轻质复合材料飞行器仪器支架选择性激光烧结成形与性能研究

针对目前飞行器仪器支架对轻量化、快速开发及结构优化的要求,提出使用选择性激光烧结(SLS)工艺制备轻质复合材料仪器支架,并对其性能进行了综合评估。根据飞行器仪器支架的使用环境,首先对SLS制备短切碳纤维增强尼龙复合材料(CF/PA12)进行了工艺优化并详细研究了复合材料的力学性能、热性能及动态热力学性能,试验结果表明,SLS制备的CF/PA12复合材料的拉伸强度达到63.8 MPa,弹性模量为6.5 GPa,弯曲强度达到118.06 MPa,体积密度仅为1.03 g/cm3,尤其是其损耗因子在0.03～0.06之间,远远大于金属材料,具有更好的减振性能,并对其装配形式进行了评估。最后,以一款火箭仪器支架为例,通过拓扑优化,实现支架进一步减重40%,且都通过了载荷试验(2 000 N),从而证明了SLS制备复合材料在航空航天领域制件轻量化、快速开发及结构优化方面具有明显的技术优势和一定的应用潜力。     

有一定取向性的碳纤维增强尼龙6复合材料弹性模量的实验和理论研究

纤维增强热塑性聚合物基复合材料注塑成型后往往被认为是各向同性复合材料。然而,注塑成型后纤维会具有一定的取向性,从而使复合材料试样呈现各向异性的特点。为了合理预测此类复合材料的弹性模量,本文对碳纤维增强尼龙6复合材料注塑试样内部的纤维长度和取向分布情况进行了测试和分析,得出了纤维取向的分布规律。随后结合单向纤维增强聚合物基复合材料力学模型和层叠理论,构造出了适用于有一定取向性的纤维增强树脂基复合材料弹性模量预测理论模型,其理论结果和拉伸实验结果吻合较好,表明该预测模型的准确性比较高。      

高炉开铁口机铰链磨损问题的仿真分析与优化设计

为解决KDIA型开铁口机旋转机构铰链的磨损失效问题,对机构的运动学和动力学仿真建立了机构综合分析平台并以组合磨损计算模型为基础计算相应磨损量.以减缓铰链磨损速度及减轻磨损不均为优化目标,以机构尺寸为设计变量,以不损失其他设计指标为约束条件进行优化设计.结果表明,通过调整设计尺寸以优化机构运动学和动力学性能,是解决传动精度降低、磨损失效等机构问题的有效途径.     

碳纤维/尼龙6预浸料的制备及盒体的热冲压成型工艺

首先利用自主设计的熔融浸渍机头制备了60 mm幅宽的连续碳纤维增强尼龙6（CF/PA6）热塑单向带,并利用快速热冲压成型技术制备了CF/PA6复合材料矩形盒体。结果显示,在CF/PA6预浸料制备过程中,纤维展纱包覆角与纤维展宽呈线性关系;预紧力增加展纱宽度的同时,牵引力会呈指数急剧上升,因此应避免大的预紧力;CF/PA6预浸料的浸渍质量随牵引速度的增加而降低;预热有利于改善高浸渍速度下的浸渍质量。在热冲压成型过程中,CF/PA6复合材料的最佳预热温度为260~280℃,模具温度为130~160℃,并应经过预压实。      

轻质箭体结构优化设计

运载火箭对箭体结构系统的轻质化设计提出了更高要求,针对此问题,进行了一系列机理、仿真、计算和试验研究,建立了基于数字仿真技术的多部段联合传力优化设计方法和试验方法,提出了主捆绑及发动机集中力"双扩散"结构、超大气瓶变形自适应支撑结构、捆绑起吊多功能一体化结构、半硬壳结构超低超薄中间框结构、贮箱等边三角形网格加筋结构、轻质低温贮箱绝热结构等新型轻质设计方案,并组织实施了多部段联合静力试验,为火箭成功飞行做出了重要贡献。     

复合材料栅格结构设计与分析方法研究

复合材料具有比强度高、比刚度高和可设计性强等许多优异特性。由碳纤维树脂基复合材料成型的栅格结构,通过斜向筋条进行传力,可在保证承载能力的同时显著降低结构质量,具有广泛的适应性,因此在国外航天器结构设计中得到了大量应用。设计了复合材料栅格结构的代表性叉型单元并开展了试验研究,同时创新性地提出了基于修正最大应力准则的复合材料栅格结构渐进损伤分析方法,分析结果与试验结果高度吻合,验证了该方法的准确性,为复合材料栅格结构的设计和分析工作提供了重要方法依据。     

高新技术企业申报中的知识产权常见问题及对策——以天津为例

高新技术企业是高技术产业的主力军和领头羊,是助力经济转型升级的驱动力量。文章综合分析了国家高新技术企业认定指导文件《高新技术企业认定管理办法》（国科发火[2016]32号）和《高新技术企业认定管理工作指引》（国科发火[2016]195号）中对知识产权的要求,以天津市2020年度高新技术企业认定知识产权失分情况为例分析了高新技术企业申报中知识产权存在的问题及产生问题的原因并提出了应对策略,为企业、咨询服务机构和中介机构申报高新技术企业提供了参考,有助于提升天津乃至全国地区的高新技术企业质量。     

长切碳纤维增强尼龙仪器舱支架研制

制备了高比强度、低收缩率的一种长切碳纤维增强尼龙(LCFR/PA610)材料,运用Moldflow分析软件优化制件的注塑模具和工艺参数,研制出仪器舱支架制件。结果表明,该仪器舱支架通过了静强度、随机振动及装配连接试验考核,可满足航天飞行器对仪器舱支架的应用需求。     

DDS型泥炮参数化设计与运动仿真分析

利用Visual C 6.0开发环境和Pro/Toolkit二次开发工具,以金属冶炼过程使用的DDS型泥炮设计为例,建立了泥炮参数化设计的三维模型,用户通过输入不同的设计参数能够自动生成不同规格的DDS泥炮.利用Pro/E的Mechanism模块成功实现了泥炮组件的运动仿真,为改善整机性能提供了理论依据,从而大大缩短设计周期,捉高工作效率.     

基于多种趋势分析方法的京津冀地区极端降水趋势分析

变化环境下我国极端降水事件频发,导致洪涝灾害加剧,严重影响社会经济的可持续发展。分析京津冀地区极端降水趋势,预测未来极端降水,更合理地开展降水频率分析,对合理配置水资源有重要意义。基于京津冀及周边地区25个气象站1960—2016年逐日降水数据,分别采用普通Mann-Kendall检验、预置白Mann-Kendall检验、去趋势预置白Mann-Kendall检验和改进的Mann-Kendall检验方法,选取7个极端降水指标对京津冀地区极端降水进行趋势分析。结果表明:京津冀日极端降水95%分位数表现为西北地区下降、东部邻渤海地区和南部地区上升的趋势;日降水强度表现为上升趋势;边界区域年降水量表现为上升趋势,内部呈下降趋势;其他指标呈显著或不显著的下降趋势。对4种方法所得结果进行对比,除年降水量外,各极端降水指标的检验结果均有不同程度的差别,预置白Mann-Kendall方法最为严格。