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香山科学会议探讨载人深空探测器材料问题
香山科学会议 载人深空探测器 材料问题
2013/9/16
香山科学会议第466次学术讨论会日前在京召开。与会专家认为，应针对未来载人深空探测飞行器的特点，开展若干新材料的基础研究和应用研究。
中科院在2009年发布的《创新2050：科技革命与中国的未来》中指出，“在2030年前后实现载人登月，建立月球基地”。2011年，《中国的航天》白皮书提出我国在未来5年里开展载人登月的前期方案论证。
针对采用离散材料优化(DMO) 模型优化复合材料纤维分布时角度优化结果收敛率低的问题,将连续化惩罚策略与Heaviside惩罚函数引入传统DMO模型中,提出了一种改进的HPDMO (Heaviside Penalization of Discrete Material Optimization)模型,从而提高结构的收敛率。建立了复合材料单层板基于最小柔顺性设计的优化列式,给出了多种离散材料构成结构...
第十届先进材料技术研讨会在西安召开
先进材料 技术研讨会 西安
2011/10/24
为进一步促进我国先进材料技术在航空工业和高端制造装备领域向更广阔、更深入的应用方向发展，由失效分析专业分会主办和中国航空学会材料工程专业分会、西北工业大学材料学院及工信部锻造技术工程中心承办的“第十届先进材料技术研讨会”于2011年9月24日-27日在陕西省西安市召开，与会人员120余人。此次会议的主题为“先进材料技术的发展与创新”。先进材料技术作为高新技术发展的物质基础和重要组成部分，始终是世界...
正交实验设计优化离子聚合物金属复合材料的力输出性能
IPMC 力优化 正交实验设计
2013/8/27
离子聚合物金属复合材料(ionic polymer metal composite)作为新型驱动材料在微小系统驱动等方面有着明确的应用前景, 输出力较低和对水环境的依赖限制了该材料进一步的应用.本文采用正交实验设计法, 针对IPMC 制备过程中的3 个主要参数, 选用L16(45)正交表, 以输出力为指标开展制备工艺的优化. 结果表明主镀过程铂氨复合物的浓度对IPMC 输出力的影响最大, Nafi...
利用高精度通用单胞模型(HFGMC)建立了材料的宏观力学性能与细观拓扑结构之间的关系，采用遗传算法进行细观结构优化设计。以材料的极限剪切模量或体积模量为优化目标，从随机的细观结构出发，对实体材料体积分数进行约束，采用遗传算法进行优化，获得了满足设计要求的细观拓扑结构。利用细观结构的对称性减小了设计变量的规模，并对遗传算法的交叉过程进行了改进，有效提高了优化效率。以单相材料为例，验证了所提优化方法的...
建立了一种预测胶接修补复合材料层合板的损伤演变与剩余强度的PDA-CZM方法。该方法应用三维渐进损伤分析（PDA）方法和粘聚区模型（CZM）分别模拟复合材料层合板和修补胶层的失效过程。对修补层合板的纤维断裂、基体开裂、层间分层以及胶层脱胶等损伤的萌生和扩展以及它们之间的耦合作用进行了研究。计算得到了修补结构的载荷--位移曲线，并预测了其极限强度。计算结果和试验数据吻合良好，验证了PDA-CZM方法...
在颗粒雷诺数较小范围内，针对不同密度材料颗粒对气相湍流的调制规律进行了实验研究。采用相多普勒颗粒分析仪(PDPA)测量了气粒两相圆湍射流中气相速度和湍流度的分布，比较了相同形状、相同粒径和体积分数近似相同时玻璃微珠和聚苯乙烯颗粒分别存在时的两相射流流动的气相速度和湍流度。实验发现:不同密度材料的颗粒对气相平均速度的调制作用差别不明显，但对气相湍流度的调制作用显著不同。在近场区域，密度大的玻璃微珠对...
平流层飞艇是一种依靠主气囊充满轻于空气的气体的浮力在18～24 km高空工作的重要的低速近空间飞行器，飞艇囊体气密层材料的气体阻隔性能特别是对氦气的阻隔性能是确保平流层飞艇正常工作和延长驻空时间的关键技术。在介绍飞艇气囊工作原理的基础上，分析了平流层飞艇对囊体材料性能的要求，重点分析了对组成层压结构囊体的气密层材料的性能要求和选材依据，并对气体透过聚合物薄膜的一般过程和机理进行了阐述。详细归纳了国...
一种离子聚合物金属复合材料拉伸试验研究
离子聚合物金属复合材料 弹性模量 拉伸试验 水量 溶胀
2012/4/19
离子聚合物金属复合材料（IPMC）是一种新型的电致激活功能材料。为了研究IPMC的驱动特性，需要掌握其基本力学性能。通过化学镀方法，在一种与Nafion 117相似的离子交换膜表面镀金属铂（Pt），制备了IPMC拉伸试样；测定了不同含水量情况下，IPMC试样尺寸的变化；通过拉伸试验和扫描电镜（SEM）形貌观察，研究IPMC含水量与拉伸性能之间、含水量与弹性模量之间的变化关系。研究表明：在聚合物基底...
在25℃和-40℃环境下的3种航空材料的疲劳品质研究
疲劳寿命 S-N曲线 低温环境
2012/4/17
为了研究低温和常温环境下的航空金属材料的疲劳品质,进行了-40℃和25℃2种温度环境下的LY12CZ,LC4CS和30CrMnSiNi2A3种材料的S-N曲线的对比试验研究。通过S-N曲线的对比,可以看出3种材料在-40℃下的S-N曲线全部高于常温25℃下的S-N曲线;从试验寿命上比较,-40℃的裂纹形成寿命,在中等寿命区,比常温25℃下的裂纹形成寿命平均高3倍。这说明低温环境可提高裂纹形成寿命。
在25℃和-40℃环境下的3种航空材料的疲劳品质研究
疲劳寿命 S-N曲线 低温环境
2012/4/17
为了研究低温和常温环境下的航空金属材料的疲劳品质,进行了-40℃和25℃2种温度环境下的LY12CZ,LC4CS和30CrMnSiNi2A3种材料的S-N曲线的对比试验研究。通过S-N曲线的对比,可以看出3种材料在-40℃下的S-N曲线全部高于常温25℃下的S-N曲线;从试验寿命上比较,-40℃的裂纹形成寿命,在中等寿命区,比常温25℃下的裂纹形成寿命平均高3倍。这说明低温环境可提高裂纹形成寿命。
基于有限元方法对不同搅拌头平移速度下搅拌摩擦焊接过程中焊接构件Al6061-T6材料的三维流动问题进行分析,研究了搅拌头平移速度的变化对等效塑性应变的分布和材料流动的影响。结果表明,搅拌头前方的材料向上涌起,被旋推到搅拌头后方并开始向下运动,这一过程是促使搅拌摩擦焊接顺利完成的主要原因。材料的等效塑性应变等值线与不同焊接区域的边界具有较好的对应关系。随着搅拌头平移速度的增加,垂直于焊缝方向上的截面...
采用弹黏塑性力学模型,对II型动态扩展裂纹尖端应力场的对数奇异性,进行了分析计算。详细地分析了黏性系数α、马赫数Ma2对裂纹尖端的应力场影响。指出了对数奇异性区域存在的问题,解释了过渡区的成因,对过渡区尖端场解的形式和求解方法做了合理的推测。
基体碳结构对轴间密封环用C/C复合材料摩擦磨损特性的影响
C/C复合材料 基体 摩擦 磨损
2012/4/1
在m2000型摩擦实验机上,在不同载荷作用下,对4种具有不同偏光结构的C/C复合材料与40Cr钢配副进行环—块滑动摩擦实验。结果表明:相同载荷下,具有粗糙层（RL）基体碳结构试样的摩擦系数都最高,且随载荷的增加在0.151～0.165之间波动。而光滑层（SL）碳结构的试样的摩擦系数最低,随载荷增加在0.105～0.117之间缓慢降低。随时间延长,RL结构的试样在高载荷下摩擦系数下降,SL结构的试样...