镁合金AZ31筒形件精整成形工艺研究

对镁合金AZ31筒形件进行了精整工艺的研究,分析了润滑条件、减薄率对精整成形过程、筒形件尺寸精度和表面质量的影响。结果表明:在温度200℃左右,可以对经过拉深加工的镁合金AZ31筒形件进行精整成形;使用润滑剂可以大幅度提高筒形件表面质量和降低成形压力;适当的减薄率可以得到尺寸精度高、表面质量好的零件。     

镁合金AZ31板材成形性能研究

通过调整成形温度和摩擦条件,研究了镁合金AZ31板材极限拉深系数与拉深条件之间的关系。试验表明,其最佳成形温度是200℃,而且模具圆角半径、模具表面的镀膜组合、固体润滑剂等因素均对极限拉深系数具有很大的影响。     

镁合金变形细化晶粒的研究现状

介绍了镁合金塑性变形的结构特性,综述了镁合金通过等通道角挤压、挤压、轧制、锻造和拉拔等塑性成形技术,进行细化晶粒的最新研究进展.探讨了关于镁合金塑性成形领域亟待解决的问题,展望了镁合金塑性成形细晶技术的发展方向.利用各种变形方法细化晶粒以求获得优异性能是镁合金发展中的一大趋势.     

航空航天用镁合金的研究进展

基于航空航天结构轻量化发展的需求,对高性能镁合金的研究进展进行了回顾,重点介绍了AZ系、ZK系、Mg-RE系和Mg-Li系合金在航空航天领域的研究进展与应用现状。综述了先进镁合金研发的技术与应用瓶颈,以及目前最常用的合金化和热处理等合金性能改进方法,介绍了镁合金研究在未来航空航天领域的发展趋势。     

冷轧Inconel718管材残余应力的模拟分析

采用有限元法构建了Inconel718管材冷轧过程的模拟计算模型,并分析研究了不同参数(送进量、压下量、轧制周期)对冷轧管材的残余应力的影响。模拟结果表明,随着轧制送进量的增加,冷轧管材的残余应力逐渐降低;而压下量以及轧制周期的增加会导致冷轧管材残余应力升高。     

(石墨+纳米SiC_p)/Cu基复合材料的制备及性能研究

采用粉末冶金法制备(Gr+纳米SiCp)/Cu基复合材料,研究了不同球磨时间和球磨转速对球磨效果的影响,得到最佳球磨时间和速度为8小时和300r/min。球磨后在1143K和200MPa下采用热压烧结法处理2h,然后在1143K下进行热挤压,挤压比16∶1。采用SEM和TEM研究了不同石墨含量烧结态和挤压态复合材料的微观组织,测试了不同石墨含量的热挤压态复合材料的抗压强度。     

AZ31镁合金表面化学镀Ni-P非晶镀层

本文针对AZ31镁合金进行表面化学镀镍,优化了化学镀工艺。结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)等测试方法对镀层表面形貌、结构、成分等做了测定和分析。最后通过电化学实验和盐雾试验等测试方法对Ni-P镀层的性能进行了研究。通过对化学镀工艺的优化,制备出了外观平整、光亮、结合力强、耐腐蚀性能好的Ni-P非晶镀层。     

缺口根部最大应力的概率分布分析模型

基于随机有限元的思想,提出了一种求解缺口根部最大应力概率分布的方法.该方法通过对应力表达式的Taylor展开,将影响应力分布的因素分为载荷和材料性能参数两部分,且材料性能参数部分可近似等效为一个正态随机变量,从而缺口根部最大应力的分布可表示为外载荷分布和材料性能参数分布的线性组合,容易计算得到最大应力的分布函数.完成了中心孔和椭圆边缺口根部最大应力分布的算例分析,结果表明这种近似比较精确和有效.     

锥形套式连接C/C喷管扩张段温度场与应力场分析

通过计算喷管的温度场和应力场,描述了扩张段在发动机工作过程中温度和应力的变化规律。首先,将燃气流简化为一维等熵流,以确定喷管内的温度和压强分布。基于轴对称有限元模型,计算了扩张段瞬时温度场。然后,将温度场结果导入到结构热应力分析中,分别计算了扩张段的粘接界面接触合力、轴向拉应力和压应力、层间剪切应力随时间变化规律。最后,与螺纹连接的C/C喷管进行对比,得出在目前材料体系下,锥形套式连接的C/C喷管设计是一种较优化的结构设计。     

富燃料膏体推进剂在燃烧喷头流动中的流-固-热耦合数值模拟

膏体冲压发动机燃烧喷头内存在流动、换热及热传导,是一个典型的流-固-热耦合问题。文中针对燃烧喷头耦合问题进行了数值模拟,得到了不同挤压压强、不同推进剂初温条件下,燃烧喷头的温度分布和喷头孔内的推进剂流动参数。计算结果表明,燃烧喷头温度的热传导对推进剂流量会产生较大影响,而燃烧喷头温度场分布与挤压压强、推进剂温度关系不大,同时燃烧喷头具有特定的稳定工作时间。     

一种热平衡等温机制的新型热防护及相关技术

给出了一种适用于高超声速飞行器热防护的新概念——疏导式热防护,其基本理论是利用热平衡等温机制,使防热层趋于一等温体,实现热负载平衡。针对这一概念,进行了较为系统的研究,包括原理、分析方法、实现疏导式热防护的关键技术。研究结果表明,疏导式热防护技术可有效地减少高热流区的温度和热应力,是一种有效的非烧蚀热防护技术。     

Microstructure and Properties of Low-pressure Cold Sprayed Al-based Composite Coatings on Magnesium Alloy Surface

Pure Al and Al-30% Al2O3 composite coatings are prepared on the surface of AZ31B magnesium alloy by low-pressure cold spraying. The morphology and structure of the coatings are analyzed by scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), and X-ray diffraction (XRD), and the effects of the addition of Al2O3 on the microstructure of the Al-based coatings are discussed. The mechanical properties and corrosion resistance of the coatings are fully evaluated by the micro-hardness tester, electronic tensile machine, and electrochemical workstation. The results show that the coating structure is more uniform and denser, and the porosity is significantly reduced after the addition of Al2O3. The interfaces between the coatings and the magnesium alloy substrate are distinct, and the coatings and the substrate are mechanically combined. Compared with the pure Al coating, the microhardness of the Al-Al2O3 composite coating is increased to 61.1 HV0.2, and the bonding strength reaches above 53.1 MPa. The self-corrosion potential of the two coatings is higher than that of the magnesium alloy, and the self-corrosion current density is significantly lower than that of the magnesium alloy substrate. The Al-based coatings prepared by low-pressure cold spraying have high hardness, good bonding strength, and good corrosion resistance, which can be used for the repair and protection of magnesium alloy structural parts.     

一种冷热交变环境下太阳帆应力保持方法

针对冷热交变环境导致太阳帆内部应力剧烈变化的问题,基于形状记忆合金(SMA)弹簧提出了太阳帆的张拉方案和薄膜应力保持恒定的方法,该方法利用形状记忆合金在高低温下的刚度非线性特性,有效补偿薄膜和支撑杆之间的间隙变化,以使薄膜内部应力基本保持恒定。针对六边形构型太阳帆开展了数值仿真,首先建立了太阳帆的热分析模型和力学分析模型,获取了高低温工况下的温度场。然后通过热致变形分析得到薄膜与支撑杆在高低温工况下的间隙变化,据此确定形状记忆合金弹簧的参数。最后对太阳帆在高低温工况下的薄膜内部应力进行了验证。     

基于应变量耦合的低成本Ti-Al-V-Fe合金本构关系

为了获取新型低成本Ti-Al-V-Fe合金热成形工艺窗口,研究了热加工参数为变形温度875~1100℃、应变速率0.001~1 s^-1、变形量70%的低成本Ti-Al-V-Fe合金热变形行为。结果表明:流变应力与变形温度成反比,与应变速率成正比,合金为典型负温度、正应变敏感材料。以热模拟实验数据为依据,运用多元线性回归方法,确定了材料常数与应变的函数关系,建立了基于应变量耦合的α+β两相区及β单相区Arrhennius本构方程,其耦合系数为0.98,表明建立的模型在给定任意应变量时可准确预测流变应力。根据热激活能,判别合金在不同相区软化机制,单相区为动态回复,两相区为动态再结晶。     

基于石墨烯强化传热的微小飞行器热控设计

文章针对微小飞行器电子设备高度集成化带来的热控风险,以某微小飞行器为研究对象,在分析其轨道参数和结构性能的基础上,提出采取不同厚度的石墨烯导热层等温强化传热的热控设计方案;通过热分析软件建立飞行器在轨状态的热模型,仿真计算飞行器在高温和低温工况下的外热流及不同厚度的石墨烯导热层方案下的瞬态温度分布,并对结果进行对比分析。结果表明,采取石墨烯导热层等温强化传热的热控方案可明显降低微小飞行器内部单机的温差,解决高低温工况下单机温度波动较大的问题。同时,通过实验方法验证了利用石墨烯导热层实现微小飞行器等温化的可行性。     

Thermomechanical behaviour of CFRP tubes for space structures

Carbon fiber reinforced plastic (CFRP) tubes, with the increasing dimensions and performances requested for space structures, are becoming a basic building element of boom-type structures for large precision reflectors, towers and payload support structures such as the Modular Payload Support Structure, the Shuttle Pallet Satellite or the European Retrievable Carrier. It is very important for such applications that the CFRP tubes have minimum thermal distortions and very high stiffness.An extensive test program was performed to characterise the CFRP tubes that are used for such applications. Measurements of coefficient of thermal expansions, thermal conductivity, thermal cycling, microstructure behaviour, as well as mechanical tests and outgassing tests were performed. The main purpose was to correlate the microcracking with the thermal cycling and the coefficient of thermal expansion and thermal conductivity.These types of activities for the CFRP tubes were performed for the first time in Europe and important results were found, especially in the area of microcracking generation and correlation with engineering parameters. The influence of the thermal cycling speed on the microcracking was also studied. Most of the tests were conducted at ESTEC (European Space Research & Technology Centre, Holland) by the European Space Agency in the frame of the technology research activities.     

2195铝锂合金应力松弛时效成形工艺制度

以2195-T8态铝锂合金为研究对象,探究工艺参数对其应力松弛时效行为的影响规律。试样经过固溶、淬火,进行不同预变形、时效温度及时效时间条件下的应力松弛时效实验。通过室温拉伸,测得应力松弛时效后试样的力学性能。基于正交试验的极差分析和方差分析,探究了预变形、时效温度和时效时间3个工艺参数对应力松弛量、屈服强度和延伸率的影响权重占比;进一步研究发现预变形不仅可以提高2195铝锂合金时效后的强度,还降低了应力梯度对材料力学性能不均匀性的影响;查明了实现2195铝锂合金应力松弛时效形性协同制造的合理工艺制度:180℃+4%预变形+时效时间12～16 h。研究工作为大型铝锂合金构件应力松弛时效形性协同制造工艺窗口的确定提供了重要支撑。     

V型皱褶芯材夹层结构强迫对流传热与热应力分析

V型皱褶芯材夹层结构与强迫对流冷却相结合,可应用于高超声速飞行器或大功率电子器件承载和散热的多功能设计。文章采用数值仿真方法对强迫对流条件下V型皱褶芯材夹层结构的换热及其产生的热应力进行研究,获得了相应的速度场、温度场及结构热应力分布。结果表明:强迫对流条件下,V型皱褶芯材夹层结构的换热性能明显提高,同时导致较大的压力损失。流体速度场随着几何构型的改变而发生周期性的变化,在结构偏折处波峰一侧流速达到最大,对流换热得到增强;沿着冷却液流动方向,结构与冷却液的温度逐渐升高,并伴随着周期性的波动;皱褶芯材夹层结构的整体换热能力随着入口流速的增大而增强。热流输入侧的面板热应力和变形均较大,结构皱褶部位存在应力集中。     

大型反射面天线温度分布规律及变形影响分析

针对高频段大型反射面天线对电性能的高要求,必须降低太阳热辐射对天线的影响。先计算一天中太阳入射角度的变化规律,再基于I\|DEAS软件仿真,得到一天中各时刻天线反射面上的温度、热应力场、热变形分布,然后针对阴影对天线结构的重要影响,以“分点分段”的形式给出不同时刻温度在反射面上的分布及其影响程度和规律,为工程人员进行天线的温度补偿和结构优化提供了依据。     

固化降温过程中推进剂药柱的瞬态响应分析

应用有限元法,对固体火箭发动机药柱在固化降温过程中的三维瞬态温度场进行了数值模拟,并基于药柱的粘弹性本构关系,计算了由瞬态温度场引起的应力应变响应。给出了危险点的应力应变随时间的变化规律,可供结构整体分析参考。