耐高温异氰酸酯/ 环氧树脂固化历程与性能

以异氰酸酯为固化剂固化环氧树脂,通过比较不同固化条件下固化物结构的差异,研究了异氰酸酯与环氧树脂的反应历程;改变异氰酸酯/环氧树脂体系的化学计量比(I/E),采用FTIR/ATR、DSC、DMTA等研究了固化产物的结构与性能。结果表明,异氰酸酯与环氧树脂的固化历程随着温度的升高可分为三个阶段,第一阶段为异氰酸酯的三聚反应;第二阶段是一个复杂的过程,首先环氧树脂和异氰酸酯可反应生成嗯唑烷酮结构,通过嗯唑烷酮环扩链得到端畀氰酸酯基低聚物,可继续发生三聚反应;第三阶段为异氰脲酸酯与残余的环氧基团反应生成嗯唑烷酮结构,异氰脲酸酯六元环向噁唑烷酮五元环的转化是一个可逆的过程。不同的I/E比例可得到结构不同的固化物,不同的结构导致固化物性能的差异:当(I/E)=1.8时,综合力学性能良好,异氰酸酯/环氧树脂/玻璃纤维复合材料的弯曲强度、弯曲模量、层剪强度分别为652.53、33270.63和31.66MPa,优于甲基四氢苯酐/环氧树脂/玻璃纤维复合材料力学性能;当I/E=2.0时,固化物T_g达到了305℃,明显优于传统的环氧树脂固化体系。     

自适应多层结构热响应的数值模拟

自适应多层结构是一种由具有特殊分子结构的高分子材料的加热过程中，自适应形成的具有不同防热性能的多层结构，有机硅热防护材料具有这种多适应多层结构的性能。本文以有机硅为例，以实验结果为依据，给出了这种多层结构热响应特性的数值模拟方法，算例计算表明，数值模拟与实验结果基本相符。     

新技术 新材料

材料可以从各种不同的角度进行分类。如从化学组成分类可以有金属、非金属和高分子材料,从材料状态上分类,可以分为单晶、多晶、非晶态和复合材料。从物理效应上进行分类,可以有压电、光电、热电、声光、磁光、激光等材料。另外也可以从用途上分类,如建筑、耐火、耐酸、电工、电子、光学、感光、包装、航空、航天等材料。近年来,有人索性把材料分成两大类:结构材料和功能材料,前者是指靠力学机械性能而得到发展的材料;后者是以物质的声、光、电、磁等各种物理性能     

多异氰酸酯指标对推进剂力学性能的影响分析

为了确定推进剂中所用固化剂多异氰酸酯的质量指标，采用灰色关联度法分析多异氰酸酯的各项指标对推进剂力学性能的影响，通过计算发现：（1）影响多异氰酸酯粘度的主要因素是高官能度的含量，而二官能度的含量是影响其平均官皮肤度的主要因素；（2）二官能度的含量是影响推进强度的最重要因素，而三官能度的含量和粘度是影响其伸长率的最重要因素。对于不能建立明确回归模型的实验，灰色关联度法可用于原材料多因素实验中的影响因素主次分析。     

非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)研究进展

非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)是由环碳酸酯和胺反应得到的一种新型聚氨酯,其吸水性、耐化学性和抗渗透性能均比传统聚氨酯更优良。简要介绍了NIPU的性能特点及合成原理,综述了NIPU的研究现状及在涂料、胶黏剂、泡沫等材料中的应用,对NIPU的发展作了展望。     

三向碳-碳复合材料的微观结构

碳-碳复合材料是指用碳纤维或其织物作增强剂,以沉积碳或浸渍碳作基体制成的复合材料。碳-碳材料的性能与它的微观结构有密切的关系。揭示材料微观结构组成的常用方法有偏光显微镜、扫描电镜和透射电镜观察。偏光显微镜观察可以了解材料的微观结构概貌,也可以利用偏光下晶体的光学特性(消光现象)看到不同晶相的组成。但是,一般光学显微镜放大倍数较小(1500倍以下),有些结构     

钛合金整体叶盘线性摩擦焊技术综述

采用线性摩擦焊加工整体叶盘可以节约大量的贵重合金,可以对损坏的单个叶片进行修理;还可以将2种不同材料焊接在一起,这样可以根据叶片、轮盘的工作条件选用不同的材料,使转子结构的重量进一步降低。     

抗氧化处理对3D C/C复合材料性能的影响

研究了采用化学气相反应法制备的SiC抗氧化涂层对3D整体编织C／C复合材料的密度、力学性能以及微观结构的影响。结果表明，3D C／C复合材料经抗氧化处理后，其密度、开孔率以及力学性能均有不同程度的提高。由SEM微观结构可以看出，其力学性能提高是由于气态Si渗入到材料基体内部，并与内部的C反应生成SiC，在一定程度上弥合了材料中的缺陷所致。     

21世纪航空制造技术将发生质的飞跃——谈高推重比发动机的关键制造技术(下)

静止件制造技术 大型整体构件超薄壁厚精密铸造精密铸造技术对减轻高推重比发动机结构重量和降低制造成本起着极其重要的作用。用精密铸件取代由多个零件组成的组件可以减少零件/连接件数量,节省工时,减轻结构重量。为了提高推重比,高性能发动机的燃气发生器扩压器是采用低密度轻质高温材料γ—Ti3Al合金精密铸造而成的。     

基于可行域调整的多相材料结构拓扑优化设计

针对多相材料结构柔顺度拓扑优化问题及其存在多个局部优化解的情况,提出一种新的多相材料结构柔顺度拓扑优化问题的求解方法, 并研究其获得多个局部优化解及寻找较好的优化解的能力。基于材料属性有理近似 （RAMP）模型,引入可行域调整技术,构建多相材料结构拓扑优化模型及近似优化模型。提出一种改进的交替主动相算法,该算法将多相材料结构拓扑近似优化模型分解为多个含2个主动相材料体积约束的系列二元相拓扑优化子模型,并利用光滑化对偶算法进行优化求解。与现有方法相比,采用多个不同的优化初始拓扑,提出的方法可找到更优的多相材料结构拓扑, 且为多相材料结构拓扑优化的多样性设计提供了一种有价值的思路与方法。     

航空材料与制造发展纵横谈

100年来,航空材料及其相关的制造技术始终是保证飞机由低级向高级发展的基础。从木材-铝-复合材料的发展过程可以看到,航空材料对机体的影响、高温材料对发动机热段的作用以及隐身材料和结构与军机的关系,无一不体现着它的重要性。可以说,无论多么先进的设计思想,没有适合的材料及工艺就难以变成现实     

成果简介

１喷漆机器人多关节挠性手多关节挠性手是由挠性臂和挠性手腕组成。它能在较大空间区域工作,动作灵活,整体挠手可以弯曲成“Ｓ”形,并可以避开一定的障碍物。挠性臂是由多个双层万向节串联而成,它具有实现全方位弯转功能。挠性手腕的传动结构主要是由两对相互啮合的球...     

航空金属胶接结构质量控制

一、概述 目前金属胶接的主要形式是结构胶接。胶接结构有如下独特的优点: 1.可以粘合不能用铆、焊等方法连接的金属板,箔以及微型、异形、复杂工件、可以粘合不同质的材料(如不同的金属,金属与非金属);     

基于ordered-EAMP模型的多材料传热结构拓扑优化

基于多材料变密度拓扑优化方法提出了一种密度指数函数插值的有序多材料性能近似(ordered exponential approximation of material properties,ordered-EAMP)模型,数学性质以及算例表明,与传统的SIMP/RAMP插值相比,该模型具有计算稳定,收敛速度快,优化结构灰度单元少的特点。在优化准则(OC)法求解变密度拓扑优化模型时,构造了一种适用于多材料的密度过滤格式,算例表明:可以有效减少灰度单元,且降低了优化的目标函数值。运用MATLAB-ANSYS联合优化,实现三类热边界条件下复杂热环境的多材料传热结构拓扑优化。相比于高热传导系数的单材料结构,多材料传热拓扑优化结构由于各种热传导系数材料的优化分布,结构的传热势容耗散更小,算例4中对比分析降低了20.3%,传热效率更高。      

钛合金攻丝

钛合金是航空、航天工业的重要结构材料,其切削加工性较差。随着加工方法的不同,钛合金切削加工的困难程度也不完全一样。由图1可以看出,攻丝在钛合金切削中最困难,特别是攻小直径的螺纹。用在一般难切削材料上攻丝的办法对待钛合金,效果不佳。因此,解决钛合金的攻丝问题便具有更为实际的意义。钛合金的弹性模量小、摩擦系数小、导热系数小,再加丝锥与钛合金的接触面积大,这便造成了摩擦扭矩大,丝锥耐用度低;切屑细     

多层点阵夹心结构承压性能研究

针对多层点阵夹心结构的轻质化要求同其承压能力之间的问题,构建了多层点阵夹心结构的有限元模型,研究了层数、金字塔芯子单胞分布密度、薄板厚度、流体压力及不同材料种类对多层点阵夹心结构承压性能的影响。结果表明,较大的层数、芯子单胞分布密度及薄板厚度均会有效提升多层点阵夹心结构的承压能力,但会增大该结构的质量;较大的流体压力会对多层点阵夹心结构中薄板及芯子单胞的组成提出较高的要求;弹性模量较大的材料所制备的多层点阵夹心结构的承载能力也较高。     

航天用复合材料结构高温极限承载能力试验方法

针对航天飞行器飞行特点,本文给出两种基于破坏时间的承载能力试验方法,可以获得结构在不同飞行温度和时间下的承载能力。能够充分发挥材料在传热过程中的高温承载能力,降低结构防热质量。     

多缩水甘油氨酯型基体树脂的合成与性能研究

以多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)与2.3-环氧-1-丙醇为原料,合成了多缩水甘油多苯基多亚甲基多氨酯树脂(UE-712),并用元素分析及红外光谱法对它的化学结构进行了鉴定。DMA、DSC及力学与耐热性能试验表明,UE-712树脂比多缩水甘油醚酚醛树脂(F-51)具有更大的固化活性,在110℃下可发生明显的自固化反应。UE-712树脂固化产物的力学性能与耐热性都优于F-51。     

国产大型客机复合材料验证相关适航要求的解读

复合材料是由两种或两种以上材料独立物理相,通过复合工艺组合构成的新型材料。其中,连续相为基体,分散相为增强体,两相彼此之间没有明显的界面。它既保留原组分材料的主要特点,又通过复合效应获得原组分材料所不具备的性能。通过材料设计可以使各组分材料的性能互相补充、彼此联系,从而获得优越性能。先进复合材料已经大量应用于民用飞机结构中,空客A380飞机复合材料用量占飞机结构重量的24%(不含GLARE层板),波音B787飞机复合材料用量占飞     

多孔纤维陶瓷的各向异性热导率研究

确定陶瓷涂层各向异性热导率是航空发动机热障防护的重要研究内容。本文从多孔陶瓷的各向异性结构出发,建立导热微元体模型,通过计算特定排列方式的多孔介质结构不同方向的热阻,建立了热导率与多孔结构的关系,推算出材料各向异性热导率值。并由各向异性陶瓷热障涂层的隔热效果数值模拟,阐明了材料性能的优越性,以上方法可为指导陶瓷涂层的热防护设计提供参考。