基于分形理论和节点分离有限元的泡沫铝防护结构数值仿真研究(英文)

利用数字图像处理技术对泡沫铝截面的分形特征进行了分析,使用对数线性回归方法计算了泡沫铝的分形维数。Serpinski垫片可以被用于泡沫铝截面建模。通过调整迭代次数和分割参数可以获得不同分形维数、不同相对密度的泡沫铝模型。使用节点分离的Lagrange有限元方法对超高速碰撞过程进行了分析,通过将数值仿真结果与实验结果对比表明了建模方法以及仿真方法的有效性。通过数值仿真,获得了等面密度的铝防护板以及泡沫铝防护板的弹道极限曲线。对比表明,泡沫铝板的防护性能明显优于铝板。泡沫铝材料适合应用于航天器防护。     

多孔镁基板上纳米厚度Mg(OH)_2层片的常压水热合成

利用开放式常压水热合成工艺在烧结多孔镁基板表面制备了纳米厚度的氢氧化镁(Mg(OH)2)层片。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射分析(XRD)研究了水热处理时间对Mg(OH)2形态的影响,并讨论了多孔镁基板表面纳米厚度Mg(OH)2层片的生成机理。实验结果表明,多孔镁基板中相邻镁颗粒之间的孔隙处是Mg(OH)2层片的优先形成区域,通过超声处理可以使基板上的Mg(OH)2层片脱落。制备的Mg(OH)2样品在123℃的饱和水蒸气中的吸水率在较长时间内会逐步增加。     

钇铝石榴石对氧化铝基陶瓷型芯高温性能的影响

开发了一种钇溶胶为强化剂、通过真空压力浸渍强化处理改善氧化铝基陶瓷型芯高温性能的新工艺.研究了浸渍工艺对陶瓷型芯高温性能的影响,利用x射线衍射和SEM分析了陶瓷型芯相组成及其断口形貌.实验结果表明高温性能随着浸渍次数的增加而得到明显地改善.三次浸渍强化后,高温挠度从7.38 mm降低至0.72 mm,高温抗弯强度(15...     

粉末燃料冲压发动机燃烧室两相流数值模拟

采用颗粒轨道模型对镁粉燃料冲压发动机的两相流场进行了三维数值模拟,目的是为进一步的实验研究提供指导和参考。结合理论性能分析,提出了一种发动机构型,通过数值模拟分析了颗粒粒径、产物相态等因素对该发动机燃烧效率的影响。结果表明,粉末燃料的粒径较小时点火延迟时间短,颗粒在发动机中的滞留时间长,燃料燃烧效率较高。     

Al—Si合金激光表面合金化的研究

采用ＣＯ２连续激光器对Ａｌ－Ｓｉ合金进行表面合金化处理。采用近代测试手段对表层的组织结构、相组成、合金化元素的分布及显微硬度进行测试和分析。结果表明，合金化元素和其它一些硬质相固溶到α－Ａｌ中，表面层的显微结构明显细化，显微硬度由基体的８０～９０提高到２５０～２８０。     

液氧/铝月球火箭发动机设计

本文对含铝(Al)33%的液氧(LOX)单组元推进剂火箭发动机进行方案设计研究。发动机分为挤压式和泵压式两种方案,推力分别为26.69kN 和444.83kN。提出了发动机的计算参数和假定参数。通过讨论发动机的主要分系统如单组元推进剂贮箱、供应管路、泵、涡轮、燃烧室和喷管/出口锥等,指明完成设计程序的关键分析难点和所需数据。与分析结果一起指明一种新组合件:火焰回流捕获器。该装置的功能是阻止火焰峰延伸部分通过推进剂管道进入贮箱。Al/LOX 火箭发动机的主要设计难点是其热流量高,通常比常规火箭发动机高出很多。结果表明:由于热流量太高,挤压式发动机采用超临界 LOX 冷却是不可能的,而泵压式发动机 LOX 流量大,冷却则可以实现。考虑到铝粒在单组元推进剂中的点火延迟和燃烧时间,建议推进剂雾化到200μm 或更小。推进剂中 Al 含量低,导致燃烧长度不能接受。除出口锥以外,Al 和氧化铝的侵蚀不是设计中的主要问题。现在的计算机程度能够预示出口锥造型,这种造型的喷管出口锥不经受颗粒的冲击侵蚀。同时还提出了校验出口锥造型的设计准则。     

月球探测器软着陆缓冲机构着陆性能分析

铝蜂窝缓冲器是月球探测器软着陆机构常用缓冲装置。首先针对简化 二级蜂窝缓冲装置在LS\|DYNA中进行着陆过程大变形模拟仿真分析;其次对探测器机体变 形对着陆性能的影响进行研究。研究结果表明探测器采用多级蜂窝缓冲装置,在着陆过程中 当第一级蜂窝材料完全压缩时,探测器加速度响应最大;由于探测器机体柔性变形改变了相 应连接约束的位置从而使着陆器着陆性能恶化。     

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.     

韧性较高的铝锂合金

与普通铝合金相比,虽然一般铝锂合金的密度较低,但是在强度水平相同的情况下,其韧性很低。这个缺点致使在现代飞机设计中,以铝锂合金来替代普通铝合金的努力受到阻碍。新研制的四种铝锂合金(即XT110、XT120、XT130、XT140)专利,