• 2013年第43卷第5期文章目次
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    • >综述
    • 深空探测用热防护材料的现状及发展方向

      2013, 43(5).

      摘要 (1076) HTML (169) PDF 4.62 M (925) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      综述了热防护材料的发展历史,重点介绍了深空探测用烧蚀防热材料体系,并通过Pioneer Venus、
      Galileo、Stardust 等探测任务的热防护系统(TPS)选材方案分析,对未来深空探测TPS 材料进行技术需求分析。

    • 形状记忆复合材料的最新研究进展

      2013, 43(5).

      摘要 (1075) HTML (198) PDF 4.82 M (682) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      综述了2009 年以来国内外在形状记忆复合材料方面的最新研究进展,重点介绍了热致感应型、
      电致感应型形状记忆复合材料的情况。在热致感应型中,出现了双向记忆复合材料。应用方面,研究人员发现
      形状记忆复合材料可以应用于复合材料结构的自修复。同时总结了国、内外科研机构在该领域的研究走向,指
      出了形状记忆复合材料在应用方面遇到的瓶颈问题,并提出对未来发展的建议。

    • >计算材料学
    • 基于变刚度纤维曲线铺放的机器人铺放路径规划及运动仿真

      2013, 43(5).

      摘要 (1094) HTML (178) PDF 1.44 M (764) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      根据平面变刚度纤维曲线铺放路径设计了圆柱芯模的变刚度铺放路径规划;应用Denauit-
      Hartenbery (D-H)矩阵法解出铺放机器人的末端位姿数学模型;运用Solidworks 软件建立了铺放机器人的虚拟
      样机模型并仿真出了末端铺放轨迹;运用Matalb 软件对其进行运动仿真分析,绘制并研究各关节的运动参数
      特性,证明了轨迹设计的合理性;利用Matalb 软件将仿真结果与数学模型求解结果进行对比,验证了末端位姿
      数学模型的准确性与可靠性。

    • 纤维曲线铺放的变刚度复合材料层合板的失效分析

      2013, 43(5).

      摘要 (1168) HTML (226) PDF 2.55 M (694) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      介绍了一种纤维曲线铺放的变刚度复合材料层合板有限元建模方法。按照曲线铺放规律定义每
      一个单元的实常数,并对这种纤维曲线铺放层合板进行建模。在此基础上讨论了在弯曲和压缩失效两种不同
      边界条件下,采用Tsai-Wu 失效准则,对其进行失效分析,验证其面内受力情况,计算最大的Tsai-Wu 强度比
      倒数1/ R。当1/ R =1 时,所施加的载荷为失效的临界载荷。对比两组纤维直线和纤维曲线的铺层算例,弯曲
      失效条件下临界失效载荷提高16%和21%,压缩失效条件下临界失效载荷提高51% 和19%。纤维曲线铺放
      层合板有效提高了失效性能。

    • >新材料新工艺
    • 双层板激光焊接/ 超塑成形数值模拟及工艺研究

      2013, 43(5).

      摘要 (1119) HTML (216) PDF 8.15 M (656) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      选取TC4 钛合金四层板加强结构中双层板为研究对象,采用激光穿透焊接工艺代替传统超塑成
      形/ 扩散连接(SPF/ DB)工艺中涂止焊剂连接。借助ABAQUS 有限元分析软件对超塑成形过程进行分析,得到
      优化的压力-时间(p-t)曲线,作为双层板超塑成形过程的气压加载曲线,进行实验验证。结果表明:成形后零
      件壁厚分布均匀,焊缝处无撕裂现象,与有限元模拟结果保持一致;用此新工艺代替传统SPF/ DB 工艺中的止
      焊剂具有可行性。

    • 纳米晶Ni-Zn 铁氧体/ 环氧树脂复合材料的磁性能

      2013, 43(5).

      摘要 (1264) HTML (345) PDF 3.10 M (766) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      采用喷射-沉淀法制备了纳米晶Ni-Zn 铁氧体粉料。在10 ~110 MHz 通过Agilent 阻抗仪测量纳
      米晶Ni-Zn 铁氧体/ 环氧树脂复合材料磁导率。结果表明:600益下煅烧1. 5 h,喷射-共沉淀法制备Ni-Zn 铁
      氧体晶粒尺寸约为30 nm;随着环氧树脂含量减少和成型压力增大,纳米晶Ni-Zn 铁氧体/ 环氧树脂复合材料
      磁导率实部滋忆逐渐增大、虚部滋义逐渐减小;相同工艺条件下, Ni-Zn 铁氧体晶粒尺寸增大,磁导率实部滋忆逐渐
      增大而虚部滋义减小,纳米Ni0. 4Zn0. 6Fe2O4 具有最佳磁导率。

    • EOC-g-MAH 共混增韧PLA/ HGB 复合材料的结构及性能

      2013, 43(5).

      摘要 (1156) HTML (207) PDF 3.34 M (1201) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      采用熔融共混和模压成型工艺制备了马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(EOC-g-MAH)共混增韧聚乳
      酸/ 中空玻璃微珠(PLA/ HGB)复合材料,考察了EOC-g-MAH 的质量分数对复合材料的微观结构、力学性能
      和热稳定性的影响。结果表明,EOC-g-MAH 的引入促进了基体对HGB 的表面润湿,显著增强了两者的界面
      结合。随EOC-g-MAH 的含量增加,PLA/ HGB 复合材料的拉伸强度先上升后降低,并在含量为3% 时达到最
      大值,较未改性体系提高了14. 23%,而弹性模量持续下降。在0 ~9%内,PLA/ HGB 复合材料的冲击韧性先急
      剧上升而后趋缓,当EOC-g-MAH 的添加量为7%时,即可使增韧体系的冲击韧性提高近40%,表明EOC-g-
      MAH 更有利于提高PLA/ HGB 复合材料的抗冲击性能。EOC-g-MAH 的引入使复合体系的热分解过程由一阶
      失重转变为两阶失重,但对热分解温度几乎没有影响。

    • 不同机织结构碳布针刺后拉伸性能

      2013, 43(5).

      摘要 (1096) HTML (187) PDF 1.98 M (876) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      针刺后碳布拉伸强力的大小决定了针刺预制体的性能,研究针刺后碳布拉伸强力可以为针刺工艺
      参数优化、提高预制体性能提供重要参考。本文研究了不同机织结构碳布针刺前、后的拉伸性能及影响拉伸强力
      的主要因素。在3K 平纹碳布、3K 斜纹碳布及3K 缎纹碳布中,3K 斜纹碳布具有较高的拉伸强力、较大的拉伸强
      力保留率,针刺工艺性最好。在一定的针刺工艺下,碳布各层拉伸强力可以用函数y = A1 伊e-x / t1 + y0 来模拟,其中
      A1、t1、y0为常数。针刺密度是影响针刺后碳布拉伸强力及强力保留率的主要因素,最终针刺密度决定了针刺后碳
      布拉伸强力的大小。3K 斜纹碳布在针刺密度为26 针/ cm2 时,经、纬向的拉伸强力与未针刺时相比分别下降了
      42.0%和49.1%;当针刺密度为32 针/ cm2时,其经、纬向拉伸强力则分别下降了71.4%和78郾8%。

    • 芳纶纤维表面改性及在EPDM 中的分散性

      2013, 43(5).

      摘要 (1008) HTML (189) PDF 8.72 M (638) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      分别采用超声波法和物理机械法对芳纶纤维进行表面改性,研究了两种处理方法对其表面形貌、
      分散性以及EPDM 复合材料性能的影响。结果表明:超声法和机械法使芳纶纤维表面形成差别较大的形貌特
      征;其中芳纶经机械处理后呈现良好的分散性,其复合材料的拉伸强度和烧蚀深度分别为11. 3 MPa 和1. 2 mm
      (10 phr),优于超声波法处理的结果。

    • 碳纤维在石墨化处理过程中的sp2 结构转变

      2013, 43(5).

      摘要 (1192) HTML (191) PDF 965.28 K (888) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      利用激光拉曼光谱的方法,研究了国产PAN 基碳纤维CCF300 在石墨化过程中碳化学结构的变
      化规律。通过对散射谱图进行分峰分析,根据不同振动峰的归属,提出了sp2结构转化度琢,即
      IG
      IG +IC
      这一表征纤
      维由碳纤维向石墨材料转变进程的结构参数。结果表明:随着处理温度的不断升高,纤维中的无序碳结构逐渐
      减少,在1 700益之前sp3杂化向sp2杂化结构转变的速率较快;在1 700益之后,转变速率明显变慢,逐步形成了
      最终石墨纤维的规整六元环结构基础。

    • >测试分析
    • 柔性隔热材料拉伸断裂模式分析

      2013, 43(5).

      摘要 (1152) HTML (210) PDF 2.78 M (654) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      以三种不同陶瓷纤维缝线缝制而得的柔性隔热材料为研究对象,比较了上述材料在300、600 和
      900益热处理30 min 后拉伸强度的变化。通过对材料断裂模式的分析,提出纤维表面处理剂的挥发和非晶质
      纤维的晶型转变,是导致柔性隔热材料高温拉伸强度降低的主要原因。

    • 超小直径管X 射线照相检测与评判

      2013, 43(5).

      摘要 (1089) HTML (170) PDF 1.31 M (819) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      区别于小直径管焊缝射线检测通常采用椭圆成像的方法,超小直径管焊缝检测经常会用到垂直
      透照法。本文结合超小直径管的具体情况,通过透照厚度比和成像位移分析,对椭圆成像和垂直透照两种透照
      技术的选用进行了论述。并针对垂直双壁单影透照法射线影像重叠的特点,对超小直径管反面余高(焊漏)的
      影像特征进行了重点分析,提出了反面余高尺寸测定的两种可行方法。此外通过对垂直透照法有效透照次数
      的计算验证,得出了简化透照法能够满足实际工程需要的结论。

    • 一种测试C/ C 扩张段层间剪切强度的改进三点短梁剪切法

      2013, 43(5).

      摘要 (1113) HTML (252) PDF 3.22 M (819) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      分别采用传统三点短梁剪切法和改进三点短梁剪切法对扩张段所采用的针刺C/ C 复合材料进
      行了层间剪切强度测试试验。结果显示,改进的三点短梁剪切法很好地解决了传统三点短梁剪切法的应力集
      中现象,试件更容易发生层间剪切破坏;改进的三点短梁剪切法的测试结果一般要大于传统三点短梁剪切法
      的,更接近材料实际水平。对改进的短梁剪切法试验破坏试样进行电镜扫描分析,指出了发生破坏的薄弱点,
      提出了要提高材料的层间剪切性能可合理优化网胎层厚度的改进建议。。

    • 背面喷涂高辐射涂层的发动机防热材料电弧加热试验模拟方法

      2013, 43(5).

      摘要 (1207) HTML (241) PDF 1.50 M (783) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      采用等离子电弧加热器双模型矩形湍流导管试验技术模拟了发动机内流热环境,对背面喷涂了
      高辐射涂层的发动机防热材料进行了热防护性能考核。利用改进的试验件安装方法,在防热材料的背面提供
      了开敞式的常温环境,使防热材料的高温背面能够对周围常温环境辐射散热,模拟了防热材料背面的换热环
      境。采用K 型热电偶和单色红外测温仪测量了防热材料背面高辐射涂层的温度。根据以上两种不同测温方
      式测量的温度曲线,得到了该背面喷涂的高辐射涂层材料的光谱发射率随温度的变化曲线。试验结果表明:背
      面喷涂了高辐射涂层的材料背面温度比材料背面没有涂层的低了81. 1 K;当温度在1 103 ~1 153 K 时,该高辐
      射涂层材料的光谱发射率着姿(姿=1. 6 滋m)为0. 89 ~0. 77,随温度升高,着姿呈下降趋势。

    • 水气吸附法评定树脂残碳密实度

      2013, 43(5).

      摘要 (1200) HTML (176) PDF 2.21 M (636) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      通过水气吸附法研究了树脂残碳的密实度,以S-157 酚醛树脂、Q-913 酚醛树脂、硼酚醛环氧树脂体系
      等6 种树脂为例进行说明,把6 种固化树脂粉体在氮气气氛中热解成碳,把残碳移入控制温湿度的实验环境内放置,
      采用高精度的天平称量残碳不同时刻的质量变化,经过约200 min 的残碳吸附过程分析,获得残碳吸附空气中的水气
      达到平衡后,树脂残碳在控制温湿度的环境条件下质量变化率与时间的关系,通过比较残碳的增重对其密实度进行
      评定。采用扫描电子显微镜对残碳表面进行观察验证。结果表明:水气吸附能力可反映树脂残碳的密实度,在规定
      温湿度环境内吸附平衡时,水气吸附量为残碳密实度的评定依据。

    • >工程实践
    • 一种防热涂层的应用工艺

      2013, 43(5).

      摘要 (1255) HTML (258) PDF 1.14 M (875) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      防热涂层对小型高速战术导弹结构实现先进设计和防热性能十分重要,而应用工艺直接关系到
      其防热效能。本文通过对表面处理、底层涂料、填料分散、喷涂干燥等工艺的研究,使防热涂层附着力、防热性
      能以及环境适应性均满足使用要求,最终确定了一种可靠的施工工艺方案。

    • 提高碳纤维复合材料容器纤维强度发挥率的方法

      2013, 43(5).

      摘要 (1137) HTML (180) PDF 797.50 K (1181) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      针对薄壁金属内衬碳纤维复合材料容器,采用网格理论设计和纤维发挥强度经验取值方法易导
      致容器实际爆破压力远远高于设计压力,纤维强度实际发挥率高于设计值的结果。本文主要分析其原因并提
      出解决途径和设计中的一些方法:一是可按纤维的实际复丝拉伸强度来进行复合材料工艺设计;二是可考虑计
      算内衬和树脂基体对容器结构强度的贡献量;三是可对纤维强度性能离散性高的材料进行分类管理;四是可通
      过开展等强度包络圈设计方法和封头部位的补强技术研究来改进。应用本文中的方法可以充分发挥复合材料
      容器纤维强度,降低成本,提高结构效率。

    • 某型发动机涡轮叶片断裂故障分析

      2013, 43(5).

      摘要 (1040) HTML (227) PDF 2.53 M (943) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      某型航空发动机进行地面开车时涡轮叶片失效。通过对发动机的分解检查,断裂叶片的冶金分
      析,确定低压一级涡轮工作叶片为发动机故障的肇事件,其断裂性质为过载断裂;通过对低压一级涡轮工作叶
      片和导向叶片等零件间隙的计算分析,加工过程复查、疲劳试验及相关尺寸链计算,并采用故障树法对叶片断
      裂原因进行了系统分析,确定低压一级涡轮工作叶片断裂是其与低压一级涡轮导向叶片之间产生轴向碰磨引
      起的;该发动机在厂内试车时多次喘振引起一级导向器内机匣和定距半环局部变形,造成低压一级工作叶片与
      导向叶片在上缘板处的轴向间隙消失是轴向碰磨产生的原因。针对故障原因,制定了控制气动稳定性检查次
      数,控制各级涡轮工作叶片上下缘板端面轴向错移量,改进定距半环,控制定距半环与涡轮机匣安装槽轴向间
      隙,试车后检查低压涡轮后轴承外环跑道痕迹宽度等改进措施。

    • SiCp / Al 复合材料低损伤磨削制孔工艺研究

      2013, 43(5).

      摘要 (1040) HTML (230) PDF 2.95 M (748) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      采用研制的椎4 mm 金刚石磨料刀具,研究SiCp / Al 复合材料磨削制孔过程中工艺参数对轴向力和
      孔质量的影响规律。结果表明:刀具转速高于6 000 r/ min、进给速度为5 mm/ min 时,可以获得较好的制孔质量。

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