载人航天器密封舱结构超高速撞击易损性

载人航天器密封舱是载人航天任务航天员在轨安全工作和生活的重要保障,为掌握载人航天器密封舱防护结构易损特性、准确获取密封舱防护结构易损性模型,基于二级轻气炮,开展了某载人航天器玄武岩/芳纶纤维填充式防护结构试验件撞击试验,获取了3类防护结构试验件撞击极限直径,完成了防护屏、填充层和舱壁结构撞击损伤特性分析,结果表明,相同撞击速度下,防护屏穿孔孔径与弹丸直径正相关,玄武岩/芳纶纤维填充层对弹丸和碎片云有较强破碎作用和能量分散作用,降低对密封舱结构损伤,沿主撞击方向碎片云能量是引起舱壁结构花瓣形裂纹穿孔的主要因素。针对试验数据,采用遗传算法和多元线性/非线性回归方法对NASA Christiansen方程、W-S穿孔方程进行修正,提升了预示精度,其中总体预测率从59.1%提升到100%,安全预测率从81.8%提升到100%,准确建立了适用于中国某大型载人航天器玄武岩/芳纶纤维填充式防护结构的撞击极限经验方程和穿孔经验方程等两类易损性模型,为在轨任务风险工程评估提供依据和奠定基础。     

航天器防护方案高速斜撞击实验研究

给 和分析了柱状弹丸高速斜撞击铝合金Ｗｈｉｐｐｌｅ防护方案实验研究结果。结果表明,Ｗｈｉｐｐｌｅ防护方案对高速斜撞击的响应不同于高速垂直撞击的响应,高速斜撞击具有分散撞击所产生碎片云损伤能量的特性,能产生严重损伤航天器外部结构和子系统的滑弹碎片。滑弹的临界入射角的６５°～７５°。低于此角对靶件造成的损伤严重;超过该角对滑弹观察板造成的损伤严重,对滑弹观察板造成的损伤集中在与防护屏成１５°的区域。因     

面向2.5D结构织物的连续氧化铝纤维可织性评价方法

为了开发氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料,提出连续氧化铝纤维用于2.5D结构织物时的可织性评价方法。通过模仿2.5D结构织物编织时的纤维受力状态,对纤维束织造过程损伤进行试验模拟,优选出合适的摩擦试验参数,并设计专用弯折工装对纤维束的耐磨、耐弯等性能进行评价。研究结果表明：通过评价纤维的摩擦损伤程度和弯折损伤程度,可以评价纤维用于2.5D结构织物的可织性;通过纤维/纤维摩擦实验进行可织性评价时,优选的参数为加载力0.35 N、张力0.3 N、摩擦频率3 Hz、摩擦时间80 s;同样参数下弯折,纤维断裂强力保持率越高,纤维的可织性越好;针对不同参数的编织结构而言,纤维的可织性是不同的。     

铝双层板结构高速撞击防护性能实验

采用非火药驱动二级轻气炮发射球形铝质弹丸,对铝双层板结构进行高速撞击实验研究,从而模拟空间碎片对航天器防护结构的高速撞击作用.实验得到了该铝双层板结构的前后板在不同速度区间的高速撞击损伤模式.获得了弹丸撞击速度在0.5~5.0 km/s时该铝双层板结构的撞击极限曲线,并与Christiansen方程的预测撞击极限曲线进行比较,同时分析了后板材料的屈服强度对铝双层板结构高速撞击防护性能的影响.     

紫外光对桑蚕丝结构和性能的影响

以市售桑蚕丝织物为研究对象,分别用不同功率的的紫外灯（15、30、45和60 W）进行人工加速光老化,利用电镜和XRD表征等手段考察了光老化处理对其结构和性能的影响.结果表明：光老化处理后,桑蚕丝纤维的形貌完整性、纤维的结晶度随着光照时间的延长以及光强度的增加而下降,光照老化处理严重时纤维表面出现裂隙甚至断裂.由于光老化使纤维结构产生破坏和损伤,使织物断裂强力下降.     

热处理对桑蚕丝结构和性能的影响

以市售桑蚕丝织物为研究对象,蚕丝样品分别在50、100、150和200℃条件下进行加速热老化,对老化丝织物样品进行了断裂强力和白度测定,利用电镜和XRD表征手段考察了热老化处理对样品结构和性能的影响.结果表明:热处理后,丝纤维的形貌完整性和结晶度随着热处理温度的增加以及处理时间的延长而下降,热老化处理严重时纤维表面出现裂隙,甚至断裂.由于热老化使纤维结构产生破坏和损伤,织物断裂强度下降.     

经密对2.5D碳纤维织造损伤影响的实验评价

为了研究织造时不同经密与碳纤维束损伤之间的关系,对3种不同经密度的2.5D碳纤维织物进行拉伸实验;通过摩擦实验研究法向载荷对碳纤维束造成的影响,并将其与具有3种不同经密的2.5D织物中经纱的损伤程度进行了对比;通过分析经密、拉伸断裂强力、法向载荷之间的关系,推导出了理论方程(y_2=-25.8x_1+562.8),实现了对碳纤维束上机前的性能损失预判。实验结果表明:纤维束的毛羽量随着2.5D织物中经密、摩擦实验中的法向负载的增加而增加;碳纤维纱线的拉伸断裂强度随着2.5D织物中经密、摩擦实验中的法向负载的增加而下降,最大下降率分别为39.9%和37.1%;理论方程所预判的拉伸断裂强力值与实际值相比,误差为4.24%,预判效果良好。     

航天器微流星体及空间碎片防护结构性能分析

微流星体及空间碎片是航天器的公认威胁，微流星体及空间碎片的高速撞击能导致航天器严重的损伤和灾难性的失效，防护结构设计是航天器设计的一个重要问题，在综合分析国际上已采用和研究航天器微流星体系及空间碎片防护结构防护性能预报方程的基础上，给出了不同防护材料和结构形式防护在超高速撞击下的撞出极限曲线，讨论了防护结构参数变化对防护性能的影响，通过曲线分析得出各防护结构在第一门槛值速度区间的防护性能是比较低的，正撞击损伤更严重，填充防护结构的性能优于其他防护结构。     

发动机和APU非包容性转子爆破适航审定技术分析

非包容性转子爆破是转子碎片击穿发动机机匣时所引发的发动机失效,当发生非包容性转子爆破时,发动机某些轮盘和叶片断裂而产生的高能碎片会对飞机结构和系统形成威胁,进而影响飞机运行的安全.在分析非包容性转子爆破适航背景的基础上,给出发动机和APU非包容性转子爆破的防护设计措施,并提出了发动机和APU非包容转子失效可接受的风险....     

基于LS-DYNA的爆炸碎片撞击圆筒形储罐的数值模拟

金属容器爆炸产生的碎片对石化园区储罐等设备将产生严重的安全隐患。因此,对储罐受碎片撞击的规律研究具有十分重要的工程意义。作为石化园区常见的储罐结构之一,建立了碎片撞击立式圆筒形储罐的分析模型,采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对碎片撞击储罐的过程及变形进行了数值模拟,研究了立方体碎片材料、碎片与储罐碰撞接触面积、碎片初始速度、储罐容积以及储罐内压等因素对碎片撞击储罐的影响及破坏规律。结果表明:立方体碎片撞击圆筒形储罐的接触面积越大,对储罐的危害越小;储罐受撞击产生的变形随碎片初始速度的增大逐渐增大;与Q345R材料相比,铅黄铜材质碎片撞击储罐将产生更大的变形;同等条件下,大容积的储罐受撞击产生的变形更大;储罐内压能够减缓撞击变形的作用。     

玻璃纤维和玄武岩纤维锚杆设计探讨

玻璃纤维和玄武岩纤维杆体材料具有耐腐蚀性、轻质、高强等优良特性,比钢筋或钢绞线更适于用作锚杆材料。测试玻璃纤维和玄武岩纤维杆体的物理力学性质,结合现行规范对两种材料作为锚杆的设计进行探讨。结果表明：玻璃纤维和玄武岩纤维杆体比普通钢筋等杆体材料的抗拉强度高,质量更轻,参考相关规范设计,适于作为锚杆应用于岩土工程锚固。     

混合型集料优质轻混凝土的微观结构

本项研究用混合型集料配制出了表观密度等级为1800,抗压强度等级为CL50的优质轻混凝土。通过试验及检测分析,所研制的轻混凝土具有低容重、高密实度、高强度、抗渗等优良的理化性能。研究中采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差热(DTA)等手段,对所配混合型集料优质轻混凝土微观结构的具体类型及转化,微观结构与各项理化性能之间的关系,进行了全面的研究和测定。从微观的角度解释了其优良性能的根源,为进一步优化轻混凝土的理化性能提供了依据。     

高强轻集料混凝土的发展与分析

介绍了高强轻集料砼的特点，国内外轻集料、轻集料砼、高强轻集料砼的研究和应用情况。在分析高强轻集料砼发展的基础上，提出了我国推广应用高强轻集料砼的几点建议。     

高强轻集料混凝土组成与性能的试验研究

为了解决钢管混凝土结构高性能填充材料的制备问题,选用高强水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、页岩陶粒、页岩陶砂与天然砂组成的混合细集料、高效减水剂和增稠剂制备出具有轻质、微膨胀和自密实性能的高强混凝土,设计18个试验组对比分析了混合细集料中天然砂体积分数、胶凝材料用量和体积砂率对混凝土工作性能、物理力学性能和硬化变形性能的影响规律. 研究结果表明:选用上述原材料,采用内掺法和松散体积法进行掺合料和混合细集料用量设计,调整混合细集料中天然砂和陶砂的体积比来改良颗粒级配,每m\t\t\t\t\t³混凝土掺入540~570kg胶凝材料,体积砂率取值47%左右,可制备出适用于钢管轻集料混凝土结构的高性能填充轻集料混凝土.\t\t\t\t

     

绿色高强优质淤泥陶粒的研究

采用武汉市湖泊淤泥做主要原料,掺入劣质湿排粉煤灰及其他工业废弃物,进行了绿色高强淤泥陶粒的制备和研究.根据Reily等人提出的生产陶粒原料成分波动范围及原料中硅、铝氧化物与其他氧化物的比值区间进行了配料,挤压成型后进行了预烧以及焙烧等试验.结果表明,淤泥陶粒较合理的焙烧温度为1 050℃±50℃、焙烧时间为20~25 min;淤泥陶粒的堆积密度和强度随焙烧时间减小而下降;原料中掺入粉煤灰可显著提高陶粒产品的筒压强度,降低其吸水率,但应适当提高焙烧温度并延长焙烧时间.     

建筑材料密强综合评价方法

建筑材料具有高强度和低密度的要求,有必要建立适合优化选择其力学性能的评价指标.在密度和强度评估的背景下,提出对建筑材料密度和强度进行综合评价的密强法.基于密强法进行了不同材料之间的优选和同一材料不同参数之间的优选,研究了不同建筑材料的密度和强度参数在密强图的分布情况.结果表明:不同材料在密强图上的密强不同,在优选材料时...     

新型墙体材料发展现状

新型墙体材料泛指传统使用实心粘土砖以外的各类墙体材料,是一种新型节能墙体材料,通过先进的加工方法,制成具有轻质、高强、多功能等适合现代化建筑要求的建筑材料.近年来,随着国家对建筑节能的重视及建筑行业自身可持续发展的要求,新型墙体材料得到快速发展.介绍了新型墙体材料的发展现状,并分析了发展前景.     

高性能填充轻集料混凝土试验研究

为了解决钢管混凝土结构高性能填充材料的制备问题,选用高强水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、页岩陶粒、页岩陶砂与天然砂组成的混合细集料、高效减水剂和增稠剂制备出具有轻质、微膨胀和自密实性能的高强混凝土,设计18个试验组对比分析了混合细集料中天然砂体积分数、胶凝材料用量和体积砂率对混凝土工作性能、物理力学性能和硬化变形性能的影响规律.研究结果表明:选用上述原材料,采用内掺法和松散体积法进行掺合料和混合细集料用量设计,调整混合细集料中天然砂和陶砂的体积比来改良颗粒级配,每m3混凝土掺入540~570 kg胶凝材料,体积砂率取值47%左右,可制备出适用于钢管轻集料混凝土结构的高性能填充轻集料混凝土.     

New advances in fiber-reinforced composite honeycomb materials

In sandwich structures, lightweight cellular materials as the core hold the face sheets far away from the neutral axis to maximize the bending performance of the structure. Honeycomb materials as a major type of lightweight cellular materials have been widely applied in various fields, including aerospace, vehicle, marine, architecture and mechanical engineering, due to reliable mechanical properties and excellent designability. Using fiber-reinforced composites is an efficient method to develop ultralight honeycomb materials with superior mechanical behaviors. In recent years, fiber-reinforced composite honeycomb materials possessing lightweight and excellent mechanical performances have attracted noticeable attention to replacing traditional aluminum honeycombs and Nomex honeycombs. Compared to metal, polymer and Nomex paper, fiber-reinforced composites possess various merits, such as high specific stiffness and specific strength, excellent fatigue property, corrosion resistance and high-temperature resistance. Thus, the applications of fiber-reinforced honeycomb material for sandwich core have unlimited potential in hypersonic vehicles, long-range rockets, cargo vessels and protective systems. Although the fact that attention has been rapidly increasing, there is a lack of comprehensive reviews of new advances in the field of fiber-reinforced composite honeycomb materials. In this review, new advances reported by different scientists in the field of fiber-reinforced honeycomb materials have been reviewed and analyzed to provide an in-depth overview and knowledge for beginners in the field of ultralightweight and high-performance composite sandwich architectures. The challenges and prospects for the development of fiberreinforced honeycomb materials have also been presented.     

Autogenous Shrinkage of High Strength Lightweight Aggregate Concrete

The characteristic of autogenous shrinkage（AS） and its effect on high strength lightweight aggregate concrete（HSLAC） were studied.The experimental results show that the main shrinkage of high strength concrete is AS and the amount of cement can affect the AS of HSLAC remarkably,At the early stage the AS of HSLAC is lower than that of high strength normal concrete,but it has a large growth at the later stage.The AS of high strength normal concrete becomes stable at 90d age,but HSLAC still has a high AS growth .It is found that adjusting the volume rate of lightweight aggregate,mixing with a proper dosage of fly ash and raising the water saturation degree of lightweight aggregate can markedly reduce the AS rate of HSLAC.