故障物理分析与机械可靠性(二)--故障物理分析基本内容

介绍了机械产品故障分析的基本知识和概念： 材料老化和表面层变化是引起机械产品损坏的两个主要故障机理;引起表面层变化的原因有表面层分子与原子状态、工艺过程及使用过程等因素;老化是一个复杂的物理与化学过程,其损伤模式有疲劳、变形、腐蚀、粘附及表面磨损等。材料损伤分深度和表面两类,且有定量估计与输出参数两种估计方法;老化是一个多阶段过程,且呈随机性;表面层特征参数包括几何、应力、表面层结构和吸附膜结构等参数     

新形式的混合及混合橡胶特性

四、聚合物与单体的混合〔 6〕 1.聚合物与乙烯单体的混合 弹性体交联之前进行的素炼不单是机械过程而且还有化学过程。橡胶素炼引起的橡胶分子的机械破断,在空气中使生成的游离基氧化成为过氧化游离基。在没有氧存在的环境中如果不存在其他游离基接受体,就会发生聚合物游离基的再结合,使由于素炼所产生的可塑效     

硅橡胶特性及在某型机上的应用

一般的橡胶是以碳－碳键为主链的结构,而硅橡胶则是以硅氧键为主链的结构。由于其结构的特殊性,决定了它具有耐高温、耐低温、耐臭氧老化、耐大气老化性能以及优良的介电性能,对滑油等介质表现出优异的化学惰性以及其他橡胶所不具备的性能,因此在航空工业和军事装备等...     

聚合物基复合材料加速老化规律的研究

通过对大量聚合物基复合材料加速老化数据的分析研究,建立了高置信度、高可靠度的加速老化寿命方程,从而可以求得工程结构设计中急需的聚合物基复合材料高置信度、高可靠度的加速老化B基值曲线。     

定应变下NEPE推进剂化学老化性能研究

为研究NEPE推进剂老化对其化学性能的影响,开展了10%压缩定应变下推进剂高温加速老化实验,测定了推进剂的傅里叶变换红外光谱、固体核磁共振谱、短周期与长周期特征气体释放量、扫描电镜图像、增塑剂与安定剂含量,研究了推进剂内部化学结构和释放的特征气体含量两种化学性能的变化规律。结果表明:随NEPE推进剂贮存老化时间的增长,与增塑剂相关的—CH_2—O—NO_2基团含量减小速率逐渐加快,与粘合剂及其固化体系相关的—CO—NH—基团含量先增加后逐渐减小、最终迅速减小,同时在老化初期和中期还存在少量与氧化作用相关的—CH(O)CH—特征基团产生。短周期监测时间内,NO_2,NO,CO,HCl四种特征气体分别在老化2,3,3,7h时被检测到。长周期监测过程中,CO和NO气体初期增长缓慢,后期迅速增加;在老化初期和后期HCl增长较快,NO_2气体则无明显的变化规律可寻。     

聚合物基复合材料自然老化寿命预测方法

通过对大量聚合物基复合材料自然老化数据的分析研究 ,建立了高置信度、高可靠度的自然老化寿命方程 ,从而可以求得工程结构设计中急需的聚合物基复合材料高置信度、高可靠度的自然老化寿命和老化剩余强度。同时 ,还提出了确定该老化方程中参数的小子样方法 ,在精度相同的情况下 ,该方法可以比传统的成组试验法节省 5 0 %以上的试件 ;而在试件数一定的条件下 ,则可以大大提高预测精度。文中给出了一个验证实例     

三维网络结构石墨烯在真空日光照射下产生推力的试验研究

针对三维网络结构石墨烯在真空日光照射下可以产生推力的问题,首先制备了三维网络结构石墨烯,测量了其在真空条件下模拟日光照射所产生的推力,并分析了石墨烯的质量和光照表面积对产生推力的影响,结果表明:推力大小与模拟日光照射的石墨烯质量无关;与模拟日光照射的有效光照面积成正比;在30 min内没有发生变化。     

POSS改性传统聚合物的研究进展

综述了多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)改性传统聚合物的作用及其应用；介绍了POSS的纳米级笼形结构、良好的热力学和化学稳定性及耐热、阻燃等以及溶胶一凝胶法合成．POSS的优缺点。重点介绍了POSS改性传统聚合物的作用：如提高聚合物的使用温度，降低聚合物的介电常数，提高改性体系的力学性能和阻燃性能。并指出POSS改性传统聚合物在航空航天领域及塑料工业中的应用，对POSS改性传统聚合物的增强机理及POSS新的合成途径作了展望。     

读来读往

正飞机结构表面或内部可能由于化学腐蚀、应力作用、撞击、热疲劳等原因产生损伤及裂纹,如果不及时补救,可能引起损伤的进一步扩展,进而导致结构破坏,造成重大事故利用结构健康监测,可以在损伤发生的初期就发现损伤,从而提供飞机结构的安全性评估,预测结构的寿命,保证飞机的安全。NASA将光纤传感器网络埋入碳纤维复合材料飞     

红外光谱研究丁基橡胶老化机理及寿命预测

对丁基橡胶进行室内加速热氧老化实验,同时采用FTIR实时追踪丁基橡胶在老化过程中化学结构的演变,并进行二维相关分析.结果显示老化过程中C-H和C-C氧化形成自由基的速率较慢,为确定热氧老化反应速率的关键步骤,随后进行的热氧老化反应速率很快,最终氧化降解形成醛,酮,酯等老化产物.在充分理解丁基橡胶热氧老化机理的基础上,建立了丁基橡胶热氧老化的基元方程,按照老化过程中各基元反应的质量作用定律,建立了材料老化的氧化动力学模型.采用Matlab编程,计算得到丁基橡胶在常温和高温之间的老化速率比.通过红外光谱追踪老化过程中基团变化的实验数据拟合建模计算得到的曲线,发现两者的变化趋势相同,表明采用该方法预测材料老化寿命具有极好的应用前景.     

形状记忆聚合物复合材料在空间可展结构中的应用研究

传统的机械式可展开结构往往存在机械结构较复杂、质量较大、展开过程易产生振动的缺点,而形状记忆聚合物复合材料具有低成本、低密度、比强度大,展开过程平缓,振动小的特点,这些特点使其成为解决空间可展开结构现在面临问题的一种可能手段。介绍了基于形状记忆聚合物复合材料的空间可展开结构的发展近况,其结构简单、振动小等特点有望使其在未来的航天领域得到更多的应用。     

热氧老化对天然橡胶硫化胶交联结构及力学性能的影响

主要研究了天然橡胶(NR)硫化胶在热氧老化过程中交联结构与力学性能的变化规律.结果表明:NR 硫化胶的热氧老化不仅产生交联,同时还存在主链断裂;在老化初期以交联为主,老化后期则以主链断裂为主.     

结构健康监测系统及其应用

航空、航天器结构在长期飞行过程中，由于疲劳、腐蚀、材料老化以及高空中的环境等不利因素的影响，不可避免地产生损伤积累，甚至发生结构损坏并因此导致航空、航天器坠毁等突发的严重事故，造成无法挽回的伤害。因此，对航空、航天器结构进行适时的健康监测不容忽视。     

高能光源下航空有机玻璃的性能与温升的计算

经测定YB-2、YB-4等航空有机玻璃对不同波长单色光有相近的透射能力。本文提出了关于航空有机玻璃对高能光源反射、吸收和透射能力的计算方法,并在此基础上解决了由复合光引起材料(或结构)温升的计算问题。航空有机玻璃在高能光线作用下沿深度产生表面高而内部低的温度梯度,使其机械性能发生相应的变化并产生一定程度的热应力。     

几种特种纤维的热水老化及性能研究

在25℃,50℃和96℃的热水中,对Kevlar29纤维、Kevlar49纤维和PBO纤维分别进行了吸水老化实验,测定了吸水率和拉伸断裂强度与热水老化条件(即温度和时间)的关系,通过FTIR图谱分析了纤维在吸水过程中可能发生的化学结构变化,通过SEM观察了热水老化导致的纤维表面微观形貌变化,讨论了纤维的吸水机理。     

聚合物/纳米复合材料的制备、性能及其应用展望

介绍了纳米粒子的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应等特性，聚合物/纳米复合材料的概念和结构性能；综述了聚合物/纳米复合材料的几种常用制备方法；总结了由于纳米粒子的存在聚合物/纳米复合材料在力学、光、电、磁等方面呈现出常规材料不具备的特性，并结合其特性展望了聚合物/纳米复合材料的应用前景。     

温度和湿度对碳纤维增强复合材料老化影响研究综述

碳纤维增强复合材料因其良好的力学、物理和化学性能，在多个工业领域获得了广泛应用。在工程应用中，关键结构的服役寿命和性能耐久性是一个不可忽视的问题。碳纤维增强复合材料通常以树脂为基体，而树脂易受环境影响发生老化，对复合材料的性能产生显著影响。本文首先介绍了环境温度对碳纤维增强复合材料性能的影响，并总结了水分扩散理论及常见的复合材料吸湿模型，然后整理了湿热耦合环境对碳纤维增强复合材料性能的影响效应，包括理论分析、试验方法以及有限元仿真等研究手段，最后讨论了碳纤维增强复合材料在湿热老化研究方面存在的问题和挑战，并对可行的研究方向进行了展望。     

金属/聚合物基于摩擦连接技术研究现状

随着结构轻量化概念的逐渐普及和发展,聚合物及其纤维增强材料在航空结构逐步得到了应用。聚合物及其纤维增强材料具有密度小、比强度高、耐腐蚀、耐热性好等优异性能,采用金属/聚合物复合结构既可以提高结构整体使用性能,又可以减轻重量、节约成本、实现轻量化的目标。从金属/聚合物连接的背景意义出发,对胶接、机械连接、激光焊等几种在金属/聚合物结构的连接中应用范围较广且工艺较为成熟的方法的优劣势进行了分析,并重点介绍了金属/聚合物基于摩擦连接技术研究现状,主要包括搅拌摩擦缝焊、搅拌摩擦点焊、摩擦铆接、摩擦注射铆接以及摩擦自铆接5种连接方法在金属/聚合物结构连接中的应用情况。最后,对金属/聚合物连接技术所涉及的连接机理及未来的研究方向进行了总结与展望。     

真空紫外线辐射对聚合物材料的作用

针对空间环境条件综述了真空紫外线辐射对材料物理、化学等性能的影响及机理。聚合物材料在真空紫外线作用下，表面粗糙度上升，结构发生明显变化，拉伸强度下降。同时透光率、耐热性等均发生变化。真空紫外线与原子氧等其它空间环境因素有一定程度的协同效应。不同材料对各因素的敏感程度稍有差异。     

离子聚合物胶体的电化学-力学耦合模型及数值方法

离子聚合物胶体中充满着液体,并能吸附电荷,在外部化学场或电场的激励下,能产生巨大的膨胀.由于这些特性,离子聚合物可以作为电化学 - 力学驱动器.本文采用电化学 - 力学多场耦合数学模型,并应用有限元法进行了数值计算.计算结果表明该模型能很好地模拟离子聚合物在电场作用下的离子重分布和胶体的膨胀与收缩行为,同时能计算胶体中离子浓度.