航空用室温硫化有机硅胶粘剂的研制

本文通过γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH570)对M-5气相白炭黑进行表面改性,用FT-IR分析了改性前后的白炭黑的微观结构;用改性白炭黑来增强甲基嵌段室温硫化液体硅橡胶(103基胶),测试了增强改性室温硫化硅橡胶的力学性能;用不同偶联剂对铝合金和硫化硅橡胶的粘接面进行了表面处理,使用接触角仪测试了粘接面的水接触角。结果表明:偶联剂KH570处理M-5气相白炭黑能使其表面接枝上偶联剂基团;偶联剂处理后白炭黑补强效果明显,硫化后胶料的拉伸强度最大能达到2.65MPa;粘接面经偶联剂处理后,水接触角减小,粘接强度增大;铝合金与硅橡胶表面均采用KH550和KH560的混合偶联剂溶液处理后,粘接强度提高,最大能达到1.5MPa。     

硬质合金与结构钢钎焊结构低温力学性能试验

针对航天器产品恶劣工况对材料及连接方式高抗拉、抗剪强度力学性能的需求,设计试验验证了深低温至高温环境下真空钎焊与火焰钎焊试样拉伸与剪切性能：真空钎焊在-233 ℃条件下抗拉强度可达536 MPa、剪切强度可达260 MPa、-150 ℃时剪切强度300 MPa、常温剪切强度212 MPa,低温下剪切强度值更高且皆优于火焰钎焊对应温度下试样的结果。同时研究了真空钎焊工艺对合金钢40CrNiMoA材料性能的影响,真空钎焊工艺加工过程使材料本身抗拉强度下降约38%,表面硬度值下降约25%。并测量了真空钎焊试样200 ℃高温条件下抗拉强度为804 MPa,剪切强度为239 MPa。通过试验研究了不同焊接工艺对结构焊接后力学性能的影响,该试验结果对后续航天器结构设计工作具有一定的指导作用。     

Al2O3陶瓷表面机械合金化制备铜涂层研究

采用机械合金化方法于Al2O3陶瓷表面制得Cu涂层,研究了不同球磨时间的工艺条件下,陶瓷表面金属涂层的微观组织形貌,并对机械合金化过程中陶瓷表面金属化的过程作了相关探讨。实验结果表明,在磨球撞击和摩擦的反复作用下,铜粉首先附着在陶瓷基体表面并填充表面的凹坑,然后在进一步球磨过程中冷焊到基体表面,最终在陶瓷表面形成Cu涂层;涂层与基体之间基本无扩散,结合机制主要为机械结合;适当延长球磨时间,有利于涂层厚度、致密度的增加。划痕法测试表明,涂层与陶瓷基体结合较为紧密且并无起翘剥落。     

快固型吸油性胶粘剂的试验研究

研究了一种具有吸油性能的并且在常温下能够迅速凝胶固化的胶粘剂。通过一系列的配方试验、吸油试验、凝胶固化试验、性能测试和模拟试验等实验研究。结果表明，快固型吸油性胶粘剂能在不作清洁处理的表面和在有煤油、汽油等存在的表面成功地进行胶接，并具有优良的性能。在石油、化工等行业的堵漏止裂、应急修补方面有很大的实用价值。     

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。     

试件合金成分对热输出影响的研究

箔式电阻应变片在热试验中得到广泛应用,影响热输出的因素有很多。文中对应变热输出的定义进行了阐述,并将影响应变热输出的因素进行了归纳。针对粘贴型箔式电阻应变片应用在热试验中的热输出问题进行研究,对试件合金成分不同是否会影响应变热输出进行对比试验及结果分析;得出试件合金成分不同会对热输出产生影响的结论。     

贴片云纹干涉法测量离面位移及振动

将全息胶片用特种胶粘贴到试件表面,用加载前后两次曝光法得到全息云纹,然后使胶片与测试对象分离后进行处理,这种可分离处理的贴片云纹干涉法在面内位移及应变场测量中已获得成功应用。它具有实验周期短、工艺简单、测量精度高等优点。本文首次提出采用非对称双光束入射贴片云纹干涉法,在忽略较小面内位移影响的前提下可获得离面位移及振幅场。文中用付里叶光学验证了面内位移定量公式,推导了离面位移及振动的计算公式,并对测量精度及灵敏度作了讨论。最后给出了对悬臂梁挠度及矩形板横向振动的测试结果。本文的工作扩大了贴片云纹干涉法的应用范围,对工程实际应用具有一定价值。     

大豆油基光固化水性聚氨酯/TiO_2杂化涂层制备及性能

以大豆油基光固化水性聚氨酯,钛酸正丁酯,异丙醇等为原料,通过溶胶-凝胶法制备了大豆油基光固化水性聚氨酯/TiO_2有机无机杂化涂层,并在不同温度下对光固化的杂化涂层进行加热处理。采用XRD表征了所制备涂层的晶体结构,并通过监测"紫外光照-避光"循环中接触角的变化,研究了杂化涂层的光催化活性。结果表明:经120℃加热处理后,杂化涂层具有良好的光催化活性,在"紫外光照-避光"循环中接触角呈现周期性的变化,说明杂化涂层中形成了锐钛型TiO_2结构;无机相的引入提高了涂层的热稳定性,最大残碳量提高到18.8%。     

气固两相透平叶片冲蚀特性的气动试验研究

在自行研制风洞中先后对应用较广的MCrAlY叶片涂层和2Cr12Mo-5叶片合金、钢丸表面强化试件在不同气流速度、颗粒冲角、颗粒性状、颗粒粒度的条件下进行了气动冲蚀试验。试验结果表明,无论是涂层还是合金,冲蚀率均随冲蚀颗粒的累积质量呈线性变化;由对比可知,其它条件相同的情况下,涂层在广泛的冲角范围内较合金的冲蚀率更小,表面的"烧结"特征,能减小叶片的冲蚀率;表面呈多棱的石英砂颗粒对试件的冲蚀程度强于带突圆球状的催化剂颗粒;在该试验范围内,相同材质的颗粒,粒度愈大,对试件的冲蚀率愈大;钢丸表面强化工艺兼有防冲蚀的能力。试验结果将为优化叶片选材、简化叶片维修技术、降低叶片维修成本提供有益的参考。     

基于中值滤波和参考点的风洞压敏涂料试验图像处理技术

提出了一种结合图像中值滤波和试件参考点的风洞压敏涂料(PSP)试验图像数据处理方法.与通常用校准箱获取校准曲线进而得到PSP试验试件表面压力或压力系数(Cp)的方法不同,该方法通过空心中值滤波技术恢复PSP光强比图像中测压孔处的光强比数据,结合若干参考点处常规测压技术实测所得Cp值,获得Cp值和PSP图像光强比数据的关系曲线,进而得到整个试件表面的Cp值数据,该方法获得的数据结合了风洞试验诸多因素对试验结果的影响.利用MATLAB对PSP技术试验图像数据进行了处理,并将PSP方法获得的Cp值与常规测压方法获得的Cp值进行了比较,得到的结果显示,笔者采用的方法获得的Cp值与常规测压方法获得的Cp值吻合较好.该方法为PSP图像数据的处理提供了一种新的方法,具有较大的发展潜力和应用价值.     

非催化壁材料在非平衡流场条件下的热考核试验方法研究

针对电弧风洞试验条件下非催化壁防热材料在非平衡流场中存在的防热性能"欠考核"问题，提出了有效考核方法。以典型陶瓷基复合材料尖劈外形试件为例，采用CFD数值模拟与试验状态调试相结合的方法，对典型电弧风洞试验条件下完全催化壁和非催化壁材料的热流进行了数值模拟，并结合热流实测结果，确定了风洞试验状态并完成了试验，实现了对该类热防护材料防热性能的有效考核，为非催化壁材料防热性能试验"欠考核"问题提供了解决途径。     

密封胶铆工艺试验研究

本文阐述了XM-28密封胶和GY-340厌氧密封胶在CK-1高机动靶机油箱上的应用,详细介绍了胶接的表面处理方法,XM-28密封胶的配方试验,密封胶铆试验及其耐温、耐油、耐压试验等,并提供了许多试验数据。 经CK-1高机动靶机的多架次试飞证明,这种胶铆和胶接螺接结构及其工艺方法是可行的。     

微波烧结ZrO_2/LaNbO_4-MoSi_2复合陶瓷耐磨性研究

文章测定了无润滑条件下ZrO2/LaNbO4-MoSi2纳米复合陶瓷的磨损特性曲线,并对其磨损特征进行了分析.结果表明,ZrO2/LaNbO4-MoSi2纳米复合陶瓷的磨损特征以粘着磨损为主.第二相纳米ZrO2颗粒和LaNbO4颗粒的加入能明显改善MoSi2陶瓷的耐磨性.     

环氧树脂抛光磨具的研制

论述了一种环氧树脂抛光磨具的研制过程。该抛光磨具主要由环氧树脂和Ｃｒ２Ｏ３磨料组成，用于抛光石材表面。环氧树脂作为粘结剂替代了酚醛树脂粘结剂；用Ｃｒ２Ｏ３磨料替代了白刚玉磨料。环氧树脂和其他各种磨具粘结剂相比具有优良的性能，尤其适合制造细粒度的抛光磨具；Ｃｒ２Ｏ３磨料具有较低的硬度和较好的抛光性能。由于采用了低粘度的环氧树脂粘结剂，该抛光磨具在浇注成型下，仍具有较高的磨料含量。通过在磨具配方中加入合适的固化剂以及增韧剂、填料等添加剂，成功地研制出了组织致密、耐磨性好、加工效率和抛光光泽度高的新型抛光磨具。     

压电陶瓷布局对除冰效果的影响研究

用仿真与实验的方式研究了压电陶瓷除冰技术在复合材料上的应用。通过有限元仿真研究了在能耗相等的前提下压电陶瓷布局（数目、间距）对除冰效果的影响,并进行了冷环境下除冰实验。仿真结果表明:按合理的布局方式,将尺寸较大的单块压电陶瓷分成尺寸较小的多块时,会有比大尺寸单块压电陶瓷更好的除冰效果;随着压电陶瓷间距的减小,除冰效果进一步增强。实验结果表明:增大压电陶瓷输入功率可以较大程度缩短除冰时间;将尺寸较大的单个压电陶瓷分成尺寸较小的4块后,相同能耗下除冰效果增强;减小压电陶瓷之间的的间距后,除冰时间进一步缩短。     

复合材料整体加筋板的七点弯曲试验与数值分析

研究了复合材料整体加筋板七点弯曲试验的失效表征问题。在有限元分析的基础上,设计了七点弯曲试件和试验夹具。在试验研究和有限元计算的基础上,对七点弯曲试验的失效机理进行了讨论分析。通过对一系列七点弯曲试验模型的分析,获得了复合材料加筋板典型部位的失效包线,并给出了失效表征方法。最后给出了指导复合材料整体加筋板结构细节设计的建议。     

非烧蚀型防热材料烧蚀性能初步试验研究

介绍了在CARDC等离子体风洞中开展的非烧蚀型防热材料超高温陶瓷(UHTC)的试验研究结果.对Φ20mm平头圆柱体试验模型,采用亚声速驻点试验技术,在驻点热流478W/cm2,气流焓值27.9MJ/kg,环境压力18kPa条件下,分别对代号C(15、10)型、Y型、S(30、15、10)型3种材料模型进行了试验研究,并对模型试验前后的长度变化、质量变化以及模型表面温度进行了测量,初步分析了模型的表观变化、抗氧化特性和表面辐射特性.结果表明:Y型模型试验前后表观变化不大,表面温度达到1930℃;S型模型表面生成一层薄氧化层,稳定情形下模型表面温度达到1964℃;C型模型表面烧蚀严重,模型表面温度达到2462℃,防热性能最差.     

气动加热与结构温度场耦合分析平台研发技术

介绍了气动加热采用工程算法条件下,分别基于自研结构温度场有限元分析软件ASTSA和商用软件MSC／NASTRAN,气动加热与结构温度场耦合分析平台的研发技术。该耦合分析平台适用于Ma〈6的超音速飞行器典型热影响区的气动,热耦合分析,其可靠性和精度通过了工程实例考证。在3〈Ma〈6的超音速飞行器概念设计阶段,利用该平台可以提高结构温度场预估精度,缩短飞行器设计周期。     

催化效应对气动热环境影响的流动-传热耦合数值分析

鉴于高超声速飞行中高温气体效应带来的壁面催化反应可显著增加气动热载荷，在气动热环境与结构热响应的分析与预报中需充分考虑催化反应带来的影响。将简化原子复合催化模型和有限速率催化反应模型嵌入超高速流动-传热耦合分析模型中，建立超高速流动/催化反应/传热多场耦合分析模型。其中，通过高频等离子风洞的催化特性测试获得ZrB₂-SiC超高温陶瓷材料表面催化系数与温度的函数关系，对比分析耦合计算和非耦合计算、简化原子复合催化模型和有限速率催化反应模型对气动热环境的影响和适应性，结果表明材料表面催化特性对壁面总热流有重大影响。对于具有较高热导率材料的热响应，耦合传热分析能够有效避免非耦合计算带来的过度高估的结果，而有限速率催化反应模型可有效提高计算精度。在此基础之上，通过耦合传热分析，揭示了催化反应与壁面传热的内在关系，证明了在传热分析中考虑表面催化效应可提升结构热响应精度和防热系统精细化设计的能力。     

基于响应曲面车削加工表面粗糙度稳健性分析

随着现代科学技术的发展,对零件的表面加工质量提出了越来越高的要求。但由于机械加工过程较复杂,各种参数都不同程度地影响着表面粗糙度,表面粗糙度分析时,很难建立显式的解析模型。本文提出基于响应曲面法建立表面粗糙度可靠性指标对应刀具结构影响参数的灵敏度分析模型。结果表明,表面粗糙度对刀尖圆角半径r的变化最为敏感,对主偏角κ的变化敏感次之,对前角γ变化不敏感;刀尖圆角半径、主偏角和前角对表面粗糙度的贡献率分别为56.82%,27.84%和9.75%。