碳-碳复合材料制火箭发动机喷管

本文着重从用户角度阐述了日本进入研制最后阶段的H-1火箭第三级固体火箭发动机和远地点发动机所采用的碳-碳复合材料喷管的研制情况。介绍了它们应用碳-碳复合材料的理由并给出了碳-碳复合材料的性能参数。     

碳-碳复合材料裂纹扩展的微观结构特性和分析模型

碳-碳复合材料应用于热结构,需要了解控制性能的微观结构特性。本文目的是验明有关碳-碳复合材料破坏的微观结构因素,并在发展复合材料拉伸特性的分析模型中应用这些数据。试验方法是:用扫描电子显微镜在载荷下观察单向和多向复合材料中裂纹的起始和扩展。裂纹扩展的研究表明:裂纹通道是受基质中高度定向层面所控制;断裂不是发生在纤维-基质的界面处,而是发生在基质中。只有当假设纤维是弯曲的且被扭缠基质包皮所包围时,此分析模型能成功地预测应力-应变曲线。     

制造碳/碳材料的高技术工艺

碳/碳复合材料比钢轻,韧性大,能耐高温和高压,目前在美国已用于远程导弹、航天飞机。本文介绍用肯萨克设备采用树脂浸渍和化学汽相沉积法制造碳/碳复合材料的高技术工艺。     

加热速率对碳酚醛复合材料机械性能的影响

研究了高加热速率下测定酚醛类复合材料机械性能的各种技术。在温度高达816℃,加热速率大于93℃/s的条件下进行试验,并获得较大的成功,完成了各种碳酚醛(有和没有填充料)以及二氧化硅和石英酚醛复合材料的拉伸和压缩试验。除讨论了研究的几种加热技术外,还讨论了高加热速率下所观察到的一般材料性能的变化趋势。     

国外复合材料非线性分析和动态特性研究的进展

本文根据有关资料,介绍了国外复合材料研究在两方面的近年进展。一是层状复合材料板和壳非线性分析的进展,重点介绍纤维加强复合材料分析模型的发展情况,以及处理几何非线性和材料非线性两种效应的发展情况;二是复合材料和结构动态特性研究的进展,主要介绍用于动态特性研究的分析方法和试验技术的发展情况。     

碳/碳复合材料氧化行为的研究

对碳／碳复合材料的氧化行为进行了较系统的研究。通过对材料氧化后的质量损失和显微形貌的观察,指出内部缺陷和浸渍碳石墨化程度较低是导致复合材料氧化性较差的内在因素,讨论了温度和时间对氧化侵蚀的影响,提出了浸渍碳和碳纤维氧化过程的模型     

碳/碳复合材料基体抗氧化改性研究进展

表面涂层技术和基体改性是对碳/碳复合材料进行氧化防护的主要措施。对近年来碳/碳复合材料基体抗氧化改性传统技术方法进行全面总结,主要有碳纤维改性、液相浸渍法、添加剂法、催化杂质的直接脱除或失活、基体置换法。介绍碳/碳复合材料基体抗氧化改性新工艺,提出并设计3种碳/碳复合材料基体抗氧化改性最新工艺。并对碳/碳复合材料基体改性研究的发展趋势进行了展望。     

碳/碳复合材料制备工艺及研究现状

论述了碳／碳复合材料的制备工艺，包括碳纤维的选择、坯体的成型与致密化、碳／碳复合材料的高温热处理，并介绍了碳／碳复合材料的研究现状。     

大展弦比复合材料机翼非线性变形及模态分析

为明确大展弦比复合材料机翼铺层渐变过程中的几何非线性变形及模态分布情况,构建了三种等厚度材质（全金属、半复合材料、全复合材料）机翼的有限元模型,基于CFD/FEM的计算方法研究了不同马赫数及不同攻角下三种机翼的弯曲变形、扭转变形以及模态分布。通过对比分析发现：三种材质机翼的弯曲与扭转变形均会随着马赫数的增加而呈现出非线性增长趋势,而攻角的改变则对机翼结构的非线性变形影响较小;复合材料铺层可以有效提高机翼结构的固有频率,添加45°铺层角度的机翼蒙皮、翼肋乃至翼梁,针对机翼扭转变形突显了较好的力学特性,有利于机翼结构的抗振设计;随着马赫数的增大,机翼各阶模态频率均呈现出下降趋势,其中高阶模态频率相对低阶模态频率下降趋势更加明显。     

碳/碳复合材料的特殊应用

碳 /碳复合材料 (CCC)是一种特殊高性能复合材料 ,自 196 0年以来 ,已有 10 0多个用 CCC制作的不同构件得到应用。简述了 CCC特性、可应用性、CCC的选择和使用条件 ;重点介绍了 CCC在航空航天领域的典型应用     

本体涂层协同抗氧化超高温碳/碳复合材料研究

通过向碳/碳复合材料基体中掺杂难熔金属化合物结合表面超高温抗氧化涂层,研制出了超高温本体涂层协同抗氧化碳/碳复合材料。通过微结构设计及控制,解决了纤维异构化、基体与陶瓷涂层间热胀匹配和多相复合陶瓷成分和结构精确控制的关键技术,提高了复合材料的烧蚀性能。动态高频等离子风洞超高温抗氧化试验表明,在驻点温度1900～2500℃,经过2500s烧蚀,烧蚀速率10-4mm/s,实现非烧蚀,而抗氧化碳/碳复合材料816s的烧蚀量则达到20mm以上。     

CVI制备碳/碳复合材料致密化行为模拟研究

化学气相渗透技术（ＣＶＩ）是制备高性能碳／碳复合材料的一种重要方法,本文通过建立有限差分模型,对圆柱形单向碳／碳复合材料的ＣＶＩ致密化行为进行了模拟,并详细描述、分析了模型原理与模拟步骤,设计了专门的对照实验,检验模型计算结果的准确性。对比结果表明,模拟值与实验结果具有很好的一致性,预测的渗透终止时间、终止密度与实验结果十分接近,误差在１０％以下。     

片状碳-金属复合材料的红外消光特性研究

基于浸渍-焙烧法制备了铜含量为21.5wt%、铁含量为18.8 wt%的片状碳-金属复合材料,对片状碳-金属复合材料的结构、形貌、尺寸、晶型以及元素组成进行表征分析,并通过烟幕箱实验系统对该材料的红外消光特性进行测试。测试表明:在光程6.1m、体积20m³的烟幕箱内形成的烟幕对红外表现出优异的衰减性能,3～5μm、8～14μm红外衰减率的最高值分别为100%、99.9%,900s内对3～5μm、8～14μm红外衰减率分别不低于96.9%、88.9%。     

碳纤维复合材料盒形梁的结构分析和试验研究

本文介绍碳纤维复合材料盒形梁在扭转和弯曲变形时的力学性能,并采用工程估算方法与实验结果进行分析和比较。碳纤维复合材料盒形梁具有较高的强度和刚度,在航空航天结构中得到广泛的应用。     

全碳/环氧复合材料弹翼研制

变截面、带有主接头的碳/环氧复合材料弹翼的承载能力达到了设计载荷的132％以上,质量比铝金属壁板结构的弹翼减轻45％,本文介绍这一弹翼的结构、模具设计、框架和主接头的整体成型新工艺,最后结出了静力试验结果。     

复合材料身管非线性热弹性有限元分析

针对复合材料身管的热弹性问题,采用非线性有限元方法,建立了复合材料身管非线性热弹性有限元模型,通过对复合材料模拟身管进行非线性热弹性分析,得出了物性参数随温度变化对身管瞬态温度场分布、瞬态热应力和固有频率的影响规律,这些规律为复合材料身管动态热性能设计提供了理论依据。     

复合材料在导弹和航天器上的应用

本文详细阐述了复合材料在导弹和航天器上的应用。着重介绍了在三叉戟、潘兴以及战斧等导弹上的应用,同时还叙述了在航天器上的应用并列举了在各部位上应用的实例。     

金属橡胶材料的非线性刚度

以多孔材料理论为基础,以干摩擦非线性理论为依据,并结合小曲梁模型建立了金属橡胶材料的非线性本构关系,对经回火处理的金属橡胶结构进行动态试验,得到了材料的结构刚度及其系统的固有频率,将由理论模型计算出来的刚度和由实验测得的刚度进行比较,发现理论和实验吻合较好,说明由多孔材料理论建立的金属橡胶材料的非线性本构关系推导出来的刚度理论模型基本能描述金属橡胶材料的非线性刚度特性。     

碳纤维增强碳复合材料

碳纤维增强碳复合材料是近年来发展起来的一种先进的无机非金属基复合材料。论文简要论述了这种新型材料的制造工艺、性能及应用。