超轻开孔泡沫铝及其在航天领域的应用

超轻开孔泡沫铝具有孔隙率高、质量小、比表面积大、比强度高等特征,是一种结构性与功能性兼备的新型材料,在航空航天、能源与环境等领域有广泛的应用前景。文章针对航天领域对轻质功能性材料的需求,介绍了超轻开孔泡沫铝的基本结构、性能特征以及相关研究进展,并对该材料在航天领域的应用进行了展望,希望为未来航天器的设计提供参考。     

泡沫铝板弯曲振动特性数值研究

泡沫铝作为一种新型轻质高强度材料,是通过气泡层形成的多孔金属材料。文章结合泡沫铝的结构特点,以Timoshenko梁理论为基础,建立了泡沫铝板弯曲振动的理论模型,求解得到了泡沫铝板弯曲振动频率与振幅变化曲线,并通过有限元仿真验证了理论分析结果。通过求解泡沫铝板的频率特性确认了载人航天器使用的泡沫铝板的频率远离舱体基础频率,满足航天总装使用要求。最后,对比分析了泡沫铝材料弹性模量及密度的变化对泡沫铝弯曲振动基频的影响。随着泡沫铝弹性模量的增加,泡沫铝板的基频逐渐增加;随着密度的增加,泡沫铝板的基频逐渐变小。因此,可以通过改变泡沫铝的材料参数得到不同频率特性的泡沫铝,以满足航天器不同总装工况的使用要求。     

腿式着陆器缓冲材料缓冲特性及其表征方法研究

为了研究适合腿式着陆器用缓冲器的缓冲材料,对8种不同规格的薄壁铝管,3种不同规格的铝蜂窝及4种不同规格的泡沫铝在准静态及冲击载荷作用下的压缩特性进行了试验研究,并得出了其相应的应力/能量一应变曲线图.通过对缓冲材料的应力-应变曲线图及压缩特性进行系统的研究分析,得到了5类缓冲材料缓冲特性的表征方法,这些表征方法可以全面地对不同缓冲材料的缓冲特性进行评价,以便指导腿式着陆器用缓冲器的设计.最后结合所提出的缓冲材料缓冲特性的表征方法,对所试验的薄壁铝管、铝蜂窝及泡沫铝这3类不同的缓冲材料的缓冲特性进行了总结,并得到了粗孔的名义压缩强度为0.14～0.15MPa的泡沫铝为在所试验的缓冲材料中,是最理想的腿式着陆器用缓冲材料.     

PMI泡沫材料在航天器结构中 应用的可行性研究

文章通过试验研究了两个牌号的PMI泡沫材料的物理及力学性能,着重研究了它们的吸湿性能、压缩蠕变率及在热真空环境下的放气性能,并与航天器结构常用的铝蜂窝芯材作了相应比较。研究表明,优良的介电性能、低热导率、易于加工复杂外形、可设计性等特性使得PMI泡沫材料有望应用于航天器的多功能结构,变截面结构,杆、梁结构,天线结构等,而PMI泡沫材料采取一定的增强措施后也可作为航天器的承力结构。     

泡沫铝隔冲器设计及其对卫星可展开附件收拢状态力学特性的影响

文章针对泡沫铝隔冲器可能降低卫星可展开附件收拢状态的模态频率及放大振动响应等问题,首次提出一种基于表层填充J-133常温胶的开孔泡沫铝块的扁平式隔冲器,以某可展开数传天线为例开展泡沫铝隔冲器设计与分析,并进行了模态试验和振动试验验证。试验结果表明:所设计的泡沫铝隔冲器使可展开附件收拢状态前三阶模态频率降低不到2.5 Hz,而振动响应平均降低约30%。     

微球复合泡沫材料的研究和应用

微球泡沫材料是一种新型的结构泡沫材料，它具有轻质高强等特点，在航空、航天、海洋开发等领域有广泛的前景。本文综述了微球泡沫复合材料国内外发展概况，系统地介绍了微球复合泡沫材料的特性、结构、成型工艺及其应用。     

卫星结构用PVC泡沫芯与铝蜂窝芯夹层板的比较

以卫星隔板为例,从原材料、工艺方法、力学性能、重量、生产周期及制造成本等方面比较了PVC泡沫芯夹层板和传统的铝蜂窝芯夹层板,总结出PVC泡沫芯夹层板的优势与劣势。最后,展望了PVC泡沫夹层结构在航天领域的应用前景。     

泡沫镁的制备及应用前景

泡沫镁材料是一种极具潜力的新型材料,相比于实体金属镁和泡沫铝材料有许多特殊性能,然而国内对泡沫镁材料的研究相对较少。为方便学者对泡沫镁材料进行研究,简要介绍了泡沫镁材料的几种性能特点,论述了渗流铸造法、熔模铸造法、粉末冶金法、熔体发泡法、金属-气体共晶定向凝固法等几种重要的泡沫镁材料制备方法的工艺原理和优缺点。列举了国内外制备泡沫镁材料的一些实例,从泡沫镁材料的阻尼性能、吸能性能、仿生性能、散热性能等方面着重分析了泡沫镁材料在航空航天、生物医学、散热器、汽车等领域的应用前景。     

碳泡沫材料及其在航天航空中的应用

综述了碳/石墨泡沫材料技术的进展.介绍了该材料的网状结构和多孔泡沫两种结构及其基本制备流程,给出了其性能特点和基本实验数据,讨论了具潜在可能的应用.分析认为:碳/石墨泡沫材料是一种在军事和航空航天等领域极具应用前景的新材料.     

H—2A火箭级间段结构材料介绍

从设计、制造、试验几个方面介绍了CFRP(碳纤维增强塑料)泡沫夹层材料在H-2A火箭级间段构造上的应用开发情况。     

适配器用硬质聚氨酯泡沫材料的研究

简要介绍了适配器的性能要求,分析了硬质聚氨酯泡沫的性能指标。通过对聚氨酯发泡原料进行了分类和分析,设计出合理的配方和成型工艺,研究出一种适合适配器的硬质聚氨酯泡沫材料。经试验结果分析,制备的适配器性能稳定可靠。     

J—47D泡沫胶的性能及其应用

Ｊ－ ４７Ｄ 是一种中温固化结构泡沫胶，目前已大量地应用于卫星的蜂窝夹层材料中。本文主要介绍了Ｊ－ ４７Ｄ泡沫胶的性能及其在蜂窝夹层材料上的应用。     

分析含泡沫元件组合结构的一个近似方法

文章提出了一个建立预紧组合结构中泡沫材料有限元模型的近似方法,其基本过程包括:建立泡沫材料性能试验系统的数值模型,调整模型中泡沫材料的某些参数值直到数值结果与相应的试验结果非常接近,并将这些数据应用于相关的组合结构分析中。     

圆柱形声腔内衬三聚氰胺泡沫降噪方法

针对运载火箭整流罩内高强度的噪声问题,采用圆柱声腔内衬理论、有限元仿真和声学试验研究了三聚氰胺泡沫材料的中低频（100~400Hz）降噪特性。将三聚氰胺泡沫内衬等效为阻抗边界,给出了圆柱声腔简正频率的修正公式。测试了20mm、30mm、40mm厚三聚氰胺泡沫的流阻和吸声系数,通过虚拟阻抗管仿真校验了三聚氰胺泡沫的声学参数、给出了表面声阻抗率。对比了内衬理论、阻抗边界仿真、实体仿真的简正频率。建立了运载火箭整流罩圆柱段缩比模型的噪声试验平台,对空桶和敷设三种厚度三聚氰胺泡沫等四种工况进行了仿真分析和噪声试验,对比了不同厚度三聚氰胺泡沫的降噪效果。结果表明圆柱声腔内衬三聚氰胺泡沫后简正频率减小,且减小量与三聚氰胺泡沫衬里的厚度成正比;三聚氰胺泡沫衬里在中低频段仍能达到约4~8dB的降噪效果。     

泡沫对红外点源导引头干扰效能分析

泡沫作为一种新的无源干扰手段,对红外点源导引头干扰作用明显。在对影响泡沫干扰效能的因素进行分析的基础上,建立了红外点源导引头遮蔽面密度和泡沫两点间面密度计算模型,通过两种面密度的比较,对泡沫的干扰效能进行分析。并利用Matlab仿真工具进行了数值仿真,结果表明：随着泡沫厚度、源强的增大,两点间面密度逐渐增大,与实验测得的值基本吻合。研究结论对泡沫干扰效能评估及泡沫干扰战术的运用具有一定的参考意义。     

泡沫芯子对夹层复合材料的静态和冲击性能的影响

对采用相同密度，不同材料的泡沫芯子制备的多种夹层复合材料进行了低能量和高能量冲击试验，在低能量冲击试验中它们的性能相近，在高能量冲击试验中性能出了明显的差别。     

哥伦比亚号：撞击试验展示“冒烟的枪”

7月7日在美国西南研究所进行的一次隔热泡沫撞击航天飞机机翼部件试验在受试部件上撞开了一个40.6厘米大小的洞。这使人们更加确信,从外贮箱上掉落的这种泡沫材料就是导致航天飞机机毁人亡的那杆“冒烟的枪”。试验中,泡沫撞击产生的巨大冲击让在场的约100名人员不禁一片惊呼。撞击震掉了记录用的摄像机镜头,还损坏了一些传感器。这次试验的撞击点与当初发射时哥伦比亚号左翼的被砸部位大体一致。此前调查人员就已推测掉落的隔热泡沫是造成事故的祸首,但这次试验提供了最有力的证据。这是事故调查委员会进行的第7次、也是最后一次泡沫撞击试…     

2002年航天新材料技术综述

2002年是航天新材料、新工艺、新技术发展及应用非常重要的一年。航天新材料的研究成果不断涌现:研制出了纳米颗粒炸药、碳纳米管高硬度材料、铝氧纳米管材料和新型密封材料、电子绝缘聚合物材料、新型“热塑料”材料以及原子级硅记忆材料和铝     

碳化硅铝基复合材料的应用与加工

文中就近年来国内外对碳化硅铝基复合材料的研究、应用和加工进行综述,并就碳化硅铝基复合材料在中国航天仪器产品上的应用、测试状况进行了分析。主要内容包括:碳化硅铝基复合材料的制备、材料性能的对比分析、力学试验内容和结果、热平衡试验分析。并详细地介绍了这种材料的机械加工和热处理方法。此外还结合国外对碳化硅铝基复合材料的研究应用现状,提出了这种材料在中国航空航天高科技领域应用发展前景的看法。     

用于航天电子设备的PMI泡沫夹层结构力学性能试验验证

针对应用于空间站的我国首个航天综合一体化电子系统设备的减重需求,通过试验验证了碳纤维/PMI/碳纤维、铝合金/PMI/铝合金2种PMI泡沫夹层结构的物理及力学性能,并与航天电子设备中常用的铝合金、碳纤维结构进行对比分析。研究表明,相比于铝合金结构,PMI泡沫夹层结构具有显著的减重效果以及良好的阻尼和比刚度特性,平均减重比约为40%,力学响应量级降低了40%～50%,为空间站电子设备的轻量化设计奠定了基础。