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  • 简介:长期以来,一直采用CAI(冲击后压缩强度)来评定复合材料抗冲击和损伤的能力,大量实验数据证实,它是个物理意义比较含混的力学量,不能正确指导材料研究和设计选材。研究表明,复合材料结构的抗冲击耐久性和含冲击损伤的损伤容限分别对应于材料体系的损伤阻抗和损伤容限,并可以分别用对应静压痕力~凹坑深度曲线拐点的压痕力Fknee,和凹坑深度~压缩破坏应变曲线门槛值CAIT(CompressionfailurestrainAfterImpactThreshold)来表征。

  • 标签: 复合材料 抗冲击 损伤性能 损伤容限 损伤阻抗 飞机结构
  • 简介:从复合材料结构设计许用值的概念和复合材料的冲击后压缩强度性能出发,讨论了按NASA标准得到的CAI值与它们的关系,指出了传统的CAI值不能充分反映复合材料体系的抗冲击性能。且与结构压缩设计许用值无任何联系。在对复合材料结构完整性要求和作者的试验研究,和对国外文献总结的基础上,提出复合材料抗冲击性能的评定应包括损伤阻抗和损伤容限两方面。大量的试验数据证实复合材料层压板抗冲击性能存在拐点现象,在对拐点附近复合材料层压板的破坏机理研究基础上,建议用拐点附近的性能建立复合材料层压板抗冲击性能的评定体系,即可以用表面层在冲击下保持其完整性的最大能力(最大接触力)来表征复合材料体系的损伤阻抗(韧性);用出现拐点后基本不变的压缩强度(破坏应变)门槛值来表征复合材料体系的损伤容限。

  • 标签: 航空航天材料 复合材料抗冲击性能评定 损伤容限 损伤阻抗 CAI
  • 简介:某液体火箭发动机的部件采用振动台进行模拟冲击环境试验,冲击控制谱的冲击时域波形由软件采用基本波形合成,基本波形有正弦波、合成小波、Chirp波形,而国内常用正弦波合成冲击谱进行冲击环境试验.给出了瞬态冲击数据合成法的算法过程,提取某液体火箭发动机试车过程中的冲击时域数据来合成冲击控制谱的冲击时域波形,计算结果表明算法有效,所合成的冲击时域数据能够满足冲击响应谱的精度要求.

  • 标签: 冲击响应谱 时域冲击波形 振动台 液体火箭发动机
  • 简介:研究了基于Flowmaster软件的直升机压力加油冲击压力仿真建模,将仿真结果与试验结果比较,采用地面压力加油泵进行建模,仿真计算冲击压力值远较试验值大;据此,提出采用恒压源代替地面压力加油泵的建模方法,仿真计算冲击压力值与试验值相差10%左右,满足了直升机压力加油冲击压力的工程计算需要。

  • 标签: Flowmaster 压力加油 冲击 仿真
  • 简介:采用交联对聚碳硅烷(PCS)先驱体进行改性,以改性先驱体配置溶液制备了C/SiC复合材料。在制备过程中,由于改性先驱体较高的陶瓷产率,缩短了复合材料基体致密化周期,气孔率降低到7.2%,密度提升到2.01g/m^3。在改善试样显微结构的同时,改性先驱体能够明显提升C/SiC复合材料力学性能,弯曲强度提高到459.4MPa,断裂韧性提升到13.6MPa·m^1/2,相比单组分PCS先驱体分别提高了51.9%和32.0%。烧蚀性能考核表明,试样的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为8.3×10^-3mm/s和4.3×10^-3g/s,相比单组分PCS制备的试样分别降低了85.7%和73.1%。通过对试样内部显微结构和考核后形貌进行分析,结果表明试样力学和烧蚀性能的提升主要得益于致密化的基体以及基体对纤维很好的保护作用。

  • 标签: C/SIC复合材料 改性先驱体 力学性能 烧蚀性能 显微结构
  • 简介:采用高能液体盐基先进单组元推进,如硝酸羟铵(HAN),同传统的肼类推进相比,可以带来许多好处,其中包括低毒、良好的化学稳定性和较高的性能。所有这些好处将显著降低总的使用费用。但是,高能盐基燃料点火困难,这对安全性来说是优点,但对设计来说却是一种困难。而且,这类高性能盐基推进的燃烧温度超过2200℃,比肼高得多。像这样的非常高的温度不仅对催化,而且对催化载体和燃烧室都提出了更苛刻的要求。在BMDO/NASA和空军SBIR基金的支持下,Ultramet研制了耐温近1300℃、没有明显表面积损失的催化载体.对高温、抗烧结催化也进行了研制和试验。ultramet以前为硝酸羟铵、肼、氧/氢、氧/甲烷火箭发动机研制了先进的单块式催化床(AMCAT),目前采用的新型单块式催化点火系统就是建立在这些工作基础上的。

  • 标签: 单组元推进剂 催化剂 载体 燃烧室
  • 简介:复合材料在新型客机上得到广泛应用,飞行过程中机身外表可能遭受冰雹袭击,造成机体破坏,危害乘客安全。为研究复合材料蒙皮抗冰雹冲击性能,本文首先基于弹塑性模型,考虑应变率强化效应和脆性断裂行为,建立冰雹动态本构,并根据冰雹撞击传感器试验数据修正冰雹模型参数;然后通过引入三维Hashin失效准则和Cohesive界面元,模拟复合材料的纤维断裂、基体压溃和脱粘分层损伤破坏行为;进而建立复合材料层合板抗冰雹冲击的数值模型,并研究其在不同冲击速度下的动态响应和损伤特性。数值结果表明:针对本文复合材料层合板构型,冲击失效阚值能量为232J;冲击载荷峰值和冲击点位移随冲击速度的增大而增大,但增幅趋缓;分层损伤面积与冲击速度近似呈线性关系;相邻层的铺层角度差为90°时,其层间分层现象更为显著。

  • 标签: 复合材料 冰雹冲击动态响应 分层损伤
  • 简介:针对直升机桨叶在保管和使用过程中可能承受的低速冲击过程所导致的不可见损伤进行分析。使用有限元分析软件ABAQUS对桨叶复合材料进行建模分析。推导出复合材料在冲击作用下可能导致层间脱层现象,并且由于冲击损伤作用可能导致桨叶结构的应力分布产生变化,从而导致应力集中,最终影响到整体结构的强度。

  • 标签: 低速冲击 有限元建模 应力集中
  • 简介:摘要:大吨位、受力复杂的机载设备抗冲击性能往往需要地面的水平冲击实验来验证。目前,国内的水平冲击实验装置最大负载在5吨左右,这已经不能满足现有机载设备研制的需求。本文研制了一套最大负载15吨,最大过载峰值16g,峰值对应时间在50ms以上的减速度水平冲击实验装置。实验装置由吊装框架、导向机构、投放锁、冲击平台、摆绳、波形发生器以及测控系统组成。冲击平台被提升至一定高度后释放,撞击液压阻尼波形发生器,产生冲击波形。经过冲击实验验证,本文研制的实验装置达到了设计指标。

  • 标签: 水平冲击 实验装置 大吨位 波形发生器
  • 简介:介绍了便携式冲击试验装置的研制原理及其应用。装置的研制不仅满足了大量预研课题和小试样性能测试的需求,而且成功地应用于许多军民机重点型号复合材料全尺寸结构地面验证试验中,解决了冲击损伤引入的难题,缩短了型号研制周期,节约了大量试验安装费用。

  • 标签: 便携式装置 冲击试验装置 冲击损伤 损伤容限 飞机结构 复合材料
  • 简介:依据液体火箭发动机涡轮泵原理,建立了两级局部进气冲击式压力级涡轮的设计方法。该方法可以根据涡轮进出口边界条件、转速和结构尺寸等参数,完成涡轮的一维设计,并输出叶型的几何数据和流动性能参数,再结合三维数值模拟进行验证。按照涡轮总体设计要求,完成了某小流量高压比涡轮的原始设计,根据三维数值模拟的结果,对原始设计的涡轮叶型进行了优化,涡轮效率提高了2%。在全周结构上进行了三维数值模拟验证,优化后的两级局部进气冲击式压力级涡轮满足涡轮总体设计要求。

  • 标签: 局部进气 冲击式压力级 涡轮 优化
  • 简介:简要概括了复合材料冲击试验的研究现状,详细介绍了某落锤式冲击试验机的研制及工作原理;以某层压板为例验证了该试验机性能,并对比分析了冲击前后层压板强度的变化.结果表明:该试验机数据收集满足试验要求;层压板受到低能冲击后内部出现大量分层损伤,其强度值降低最大达35%.

  • 标签: 复合材料 冲击试验机 层压板 损伤
  • 简介:使用NUMECA软件对某型超音速两级冲击式涡轮进行了全三维定常湍流流场计算,分析了计算结果。以此为基础,通过修改叶型得到性能较高的涡轮叶型设计,并对比了优化前后涡轮内部流场。以三维计算结果为基础,分析涡轮内部流动损失,在保证氧涡轮原有机械结构不做大的改变、输入条件不变的情况下,对涡轮叶型进行优化研究。以叶型参数为变量,以总静效率(在总总效率的基础上考虑余速损失而得)为目标函数,通过反复修改各个叶型参数,然后对每次修改过的叶片进行三维计算,通过比较涡轮总静效率大小判断叶型优劣。通过优化,获得了效率更高、做功能力更强的涡轮叶型。研究成果对工程研制有一定的指导意义,总结的涡轮气动设计及优化方法,对涡轮的设计具有借鉴作用。

  • 标签: 冲击式涡轮 超音速叶型 气动优化
  • 简介:利用超声系统对复合材料层压板结构的冲击损伤双面扫描,探讨损伤声像在各层面上的分布状况,从两面扫描中分析其在对应位置声像不一致性成因,从而依声图像准确判定内部损伤空间位置、大小、缺陷性质及一般规律。通过层压板冲击损伤的双面扫描分析对比,分析了扫描面结果不一致性的几种成因。此项研究有助于对复合材料内部各层面损伤进行定性、定量分析,并为断层图像重建为三维模型提供依据,在一定程度上减少三维重建凭经验、想象的主观性随意性。

  • 标签: 复合材料 冲击损伤 双面扫描 不一致性 三维重建
  • 简介:凝胶/膏状推进作为近年来新型推进一个重要热点,引起了各国专家的极大兴趣.这类推进既克服了固体推进燃烧速率难以随机控制、发动机难以多次启动的缺点,又克服了液体推进密度低、贮存性差的缺点.但它们的研究工作却一直难以取得满意的成果,离实用尚有一定的距离.本文着重讨论了国外这类推进的研究活动及其主要研究成果,为我国开展这方面的工作提供了有益的参考.

  • 标签: 胶凝推进剂 膏状推进剂 非牛顿流体 推进剂流变学
  • 简介:冲击冷却换热作了初步的实验研究和分析,实验中采用了两块冲击孔直径的冲击孔间距均不同的冲击孔板,实验结果表明,横流对冲击冷却换热的影响较大;冲击间距与冲击孔径之比为1.027-2.333的范围内,换热的努氏数随冲击间距的增大而增加;在冲击间距一定时,换热的努氏数随冷却气流流量的增大而增加。

  • 标签: 冲击冷却 换热系数 多排均布圆孔垂直冲击平板 航空发动机 试验研究 冲击间距
  • 简介:分析了基于波传播特性变化监测复合材料冲击损伤的技术进展,介绍了利用FBG或FBG/PZT联合监测冲击损伤的方法。本文提出了一个新颖的冲击报警和定位方法;报警判据和定位算法仅仅依据冲击期间FBG所测得应变最大幅值和FBG的相对位置。用T700S/BA9916层板进行了试验验证。结果表明该方法准确、快速、简便,定位误差工程上可以接受。

  • 标签: 布拉格光栅 低能冲击 冲击报警/定位
  • 简介:在冷战时期,从战略快速反应角度出发,研制的可贮存液体推进都是剧毒的,应该从当今商业发射市场消除。可贮存液体推进的重要特性是常温下呈液态,能够长期贮存、自燃。然而,绝大多数这种推进也带有强烈的毒性,人们一旦接触,就可能导致死亡。虽然这些推进仍然应用在长期贮存及快速反应系统,低温无毒推进能够较好应用在许多发射领域,特别是大型助推器上。可贮存推进应用的最好例子包括长期在轨卫星位置保持及快速反应武器系统中的推进系统上。然而,这些独特系统所需要的推进剂量同大型助推器所需要的推进剂量相比暗然失色。这些独特系统的要求,即真正需要长期贮存,其推进剂量只是目前使用总的有毒推进剂量的1%。其余的99%并未应用在需要长期可贮存的系统中。例如质子号助推器的推进用量接近普通卫星轨道保持推进系统推进用量的1000倍。实际上,氧化变成洁净的液氧将会降低成本并且显著提高商业发射的有效载荷。转交的障碍在于能否花得起钱,重新鉴定将有毒的推进系统转交成无毒低温推进系统。管理需要和可贮存系统的维护费用要求将最终迫使这种转变成为现实,但产业初期的投入将更具有经济意义。

  • 标签: 可贮存推进剂 无毒推进剂
  • 简介:通讯卫星上液体推进的质量比值大会对卫星的姿态产生影响,这与卫星的力学特性和流体运动间的相互作用有关.卫星贮箱内液体燃料的自由表面波动或液面晃动是一个公认的问题.本文提供了作用于贮箱上,且量值相当大的重力或等量加速度力的数值结果,但这种力变小时就应把其它的力考虑进去,如液体燃料与液面上部的气体之间的面际张力.在ALCATELSPACE和LEMMA的共同努力下,已开发出ANASLOSH软件包,其目的是给任何即便是很小的加速度力提供准确测定晃动模式的方法.首先,考虑表面张力及液-气界面与贮箱壁交点处的接触条件,确定稳态平衡表面的形状,接着,计算出了自由表面的微小振荡.电推进机动飞行过程中通讯卫星晃动模式的确定就是其一项工业应用.

  • 标签: 低重力环境 液体推进剂 特性测定