- 2014年第44卷第2期文章目次
>综述
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2014, 44(2):1-6.
摘要:总结了有机基团改性SiO2 气凝胶的国内外最新研究进展,重点评述了接枝法和引入法改性SiO2
气凝胶的原理、方法及材料性能特点,并对改性SiO2 气凝胶的未来进行了展望。 -
2014, 44(2):7-12.
摘要:
综述了国内外粘接层氧化行为的研究进展,介绍了粘接层氧化动力学,热生长氧化物( TGO) 组成、结构和形成规律,以及亚稳态Al2O3 向稳态Al2O3 的转变规律,分析了MCrAlY 粘接层及基体合金中的各种元素对TGO 形貌和成分的影响,指出了深入研究粘接层氧化行为的方法以及热障涂层性能的改善措施。 >计算材料学
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2014, 44(2):13-18.
摘要:
以复合材料层合板为基本材料设计了一种结构新颖的定向破坏复合材料层合壳体结构,在导弹与该壳体结构的初始接触区域预制缺陷区,导弹发射时以四瓣形式开裂,大幅度提高了导弹的发射效率。利用ANSYS有限元模拟分析软件,通过强度分析确定了最佳铺层设计方案,单层板厚度为0.2 mm,采用基体本身加强预置缺陷区的[0°/90°/ ±45°]2S 铺层方式。该种铺层方式的爆破载荷为0.21 MPa,最小顶破载荷为1 kN,完全能够满足其在工作环境下既能承受一定的压力不漏气又能在较小的顶破载荷下自行破裂的设计要求。 -
2014, 44(2):19-23.
摘要:
根据热传导、复合材料力学和固化动力学理论,采用基于偏微分方程的强耦合多物理场有限元方法,计算在F650 双马来酰亚胺树脂建议温度周期下直升机复合材料桨叶固化过程中温度、固化度、固化度反应速率和内应力变化历程。通过仿真结果对温度周期进行优化调整,改善工艺过程。计算结果表明:桨叶中树脂固化反应同步度高,交联反应产热量少;调整后的加热周期与建议加热周期相比,最高加热温度由460 K 降低为393 K,但固化度由0. 1 增加到1 的反应时间只由25 min 增加为30 min,固化反应速率峰值从1. 35×10-3 / s降低为1. 15×10-3 / s,PMI(聚甲基丙烯酰亚胺,Polymethacrylimide)泡沫的Von Mises 热应力最大值从0. 82 MPa降低为0. 482 MPa。 -
2014, 44(2):24-28.
摘要:
金属韧性断裂是损伤累积的结果,以孔洞演化理论和细观损伤力学模型为基础,将韧性断裂机制分为拉伸型和剪切型两种类型,提出了一个适用于不同变形路径的统一形式的韧性断裂准则。通过编写用户材料子程序VUMAT,将韧性断裂准则嵌入到ABAQUS 有限元软件的准静态算法主程序中,模拟了航空铝合金LY12CZ(Kt =1 和3)单向拉伸时材料损伤累积、裂纹萌生、扩展直至韧性断裂的物理全过程,并通过拉伸试验验证了模型的有效性。韧性金属材料孔洞断裂机制研究表明,单调加载过程中宏观裂纹的形成是孔洞在夹杂物和第二相微粒周围形核、长大直至聚合的结果。 >新材料新工艺
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2014, 44(2):29-32.
摘要:
研究了切棉方式、玻璃纤维长度、分散剂种类和含量对玻璃纤维浆料分散性的影响。结果表明:切棉后的浆料分散程度明显高于未切棉的;浆料中所含纤维成团所占面积百分数由72.6%降到2.4%。长方形棉块经打浆后形成的浆料纤维较正方形的更为分散。玻璃纤维越长则越难分散,适宜的纤维分散长度为10 ~12 mm。浆料所含纤维为0.2wt%时,羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、六偏磷酸钠的最佳加入量分别为0． 008wt%、0.012wt%和0.04wt%,所对应的浆料吸光度分别为0.344、0.703 和0.663 A。沉降实验显示添加六偏磷酸钠的浆料分散性最好,浆料沉降高度最低、沉降速率最慢,羟丙基甲基纤维素次之,羟乙基纤维素最差。 -
2014, 44(2):33-36.
摘要:对采用不同台阶比率挖补修理的玻璃纤维增强树脂基复合材料层合板进行了吸湿实验,获得了 各种台阶比率试样的吸湿规律以及损伤行为。通过面内剪切强度测试以及形貌观察,研究分析了导致吸湿试 件强度降低以及层间开裂的主要因素。实验发现:玻璃纤维增强树脂基复合材料的孔隙率是影响层合板吸湿 率和层间开裂的重要影响因素,孔隙率越高,吸湿率越高,但层间开裂倾向却降低;台阶比率对长时间吸湿试件 的强度保持率有较大的影响,恰当选择台阶比率不但有助于提高强度恢复率,还可减小因吸湿而产生的强度降 低幅度;吸湿会导致玻璃纤维增强树脂基复合材料层合板的面内剪切强度大幅度下降,导致这种结果主要原因 之一是吸湿会严重劣化纤维/ 树脂界面粘结状态。
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2014, 44(2):42-48.
摘要:
针对8 mm 厚2219 铝合金进行可回抽搅拌摩擦焊工艺试验,详细分析了回抽过程中搅拌针运动轨迹、不同回抽位置的接头组织形态及力学性能。结果表明:搅拌针的运动轨迹是焊接速度与搅拌针相对于轴肩回抽速度的合成运动轨迹,并呈现出一定的线性关系。回抽结束处和回抽起始处的接头组织形貌为典型的常规搅拌摩擦焊接头,位于中间回抽区域的焊接接头可以认为是100% 焊透的焊接接头与“相同直径的轴肩+(100% ~0%) ×L 的搅拌针”形成的焊透深度逐渐变浅的常规搅拌摩擦焊接头复合形成的。接头力学性能测试结果表明:回抽结束处的性能最高,回抽起始处的性能次之,中间回抽区域的力学性能最低,并且随着回抽距离的逐渐增加,中间回抽区域的力学性能逐渐增加。不同回抽位置的搅拌摩擦焊接头均呈现出典型的韧性断裂形貌。 >测试分析
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2014, 44(2):49-53.
摘要:
为了得到不同轻质防热材料在高焓条件下的烧蚀数据,评估其在高焓条件下的烧蚀性能,以满足未来高超声速飞行器再入的高焓高热流低压力的热环境,采用高焓加热器对多种不同密度的轻质防热材料进行烧蚀考核试验。通过对试验数据和模型内部烧蚀形态的描述,给出轻质防热材料在高焓低压热环境中的烧蚀特性。最后对比中焓条件下试验数据,详细分析焓值对轻质防热材料烧蚀性能的影响。结果显示,高焓加热器可以产生稳定均匀的高焓低压流场,轻质防热材料在高焓条件下的隔热性能和烧蚀性能有所提高。 -
2014, 44(2):54-57.
摘要:
利用石英灯辐射加热器和电弧风洞耦合加热模拟高超声速飞行器驻点高温区的加热环境,对一种内部为高温热管和一种内部为高导热石墨的简单球柱形套装样件进行了加热试验。利用非接触红外测温装置对样件表面的温度进行了测量,通过与内部为C/ C 材料制成的对比样件的试验结果分析,发现高温热管和高导热石墨均能够有效地将样件驻点高温区热量传导到柱身低温区,其中高温热管样件驻点温度降低9. 5%,柱身温度升高14. 6%;高导热石墨驻点温度降低14. 4%,柱身温度升高11. 4%,显示两种材料均具有良好的热疏导效果。 -
2014, 44(2):58-61.
摘要:
碳纤维复合材料的屏蔽效能对系统抗电磁脉冲设计具有重要影响。本文通过理论分析建立了碳纤维复合材料的屏蔽效能模型,研究了频率、厚度等因素对碳纤维复合材料屏蔽效能的影响。结果表明,碳纤维复合材料具有较为良好的屏蔽效能,屏蔽效能在频率拐点以下随频率变化较小,在频率拐点以上随频率增大迅速增大,并通过了试验验证。 -
2014, 44(2):62-66.
摘要:
采用压机压制工艺方法研制了T700/3234 管件,对其进行了拉伸、压缩和弯曲试验。结果表明,T700/3234 管件胶接长度对于拉伸试验结果影响较大,安装记忆合金环有助于提高管件的抗拉伸性能,有记忆合金环试样可承受的最大拉伸载荷较无记忆合金环试样提高10. 1%;压缩性能试验单独管件与不加记忆合金的金属胶接后的管件对于压缩试验结果影响不大,记忆合金环有助于提高管件的抗压缩性能,有记忆合金环试样可承受的最大压缩载荷、压缩强度较无记忆合金环试样提高10. 0% 以上,但压缩模量较无记忆合金环试样无变化;有记忆合金环试样可承受的最大弯曲载荷可达20. 433 kN,较无记忆合金环试样提高5. 5%;为高性能碳纤维复合材料管件设计提供了依据。 -
2014, 44(2):67-70.
摘要:
某产品用1420 铝锂合金锻件在存放过程中发生开裂。本文通过对失效锻件进行形貌观察以及断口、金相和力学性能分析,结合此锻件的制造工艺,分析认为:此锻件的开裂属于延迟开裂;锻件小端转角区(R 区)存在较大的应力,淬火水冷阶段在R 区内表面形成微小表层裂纹;长期的存放过程中,锻件表面受到腐蚀,发生应力腐蚀;微裂纹在残余应力及应力腐蚀的作用下缓慢扩展直至发生失稳扩展形成宏观贯穿裂纹,致使锻件开裂。通过车光锻件内外表面及车光后的荧光检查,有效地预防了此类开裂故障的发生。 -
2014, 44(2):71-74.
摘要:
对接管接头采用1Cr18Ni9Ti 棒材生产,经过机械加工后与相同牌号管材焊接,焊接后酸洗发现零件表面存在缺陷。通过对失效件缺陷形貌观察、化学成分分析、金相分析及显微硬度测试,并结合酸洗试验。结果表明:对接管接头材料内部存在沿变形流线的贫铬区,导致该区域的耐蚀性差,在机加工的过程中贫铬区暴露在表面或近表面,在酸洗过程中该区域被优先腐蚀,形成了蚀孔类宏观缺陷,此贫铬现象为原材料缺陷。 >工程实践
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2014, 44(2):75-78.
摘要:
为了解决运载火箭结构中口盖零件化铣后表面质量较差的问题,对LD10 铝合金板材的化铣加工进行了试验研究。采取同批次、相同变形量、不同热处理状态(淬火+人工时效、淬火+过时效)的零件在相同的化铣工艺参数下进行试验,并对零件的化学成分、金相组织进行了分析。理论研究及试验结果表明:LD10 铝合金的化铣表面质量与加工前热处理状态有关,退火状态及淬火+人工时效状态的零件化铣后表面质量较好,在不影响力学性能的前提下,可采用过时效处理提高化铣表面质量。 -
2014, 44(2):78-82.
摘要:
对不同温度下单搭接接头进行拉伸试验,对比不同温度对接头强度的影响。结果表明,温度越高,接头强度越低,同时,随着温度的升高,胶层的破坏模式也发生变化。通过有限元数值仿真,模拟不同温度下胶层表面上等效应力的分布情况,得出温度越高,胶层热应力越大,接头强度越低等结论。 -
2014, 44(2):83-86.
摘要:
通过制定合理的数控加工工艺方案,实现了中心承力筒的数控加工,有效保证了孔的加工精度和表面质量,提高了零件的加工效率。通过在5 轴联动数控加工中心上实际加工,证明该数控加工工艺切实可行。 >科技信息
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2014, 44(2):87-90.
摘要:
综合介绍了美国运载火箭发展历史中所使用的囊式蓄压器、弹簧活塞式蓄压器、金属膜盒式蓄压器和注气式蓄压器等POGO 抑制装置的材料和工艺发展。通过对美国POGO 抑制装置的材料与工艺的介绍,为我国相关领域的材料和工艺发展提供参考。
