硅氧短切纤维毡为增强体,分别以酚醛树脂和酚醛泡沫为基体,制备了高硅氧/酚醛与高硅氧/酚醛泡沫两种复合材料,采用红外光谱分析、扫描电镜分析、热失重分析等方法对其结构和性能进行了表征。结果表明,两种材料具有相似的基体化学结构和相近的固化反应温度,均具有良好的耐热性能,性能测试结果表明,复合材料中基体由酚醛树脂变成酚醛泡沫后,力学性能明显降低,同时,密度由1.65 g/cm3降低至0.5 g/cm3,热导率由0.5 W/(m·K)降低至0.09 W/(m·K)。
    2018  .  48(5):    26-29    [摘要](73)    [PDF](71)
  • 空心石英纤维/酚醛树脂复合材料的结构与性能
    吴文敬,李寅,王晓静,韩宇,刘岩
    将石英纤维空心化,并通过模压成型方法制备了空心纤维/酚醛树脂复合材料。结果表明,空心纤维的空腔直径为4~7 μm,随着纤维空心度增大(0~0.5),纤维的力学强度提高。在相同的纤维体积分数下,当纤维空心度从0增大到0.5时,复合材料的密度和热导率分别从1.63 g/cm3和0.49 W/(m·K)降低到1.46 g/cm3和0.41 W/(m·K),烧蚀性能保持不变。采用此方法制备的空心纤维/酚醛复合材料同时具有良好的隔热、防热性能。
    2018  .  48(5):    30-33    [摘要](76)    [PDF](62)
  • 超低温用碳纤维增强树脂基复合材料的性能研究
    王晓蕾,王芳,刘千立,王钧,田杰
    根据低温液氧贮箱的缠绕工艺与特殊使用环境要求,分别针对3种自制的环氧树脂体系进行系统的工艺特性与低温抗裂纹性能研究。在此基础上以T700纤维复合材料为研究对象,详细考察其在超低温和高低温循环条件下的力学性能稳定性,并对其液氧相容性进行测试。最终以小型碳纤维复合材料筒体进行综合性能验证。研究结果表明,SFC-3环氧树脂具有较好的缠绕工艺特性,且在超低温和高低温交变条件下具有优异的抗裂纹特性。T700/SFC-3环氧复合材料分别经过高低温交变和超低温处理后,拉伸性能保留率在92%以上,且该复合材料具有良好的液氧相容性。T700/SFC-3环氧树脂复合材料筒体具有极好的耐高低温稳定性和气密性。
    2018  .  48(5):    34-38    [摘要](55)    [PDF](57)
  • 固化工艺参数对聚酰亚胺复合材料性能影响
    崔超,郭鸿俊,张军,潘玲英,赵伟栋
    采用热压罐成型工艺制备了MT300/902聚酰亚胺复合材料,测试了加压温度、加压大小和固化温度下复合材料的力学性能,分析了不同固化工艺参数对复合材料力学性能的影响规律。结果表明:MT300/902聚酰亚胺复合材料固化时的最佳加压时机为240~260℃、加压不小于1.2 MPa、固化温度在310~330℃为最佳。按照最优的成型工艺参数制备的复合材料构件质量高,缺陷能够控制在2%以下,力学性能进一步提高。
    2018  .  48(5):    39-43    [摘要](58)    [PDF](49)
  • 模具形式对V型结构复合材料固化变形的影响
    祝君军,文琼华,罗辑,李博,王乾
    复合材料在热压罐成型过程中由于发生不可避免的物理化学变化,将会发生固化回弹变形导致尺寸偏差。V型结构普遍用于飞机外表面,研究模具形式对V型结构复合材料固化变形的影响,可有效保证复合材料成型精度,减少装配难度。本文通过建立有限元分析模型以及设计典型结构试验件相结合的方式,分析模具形式对V型结构复合材料固化变形的影响。结果表明:变形预测与试验结果误差在5%内,V型复合材料阳模成型比阴模成型的变形要大10%~15%,其变形回弹量趋势与拐角角度、制件厚度成反比,阳模成型时其回弹与拐角半径成正比。
    2018  .  48(5):    44-48    [摘要](65)    [PDF](60)
  • 5229D/T700导电环氧复合材料空间环境适应性研究
    张静静,孙明,汪洋,高鸿,杜宇
    对5229D/T700导电环氧复合材料力学、电学、耐热特性进行了系统表征,通过真空出气、温度循环和总剂量辐照等环境试验考察了5229D/T700导电环氧复合材料空间环境适应性。结果表明,5229D/T700导电环氧复合材料Tg为236℃,150℃弯曲强度保持率为85%,150℃真空总质损为0.44%,可凝挥发物为0.05%,具有很好耐热性和极低的真空污染特性。同时发现5229D/T700导电环氧复合材料力学性能几乎不受温度循环和总剂量辐照的影响,而电性能在总剂量辐照试验后略有增加,表现出非常优异空间环境适应性。
    2018  .  48(5):    49-51,67    [摘要](61)    [PDF](60)
  • C/SiC复合材料AUAG加工机理及实验研究
    肖春芳,韩冰
    对C/SiC复合材料沿纤维分布方向超声磨削加工AUAG展开研究,对超声加工C/SiC复合材料的表面微观结构以及机械性能进行了评估,对表面质量随加工参数的变化而变化展开了研究。结果表明通过AUAG超声磨削加工参数的优化设计,可以得到较好的表面质量。
    2018  .  48(5):    52-56    [摘要](54)    [PDF](63)
  • 异种铝合金环形构件的搅拌摩擦焊接工艺
    马建波,周庆,刘西伟,马帅,王凯
    为实现异种铝合金环形构件的高精度装配与连接,文中设计一种卧式串联型轴向移动转径向伸缩的搅拌摩擦焊接工装。结果表明,采用此工装成功实现铝铜系/铝镁系异种铝合金环形构件的高精度装配与高质量焊接,接头内部质量达到了I级接头要求,接头的抗拉强度高于245 MPa,延伸率高于16%,且所有接头均断裂在铝镁系铝合金母材一侧,说明该接头的整体性能要优于铝镁系铝合金母材性能,解决了铝铜系/铝镁系异种铝合金熔焊易出现焊接裂纹的工程难题。
    2018  .  48(5):    57-62    [摘要](67)    [PDF](56)
  • 测试分析
  • 基于CAD模型的碳纤维复合材料天线反射面精度测量
    倪爱晶,赵婕,郭庆,于望竹,王凯
    针对天线反射面研制过程中的精度测量,提出一种基于CAD模型的自动测量技术和反射面数据处理技术的精度测量方法。在测点均匀布局规划和工件与模型对齐的基础上,自动获取反射面的完整测量数据,利用最优化算法使实测数据和理论模型达到最佳匹配,实现反射面面形精度的准确评价并获得变换矩阵。最终通过偏差矢量图表达天线反射面的面形偏差趋势,并利用获得的变换矩阵修正加工基准,有效保证了反射面的成型精度和加工精度,工程应用表明该方法较好地满足了反射面制造过程中的测量需求。
    2018  .  48(5):    63-67    [摘要](55)    [PDF](46)
  • 涡轮表面腐蚀原因分析
    王影,谢国君,韩露,逄锦程
    镍基高温合金涡轮在运行一段时间后表面发生了严重腐蚀、叶片尺寸减小。通过对涡轮表面观察、测试与分析,确定了涡轮表面腐蚀为热腐蚀,腐蚀机理为钠盐热腐蚀,腐蚀介质为含硫钠盐,随着热腐蚀的加重,腐蚀产物不断剥落,导致叶片尺寸逐渐减小。涡轮表面发生热腐蚀原因是由于发动机燃油燃烧不充分,导致表面接触甚至沉积含硫钠盐,在发动机高温的共同作用下发生热腐蚀。
    2018  .  48(5):    68-72    [摘要](59)    [PDF](59)
  • 工程实践
  • 短切玻璃纤维增强聚醚醚酮承力支架研制
    丁浩亮,汤炜,魏赛,李凡,赵云峰
    为加工某航天器高性能承力支架零件,本文对不同玻璃纤维含量的短切玻璃纤维增强聚醚醚酮(SGF/PEEK)的力学性能进行了分析,利用Moldflow分析软件对承力支架注塑模具、注塑工艺参数进行了优化。结果表明,30wt%的SGF/PEEK作为承力支架材料时力学性能最优,模流分析有效预测注塑过程,改善主流道及二级流道尺寸可有效提升保压效果,保压压力和模具温度对承力支架翘曲变形的影响最为显著,得出一组优化的工艺参数,采用该参数成型的零件已成功应用于某航天器燃料贮箱中并通过了飞行考核。
    2018  .  48(5):    73-77    [摘要](64)    [PDF](61)
  • CFRP钻削制孔分层的形态研究
    苏飞,陈娟,邱新义,邓朝晖,郑雷
    针对单向碳纤维增强复合材料(UD-CFRP)钻削制孔分层的各向异性行为,以UD-CFRP板的孔出口表层分层缺陷为研究对象,研究制孔分层的形状和大小。结果表明:UD-CFRP板的分层形状呈近椭圆形;随着主轴转速的增大,分层尺寸呈减小趋势,以主刚度方向最为明显,但减小幅度最大仅为0.14 mm;随着进给速度的增大,在主刚度方向极易产生整束纤维的撕裂,尺寸呈增大趋势,以主刚度方向最为明显,增大幅度达0.81 mm,以及由于主刚度方向整束纤维的撕裂,分层形状在主刚度方向出现突变。
    2018  .  48(5):    78-82    [摘要](67)    [PDF](65)
  • 玻璃纤维复合材料及其复合构件的台阶孔加工技术
    徐鹤,吴亮,高月,程亚杰,顾美玲
    以玻璃纤维增强树脂基复合材料及其复合构件台阶孔为研究对象,通过性能分析、工装和刀具设计、工艺参数优化等研究加工中各因素对台阶孔的影响。实验结果表明,采用镶合金复合钻头25°(螺旋角p)/15°(后角α),使用专用的工艺装置给钻削区材料施加预压应力,钻头转速为250、315 r/min、进给量为0.06、0.1 mm/r时,孔的加工质量达到最优。
    2018  .  48(5):    83-87    [摘要](69)    [PDF](55)
  • 薄壁异形树脂基复合材料近净尺寸成型研究
    肖娟,杨晓军,胡欣,蔡义各,马伟
    通过对成型工艺选择、模具结构设计及工艺参数的研究,探索了薄壁异形树脂基复合材料近净尺寸成型。研究结果表明,注料式模压克服了传统模压成型装料腔狭窄不易装料的问题,实现了薄壁异形树脂基复合材料的近净尺寸成型,极大地提高了材料利用率、降低了加工难度、缩短了成型周期。
    2018  .  48(5):    88-90    [摘要](50)    [PDF](58)
  • TC4叶栅环等温成形规律研究
    王兵,刘飞,常永甫,李彦忠,李金祥
    针对高肋、薄壁钛合金叶栅环的结构特点,借助三维有限元模拟方法,分析了等温成形中始锻温度、下压速度和摩擦因子对叶栅环成形质量的影响规律。选取优化后的工艺参数进行物理实验研究,结果表明,始锻温度为920℃,下压速度为0.5 mm/s,摩擦系数为0.1时的工艺条件下,可以得到满足质量要求的等温锻件。
    2018  .  48(5):    91-94    [摘要](75)    [PDF](49)

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