石墨纤维/改性氰酸酯复合材料的应用研究

采用环氧树脂对4,4-二氰酸酯基二苯基丙烷(BADCy)进行共聚改性,通过DSC分析,确定了固化工艺参数,并与石墨纤维(UHMCF)复合制成单向板,测试了不同后处理温度制得的单向板力学性能,并与现用UHMCF/树脂基复合材料单向板的力学性能进行了比较,测试了UHMCF/改性氰酸酯的空间环境性能;制备了UHMCF/改性氰酸酯结构件,测试其性能,并与现用UHMCF/树脂基复合材料同类结构件的性能进行了比较。结果表明:UHMCF/改性氰酸酯不论是单向板还是结构件的性能均优于现用UHMCF/树脂基复合材料的性能,且满足空间环境对航天器结构材料性能的要求。     

氢对TC4合金物理力学性能的影响及其与切削性能的相关性

分析研究了TC4合金经适当氢处理后的微观组织和物理力学性能变化规律,并通过切削试验研究了氢对切削加工性能和刀具磨损的影响,初步分析了二者的相关性.     

月面巡视探测器动力学建模

动力学模型是研究星球探测车运动的基础。以某月面巡视探测器原理样机为背景,建立了其动力学模型,并进行了数值仿真分析。在说明月壤机械特性的基础上,结合地面车辆力学的知识,分析了松散月壤上刚性车轮的受力,考虑了主动驱动和被动驱动的情形,利用数学拟合的方法得到了满足工程要求的简化模型。在一定假设条件下,以牛顿欧拉法建立了三自由度整车动力学模型,建模时同时考虑了驱动和转向的相互影响。最后,数值仿真结果定性地验证了月面巡视探测器动力学模型的正确性。     

B/Al复合管的研制

介绍了蒸气热等静压法制备B/Al复合管材的工艺过程,讨论了用该方法制备B/Al复合管材的影响因素,如装配工艺、复合工艺等。本试验在温度（490±10）℃、压力70MPa、保压时间为40min～45min的工艺条件下制得了Φ34mm×1mm×1020mm、Φ40mm×1mm×1020mm、Φ60mm×1mm×1200mm三种规格的带接头的B/Al复合管,并对管的物理性能、力学性能进行了测试,结果表明该工艺方案切实可行,在上述参数下可以制得高质量的B/Al复合管。     

M40/环氧648准各向同性层板力学性能分析

以M40石墨纤维为增强材料与环氧648-三氟化硼单乙胺为树脂基体材料组成的M40/环氧648复合材料,已成为我国应用卫星结构的主要材料之一。文中通过对其单向板工程常数测定,着重对M40/环氧648准各向同性层板的力学性能进行了分析和讨论。     

碳/Me(Co,RE)对W-Ni-Fe高密度合金性能和显微组织的影响

采用高能球磨机械合金化、模压成型和真空烧结法制备了添加碳、钴和稀土氧化物粉末的W-Ni-Fe高密度合金。分别用阿基米德排水法、洛氏硬度计、XRD、SEM和EDX等手段研究了几种合金试样的密度、硬度、钨晶粒度和组织形貌。结果表明:采用高能球磨制得纳米晶预合金粉可以降低合金的烧结温度;采用纳米晶预合金粉末烧制的W-Ni-Fe合金的最佳烧结工艺为1350℃×75 min。碳作为添加剂可以提高合金硬度和降低烧结温度;添加钴可以降低烧结温度,钴和稀土氧化物粉共同添加可以提高合金致密度和细化晶粒。     

C／E复合材料在湿热环境下的静态力学性能及其散布度的实验研究

研究复合材料中的吸水率和温度对力学性能的影响。在实验研究基础上，给出适用的使用数据和使用意见。     

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.     

Effect of variable-angle trajectory structure on mechanical performance of CF/PEEK laminates made by robotic fiber placement

In comparison to the traditional fixed-angle trajectory, the variable-angle trajectory has a greater design space. However, it is a challenge to determine which common design curve structure is the most effective for improving mechanical performance. This work explores the effects of various design curves such as fixed-angle curve, linear curve, arc curve, sine curve, Bezier curve, and cubic polynomial curve trajectories on mechanical performance of laminates, including vibration modal performance and buckling performance. Genetic algorithm and improved NSGA-II algorithm are then used to optimize various curve structures. The results are confirmed utilizing thermoplastic Carbon Fiber (CF)/Polyether-Ether-Ketone (PEEK) laminates made by robotic fiber placement experiments. The relationship model between different mechanical performance and curve design variables is established. The optimization of variable-angle structure with mechanical properties as input variables is achieved. Meanwhile, a full-process angle-variable laying software platform from trajectory planning (CAD), trajectory optimization to manufacturing (CAM) is developed for facilitating the fiber placement application.     

单轴拉伸下HTPB推进剂细观损伤演化实验研究

为了研究HTPB固体推进剂在单轴拉伸载荷下的细观损伤机理,采用高精度微CT对拉伸过程中的HTPB推进剂进行了扫描实验,获取了不同拉伸应变下推进剂的细观损伤形貌以及孔隙率变化规律,分析了推进剂细观损伤对宏观力学性能的影响。结果表明：初始损伤的存在使得推进剂在受到载荷作用时AP颗粒就开始脱湿,AP颗粒脱湿形成的孔洞是推进剂细观损伤的主要形式。拉伸应变较小时,相对小尺寸AP颗粒而言,大尺寸AP颗粒附近的缺陷更容易发展成孔洞。随着拉伸应变的增大,绝大多数AP颗粒都开始脱湿,在推进剂宏观断裂前,大量AP颗粒脱湿形成的孔洞发生汇合,最终使推进剂断裂。加载过程中推进剂孔隙率随拉伸应变呈指数变化,初始孔隙率为1.8%,60%拉伸应变时孔隙率为19.1%。推进剂宏观力学性能处于线弹性段时,其内部细观损伤依旧在不断增加,当细观损伤累积到一定程度时推进剂的承载能力下降,宏观力学性能进入非线性段;由于AP颗粒仍具有一定的增强作用,且HTPB基体也具备承载能力,所以推进剂的应力随拉伸应变呈缓慢增加的趋势。