TC4和GH4169合金X射线散射比的测定及分析

控制散射线是提高射线检测成像质量的主要手段之一,本研究通过缪勒法对激光快速成型TC4钛合金和GH4169高温镍基合金经X射线透照时的散射比进行了测量,结果表明:在本研究测量的所用的射线能量范围内,厚度一定的条件下,对于激光快速成型TC4钛合金和GH4169高温镍基合金,当管电压分别在80~180 kV和85~170 kV范围内增加时X射线散射比均减小;当管电压分别超过180 kV和170 kV后,散射比基本保持不变。对于TC4钛合金,在7~40 mm厚度范围内,对于GH4169高温镍基合金,在1~14 mm厚度范围内,随着材料厚度的增加,散射比均具有增加的趋势;因此,在条件允许的情况下,适当提高管电压有利于减少散射线对成像质量的影响。     

二氧化硅改性后超疏水性质的粒径效应研究

本文采用水热法对不同粒径的SiO_2进行改性,获得了低表面能的超疏水材料。研究了粒径对超疏水性能的影响,并通过傅立叶变换红外光谱仪、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射和接触角测量仪对材料的表面形貌和润湿性进行了分析。结果表明:改性后的SiO_2疏水性增强。而且粒径越小,材料表面越粗糙,疏水性越强。纳米级SiO_2改性后疏水性远高于微米级SiO_2,其静态接触角可达到158.0°±5.4°,滚动角小于2°。超疏水材料具有广阔应用前景。     

X射线热击波的产生、危害及其模拟

高空核爆炸时,X射线能量占的比重很大,约为总能量的70％。当弹头遇到高空核拦截时,X射线作用到弹头上,在弹头材料中产生热击波。据估计,一枚百万吨级核弹在100公里高空爆炸时,距爆心5公里处单位面积上的X射线能通量约为10~(10)erg/cm~2。这样强的能流作用在弹头壳体上,壳壁材料内产生很大应力。对玻璃钢能产生峰值应力为万巴级的热击波,如此,弹头壳体     

脉冲电子束对材料的破坏试验

业已公认,电子束是实验室模拟X射线对材料破坏的最有效手段。本文提供了电子束对材料的各种破坏形式,给出层裂破坏能量阈值,研究了动态韧性断裂的微观特征。实验证明,“多孔液体零应力效应”的多孔金属材料是很有希望的抗热击波材料。     

物质对X射线的吸收系数和散射系数的计算

介绍了物质对X射线的光电吸收系数和康普顿散射系数的计算方法。作为算例，在约1keV～1MeV的X射线能量范围内，计算了聚四氟乙烯、某双基推进剂和人体鲜骨对X射线的光电吸收系数和康普顿散射系数。     

考虑材料初始损伤随机特性的C/SiC蠕变寿命估计

C/SiC复合材料作为航空发动机材料,长期服役于高温氧化环境,蠕变断裂是其主要失效形式。材料蠕变行为和材料内部结构有很大关系,由于复合材料存在初始缺陷,在服役时会导致氧化气氛扩散,造成材料蠕变断裂失效。但是,由于复合材料制备工艺的不稳定性,每个试件存在差异较大的初始损伤,在C/SiC蠕变断裂寿命估计时应该充分考虑初始损伤不确定性给材料带来的随机特性。本文通过统计学分析和蠕变损伤机理结合,在C/SiC高温蠕变实验的基础上,以位移作为主控变量,研究蠕变位移规律,建立了考虑材料随机特性的C/SiC蠕变寿命估计模型。     

针刺纤维复合材料单胞模型构建及力学性能研究进展

三维针刺纤维复合材料有独特的网状结构,变形能力强,同时针刺技术可设计性强,能制造大型复杂结构,常用于航空刹车盘、固体发动机喷管喉衬及其扩张段等结构中。在工艺成型过程中,受纤维铺层结构和针刺工艺参数等因素影响,材料针刺区域的纤维体积含量和纤维偏转路径不规则分布,容易引起应力集中,导致损伤发生,同时其内部细观结构极其复杂,导致材料的力学性能难以预报和分析。因此,本文从三维针刺纤维预制体成型工艺、三维针刺复合材料单胞建模方法和力学性能分析三个方面入手,重点介绍了预制体工艺成型过程仿真技术和复合材料工艺参数化建模方法在力学性能分析方面的应用,概述和评价了材料考虑针刺预制体成型工艺过程的细观单胞建模方法和基于实验、数值模拟的刚度、强度及损伤行为等力学性能分析方法的研究现状,同时对扩张段针刺复杂结构的性能分析进行论述。在针刺复合材料及其复杂结构的力学性能分析中,仍面临一些困难和挑战,如何建立针刺预制体成型工艺参数与针刺复合材料力学性能之间的映射关系,从材料细观结构到针刺复合材料复杂结构力学性能的分析方法,优化针刺复合材料制造工艺,是推进针刺复合材料和复杂结构在航空航天领域应用的关键。     

压力环境下固体推进剂含损伤的统一本构研究

为了建立固体推进剂压力环境下的统一的损伤本构方程,利用改进的万能材料试验机对一种固体推进剂在常温下、不同的压力环境进行了准静态拉伸实验。利用ABAQUS软件的二次开发用户材料子程序UMAT接口,根据实验得到的结果及其应力应变响应特征,确定了本构方程中的系数。计算结果说明本构方程能够很好地描述该推进剂在压力环境下的力学行为。     

钎料合金蠕变行为及非耦合型本构理论研究进展

在严苛的服役环境与小型化结构设计需求的双重作用下,航天仪器设备所承受的载荷不断增加并愈加复杂,而焊点、引线等封装结构作为仪器设备的薄弱环节,一旦破坏往往会导致器件甚至设备功能丧失,为了提升仪器设备的环境适应性与可靠性,需要准确把握封装结构材料蠕变行为与损伤机理,完善钎料合金本构理论并提升材料蠕变性能预测精度,发展封装结构精细化仿真分析方法。本文梳理了钎料合金蠕变性能及其影响因素,回顾了非耦合型本构理论的发展历程与研究热点,分析了相关模型的预测能力,为深入理解钎料合金蠕变行为与性能预测奠定基础。     

Cu_2O改性ZnO纳米阵列表面的润湿性与紫外响应行为研究

在ITO基底上采用电化学沉积法制备了Cu_2O改性的ZnO纳米阵列,通过场发射电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和接触角测量仪等对其微纳结构和表面润湿行为进行了研究。实验结果显示,低表面能Cu_2O粒子的吸附增强了ZnO纳米阵列的超疏水性。很多材料表面对水滴有较高黏附力是因为材料表面微槽中密封的空气而产生的毛细管附着力,而ZnO纳米棒阵列表面对水滴的高黏附性是因为其表面的范德华力作用。改性后样品表面形成的ZnO-Cu_2O微纳分层结构减小了样品表面与水的接触面积。另外,加上Cu_2O自身的低表面自由能,共同导致范德华力减小从而使得表面对水滴的黏附小而具有很好的超疏水性。     

纤维金属层板的研究与发展趋势

纤维金属层板(Fiber metal laminates,FMLs)因其优良的疲劳性能以及高损伤容限,成为航空航天领域重要的结构材料,并愈加受到汽车、轨道交通等领域的关注。本文在综述FMLs发展概况的基础上,重点介绍了新型铝锂合金GLARE层板、热塑性Ti/Cf/PEEK层板及新一代聚酰亚胺FMLs层板的研究工作。同时针对FMLs的失效行为复杂、一些性能评价方法还不够完善等现状,评述了深入开展FMLs失效行为研究、采用计算机仿真技术进行其综合性能预测研究的重要性。最后,回顾了FMLs传统成形方法,如自成形技术和滚弯成形技术,并探讨了喷丸成形和液压成形在FMLs构件制造中的应用。     

T300／648复合材料的吸湿特性及温湿条件对接头挤压强度的影响

试验采用T300/648复合材料试样,对其进行80℃环境条件下吸湿特性研究,同时对不同吸湿试样进行静挤压强度的实验研究。结果表明,吸湿量最初随时间上升很快,而后渐缓,直至饱和。随吸湿量的增大,连接孔的刚度、强度均有所降低,变化情况用图表加以表示.在80℃、吸湿饱和的情况下,静挤压强度大约比室温干燥条件下降低了11％.对损伤失效试样进行了X射线检测.     

关于复合材料层合板结构力学性能数值仿真架构的讨论

纤维增强树脂基复合材料(Fiber reinforced plastic,FRP)层合板结构力学性能仿真的关键在于材料损伤机理的准确描述,以完整构建材料内部损伤场在整个能量传递历程中的渐进演化。损伤场、材料属性场、应力应变场在循环迭代中相互转化,将此三场间的逻辑体系进行综合构建,就形成了FRP数值仿真体系的基本架构。材料本构、非线性求解、损伤起始准则、损伤演变准则、网格尺度及就位效应是该仿真架构的核心模块。本文对各核心模块进行了汇集和梳理,并给出优选的模块搭建方案。最后通过算例验证了所提出的FRP力学性能仿真架构及其优选搭建方案的合理性及有效性。     

Al2O3陶瓷的损伤型本构关系研究

利用INSTRON材料试验机和SHPB(分离式Hopkinson压杆)对Al2O3陶瓷材料进行了单轴压缩实验,测量了材料在不同应变率下的应力和真实应变。实验结果表明,Al2O3陶瓷是应变率敏感材料。通过对准静态和高应变率下的实验结果分析,认为损伤型ZWT非线性粘弹性本构关系能较好地描述Al2O3陶瓷在不同应变率条件下的力学行为,用遗传算法确定了本构关系中的参数。研究表明,所用损伤型ZWT本构方程和用遗传算法确定的参数在10-4-102s-1应变率范围内与实验结果吻合较好。     

加Cr银基钎料钎焊单层金刚石砂轮的实验研究

概述了单层高层钎焊超硬磨料砂轮的工艺优势，这种新型超硬磨料砂轮以其卓越的磨削性能在今后逐步替代传统电镀砂轮应是一种无法抗拒的必然趋势，鉴于它极其广阔的应用前景，国内在推广应用超硬磨料砂轮时也必将大力开发此种单层钎焊砂轮。文中利用高频感应钎焊的方法，用添加有Cr的Ag-Cu合金做中间层材料，在一定的钎焊温度和时间下，实现了金刚石与钢基体间的牢固连接。经X射线能谱及X射线衍射分析发现Cr与金刚石之间形成Cr3C2，与钢基体之间形成（Fex,Cry)C这是实现合金层与金刚石及钢基体之间都有较高结合强度的主要因素，最后通过磨削实验证实了金刚石确实有较高的把持强度。     

Cd1-xZnxS体系红外光谱及发射率特性

制备了Cd1-xZnxS三元系半导体材料。利用X射线衍射(XRD)对其结构进行了表征,结果表明实验所得样品均为纤锌矿结构。建立了Cd1-xZnxS混晶替位模型,根据所建模型和晶格振动理论,对Cd1-xZnxS红外光谱特性进行探讨。研究了Cd1-xZnxS三元系半导体材料红外发射率特性,Cd1-xZnxS在3~5μm波段的发射率远远低于8~14μm波段的发射率,这与材料的红外吸收机制和光谱特性有关;Cd1-xZnxS半导体材料的红外发射率随着烧结温度的提高而降低,这是由于温度升高,晶格畸变减小并逐渐趋近于完整晶格。     

高温阻尼技术及其在航空发动机上的应用

最近十年来,高温阻尼技术的研究和应用在国外获得了迅速发展。该文综述高温阻尼材料(高温橡胶、搪瓷和玻璃)及其力学性能的测试、描述,和使用高温阻尼材料的高温阻尼技术在航空发动机上的成功用例。     

基于X射线CT和DVC方法的电子产品力学测量

本文总结了近年来国外综合X射线CT和DVC方法在运算电子器件、导弹引信、柔性电子、新型锂离子电池等电子产品力学参量测量中的成功应用。这种新的试验和测量方法不仅可以在无损的情况下对电子产品内部的力学场进行测量,还可以为开展基于真实结构的高保真精细化有限元分析提供依据,具有广阔的应用前景。     

远近场声发射信号相关性研究

通过研究材料或结构中产生的声发射信号,获得损伤源的位置、损伤的类型及损伤严重度等信息,因而声发射信号成为分析材料或结构损伤状态的基础。在不同位置处所采集的声发射信号由于传感器特性、结构不连续、频散效应等产生明显的特征变化,这将影响到对材料或结构损伤状态一致性的研究。通过数值仿真的手段获得理想的高速撞击声发射信号,利用概率统计中的相关性分析方法,对获得的损伤源远近场声发射信号进行相关分析,计算相关系数,得到了远近场声发射信号相关性的变化规律,分析了相关系数与声发射波形、频率之间的关系,所得研究结果对评定损伤源位置精度及损伤模式识别的信号选取具有一定的参考价值。     

高性能混凝土微观结构及其高耐久性形成机理

运用X射线衍射分析(XRD)、差热-热重分析(DTA-TG)、扫描电子显微镜观察和X射线能谱分析(SEM-EDAX)及压汞法孔结构分析(MIP)研究了高性能混凝土的水化产物、显微结构和孔结构,在理论上探讨了高性能混凝土在严酷环境条件下的高耐久性机理.结果表明,高性能混凝土的水化产物是低C/S比的CSH凝胶、CH和C3AH6,其显微结构致密,孔结构以孔径小于10 nm的凝胶孔为主.合理的水化产物组成和致密的微观结构决定了高性能混凝土具有优异的耐久性.