以最佳温度均匀度为目标的常压热循环系统结构参数优化

用数值模拟的方法对常压热循环系统试验箱内试件模型的降温过程进行了研究.研究了不同结构参数下试验箱内试件模型的降温速率及温度均匀度变化规律.结果表明,当模型位于试验箱中心位置时,由于试件模型的阻碍,在其上底面出现滞止区,而在底部产生高温回流区域.试件模型降温速率随离地高度的增加而逐渐加快,最终可在7 h内完成降温过程,最...     

沥青混合料低温临界开裂温度的确定

为了同时考虑沥青混合料在降温过程中温度应力的累积和松弛作用,确定临界开裂温度,对试件进行了线收缩系数试验,并利用间接拉伸试验确定其抗拉强度和蠕变柔量,由蠕变柔量和松弛模量的关系得到松弛模量的Prony系列表达式;由Boltzmann叠加原理,得到温度应力公式,计算出不同降温速率下产生的温度应力,根据低温抗拉强度曲线,确定出沥青混合料的临界开裂温度,并对结果予以验证。结果表明:该方法考虑了应力累积和松弛二者的综合作用,能够较好地反映沥青混合料的低温开裂特性,其计算结果与约束试件温度应力试验结果相近;该方法不仅适用于恒定降温速率,还适用于现场连续变速降温工况;随温度的降低或降温速率的增加沥青混合料内部温度应力累积速度加快,临界开裂温度随降温速率增加而升高。      

碳/环氧薄壁豆荚杆热-结构性能试验研究

碳纤维增强环氧树脂基复合材料成功应用于航天器结构,其热-结构效应是重点关注问题之一。该文以碳纤维增强环氧树脂基复合材料空间可展天线薄壁豆荚杆为研究对象,通过试验对其材料热物理参数进行测定,得到材料的热物理参数,测得其比热容和导热系数均随着温度升高而增大,符合材料热参数的变化规律。采用大体积真空罐、热沉和红外加热笼模拟空间热环境,对薄壁豆荚杆进行真空热辐射试验,得到试件特征位置处的瞬态、稳态温度场,并采用低温应变片测试特征点应变时程,分析得到薄壁豆荚杆在热辐射作用下纵向、横向及薄壁内外两侧热响应的温度和应变分布规律,为理论分析、数值研究和设计提供参考。     

低温真空测试系统的研制

为了满足在低温下固体和涂层材料物理性能参数的测量,研制出一套低温真空测试系统。该套设备采用固体传导形式使热沉快速降温,模拟了在高真空、冷黑环境下对试件主要性能的影响。主要对设备中热沉的降温速率、温度均匀性和控温精度等相关技术参数进行试验验证,结果达到了预期的指标要求。     

低温真空测试系统的研制

为了满足在低温下固体和涂层材料物理性能参数的测量,研制出一套低温真空测试系统。该套设备采用固体传导形式使热沉快速降温,模拟了在高真空、冷黑环境下对试件主要性能的影响。主要对设备中热沉的降温速率、温度均匀性和控温精度等相关技术参数进行试验验证,结果达到了预期的指标要求。     

经历常温降至-196℃再回温混凝土温度场试验研究

通过不同形状和尺寸的混凝土试件经历常温降至-196℃再回温的作用,探讨混凝土内温度在降温和回温过程中的变化规律以及降温回温作用速率、试件的形状和尺寸等对其的影响。结果表明,混凝土内温度在降温回温过程中呈现出显著的滞后性且降温与回温过程存在较大的差异,反映出混凝土在超低温环境下仍具有明显的热惰性,但与高温时不尽相同。混凝土内温度的变化以及与作用温度间的温差受降温回温作用速率和试件尺寸的影响明显且呈现非线性关系。在常温至-196℃温度作用范围最小边长不小于100 mm试件的内外最大温差可达100℃,并且在降温过程中混凝土内温度低于反转温度时,其温度变化速率将达到甚至超过降温作用速率,但混凝土内各处温度变化的回温速率始终低于作用速率。这些试验结果可为（LNG）储罐类混凝土结构设计提供参考。     

石蜡微胶囊相变蓄热砂浆的热性能与热红外性能

通过测定保温砂浆的热焓与相变温度,试件的导热系数、表面温度和红外图像,考察了石蜡微胶囊相变蓄热保温砂浆的热性能与热红外性能。结果表明,砂浆中的相变材料保持了相变蓄热性能,热焓为15J/g,相变温度峰值在62.6℃,温度范围为40～80℃;保温砂浆的导热系数0.18～0.42W/m·K之间,随着石蜡微胶囊含量的增加,其导热系数降低;模拟加热实验中,相变蓄热砂浆试件表现出良好的蓄热性能与保温性能;室外太阳照射试验中,与空白样品比较,石蜡微胶囊砂浆试件的表面温度低5～8℃。     

酚醛树脂成炭率测试的影响因素分析

制备成炭率均匀性、稳定性良好的酚醛树脂粉体,选择国内6家仪器型号不同的、独立的实验室做热重分析,发现在确定加热速率、气体流量及样品量等试验条件下,取试样于800℃的成炭率为试验结果;发现6家热重分析实验室试验数据的重复性与再现性良好,并且对于影响试验结果的样品量、样品状态、加热速率、气流速率及样品吸湿等因素进行分析;发现样品吸湿是成炭率测试结果重复性与再现性的主要影响,不同实验室试验结果的差异可能主要来自样品测试前的干燥状态,研究结果为发展成炭率标准物质的定值奠定了试验基础.     

复合材料高温强度测试分析及数值模拟

对碳纤维环氧树脂复合材料T300/AG80的力学性能进行了测试与计算.采用QBT-70-400x高低温测控系统与万能试验机相结合,得到了材料在不同温度下的拉伸破坏强度和有效弹性模量,分析了温度对材料力学性能的影响,并结合试件破坏断口形貌分析了试件的损伤模式及破坏机理.以试验所得纵横向有效弹性模量为基础,参考其它实测热物理参数,用有限元方法对试件拉伸过程进行了数值模拟分析,将计算结果与试验结果相对比,数据基本吻合.分析试验和数值结果可知,温度升高所带来的温度应力和环氧树脂软化分解是材料力学性能下降的主要原因,但受温度影响的试件破坏模式的差异对材料力学性能的影响也很明显.     

PA6拉伸过程中颈缩力学性能及红外辐射分析

通过万能试验机对尼龙6(PA6)试件进行单轴拉伸实验,同时用红外热像仪测试试件在拉伸变形过程中表面的温度场变化。在10mm/min、20mm/min、50mm/min三种加载速率下分析PA6颈缩形成阶段与发展阶段的应力与应变,最大红外辐射温度与时间和塑性功之间的关系。结果表明:加载速率越大,颈缩形成阶段红外辐射温度增幅越高,颈缩发展阶段的温度变化越大,塑性功转化为红外辐射能的速率越快。     

热敏型微胶囊显示材料的渗透与显影特性研究

利用界面聚合技术制备了以聚脲为壁材的热显影微胶囊。采用热重-差示扫描量热分析技术(TG/DSC)研究了聚脲囊壁的热稳定特性;利用红外光谱技术对显色剂D-8在不同温度及时间条件下热渗透结果进行了检测,并与微胶囊显影密度随加热时间及温度的变化进行了对比。实验结果表明,由IPDI聚合形成的聚脲囊壁热稳定温度在250℃左右,在170℃附近发生玻璃态到高弹态的相转变;显色剂D-8的渗透率随加热温度升高呈单指数增长而随加热时间的延长呈线性增长;微胶囊显影密度随加热温度及时间的增加而增大,且热显影结果与红外检测结果具有较好的一致性。     

低温环境下混凝土性能的试验研究

低温下混凝土的性能是混凝土材性研究的一个薄弱环节.该文采用超低温冰箱对同一强度等级的混凝土试件进行降温,然后在试验机上测试不同温度下混凝土的抗拉强度、抗压强度等,详细研究了在低温环境下混凝土的强度变化情况.试验表明,随着温度的降低,混凝土的抗拉强度和抗压强度都有所提高,但两者提高的程度并不呈比例.在此基础上,与国外文献...     

“晒不热”涂料的应用研究

测试了具有低太阳吸收率、高发射率的碱土金属碳酸盐的炎热地区“晒不热”涂料在不同模拟屋面上的降温效果.结果显示,在不同的屋面材料上涂刷“晒不热”涂料的降温效果不同,其中在油毛毡上涂刷“晒不热”涂料降温效果最好,可降温10.8℃;在砂浆板上涂刷“晒不热”涂料降温效果最差,降温2.5℃.在铁皮箱上测试24h的循环实验,白天与日间曝晒试验相符合,而夜间温度则要比环境温度低1～2℃,在不同季节的同一屋面的测试效果具有重复性.     

高温电连接器有限元热分析与接触件插拔试验

针对高温电连接器在高温环境下工作,在规定时间内能否保证接触件可靠接触问题,建立其三维仿真模型,利用有限元软件对外界不同高温环境下电连接器的温度场进行仿真分析,得到其内部插针、插孔接触部位温度最高值处随时间的温度变化规律,并利用电磁加热装置和热电偶测试不同温度环境下该接触处随时间变化的温度,从而验证了有限元热分析的正确性.通过灵敏度分析确定了导热系数是影响该接触处温度的主要性能参数.考虑该性能参数的随机性,运用六西格玛设计准则和拉丁超立方体抽样方法得到了接触处的温度服从正态分布.在不同温度环境下对接触件进行插拔力测试,得到了接触件插入力稳定值与温度的关系,得出接触件能满足接触工作要求的临界温度值,并据此计算出高温电连接器的接触可靠度.     

聚酰亚胺/羰基铁粉吸波包装材料性能分析

目的 制备聚酰亚胺(PI)/羰基铁粉(CI)复合膜并探究其性能,以改变微波加热过程中的加热方式.方法 主要通过红外光谱、扫描电镜、力学性能、透氧透湿和微波转热测试分析其性能.结果 聚酰亚胺与羰基铁粉是物理结合;当羰基铁粉质量分数超过25％时,开始发生团聚;当羰基铁粉质量分数为20％时,弹性模量最小;当羰基铁粉质量分数为15％时,透氧透湿系数最低;随着羰基铁粉含量的增加,复合膜在微波加热下升温和常温下降温的速率增加.结论 PI/CI复合膜能够吸收部分微波转热能,是一种新型的吸波包装材料,为微波加热用包装材料的设计提供了新思路.     

热沉调温系统中的热学模型分析

通过分析热沉调温系统中热沉、载冷剂、试件间的热量传递关系,在工程应用允许的范围内,基于一定的假设,对热沉与载冷剂、热沉与试件以及试件本身3部分分别进行了热学模型的建模分析,并将以上3个模型通过模糊PID控制算法进行关联,仿真模拟了载冷剂先通过对流换热控制热沉温度,热沉再通过辐射换热来控制试件温度的整个调温过程。结果显示调温过程初期试件温度迅速降低;接近目标温度后,载冷剂温度升高带动热沉温度升高,从而减小试件温度降温速度;系统稳定到目标温度设定偏差范围内后,试件温度收敛,热沉与载冷剂温度维持恒定状态。     

行波管阴极热子组件结构的热分析

本文分析了不同结构的阴极热子组件与其加热效率的关系.组件的加热效率受阴极支持筒侧面辐射的影响较大,支持筒直径与阴极基底直径相近时,组件加热效率高.并利用ANSYS软件对阴极热子组件进行了热模拟,计算了不同结构组件的温度分布.制备的阴极热子组件的温度试验,结果与计算机仿真在趋势上是一致的,从而为阴极热子组件的设计和优化提供了有力的理论依据和指导.     

硫化锌热冲击试验与裂纹间距预报

重点研究了硫化锌热冲击开裂机理和热冲击裂纹间距、深度的预报。10mm厚硫化锌试块的燃气急热试验表明:裂纹间距随热冲击能量的增大而减小,热冲击过程中加热面最先出现非贯穿裂纹,停止加热后,裂纹贯穿试件。结合传热和热强度仿真分析,获得了热冲击过程中试件的瞬态温度场和应力场。基于材料性能的损伤演化理论,以裂纹间距和深度为变量,利用最小能量原理,获得了热冲击裂纹间距的理论预报方法,预测结果与试验吻合较好,进而分析了断裂韧性、热胀系数、材料初始模量对裂纹间距、裂纹深度的影响。该文的研究对深入理解硫化锌的热冲击失效机制,对其改性和研制具有重要意义。     

红外导引头视线角速率精度测试方法研究

该文针对红外成像导引头试验评估的测试要求,结合半实物仿真思想,提出一种红外成像导引头视线角速率精度的测试方法。利用半实物仿真系统为导引头提供一个接近战场条件的测试环境,实时采集仿真数据,计算出视线角速率精度;对某型号导引头进行仿真测试,并分析其测量误差。结果表明:该方法可在实验室条件下实现红外导引头视线角速率精度的准确测试,为考核红外导引头实战性能提供有效的测试方法。     

基于激光热成像的薄膜面向导热系数测试方法

提出一种基于激光热成像的薄膜面向导热系数测试方法。仿真论证了激光加热相较于常规电加热方案的热损失差异;分析了激光加热功率、表面换热系数、测温模型增益系数等关键参数标定问题,并设计了相应的方案。基于15个不同材料或厚度的薄膜和薄片样品进行了实验,测试结果和参考值相对偏差均<6%,其中导热系数<3 W/(m·K)的样品测试误差显著优于常规方法,这表明该方法可有效改善热流环路积分法对低导热薄膜的测试精度。