基于LNOI的集成化光纤陀螺用功率分束器研究

设计了一种基于绝缘体上铌酸锂(LNOI)的片上多模干涉(MMI)波导功率分束器,在5μm×45μm的小尺上实现了1×2的片上分束功能,且满足集成化光纤陀螺的光路应用要求。通过理论公式和有限时域差分法对器件进行了关键参数计算和光场仿真,MMI干涉区长度为20μm,优化输出分支间距并增加宽度为1.7μm的锥型波导后,在100nm的光谱宽度中,功率分束器的归一化输出光强较为平坦,最低规一化输出光强为0.965,两输出分支的光功率不均匀度仅为10量级。     

填充纤维及阻燃剂对EPDM绝热层耐烧蚀性能的影响

研究了填充纤维、阻燃剂种类及用量对EPDM绝热层耐烧蚀性能的影响。结果：当芳纶纤维的最佳填充量为5－8份,含磷阻燃剂的最佳用量为15－25份情况下,它们可显著提高EPDM绝热层的耐烧蚀性能。     

无人机超轻碳纤维复合材料结构件成型技术研究

以国家某重点项目平流层长航时固定翼无人机项目为依托,研究无人机机翼结构件的成型技术。在保证无人机机翼结构强度、刚度、稳定性的前提下,通过外模压内气压的加压方式并结合热板烘箱加热技术固化成型碳纤维复合材料泡沫夹芯结构主梁和前缘;对主梁产品进行加载试验和有限元分析,根据分析结果对主梁产品表面补强。结果表明,补强后的主梁产品可满足2.5倍额定载荷要求,同时可承受102 N·m扭矩,且总重7.2 kg,前缘产品重0.19 kg,实现机翼结构部件的轻量化;本文研制产品满足各项技术指标,为超轻碳纤维复合材料结构件的成型提供新的技术手段。     

长周期光纤光栅用于材料热膨胀系数的测量

基于长周期光纤光栅(Long-period fiber grating,LPFG)对应变和温度的敏感特性,用两只LPFG光栅测量材料的热膨胀系数,提出用一只自由状态的LPFG光栅作为实验光栅的温度补偿。实验原理简单,操作方便,克服了传统测量方法对试件本身的要求,且传感信号属于波长解调,不受光强波动及光纤损耗的影响。通过实验获得了对铝板的测量误差约为0.6%,实验结果表明采用LPFG光栅测量材料热膨胀系数的方法是可行的。     

Constructing flexible fiber bridging claws of micro/nano short aramid fiber at interlayer of basalt fiber reinforced polymer for improving compressive strength with and without impact

The high-performance Basalt Fiber Reinforced Polymer(BFRP)composites have been prepared by guiding Micro/Nano Short Aramid Fiber(MNSAF)into the interlayer to improve the resin-rich region and the interfacial transition region,and the flexible fiber bridging claws of MNSAF were constructed to grasp the adjacent layers for stronger interlaminar bond.The low-velocity impact results show that the MNSAF could improve the impact resistance of BFRP com-posites.The compression test results demonstrate that the compressive strength and the residual compressive strength after impact of MNSAF-reinforced BFRP composites were greater than those of unreinforced one,exhibiting the greatest 56.2％and 73.3％increments respectively for BFRP composites improved by 4wt％MNSAF.X-ray micro-computed tomography scanning results indicate that the\"fiber bridging claws\"contributed to better mechanical interlocking to inhibit the crack generation and propagation under impact and compression load,and the original delamination-dominated failure of unreinforced BFRP composites was altered into shear-dominated failure of MNSAF-reinforced BFRP composites.Overall,the MNSAF interleaving might be an effective method in manufacturing high-performance laminated fiber in industrial pro-duction.     

C/SiC复合材料推力室应用研究

C/SiC复合材料密度低、耐高温、抗氧化、抗烧蚀,并且具有非常好的高温力学性能,是制备高性能液体火箭发动机推力室的理想材料.本文从C/SiC复合材料燃烧室结构计算、无损探伤及C/SiC与金属连接等方面,论述了上海空间研究所在C/SiC复合材料应用于液体火箭发动机推力室方面的基础研究及应用进展.     

光纤CO气体传感器的研究

基于近红外吸收光谱分析技术,采用1.57μm分布反馈式半导体激光器(DFB LD)作为光源,应用二次谐波检测技术,实现了CO气体的浓度检测,与中红外CO气体检测系统相比,系统的灵敏度和稳定性得到很大提高.     

纤维缠绕圆锥壳体设计分析

以纤维缠绕结构的网格理论为基础,建立了纤维缠绕圆锥壳体在内压作用下的平衡方程。求解该方程,得到了纤维应力、纤维厚度和均衡缠绕角的解析解。对螺旋加环向缠绕,从圆锥大端到小端,纤维厚度和均衡缠绕角逐渐增大,纤维应力逐渐减小。利用最大应力强度准则,得到了单一螺旋缠绕及螺旋加环向缠绕圆锥壳体爆破压强的计算公式。为了使计算的爆破压强与实际结果相符合,纤维发挥强度的选取必须由模拟实验确定。     

混杂化是改善CFRP韧性的有效途径

碳纤维复合材料(CFRP)虽然以模量高、强度高而作为受力构件材料越来越多地被应用。但CFRP性脆,韧性差,其应用在很大程度上受到了限制。若将玻璃纤维(G_纤)或Kevlar纤维(K_纤)代替部分碳纤维,即制成C/G,C/K混杂复合材料,在不太损失其它性能的前提下可以大大提高CFRP的冲击韧性[1][2]。实验证明,混杂化是改善CFRP韧性的一个切实可行的途径。     

热压辅助先驱体裂解制备的三维Cf／Si—O—C复合材料的微观结构与力学性能

采用聚硅氧烷(PSO)先驱体浸渍裂解工艺制备出碳纤维三维编织物增强Si—O—C复合材料(3D-B C_(?)/Si—O—C)。研究发现,第一周期采用热压辅助裂解可以显著提高材料的力学性能与致密度。第一周期经1600℃、10MPa的条件热压裂解处理5min后,材料的弯曲强度和断裂韧性从未处理前的246.2MPa和9.4MPa·m~(1/2)提高到502MPa和23.7MPa·m~(1/2)。该材料的弯曲强度在真空中可以保持到1400℃。探讨了工艺参数对材料结构与力学性能的影响。高温裂解弱化界面结合同时提高纤维就位强度以及加压提高材料致密度是热压辅助裂解能提高材料力学性能的主要原因。