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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

泡沫铝在航天工程中的应用展望

简要介绍了新兴材料泡沫铝(合金)的结构特点和主要性能以及国内外有关该材料制备和材料应用研究的现状。结合航天器设计中的实际问题,重点探讨了利用泡沫铝及泡沫铝合金的减振和冲击吸能特性,设计制造航天员防振座椅、抗冲击舱底和陀螺支架的可行性及具体应用形式。     

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。     

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。     

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…     

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。     

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。     

欧洲面临的航天材料问题

文中叙述航天材料的应用，高稳定性结构材料，环境对材料的影响，高温应用材料，材料结构的连接，材料结构的检验方法以及智能结构技术的空间应用等问题。     

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。     

对硬质聚氨酯泡沫塑料发泡时泡沫中心部位温度的分析计算

本文计算了硬质聚氨酯泡沫塑料组合聚醚主要组分的配比、硬泡容重、搅拌时间与发泡反应时泡沫体中心部位的关系，分析了发泡地泡沫体中心部位温度以遥影响。     

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。     

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。     

欧洲面临的航天材料问题

文中叙述航天材料的应用、高稳定性结构材料、环境对材料的影响、高温应用材料、材料结构的连接、材料结构的检验方法以及智能结构技术的空间应用等问题。     

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.     

航天器多功能结构传热特性的实验研究

针对航天器结构高性能、轻质化和集成化的发展要求,设计了集电路控制,热管理功能和结构承载功能于一体的多功能结构。此种结构分别采用柔性电路板控制热仿真多芯片模块,作为多功能结构的热源;碳碳材料作为热倍增器;复合材料蒙皮和金属泡沫芯子的夹层结构作为承载结构,实现了结构和功能的集成。同时,为了研究多功能结构的传热特性,进行了热真空实验,实验测量了热流密度和温度梯度。结果表明这种新型的结构可以消散飞行器多芯片模块产生的热量,碳碳热倍增提供了一种减小温度梯度的新方法,同时这种多功能结构减少了结构的体积,降低了结构的质量。     

透明微穿孔吸声板设计与性能实测验证

文章针对航空航天领域的消声降噪需求,基于微穿孔吸声板基础理论,编制了一套快速计算图表,进行透明微穿孔吸声板结构设计,并选用PMMA透光材料和激光打孔工艺来实现。经对正入射吸声系数实测验证表明,快速图表法的计算偏差不超过15%,所设计的吸声板结构、材料和工艺均满足工程要求,可为透明微穿孔吸声板的推广应用提供参考借鉴。