二氧化硅气凝胶隔热涂料的性能评价

通过控制合适的条件,将SiO2气凝胶微球加入到纯丙乳液中,混合其它助剂,制成SiO2气凝胶隔热涂料;并运用相关国家标准提供的方法对其进行性能检测。实验结果表明,它具有较好的液态性能、颜色和外观、硬度和附着力、耐水耐热性和隔热性;在实验探索中,还建立了一套针对于SiO2气凝胶隔热涂料的性能评价体系。     

基于非线性涡流的结构材料塑性损伤评价

基于非线性涡流(nonlinear eddy current,简称NEC)检测技术搭建了实验系统,对Q195碳素钢和304奥氏体不锈钢两种常用核电结构材料的塑性损伤程度进行无损定量评价研究。发现材料的塑性损伤程度与非线性涡流检测信号频谱图中基频幅值、三次谐波幅值存在一定线性关系。不同材料的线性关系存在差异,Q195碳素钢的检测信号随损伤程度增大而下降,304奥氏体不锈钢的检测信号随损伤程度增大而上升。通过开发实验系统、进行塑性变形导入和非线性涡流检测实验,分析检测信号与塑性变形程度的相关性,发现检测信号中基波幅值及三次谐波幅值与检测试件的塑性变形程度具有良好相关性,验证了本研究方法对两种典型核电结构材料塑性变形无损定量评价的有效性与可行性。     

泡孔微结构对弹性泡沫材料宏观压缩力学性能的影响分析

弹性泡沫材料是一类典型的非均质多孔材料,其宏观力学特性取决于基体材料特性和细观组成。通过构造一系列泡孔规则分布、朝向随机的椭圆形泡孔模型,以及随机分布圆形泡孔模型,采用有限元方法分析了弹性泡沫材料细观变形机制,以及泡孔形状、泡孔分布以及孔隙率等因素对弹性泡沫材料宏观压缩力学性能的影响规律。细观力学模型计算结果表明,弹性泡沫材料的单向压缩应力—应变曲线表现出泡沫材料共有的三阶段变形特性;与椭圆形泡孔模型相比,圆形泡孔模型具有较长的压缩平台段和稳定的力学性能;制备规则分布的球形泡孔结构是弹性泡沫材料微结构设计的优选方案。研究结果可用于指导弹性泡沫微结构设计。     

多层圆柱壳间隙预估研究

为了解由多层圆柱壳构成的装置轴向平面间隙随环境温度的变化,设计了PBX壳的热膨胀系数测定实验,结果表明,PBX壳各型面的热膨胀系数不同;推导了多层圆柱壳轴向平面间隙随环境温度的变化关系式并设计了验证实验,计算值与实测值的误差小于10%。     

h-BN/SiCw/聚砜导热绝缘复合材料的协同导热效应

以聚砜为基体,具有二维结构的六方片状氮化硼和一维结构的碳化硅晶须二元复配填料为导热填料,使用双辊开炼机在高温熔融共混,模压成型制得导热绝缘复合材料。用扫描电子显微镜、导热分析仪、超高电阻微电流测量仪对复合材料的断面微观形貌、导热性能、电绝缘性能进行了表征。结果表明,不同形状的导热填料均匀分散在聚合物基体中,相互搭接形成导热网络,合适配比的二元复配填料对复合材料热导率的提高具有协同效应。随着二元复配填料用量的增加,复合材料热导率升高,表面电阻率和体积电阻率却有所下降。当h-BN与SiCw质量比为8/2,复配填料质量分数为50%时,h-BN/SiCw/聚砜复合材料的热导率达到2.728 W/(m·K),表面电阻率和体积电阻率为5.21×1013Ω和7.86×1013Ω·cm。     

Q690高强钢疲劳损伤后力学性能试验研究

服役结构材料疲劳损伤后的残余力学性能对结构可靠性的评估有着至关重要的作用。为此,对Q690高强钢经不同疲劳损伤后的残余力学性能进行了试验研究。根据Q690高强钢在不同疲劳荷载作用下的疲劳寿命,设定了3级疲劳荷载和9组损伤振动次数,并将Q690高强钢试件在各疲劳荷载下进行不同次数的预损伤疲劳振动。然后,对这些具有不同疲劳损伤的试件进行静力拉伸试验,观察试件的断裂模式并获得应力-应变曲线,对比分析具有不同疲劳损伤试件的屈服强度、抗拉强度和伸长率等力学性参数的变化规律。结果表明：Q690高强钢经疲劳损伤后的断口位置和截面形貌均发生明显变化;疲劳损伤后Q690高强钢在静力拉伸作用下的应力-应变关系曲线均无屈服平台,拉伸过程中出现位移不变、拉力突然减小的卸载现象,造成应力-应变关系曲线出现振荡;Q690高强钢的弹性模量受疲劳损伤影响相对较小,但是屈服强度、抗拉强度、伸长率、屈服应变和极限应变却随疲劳损伤增加而减小。根据试验结果,建立了Q690高强钢力学性能参数与疲劳损伤之间的拟合公式,利用该公式可对具有不同疲劳损伤的Q690高强钢结构的力学性能进行有效评估。     

药型罩形位偏差对聚能装药射流成型及其破甲过程影响

为研究药型罩形位偏差对聚能装药射流成型及其破甲过程影响,采用经脉冲X光摄影试验和侵彻深度试验验证的数值模型,探究了药型罩偏移量在0～0.05D_k范围内时罩表面压力分布情况、射流成型参数及侵彻深度的演化规律,获得满足良好射流性能的药型罩偏移量允许范围,并揭示了药型罩偏移与偏斜耦合情形下射流形态及横向速度的变化规律。结果表明：药型罩偏移影响了t=10μs和t=12μs时刻(压垮过程中期和中后期)罩表面压力的旋转对称分布,而t=4μs和t=14μs(压垮过程早期和后期)几乎不受影响;药型罩偏移量为0.0125D_k时,射流保持着良好的准直性和连续性,侵彻深度较轴对称情况下降了6.6%;当药型罩偏移量超过0.0125D_k后,射流形态呈弓形状,弯曲严重时将会发生断裂,且侵彻深度下降百分比均超过10%;当药型罩偏斜角为-0.015α,偏移量由0向-0.0125D_k变化时,射流弯曲方向发生改变,弯曲程度呈先减后增的趋势变化。     

基于DDE技术的温度试验系统

针对飞行器使用全寿命过程热载荷模拟试验的要求,设计了一套温度试验系统,利用DDE技术实现了快温变条件下温度控制参数的自整定功能。该系统可为飞行器全寿命期相关热设计提供技术支持。     

静压气体轴颈轴承力学特性分析的解析-CFD混合方法

在静压气体轴颈轴承的力学性能分析中,工程解析方法使用方便,但由于众多假设的引入而使分析精度不足,单纯计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)方法精度较高,但因数值建模复杂、模型规模巨大且计算难于收敛而使用不便。针对这两种方法各自的不足,建立小孔节流静压气体轴颈轴承力学特性分析的解析-CFD混合方法,该方法综合解析方法与CFD方法的优点,可在考虑详细气膜流场特性影响的情况下求出轴颈轴承的承载力与刚度。以特定的小孔节流空气静压支承轴颈轴承为例,分别基于解析-CFD混合方法和传统的工程解析法进行计算,并进行相应的试验测试。根据计算结果得到静压气体轴颈轴承的承载力与径向刚度,同时对工程解析方法、解析-CFD混合方法和实测结果进行比较,表明解析-CFD混合方法的计算结果更加接近实测值。     

不同加载速率下木材失效行为的多尺度数值分析

基于云杉微观结构特征,建立代表体积元模型,对顺纹和横纹压缩下云杉大变形行为进行数值模拟,获得材料各向异性和宽平台应力特性。数值模拟涉及准静态、5,50,500 m/s 4种加载速率,结果表明剪切滑移和屈曲塌陷是木材顺纹压缩的主要失效模式;横纹压缩则体现为胞墙褶皱和循序塌陷。加载速率对顺纹压缩影响高于横纹方向加载,高速加载时木材在轴向压缩下呈现花瓣形破坏,而横纹压缩则表现为压缩膨胀断裂;相对于高速加载,低速加载下木材变形表现为更均匀、平稳。