碳纤维/环氧树脂超薄预浸料成型工艺及胶膜匹配性研究

采用DSC分析了超薄碳纤维预浸料CF832/T700所用树脂体系的固化反应动力学参数,通过正交试验研究了预吸胶工艺参数及固化工艺参数对超薄碳纤维复合材料层合板力学性能的影响规律,选用EA9696NW、LWF–2B和FM73M 3种不同胶膜对超薄预浸料面板与蜂窝芯共固化以确定最匹配的胶膜。结果表明,CF832/T700预浸料的固化反应活化能为85.98k J/mol,反应级数为一级反应,固化反应较慢,前固化温度、固化温度和后固化温度分别为115℃、135℃、171℃;通过弯曲及拉伸性能确定出的最佳预吸胶工艺参数为预吸胶温度60℃、预吸胶压力0.3MPa、预吸胶时间10min,最佳固化工艺参数为固化温度130℃、固化压力0.4MPa、固化时间2.5h;EA9696NW胶膜对超薄预浸料面板及蜂窝芯的共固化效果最好。     

轻型公务机碳纤维复合材料增压舱共固化成型工艺的试验研究

以轻型高端公务机领世300增压舱共固化成型技术为研究背景,针对增压舱为固化炉整体成型的特点,借助DSC对T700G-12K碳纤维/环氧预浸料的固化温度和固化度进行了研究与分析,优化固化工艺参数.通过无损检测C扫描和力学测试进行验证.试验结果表明:增压舱固化工艺采用凝胶点温度80℃下处理240rin,105℃下保温保压120min以及130℃下保温保压120min为本组试验的最优方案,产品缺陷少.     

CCF300/5228A复合材料RFI成型工艺参数

采用经过改性的低成本树脂膜熔渗工艺(RFI)用5228A高温环氧树脂体系,以国产纤维CCF300碳纤维为增强材料,对改性后的RFI专用5228A环氧树脂体系的RFI工艺参数进行研究。对5228A树脂体系RFI成型的全部过程中渗透浸渍纤维和树脂固化成型两个基本工艺的树脂体系的黏温性能、浸渍压力、CCF300纤维预制体的压缩特性以及固化动力学和固化工艺参数等因素的研究表明:改性后的RFI专用5228A环氧树脂体系能够完全满足RFI工艺的要求。RFI专用CCF300/5228A碳纤维复合材料的最佳浸渍工艺为(125±3)℃,(0.1±0.02)MPa下,保温90min;树脂固化成型的最佳工艺参数为:加压至(0.5±0.02)MPa,然后升温至(190±3)℃,恒温90min。整个工艺过程中的升温速率保持在1~1.5℃/min之间。     

FM73M 胶膜及其与PMI 泡沫芯的胶接机理

采用DSC研究了不同升温速率下FM73M胶膜的固化反应特性,根据DSC曲线得到了胶膜的凝胶化温度和固化温度等工艺参数,建立了其固化动力学模型,确定胶膜的固化参数为(125±2)℃/90min.在此基础上,通过SEM研究了胶膜在PMI泡沫芯材内的分布以及界面结合状况(界面润温情况、气孔、缺陷),分析了胶膜与泡沫芯的胶接机理.     

叠层材料低频振动制孔工艺参数优化实验研究

CFRP/Ti叠层结构在一体化制孔的过程中易出现复合材料分层、撕裂、灼伤和孔出口毛刺等制孔缺陷。本文基于低频振动辅助钻削技术，进行工艺实验，经过二次优化后得到最优加工参数。实验结果表明，在转速400 r/min、进给量12 mm/min、振幅75 μm与转速500 r/min、进给量21 mm/min、振幅75 μm两组加工参数下的制孔质量较好，使用较高转速和较大进给量能够提高加工效率。     

DD9镍基单晶高温合金磨削表面质量实验研究

涡轮叶片榫齿常采用磨削加工，磨削工艺参数决定了其加工表面的质量和疲劳性能。基于正交试验研究磨削参数对第三代镍基单晶高温合金DD9 磨削表面粗糙度及硬度的影响规律和机理。结果表明：磨削表面粗糙度受砂轮线速度vs 的影响最大，工件进给速度vw 对其的影响次之，而受磨削深度ap 的影响最小；磨削表面出现加工硬化，加工硬化程度在1.9%~13.8% 之间，亚表面硬化层深度在60~120 μm 之间；为获得粗糙度小、纹理均匀、硬化程度小的DD9 高温合金磨削表面，精加工推荐的磨削参数为vs∈［20 m/s，25 m/s］，vw∈［12 m/min，16 m/mim］，ap∈［10 μm，15 μm］。     

熔模精密铸造渣孔缺陷的控制等4则

1 熔模精密铸造渣孔缺陷的控制 本成果通过对熔模精密铸造铸件废品的分析研究,发现铸件的渣孔缺陷主要发生在铸件上法兰的上平面处,其来源主要是一次夹渣和二次夹渣,合金的熔炼不当产生一次夹渣,精炼剂质量差,使熔渣清理不干净,而大量卷入铸件,铸件比较高,金属液的流程长,易产生二次夹渣。本成果严格控制合金熔炼质量,并在浇注系统中设置过滤片,以阻挡熔渣进入型腔,防止一次夹渣的产生。由于熔渣密度比液态金属小,容易上浮,故常常在法兰上平面处出现渣孔。本成果针对这个特点,把蜡模的上法兰制成倒锥形,形成一个集渣冒口,使进入铸件型腔的熔渣上浮至冒口中,最后被机械加工除掉,基本上可消除该处的渣孔缺陷,铸件质量合格率明显提高。 2 铜质波导器件的氢气保护钎焊 本成果研究的铜质波导器件长190 mm,宽70 mm,高26 mm。波导型腔由上下左右四块台阶板组成,腔内由十余块隔板将型腔平行分割成数十个谐振腔,其中有6个在台阶上,两边各有4个子腔。各子腔的尺寸精度累积误差均为±0.05 mm,形位精度为±0.05 mm,隔板间距为（3±0.025） mm,谐振腔体空间狭小,焊后无法校形,难以修整焊缝与抛光内腔。为保证器件质量,本成果优选采用氢气保护的钎焊工艺方法。为防止焊料外溢,严格控制钎料添加量,经计算后预制了钎焊片并采用嵌埋、加箔等钎料添加方法。 由于采用气体保护钎焊法,严格控制了钎料量,器件在钎焊过程中加温均匀,焊后变形极小,焊缝清洁,圆角整齐,无需任何修锉。铜质波导器件经多批次生产考验,质量稳定,电气、机械技术指标满足整机要求。采用气体保护钎焊,必须注意选择器件的材质,本成果研制的滤波器采用H96铜板制成。 3 硬质聚氨酯泡沫灌封料的应用 一些属低电压、小电流、发热量小、质量轻的组合件,采用硬质泡沫塑料灌封比较合适。本成果对运载火箭上电子仪器的低压电源、视放组合、雪崩管调制器等几个组合件采用硬质聚氨酯泡沫塑料灌封。该灌封料密度小、介电常数小、易于拆换修理。 硬质聚氨酯泡沫在一定负荷下不变形,有一定硬度。但当负荷过大时发生形变就不能恢复原形,这和软质聚氨酯泡沫全然不同。本成果灌封的组合件本身无外壳,用模塑法进行灌封,要满足电性能、密度、强度、耐温性等方面的要求,还要求产品外观平整、光洁、气孔均匀,并有一定硬度。由于组合中有晶体管、集成块、易脆折的陶瓷片,在发泡时要注意减小发泡压力。本成果为避免造成元器件损坏,在工艺上和模具设计上采取了有效的措施,保证了灌封质量。经生产考验,灌封件质量可靠,满足设计技术标准要求,已在批生产中应用。 4 弹性灌封材料的应用 （1）聚硫橡胶密封电缆接插件 本成果是灌封雷达站变速箱电缆等有同轴多芯电缆、屏蔽多芯电缆和大截面动力电缆等。为保证在野外高可靠连接,防雨密封,确保芯线绝缘良好并有足够的机械强度,本成果采用XM—28密封胶进行灌封。 该胶由聚硫橡胶基料、硫化剂、环氧树脂、促进剂等组成。它具有良好的抗老化性能;耐海水、耐燃油、耐臭氧等抗腐蚀特点,同时具有良好的粘接性能和电性能。可以在－55℃～＋125℃条件下正常工作,其伸长率可达400％,抗拉强度≥2.94 MPa,是良好的密封材料。与其它灌封料所不同的是,由于该胶属粘稠状物,本成果在工艺上采取压力注射方法灌封,压力为390 kPa～590 kPa,效果良好。 （2）有机硅凝胶灌封高压器件 本成果对雷达显示器中高压电源、高压整流器等组合进行灌封。这些组合中有振荡变压器、高压硅堆等多种元件。要求绝缘强度大于15 kV/mm,工作可靠。本成果选用有机硅凝胶为灌封材料。该胶透明性好、强度高、无毒、电性能好、可修补,适合于高压器件的灌封。本成果在工艺上试验探索,解决了气泡、脱粘、N组份胶料中毒失效等工艺技术问题。适当处理了环境条件、操作温度与时间、胶料粘度与负压排泡方法以及硫化时间与温度的关系等工艺因素,灌注出性能好、美观的电子组件。 * 李连清 *     

低线胀系数环氧灌封胶的改进与性能

胶黏剂中的填料可以有效提高粘接材料间的线胀系数匹配性,但是分散性和相容性也是需要注意的一个重要问题。本文对填料进行了表面化学改性,采用红外光谱法和元素扫描分析法对填料的改性效果进行了表征。测试结果表明,硅烷偶联剂在填料表面形成了接枝效果。改进后灌封胶的线胀系数从83.9×10~(-6)/K降低到41.8×10~(-6)/K,降低了约50.1%。工艺优化结果显示环氧灌封胶的灌封温度为60℃,操作时长可延长至3 h;固化工艺为65℃/2 h+105℃/4 h+135℃/2 h。     

管路加热带安装工艺试验研究

针对推进剂管路加热带缠绕工艺流程复杂、工艺参数不定量的问题开展试验研究，结合工程实践经验，采用试验矩阵方法研究获取绝缘膜包覆状态、涂胶厚度以及气泡对加热效果的影响。结果表明，内绝缘膜无交叠缠绕、外绝缘膜间隙缠绕、利用专用刮胶板控制涂胶厚度约0.2 mm等工艺方法可以减少气泡的产生，有效提升加热带对管路的加热效果，满足产品质量要求，该试验结论可为后续管路加热带缠绕及其他加热片安装提供参考。     

基于光敏树脂分析的3D打印加速度传感器设计

MEMS加速度传感器所采用的硅微机械加工技术存在个性化定制、小批量生产成本方面的不足，而3D打印技术的优势就在于无需模具的自由化定制、一机多用实现低成本产品生产，3D打印的发展趋势就是实现微纳尺度结构的制造。在此背景下，采用光固化立体成型技术设计了一种3D打印压阻式加速度传感器结构。传感器基底使用耐高温光敏树脂制作，并采用丝网印刷工艺在基底表面印制导电碳浆形成应变计结构。为此，首先对耐高温光敏树脂的相关热学与机械性能进行分析。通过测试，得到该光敏树脂固化后的起始分解温度等热力学参数。其次，通过控制光敏树脂紫外光固化时间，取得了较好杨氏模量和弯曲强度的树脂，且为该加速度传感器的结构仿真优化与制作工艺提供了必需数据与重要依据。除此之外，还对所设计的碳浆应变计结构进行了测试，得到了有效灵敏系数。通过以上工作，为最终实现3D打印加速度传感器的制作做好铺垫，助力3D打印技术与MEMS传感器技术相融合。     

基于飞机油箱模型形状特征油量测量切片步长选择方法研究

 在分析飞机数字式油量测量过程中目前广泛使用的切片法油量测量原理的基础上,针对现有的定步长切片法无法得到准确、可靠的燃油质量特性数据库的缺陷,结合对飞机油箱模型形状特征的分析,提出了基于飞机油箱模型形状特征的油量测量切片步长选择方法。此方法包括切片步长整体和局部选择两个过程,整体选择以实现相邻两切片平面所夹油箱模型体积近似相等为目的来确定切片步长,以体现油箱模型截面整体变化规律;局部选择以设计切片平面与截面突变平面重合或尽可能接近的方式,突出油箱截面的局部变化特征。实验结果表明：该切片步长选择方法较定步长方法能够建立更为合理、可靠的燃油质量特性数据库,从而提高了油量测量精度。     

二维翼段颤振的μ控制

 采用超声电机作为作动器来实现含控制面的翼段颤振鲁棒抑制。针对作者设计的二维翼段颤振主动抑制系统，通过理论与实验相结合的方法，建立了考虑沉浮方向阻尼和作动器模型参数不确定性的控制系统模型，设计了μ控制器，并对控制器做了降阶处理。数值仿真和风洞试验表明，μ控制器可有效地抑制颤振的发生，将颤振临界速度提高23.4%。相对于H_∞控制器，μ控制器的控制效果和鲁棒性更好。     

Abnormal Shape Mould Winding

为解决网格化芯模的缠绕问题,本文提出了复合材料面片缠绕机理;接着详细分析了面片缠绕过程中的芯模凹曲面上纤维滑线和架空现象,应用微分几何曲面理论和空间几何理论,提出判据及其解决方案;最后,针对飞机发动机进气道的缠绕成型,编制缠绕控制程序并进行相应的实验,验证了面片缠绕方法的可行性。     

基于H∞性能指标的质量矩拦截弹鲁棒控制

 以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础，利用微分几何的反馈线性化理论，得到一个解耦线性系统，考虑到拦截弹的鲁棒性要求和3个滑块的协调控制问题，提出采用双回路的设计方法，内回路采用线性二次调节器（LQR），外回路采用考虑混合灵敏度问题的H_∞控制设计。仿真结果证明了该方法动态性能满足设计要求，同时对系统参数的不确定性具有较强的鲁棒性。     

航天器返回地球的气动特性综述

航天器返回地球的飞行过程中,气动特性是实现将宇宙飞行速度减到落地前速度、保证再入飞行得到有效控制以及再入防热安全可靠的关键因素。针对简单旋成体气动外形、半弹道式再入控制、烧蚀防热类返回航天器,综述了返回地球过程中变化的空气流域特性、航天器周围的气体绕流环境、空气与航天器作用产生的动力学与热效应等。系统地给出了该类航天器的再入气动特性参数与飞行性能的共性规律,包括:气动阻力与再入减速、气动升力与再入轨迹控制、配平攻角与飞行稳定性、气动加热与防热,以及再入过程中不同气动特性航天器、气象条件变化等对再入飞行性能的影响规律。为航天器开展返回飞行过程的跨流域气动性能工程研制提供设计参考。     

基于马赫数分布可控曲面外/内锥形基准流场的前体/进气道一体化设计

提出了一种高超声速飞行器乘波前体的外锥形基准流场设计方法,在锥面马赫数分布规律给定的条件下,通过有旋特征线法实现反设计,提高了基准流场设计的灵活性。该基准流场通过锥形"下凹"弯曲激波和波后等熵压缩波系压缩气流,可以在较短的长度内完成高效压缩。基于反正切马赫数分布外锥形基准流场设计的乘波前体具有较高的容积率,乘波特性良好且出口均匀,设计点时有黏升阻比为1.89。另外,基于该乘波前体和马赫数分布可控的内收缩进气道给出了一种双乘波的前体与进气道一体化设计方案,实现了内外流分别独立乘波,充分发挥了乘波前体和内收缩进气道的各自优势。     

Potentials of manufacture and repair of nickel base turbine components used in aero engines and power plants by laser metal deposition and laser drilling

IntroductionExpensive turbine parts like HPT(HighPressure Turine)blades or vanes are replaced bynew parts in case of damage.For example theburn through of the inner side of a blade or vane(Figure 1)is a frequently appearing damage,which cannot be repaired…     

Enhancing the efectiveness of film cooling

Advanced gas turbine stages are designed to operate at increasingly higher inlet temperatures to increase thermal efficiency and specific power output.To maintain durability and reasonable life,film cooling is needed in addition to internal cooling,especially for the first stage.Film cooling lowers material temperature by forced convection inside film-cooling holes and by forming a layer of coolant about component surfaces to insulate them from the hot gases.Unfortunately,each cooling jet forms a pair of counter-rotating vortices that entrains hot gas and causes the film-cooling jet to lift off from the surface that it is intended to protect.This paper gives an overview of efforts to enhance the effectiveness of film-cooling.This paper also describes two new design concepts.One design concept seeks to minimize the entrainment of hot gases underneath of film-cooling jets by using flow-aligned blockers.The other design concept shifts the interaction between the approaching hot gas and the cooling jet to occur further above the surface by using an upstream ramp.For both design concepts,computational fluid dynamics results are presented to examine their usefulness in enhancing film-cooling effectiveness.      

Guide for Authors

<正>About Journal Chinese Journal of Aeronautics(CJA)is a comprehensive academic journal dealing with the fields of aeronautics and astronautics.It reports researches concerning the two fields in China and abroad to promote the academic exchange.Founded in 1988 and sponsored by the Chinese Society of Aeronautics and Astronautics and Beihang University,CJA publishes papers bimonthly,with issues released in February,April,June,August,October and December.     

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