芳Ⅲ编织绳动态拉伸性能研究

芳Ⅲ编织绳是常见的降落伞伞绳材料,在开伞过程中承受较大的冲击载荷,为研究其动态拉伸性能,文章以3.5-750芳Ⅲ编织绳为例,进行了动态拉伸试验及仿真模拟。首先使用万能强力机对3.5-750芳Ⅲ编织绳开展了4个不同应变率工况下的动态拉伸破坏试验,获得拉力-等效应变曲线,研究发现随拉伸应变率的增加,编织绳的断裂强力和弹性模量均增大,而断裂应变和韧性均减小。随后利用ABAQUS软件,建立了芳Ⅲ编织绳的纱线级有限元模型,依据试验结果对Johnson-Cook动态本构模型进行拟合及参数修正,并应用于编织绳动态拉伸破坏仿真,得到不同应变率下的仿真结果。与试验对比,研究表明,拟合、修正得到的Johnson-Cook动态本构模型可有效地模拟柔性编织绳动态拉伸行为,为柔性编织绳的动态力学性能研究提供了仿真手段。     

机械力学性能拉伸试验的拉伸速度研究

在室温机械力学性能拉伸试验中,在满足其它规定条件的前提下,拉伸速度是一个关键的因素。分析了拉伸速度与力学性能的关系、原理;提出控制拉伸速度的方法与计算公式及要求,有效地提高了产品质量。     

B65A-S钢动态力学性能及本构模型的研究

为了研究B65A-S钢的动态力学行为,采用Instron液压试验机和分离式霍普金森压杆试验装置,在不同应变率和不同温度条件下对圆柱形试样进行准静态和动态加载试验。试验结果表明,材料的屈服强度与流动应力随着温度升高而降低;在温度一定时,随着应变和应变率的增大,材料的流动应力增高,具有典型的温度软化、应变强化和应变率强化特性。最后基于Jonson-Cook本构模型对试验数据拟合,得到B65A-S钢的Johnson-Cook本构模型参数。     

双基推进剂高应变率型本构模型的实验研究

为研究双基推进剂在准静态和高应变率下的压缩力学行为,利用万能材料试验机和分离式Hopkinson压杆(SHPB),对双基推进剂材料进行了单轴压缩实验,得到材料在10-4～103 s-1应变率下的应力-应变曲线.实验结果表明,双基推进剂是应变率敏感材料,屈服应力和初始弹性模量的对教与应变率的对数近似呈线性关系,且表现出韧脆转化现象.利用朱-王-唐非线性粘弹性本构关系,采用最小二乘法拟合了本构材料参数.研究表明,朱-王-唐本构模型能较好地描述双基推进剂在不同应变率条件下的力学行为.     

热处理对TA15钛合金电子束焊接接头力学性能和微观组织的影响

TA15钛合金电子束焊接接头脆性较大,疲劳性能较差。为了解决这些问题,研究了退火热处理对TA15钛合金焊接接头力学性能和组织的影响。结果表明,热处理可以在不影响接头强度的情况下改善接头的塑性,提高接头的疲劳性能。电子束焊接接头经过650℃+2h退火处理后抗拉强度和截面收缩率都达到了最佳状态。     

丁羟推进剂拉伸断裂行为的扫描电镜研究

利用扫描电镜及附属微型动态拉伸装置实验手段,对丁羟基复合固体推进剂进行了断口微观形貌观察和电镜微型拉伸试件在应变状上的断裂行为分析。结果表明,从推进剂拉伸力学行为的微观结构变化以预示其宏 同力学性能,改善丁羟推进剂粘合剂与固体颗粒之间的界面性质,是固体推进剂力学性能的一个重要方向。     

钛合金与不锈钢高频感应钎焊工艺试验研究

采用Ag-Cu-Ti钎料进行了钛合金与不锈钢异种金属组合薄壁小直径管路结构的真空高频感应钎焊工艺试验研究,重点分析了钎焊工艺对钛合金与不锈钢管路真空高频感应钎焊接头质量与性能的影响因素,并观察分析了钎焊接头的微观组织和接头区域成分。研究表明,通过应用本试验研究获得的最佳工艺参数能够获得内外部质量、密封性能和力学性能优良的接头;接头形式是影响钛合金与不锈钢高频感应钎焊接头质量与性能的最主要因素,不锈钢作为外套管形式的钎焊接头性能要远远优于钛合金作为外套管形式的接头性能,此外,装配间隙和搭接长度也会明显影响接头的承载能力。研究结果对于钛合金与不锈钢等异种金属管路焊接结构在卫星等重要航天器中的应用具有重要意义。     

低温动态准双轴拉伸加载下HTPB推进剂的热老化性能

为分析热老化后三组元端羟基聚丁二烯（HTPB）推进剂在低温动态准双轴加载下的性能,开展了不同热加速老化时间、不同温度和应变率条件下推进剂的准双轴拉伸力学性能试验及扫描电镜（SEM）观察试验。试验结果表明:热加速老化前后,推进剂的拉伸曲线趋势、力学性能变化规律及细观损伤形式保持一致,改进型非线性模型能够更好地描述1～100 s^-1应变率范围内典型力学性能参数随热老化时间的非线性变化关系。随温度降低,老化后推进剂的断面形貌由\"脱湿\"变为AP颗粒断裂,热老化、低温以及高应变率载荷的叠加使得推进剂的细观损伤变得更加严重,但准双轴拉伸时损伤程度相比单轴拉伸时有所减弱。热老化32 d、74 d和98 d后-50℃、14.29 s^-1加载条件下的最大伸长率分别为未老化时室温、0.40 s^-1条件下数值的28.79%、27.58%和25.63%,该参数定义可为分析长期贮存后战术导弹SRM药柱在低温点火条件下结构完整性失效的准则提供数据支持。     

含Ti钎料钎焊碳纤维复合材料与钛合金的界面微观分析

采用几种钎料对碳纤维复合材料与钛合金进行真空钎焊,重点探讨了含Ti钎料钎焊碳纤维复合材料与钛合金连接界面的微观组织。研究表明,含Ti钎料润湿连接碳纤维复合材料与钛合金TC4的过程可分为五个阶段:钎料与母材的物理接触以及钎料的熔化;原子的扩散;反应层的生成;反应层沉积变厚,润湿复合材料;形成接头。研究结果对于碳纤维复合材料与钛合金的连接及在重要航天器中的应用具有重要参考价值。     

NEPE固体推进剂动态力学性能的研究

利用傅立叶红外光谱仪及扭辫法研究了不同粘合剂系统中异氰酯活性基团与羟基基团的当量比值，扩链剂以及预聚时间对ＮＥＰＥ固体推剂的次级转变温度、等参量的影响。研究结果对该类推进剂配设计和工艺参量选择提供了必要的实验依据。     

高冲击试验测试装置及校准技术研究

研制出Hopkinson杆（霍普金森杆）高冲击加载装置,搭建起高冲击测试校准系统,基于LabVIEW和Matlab软件开发环境,编写系统控制程序,数据分析与处理程序,以高冲击MEMS加速度传感器为被测对象,开展冲击测试与校准技术研究,解算出传感器冲击灵敏度和频率响应指标。试验结果表明：利用该试验测试装置对冲击传感器进行测试校准,满足传感器主要静态指标测试要求;对传感器频响指标进行测试校准,得到传感器幅频特性和相频特性曲线,满足传感器动态特性测试要求。该Hopkinson杆冲击试验测试校准装置及测控系统能够实现冲击加速度传感器主要静态特性和动态特特指标的测试校准要求,平均灵敏度为0.657 548 μV/g,不确定度优于4%,幅值线性度偏差≤±5%的工作频带为12.5 kHz。本研究对高冲击试验测试的应用提供一定借鉴和参考。     

ECAL/AMS-02动应变测量及其结果的外推法计算

文章介绍了ECAL/AMS-02动应变测量系统的组成及利用外推法对其动应变测量结果进行推算.外推法是在充分试验的基础上,结合弹性力学理论,对试验测量结果进行外推计算,以求得测量点最大的应变值和相对应的最大主应力.文章详细介绍了外推法计算的步骤,在工程中有很大的应用价值.     

液体火箭发动机试验动应变参数测量工艺技术

介绍了液体火箭发动机地面试验中动应变测量系统的测量工艺技术。分析了长电缆对应变片灵敏度的影响因素,介绍了应变片的粘贴工艺,分析了动应变测量系统干扰信号的来源和抗干扰的技术措施,同时分析了温度对动应变测量系统的影响及工艺改进方法。     

光纤传感器对合金结构瞬态高温应变测量的适用性研究

高温下结构应变测量数据的重复性是判断测量结果有效性的前提和基础。文章采用石英灯辐射加热技术构建瞬态辐射加热环境,以薄壁平板型合金材料结构为测量对象,对光纤应变传感器在瞬态加热环境下应变测量数据的重复性进行实验研究,以确定其对合金材料瞬态高温下应变测量的适用性。结果表明：光纤传感器与K型热电偶的测温偏离量小于1.76%;在安装面加热状态,瞬态加热温升速率最高达到18 ℃/s,结构最高温度达到850 ℃,此温度下测得的结构件最大应变为9 848.2 με,3次实验测量数据的重复性优于1.42%;非安装面加热状态、结构温度650 ℃下的3次测量数据重复性为0.95%,且与安装面加热状态、相同温度下的测量数据平均值的相对差异仅为0.67%。综上说明,所采用的光纤应变传感器适用于石英灯瞬态辐射加热环境下合金结构件的应变测量。     

一种星箭动态界面力识别方法

为获得卫星与运载火箭界面的动态载荷,提出了采用应变测量的识别方法:沿连接环表面设置测点,每个测点粘贴应变花测量该处应变,由升空过程中采集到的应变信号经理论分析即可辨识界面力。仿真分析证明,该方法对星箭界面动态载荷幅值的识别误差可达20%以下,能够满足工程需求,可对未来卫星力学环境识别的工程应用提供参考。     

对称恒定电流激励动态应变测量技术的分析与应用研究

对称恒定电流激励技术是使用一对匹配的恒定电流源激励只有一个工作应变片的应变测量方法。这项技术提供了非常强的抑制静电噪声拾波干扰的能力,应用于只要求使用2线连接的动态应变测量或应变型传感器这种无抗干扰连接的方式。文章介绍了这种新型动态应变测量技术的特点,并与传统的使用惠斯顿电桥和单端恒定电流源激励的技术进行了比较。此技术还可以提供检测传感器健康状态和连接电缆状态的方法。     

纤维动态张力校准装置设计与测量模型验证

文章从纤维缠绕动态张力校准的应用需求出发,在分析纤维缠绕的工艺原理、确定纤维张力校准系统结构的基础上,建立了动态张力理论方程;应用ADAMS建立纤维带柔性体模型与刚性系统间的刚柔耦合面接触,实现了难度较高的柔性体高频正弦激振仿真试验,完成了国内首台纤维动态张力校准专用装置的结构设计与优化。并通过理论计算与仿真测量结果的比较验证了纤维动态张力测量模型的可靠性,确定了校准系统最优工作状态,为动态张力实测与校准提供了实验方案,为未来进一步开展缠绕张力在线校准奠定了基础。     

导弹弹射系统中缓冲制动锥的轴向冲击特性

针对壁厚线性变化制动锥的冲击力学特性,基于轴压力学模型,提出了等效速度概念,在综合考虑材料应变强化和应变率效应的条件下,按等效壁厚、等效速度条件下的分段能量等效原理得到了制动锥轴向冲击力学模型,并采用理论分析、有限元计算和实验研究相结合的方式研究了弹射系统中缓冲制动锥的冲击皱褶形成形态、冲击压缩量和缓冲力学特性,3种方法得到的结果基本一致,验证了所提模型的正确。所提出的制动锥轴向冲击力学模型可为制动锥的初步设计、实验规划以及武器系统的发射动力学分析提供参考。     

HTPB推进剂宽泛应变率下粘弹性本构模型研究

为研究HTPB推进剂的率相关性力学性能,采用材料万能试验机、液压试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB),分别开展了低(1.67×10~(-4)~1.67×10~(-1)s~(-1))、中(1~100 s~(-1))、高(700~2 500 s~(-1))应变率的单轴压缩实验。实验结果表明,HTPB推进剂的压缩力学性能是率相关性,随应变率的升高,给定应变下的应力逐渐增大。采用广义非线性ZWT本构模型描述HTPB推进剂宽泛应变率下的压缩力学行为,模型预测与实验数据对比表明,模型中至少需要4个麦克斯韦元件。