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磁场作用下氧化石墨烯包覆羟基氧化铁增强碳纤维/环氧树脂复合材料的层间韧性
陈官, 马传国, 付泽浩, 王静, 王亚珍
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000152
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摘要:
为有效提高碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料层合板的层间韧性,采用静电自组装技术制备了一种由氧化石墨烯包覆针状羟基氧化铁而成的纳米复合粒子(GO@FeOOH),分散在EP基体中并借助磁场诱导以提高增韧效果。通过双悬臂梁实验(DCB)测试GO@FeOOH/CF/EP层合板的Ⅰ型层间韧性(GⅠC),重点考察复合粒子和磁场诱导对GⅠC的影响。结果表明: 仅质量分数0.5%的GO@FeOOH即可显著增强CF/EP复合材料的层间韧性,GO@FeOOH/CF/EP的初始裂纹GⅠC(0.53 kJ·m–2)和裂纹扩展GⅠC(0.71 kJ·m–2)较CF/EP分别提高了34.2%和44.9%,另一方面,磁场诱导使GO@FeOOH沿着磁场方向发生了取向,进一步显著提高了增韧效果,初始裂纹GⅠC和裂纹扩展GⅠC较CF/EP分别提高了112.6%和93.9%;该复合材料的层间增韧机理主要包括粒子的拔断与脱粘以及基体的局部塑性形变,磁场诱导后,粒子的拔断成为主导的增韧机理。
预变形对喷射成形Al-Cu-Li合金力学和腐蚀性能的影响
都昌兵, 肖锎, 官瑞春, 彭静, 唐启东, 徐进军
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000191
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摘要:
采用微观组织观察与力学和晶间性能测试相结合的实验方法,研究预变形处理(预轧制和预拉伸)对Al-Cu-Li合金后续峰值时效态合金的微观组织、力学性能以及腐蚀行为的影响。结果表明:时效前进行预变形处理能够促进合金晶粒内部析出大量均匀细小呈弥散分布的T1相,减少晶界上析出相数量,提升合金综合力学性能;析出相能够平衡合金晶界和晶粒内部的电位差,降低合金的晶间腐蚀敏感性,减小腐蚀速率,增强合金抗晶间腐蚀性能。
十二股二维编织PBO绳索结构强度仿真分析
王哲, 赵海涛, 刘扬, 陈吉安
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000199
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摘要:
二维编织绳索被广泛应用于工程、航空航天等诸多领域,其中十二股二维编织聚对苯并噁唑(PBO)绳索具有优良的性能。以十二股二维编织PBO绳索为研究对象,对绳索的编织规律和力学性能进行研究,借鉴圆形编织法,得到不同结径比的绳索的模型,对绳索模型截取代表性体积单元,施加周期性边界条件进行有限元仿真,并进行不同结径比的绳索拉伸实验,探究结径比对绳索强度的影响,将模拟结果与实验结果进行对比。结果表明:随着结径比增大,绳索承受的最大拉力先显著增大后基本不变;适当的结径比能使十二股二维编织绳索抗拉性能有效地发挥。
结构/防热一体化ϕ480 mm复合材料壳体水压实验的声发射特征
惠雪梅, 张岗, 侯晓, 崔红, 张承双, 包艳玲
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000201
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摘要:
为了满足未来高速高加速战术导弹对壳体承载能力和防热功能的要求,采用干法缠绕工艺制备结构/防热一体化ϕ480 mm复合材料壳体,其中结构层采用T700碳纤维/氰酸酯复合材料,防热层采用复合防热结构,进行壳体内压检验、声发射和水压爆破实验,研究内压作用下壳体的应变变化规律,判断复合材料损伤类型,预测壳体破坏位置,评价外防热材料的结构完整性,考核壳体承受内压载荷的能力。结果表明:结构/防热一体化ϕ480 mm壳体应变与压强呈线性关系,随压强的升高而增大;ϕ480 mm壳体在内压作用下出现树脂开裂、单丝断裂、纤维束断裂和分层等声发射信号,分布在前后封头区域,二次加载后费利西蒂(Felicity)比为0.96;壳体的爆破压强为18.6 MPa,容器特性系数达到42.1 km,后封头区域出现宏观纤维断裂现象;防热层材料表面出现少量纤维起毛、断丝和发白现象,未出现分层和脱落,保持较好的结构完整性。
含超材料吸波体的夹芯复合材料设计制备及性能
阮心怡, 杨家骅, 邱夷平, 姚澜
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000182
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摘要:
为了获得一种兼具吸波性能和一定力学承载性能的复合材料,将超材料吸波体与夹芯复合材料相结合。通过仿真设计出满足双频带、宽频带电磁波吸收的超材料吸波体,对其吸波性能进行表征。而后将双频带、宽频带超材料吸波体分别嵌入以玻璃纤维/环氧树脂复合材料为上面板、聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫为芯层、碳纤维/环氧树脂复合材料为下面板的夹芯复合结构中,形成夹芯复合材料。对最终的夹芯复合材料进行吸波性能测试,结果表明:双频带夹芯复合材料在8.65 GHz和10.30 GHz下的电磁吸波率分别达到94.13%和99.99%,宽频带夹芯复合材料在8.25~11.61 GHz的频段范围内的电磁吸波率为90.02%~99.91%。弯曲性能测试结果显示:双频带夹芯复合材料的弯曲强度和模量分别为68.81 MPa和 7.72 GPa;宽频带夹芯复合材料的弯曲强度和模量分别为145.76 MPa和 9.13 GPa。断面形貌电镜照片显示:夹芯复合材料受到弯曲破坏后有局部小范围层间开裂现象,整体层间结合良好。
叠层缝合碳纤维增强铝基复合材料低速冲击及冲击后剩余压缩力学性能实验研究
顾姝, 蔡长春, 余欢, 徐志锋, 王振军
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000209
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摘要:
以铝合金ZL301为基体,碳纤维叠层缝合织物为增强体,采用真空压力浸渗工艺制备叠层缝合碳纤维增强铝基(叠层缝合Cf/Al)复合材料。通过室温落锤冲击实验,研究冲击载荷及能量随时间的变化行为规律,采用光学显微镜和工业数字X射线成像系统观测其冲击损伤形貌,分析冲击损伤机理。通过冲击后压缩(CAI)实验,研究复合材料在不同冲击能量下沿经纱方向的剩余强度,观察压缩试样宏观与微观断口形貌,分析压缩失效机制。结果表明:冲击载荷作用下叠层缝合Cf/Al复合材料发生了显著的局部损伤,正面损伤区域出现了较明显的凹坑,而其背面出现明显的沿经向的裂纹,裂纹长度随冲击能量增加而增大,损伤模式主要表现为基体开裂和纤维断裂拔出;冲击后的经向压缩强度随冲击能量的增大而下降,压缩后的复合材料出现了从冲击裂纹端部沿纬纱方向扩展到试样边缘的横向裂纹,压缩宏观断口中纱线结构破坏严重程度随冲击能量的增加而加重,而压缩后的微观断口均呈现出纤维剪切断裂后参差不齐的形貌。
Ni-Cd 合金镀层中Cd 含量对镀层耐蚀性能的影响
燕宝强, 费敬银, 张嫚, 王俊, 韩锡正, 赵利娜
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000196
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摘要:
采用电刷镀的方法在钢铁构件表面镀覆一层 Ni-Cd 合金镀层,从而实现牺牲阳极和机械保护法的双重保护机制;采用控制变量法研究镀层中不同浓度的Cd2+对于镀层耐蚀性能的影响。通过极化曲线、电化学阻抗谱、全浸腐蚀实验以及盐溶液周浸实验分别测定不同Cd2+浓度下镀层的腐蚀电位、极化电阻以及耐蚀性能。结果表明:当Cd2+摩尔分数从0.5%~5 %变化时可以实现镉质量分数为15%~90%的 Ni~Cd 合金的共沉积;其中,当 Cd2+ 摩尔分数为4 % 时,即镀层中镉质量分数为69.40 %时,合金刷镀层的耐蚀性最好。
中温固化松香基环氧树脂碳纤维增强复合材料性能
刘燕峰, 刘青曼, 陈旭
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000187
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摘要:
以生物质松香基马来海松酸酐(MPA)作为固化剂固化石油基E-54、AG-80和014U三种环氧树脂混合物,研究松香基环氧树脂基体及其复合材料的热性能和力学性能,评价其作为先进树脂基复合材料应用在航空飞行器主承力结构件的可能性,拓宽生物质环氧树脂应用领域。结果表明:固化后的环氧树脂具有较高的力学性能和热失重温度,配方F2树脂固化后玻璃化转变温度为156 ℃,拉伸强度为82.6 MPa、拉伸模量为3.05 GPa、断裂伸长率为4.2%、5%热分解温度约为370 ℃;以F2/U3160预浸料制备的复合材料层合板干态玻璃化转变温度为158 ℃,湿态玻璃化转变温度为123 ℃,干态力学性能与已经应用于直升机旋翼系统的3261/HT3复合材料性能相当,并具备较高的湿态力学性能保持率。
纤维增强复材C形圆台壳件固化变形的预测方法
陶裕梅, 郑子君, 邵家儒
当前状态:   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000198
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摘要:
采用热压罐固化成形的纤维增强复合材料工件在脱模后通常与模具形状有一定出入,影响成型的精度和质量。为研究曲面零件固化变形规律,将C形圆台壳件的几何形状用母线长度、半高处半径、圆心角、半顶角、厚度五个参数表征,并基于虚功原理和小变形假设推导由于固化工艺中温度改变导致的形状变化公式。结果表明:固化后此类工件的厚度变薄,半高处半径缩小、圆心角增大、母线变短、顶角变小。与有限元模拟正交实验对比,验证了本公式的正确性;给出了基于path-dependent本构关系的固化变形有限元模拟的简化实现方案,与文献相比可以减少80%的计算时间,且实现难度较低。分别用本公式、热弹性有限元模型、path-dependent有限元模型计算某小型固定翼飞机的机头罩固化变形,预测半跨长平均缩小量分别是8.1 mm、7.6 mm、6.1 mm,均与实测值7.7 mm基本吻合;计算结果可以解释该零件的装配变形现象。

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封面
2022-02期封面+目录
2022, 42(2)   
[摘要](0) [PDF 10085KB](1)
摘要:
综述
基于材料及结构的直升机噪声抑制技术研究进展
李文智, 曹瑶琴, 何志平
2022, 42(2): 1 -10   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000095
[摘要](50) [HTML全文](32) [PDF 1386KB](18)
摘要:
直升机因其独特的飞行模式,实现了快速发展和在各个领域的广泛应用。随着对直升机舒适性、低声污染性等要求的提出,其噪声问题成为亟须解决的问题。本文以直升机外部噪声和内部噪声的主要产生来源及传播途径为切入点,综述了国内外基于材料及结构的直升机噪声控制现状,分别阐述了传统隔声材料、智能压电控制材料、声学超材料/结构、阻尼材料的噪声控制特性和效果,传统材料已不再适用于现阶段直升机轻量化减振降噪的需求,智能复合材料、新型吸声结构、声学超材料因其优异的降噪能力及降噪特点,将成为更具发展前景的减振降噪选择。最后结合现阶段直升机减振降噪材料发展现状,提出未来直升机降噪材料/结构的发展趋势主要为主动降噪技术、共振吸声、超材料声学带隙、阻尼材料降噪等,并为直升机未来减振降噪材料/结构的研究发展方向提出了可行的研究思路。
研究论文
TB9钛合金摩擦修正热变形分析和热加工图的建立
王春阳, 王玉会, 李野, 张旺峰
2022, 42(2): 11 -19   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000125
[摘要](24) [HTML全文](30) [PDF 1732KB](3)
摘要:
采用TB9钛合金作为研究对象,在Gleeble-1500热模拟设备上对圆柱试样进行高温等温压缩实验,热压缩温度为750~1000 ℃,应变速率为0.01~10 s−1,对获得的实验结果进行摩擦修正,并根据摩擦修正后的应力-应变曲线绘制热加工图。结果表明:摩擦修正后的应力-应变曲线明显低于修正前的曲线,且随着应变的增加,摩擦修正前后的应力差值逐渐增加;计算获得了经过摩擦修正的真应力-应变曲线\begin{document}$ \sigma {\text{ = }}\frac{{\arcsin h{{[\frac{{\dot \varepsilon \exp (\frac{Q}{{RT}})}}{A}]}^{\frac{1}{n}}}}}{\alpha } $\end{document},可用该式预测TB9钛合金在750~1000 ℃,不同应变速率条件下的应力。失稳变形会导致TB9钛合金产生与压缩方向呈约45°的流变局域化区域变形带,合金的组织均匀性较差;在适宜的工艺窗口内热加工,合金主要发生动态再结晶和动态回复,可以改善显微组织,提高合金的性能。根据建立的热加工图,得出了TB9 钛合金的适宜热变形工艺参数为:变形温度850~1000 ℃,应变速率0.01~1 s−1
莫来石基耐火材料夹杂物与粉末冶金高温合金FGH96界面反应
张轶波, 郑亮, 许文勇, 李周, 张国庆
2022, 42(2): 20 -28   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000159
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 5403KB](1)
摘要:
采用光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及电解腐蚀方法研究粉末冶金高温合金FGH96中人工植入莫来石基耐火材料夹杂物在原始颗粒态、热等静压和热变形过程中形貌和成分的演变规律,揭示莫来石基夹杂物与合金基体发生界面反应的机制。结果表明:在原始颗粒态时,人工植入的莫来石基夹杂物为无规则颗粒状;经过高温高压的热等静压固结成形后,夹杂物内部形态和成分未发生明显变化,但夹杂物与基体界面发生置换反应形成了结构复杂的反应层,该反应层由Al、Ti的氧化物构成,并含有较多孔隙。经过25%变形量(温度1080 ℃、应变速率0.0004 s−1)的热变形后,夹杂物主体形态和成分未发生明显变化,而夹杂物外部包覆的反应层随高温合金基体的变形开始从夹杂物上剥离和拉长,并随着金属基体的流动变形,在靠近拉长方向一侧发生聚集;当变形程度为50%时,莫来石夹杂物连同外部包覆的反应层发生破碎变形,形成夹杂物碎块加反应层的复合形态,该复合形态夹杂物呈线状分布,长轴垂直于压缩方向;当夹杂物外部包覆的反应层被剥离、莫来石夹杂物本体破碎后,形成的暴露于高温合金基体的新表面将继续反应生成新反应层,破碎的莫来石夹杂物本体仍然以O、Al、Si为主要组成,但同时含有少量Ni、Cr、Ti、Co、Mo等高温合金中的元素。
不同激光加工工艺的DD406单晶高温合金气膜孔高温氧化行为
杨一哲, 杨昭, 赵云松, 裴海清, 李萌, 杨艳秋, 温志勋, 岳珠峰
2022, 42(2): 29 -40   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2022.000010
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 4853KB](0)
摘要:
长寿命民机及地面燃气轮机涡轮叶片在工作过程中长期受到高温氧化的影响,使其在复杂工况下表面强度大幅度降低,服役寿命明显缩短,因此高温抗氧化性能是涡轮叶片应用中必须考虑的重要性能指标。本课题研究毫秒和皮秒激光加工工艺下DD406镍基单晶高温合金气膜孔结构在980 ℃和1100 ℃下的高温氧化行为,得到相应定量氧化动力学以及氧化物微观组织结构演化规律,揭示不同制孔工艺下气膜孔结构的氧化机理差异,为服役工况下叶片强度寿命模型的建立提供基础。结果表明:毫秒工艺下的气膜孔结构氧化速率显著高于皮秒工艺,不同工艺的氧化动力学曲线均遵循抛物线或直线规律;毫秒工艺下,氧化初期外层快速生成(Ni, Co)O,此阶段反应速率主要由NiO的生长过程控制,之后形成典型(Ni, Co)O-尖晶石相层-α-Al2O3典型三层结构;内α-Al2O3层下方及γ'相消失层存在较多孔洞,导致氧化层易剥落;皮秒工艺下,氧化初期快速生成不连续α-Al2O3,随后相互连接,形成连续致密α-Al2O3层。
碳/亚麻纤维混杂复合材料层间断裂韧度
袁卫可, 李岩, 赵剑
2022, 42(2): 41 -46   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000101
[摘要](29) [HTML全文](20) [PDF 864KB](4)
摘要:
为提升碳纤维增强复合材料的抗分层能力,将亚麻纤维引入碳纤维增强复合材料,制备碳/亚麻纤维混杂复合材料。采用双悬臂梁实验和端部缺口梁弯曲实验研究碳/亚麻纤维混杂复合材料的层间断裂韧度,并与碳纤维增强复合材料进行对比,用扫描电子显微镜观察材料断裂表面微观形貌。结果表明:碳/亚麻纤维混杂复合材料的Ⅰ型和Ⅱ型层间断裂韧度与碳纤维增强复合材料相比分别提高了250%和23.86%;碳纤维增强复合材料断裂面上碳纤维表面较为光滑,说明其与树脂结合能力较差,导致较低的层间断裂韧度,而碳/亚麻纤维混杂复合材料的层间断裂面发现亚麻纤维单根纤维断裂、剥离、缠结,亚麻微纤丝剥离、缠结及亚麻微纤丝与碳纤维缠结等多尺度模式破坏。由多尺度结构亚麻纤维带来的多尺度模式破坏在裂纹扩展过程中消耗较多能量,即为碳/亚麻纤维混杂复合材料层间断裂韧度的提高机理。
基于分子模拟的聚醚醚酮拉伸力学行为与改性
张可, 姚重阳, 李栋宇, 牛飞, 王博, 李桐
2022, 42(2): 47 -56   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000143
[摘要](69) [HTML全文](26) [PDF 1383KB](29)
摘要:
采用分子动力学方法预测聚醚醚酮(PEEK)的拉伸力学性能,对PEEK分子模型进行各向异性控压的非平衡态拉伸模拟,获得PEEK材料的应力-应变曲线,计算弹性模量、屈服强度等力学性能。分析不同应变率和温度下PEEK的力学性能、自由体积、均方回转半径和体系能量随拉伸应变的变化规律,进而解释PEEK分子链特征与材料宏观性能的关系。结果表明:随着应变率的增加,PEEK的弹性模量和屈服强度大幅提高;随着温度的增加,PEEK的弹性模量和屈服强度大幅降低;在拉伸弹性和屈服阶段体系的自由体积增加较快,分子链的均方回转半径基本不变,体系总势能以非键能为主。非键相互作用是影响PEEK弹性模量和屈服强度的一个主导因素,由此提出氨基修饰PEEK侧链的改性策略,结果表明,氨基官能化PEEK的弹性模量和屈服强度较PEEK分别提升21%和34%。
跨厚比对高强玻璃纤维增强复合材料单向板弯曲性能的影响
白鑫, 王云英, 王雅娜, 陈新文, 何玉怀
2022, 42(2): 57 -63   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000120
[摘要](33) [HTML全文](26) [PDF 762KB](19)
摘要:
采用三点弯曲实验测试不同跨厚比的S6C10-800/AC318复合材料单向板(以下简称单向板)的弯曲性能,研究跨厚比对单向板弯曲强度、弯曲模量的影响,分析试样断裂模式和弯曲破坏机制,确定单向板三点弯曲测试的临界跨厚比。结果表明:单向板弯曲强度随着跨厚比的增加而不断增加,弯曲模量随着跨厚比的增加先增大后减小;单向板的断裂模式于跨厚比α=20时发生转变,单向板分层损伤程度随着跨厚比的增加逐渐降低,但劈裂程度增加;α≤20时跨厚比越大,应力-应变曲线越符合线性关系;α>20时,应力-应变曲线不再符合线性关系;得到了任意跨厚比下单向板弯曲强度的预测公式及单向板的三点弯曲破坏的失效判定准则。
平纹编织复合材料层合板静态压缩与压-压疲劳性能
张铁纯, 杨晨晨, 王轩, 周春苹
2022, 42(2): 64 -72   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000106
[摘要](34) [HTML全文](19) [PDF 1911KB](6)
摘要:
采用电液伺服疲劳试验机开展玻璃纤维平纹编织复合材料层合板的静态压缩和压-压疲劳性能实验。应力比为R=10,拟合出S-N曲线,基于疲劳实验过程中的刚度退化、能量耗散、循环蠕变与循环软化来表征疲劳损伤演化,结合扫描电子显微镜对断口形貌进行观察。结果表明:试件的条件疲劳极限为静态压缩强度的66.3%;通过双加权最小二乘法拟合的S-N曲线具有较高可信度;随着循环次数的增加,试件刚度逐渐下降,各峰值载荷下的能量耗散逐渐增加;在循环加载初期,试件表现出强烈循环蠕变现象,高峰值载荷作用下的试件表现出强烈循环软化行为;试件经过循环加载抵抗变形能力得到增强;断口观察到了基体开裂、纤维/基体界面脱粘、纤维断裂和分层四种失效模式;与疲劳断口相比,静态压缩断口表现出较大的分层损伤。
2.5D机织Cf/Al复合材料热残余应力与热变形细观力学分析
童德, 蔡长春, 王振军, 刘燕武, 张益豪, 余欢, 徐志锋
2022, 42(2): 73 -82   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000114
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 2304KB](0)
摘要:
采用细观力学数值模拟与热性能实验结合的方法,研究2.5D机织Cf/Al复合材料降温热变形行为和热残余应力分布。根据解析法计算的纱线轴/横向热膨胀性能和纱线空间分布结构,建立复合材料细观力学有限元模型,计算得到的宏观热应变-温度曲线与热变形实验曲线吻合较好。复合材料制备后经纱和纬纱主要处于残余压应力状态,且纬纱表现出较高的残余应力水平;基体合金则主要处于残余拉应力状态,最大拉应力出现在经纱界面处并导致经纱与纬纱之间的区域出现局部界面脱粘,降低热残余应力是改善复合材料力学性能的重要技术手段。
热力耦合模拟服役条件对DZ406合金组织和持久性能的影响
贾新云, 宗毳, 郭婧, 陈升平, 郑真, 赵文侠, 黄朝晖
2022, 42(2): 83 -90   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000172
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摘要:
在高温长期服役条件下高温合金涡轮叶片的组织存在老化和性能退化问题。通过对DZ406合金试样进行预先加载处理,模拟涡轮叶片的高温服役环境,热力耦合模拟条件分别为980 ℃/70 MPa,980 ℃/110 MPa,980 ℃/140 MPa与980 ℃/180 MPa,再对试样进行980 ℃/275 MPa持久实验。观察分析不同服役载荷条件下试样的显微组织和980 ℃/275 MPa持久寿命。结果表明:DZ406合金标准热处理组织由碳化物、残余(γ+γ´)共晶和规则立方状的γ´相组成;在模拟服役条件热力耦合作用下,随着服役载荷应力的增加,合金的共晶和碳化物形貌及尺寸无明显变化,平行于[001]方向试样的γ´相呈现不同程度的筏排化,垂直于[001]方向截面的γ´相尺寸明显增大;随着服役载荷应力的增加,不同热力耦合作用试样的剩余持久寿命迅速降低。
rGO/CNTs/EP复合涂层的电荷积聚与消散特性
赵欣, 邢一龙, 李梦, 黄成超, 赵皓东, 杨华荣
2022, 42(2): 91 -98   doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000084
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 1019KB](0)
摘要:
研究飞机涂层的导静电问题,对rGO/CNTs/EP复合涂层表面的电荷积聚、消散过程进行理论分析,并根据实验数据进行拟合分析,探讨理论模型的合理性以及影响电荷消散作用的因素。采用三种电荷动态变化模型对实测数据进行拟合分析,揭示拟合曲线以及电荷积聚与消散过程的时间常数、拟合系数等参数,与理论变化曲线进行对比研究,验证电荷变化情况与时间常数的关系,评价模型的合理性与涂层电荷耗散效果。结果表明:相比于积聚模型,复杂模型较好地反映电荷积聚过程中的变化;随着涂层中rGO/CNTs添加量的增加,积聚时间常数与消散时间常数比值增大,积聚电荷的峰值减小,消散作用增强;消散模型基本符合电荷消散过程的实际变化趋势,随着rGO/CNTs添加量的增加,消散时间常数减小,消散作用增强。
未来航空发动机材料面临的挑战与发展趋向
傅恒志
[摘要](7049) [PDF 445KB](2362)
摘要:
根据发动机材料基本服役环境的特点,提出将先进的结构概念与材料概念、发动机的先进性、可靠性与材料组织和缺陷的可控性与稳定性结合起来开展材料研究的论点。从使用温度、高温比强、抗氧化性、韧性、导热性与加工性方面分析了传统材料与新材料体系的特点,并针对我国航空发动机材料中存在的问题,提出了若干建议。
先进树脂基复合材料的发展
陈祥宝
[摘要](5363) [PDF 1173KB](2130)
摘要:
先进树脂基复合材料在过去三十年中已得到了飞速的发展.本文主要介绍了它们的发展现状及在航空工业的应用,讨论了先进树脂基复合材料的未来研究和发展方向以及应注意的几个问题.
导电硅橡胶研究进展
耿新玲, 刘君, 任玉柱, 苏正涛, 王景鹤
[摘要](4904) [PDF 862KB](1729)
摘要:
介绍了导电硅橡胶的两种导电机理,即渗流理论和隧道效应理论,综述了炭系和金属系两类导电填料的研究进展状况,并论述了温度、压力和加工工艺等因素对硅橡胶导电性能的影响,最后简要介绍了导电硅橡胶的应用状况并对其进行了展望。
铸造高温合金发展的回顾与展望
陈荣章, 王罗宝, 李建华
[摘要](5055) [PDF 906KB](1482)
摘要:
回顾了20世纪40年代以来铸造高温合金发展中的若干重大事件:叶片以铸代锻;真空熔炼技术;定向凝固及单晶合金;合金成分设计;Ni3Al基铸造高温合金;合金凝固过程数值模拟;细晶铸造.展望了铸造高温合金21世纪的发展:单晶高温合金仍然是最重要的涡轮叶片材料;继续靠工艺的发展挖掘合金潜力;发展有希望的替代材料.
纤维增强复合材料的损伤特征及失效分析方法
习年生, 于志成, 陶春虎
[摘要](4956) [PDF 348KB](1478)
摘要:
给出了纤维增强复合材料单向板的基本失效模式,总结了多向层合板的损伤特征。复合材料层合板中存在四种基本的失效模式,即:基体开裂、分层、纤维断裂及脱粘。上述四种基本失效模式虽然可组合出多种复杂模式,但任何复合材料的失效均可分为以“基体控制为主”或以“纤维控制为主”两种。本文还讨论了复合材料中的失效分析方法。目前,有关复合材料断裂图像的知识仍是有限的,但已引起人们的高度重视。
金属基复合材料的强化机制
陈剑锋, 武高辉, 孙东立, 姜龙涛
[摘要](5075) [PDF 1023KB](1384)
摘要:
复合材料的强化机制和强度预报一直是材料学的研究热点,因为这涉及到材料的组织设计问题。以往的研究对于金属基复合材料的强化机理有很多种说法,而且提出了大量的模型,但迄今为止缺乏一个统一而完善的理论。本文总结分析了近年来有关金属基复合材料的强化机制和一些相关的模型,并指出了这些强化机制的不足和以后的发展趋势。
纳米压痕法测试压痕蠕变的应用研究
高阳, 文胜平, 王晓慧, 潘峰
[摘要](4442) [PDF 495KB](1207)
摘要:
阐述压痕蠕变的研究进展及其测试原理,并且采用纳米压痕仪对Ta,Ni和Ni基高温合金三种金属体材料、BaTiO3陶瓷和Ag/Co多层薄膜进行蠕变实验,分析蠕变应力指数和相应的蠕变机制。
苯并环丁烯聚合物材料
黄发荣
[摘要](4701) [PDF 373KB](1207)
摘要:
苯并环丁烯(Benzocyclobutene,BCB)是一种受热活化的化合物,能形成高活性的中间体,中间体既可自身发生聚合反应,也可与亲二烯化合物发生Diels-Alder反应,形成高聚物。本文综述了苯并环丁烯化合物的化学反应原理及其形成的聚合物材料的性能和应用,并对此材料的发展趋势和前景作了讨论。
2524铝合金薄板平面各向异性研究
郭加林, 尹志民, 商宝川, 聂波, 何振波
[摘要](4295) [PDF 676KB](1200)
摘要:
采用室温拉伸性能测试、金相组织观察、XRD反极图测定和透射电子显微分析等方法研究了冷轧态和T3态2mm厚2524铝合金薄板不同取向条件下的显微组织和拉伸力学性能.以{110}单组分织构模型为基础,研究了织构与平面各向异性的关系.结果表明,2524冷轧态和T3态铝合金薄板在与轧制方向成45°和60°方向上的强度较0°、30°和90°方向上的强度低,延伸率则是45°方向上最高;轧向力学性能优于横向力学性能;冷轧态合金薄板的平面各向异性高于T3态合金板材;2524冷轧态合金薄板的主要织构为{110},次要织构为{311};2524-T3态铝合金成品薄板的主要织构为{110};2524铝合金薄板的平面各向异性与合金的晶粒结构以及晶体学织构密切有关,其中晶体学织构是造成合金板材平面各向异性的主要原因.
7075-T651铝合金疲劳特性研究
韩剑, 戴起勋, 赵玉涛, 李桂荣
[摘要](4837) [PDF 1067KB](1179)
摘要:
在不同的应力幅值下测试了7075-T651铝合金的疲劳寿命,拟合试验数据得到合金S-N曲线,估算疲劳极限为223MPa。用扫描电镜观察高低应力幅值下的疲劳试样断口,结果表明:合金的加工缺陷或粗大夹杂处往往为裂纹源,裂纹扩展伴随着小平面断裂的发生,高应力幅下疲劳裂纹扩展区出现犁沟和轮胎花样,而低应力幅下的疲劳裂纹扩展区中除有大量疲劳条带外,还出现了疲劳台阶和二次裂纹。合金的疲劳瞬断区则存在着撕裂棱与等轴韧窝。弥散分布的微小析出相对合金的疲劳性能有着积极的影响。
航空高强度铝合金残余应力的抑制与消除
王秋成, 柯映林
[摘要](4418) [PDF 183KB](1136)
摘要:
从残余应力的产生和释放两个方面,讨论了抑制与消除铝合金中残余应力的若干技术与方法。首先,从尽量减少残余应力的产生又兼顾获得所需机械性能的角度,分析了采用热水淬火、喷雾淬火及有机介质淬火等淬火工艺。其次讨论了消除铝合金中残余应力的若干技术方法的特点、效果与适用场合,并指出在铝合金结构件淬火后的不稳定状态进行残余应力消除处理效果最佳。
粉末高温合金研究进展与应用
邹金文, 汪武祥
[摘要](4622) [PDF 1317KB](1096)
摘要:
粉末高温合金由于特有的组织与性能已成为制造先进航空发动机涡轮盘的优选材料。为提升航空发动机的使用性能及可靠性,对粉末高温合金从材料、制造技术到涡轮盘的工程化应用进行全面和深入的研究,在粉末盘相应的关键技术上取得突破性进展,确立粉末盘制备的工艺路线,并制定工艺与检测的技术文件。为缩短研制周期,优化工艺过程。数值模拟技术也在粉末盘制备过程中得到广泛应用,并取得初步验证实验结果。
蜂窝材料及孔格结构技术的发展
王玉瑛, 吴荣煌
[摘要](4412) [PDF 662KB](1050)
摘要:
介绍了一种新型的芳纶/酚醛型高模量、高强度的Korex蜂窝芯材。并对不同孔格密度的Korex蜂窝芯材进行了力学性能和典型使用性能的对比,给出了几种新型的蜂窝结构。新型蜂窝材料和新型蜂窝孔格结构的研究,将有效地提高蜂窝结构的力学性能,显著地降低结构重量,提高使用可靠性,有利于扩大蜂窝结构在航空航天及其他工业领域中的应用。
航空发动机用PMR聚酰亚胺树脂基复合材料
谭必恩, 益小苏
[摘要](4718) [PDF 1606KB](1016)
摘要:
较全面地综述了PMR聚酰亚胺树脂及其复合材料的制备、性能,并总结了其在航空发动机上的应用情况,分析了目前存在的问题,并提出了将来可能的发展方向。
自愈合碳化硅陶瓷基复合材料研究及应用进展
张立同, 成来飞, 徐永东, 刘永胜, 曾庆丰, 董宁, 栾新刚
[摘要](4406) [PDF 2055KB](1005)
摘要:
为了满足高推重比航空发动机长时热力氧化环境的使用需求,连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料正朝自愈合方向发展。本文介绍自愈合碳化硅陶瓷基复合材料的微结构与性能,自愈合与强韧化机理,制造方法和工艺特点及其在航空发动机热端部件的应用情况,表明多元多层微结构形成了“层层设防,就地消灭”的氧化防御体系,是复合材料实现自愈合与强韧化的关键。自愈合碳化硅陶瓷基复合材料能够满足发动机高温服役环境要求,显著降低发动机的结构重量,从而有效提高发动机的推重比。
先进高温合金近净形熔模精密铸造技术进展
曹腊梅, 汤鑫, 张勇, 薛明, 李爱兰, 盖其东, 刘发信
[摘要](4329) [PDF 1313KB](988)
摘要:
介绍近期国内外的高温合金近净形熔模精密铸造技术研究发展状况,重点介绍北京航空材料研究院在航空发动机高温合金涡轮叶片、整体叶盘以及导向器和机匣类结构件的精密铸造技术领域取得的研究成果。论述高温合金精密铸造技术的未来研究重点。
1981 年创刊,双月刊

CN 11-3159/V
ISSN 1005-5053

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