具有SMA驱动层的柔性蒙皮主动变形特性研究

制作了模块化的形状记忆合金丝夹层,提出形状记忆合金丝驱动夹层与蜂窝结构蒙皮的集成方法。对形状记忆合金丝进行加热,由于夹层内形状记忆合金丝排布方式的不同,可分别实现蜂窝蒙皮后掠与上反。研究嵌入驱动器夹层后的蜂窝结构蒙皮的主动变形能力。结果表明,在激励电流为3 A时,蜂窝蒙皮试件可上反5.1°或后掠8°。这种通过蒙皮自身产生的变形能够降低变体机翼蒙皮变形对驱动力的要求。     

莫来石/钛酸铝层状复合材料的制备

采用轧膜成型和热压烧结工艺,以莫来石为基体层,钛酸铝为界面分隔层制备了陶瓷基层状复合材料,研究了层状复合材料的力学性能、显微结构、应力应变行为和断裂机制。结果表明,利用钛酸铝强度低的特点,以此作为陶瓷基层状复合材料的界面分隔层是可行的。与块体莫来石陶瓷相比,复合材料的强度有所降低,但断裂韧性提高;断口形貌观察和分析表明莫来石/钛酸铝层状复合材料在界面区域发生裂纹偏转,表现为非脆性断裂。     

用于空间展开机构的SMA驱动器性能研究

介绍了应用于空间航天器展开机构的几种驱动方式,并对各种驱动方式进行分析比较,得出一种基于形状记忆合金扭簧来驱动展开空间机构。采用形状记忆合金丝制备SMA扭簧,对SMA扭簧进行了性能测试,得出SMA扭簧的扭矩-角度关系,确定SMA扭簧的圈数。利用合页铰链将SMA扭簧与太阳能帆板连接,在10.5 V电压的激励下测试SMA扭簧驱动太阳能帆板,得出太阳能帆板展开角度与时间的关系。实验结果表明:SMA扭簧驱动太阳能帆板展开180°的时间约为15.4 s,在4.0 s时,太阳能帆板展开角度明显增大;在帆板展开180°后,SMA扭簧的扭矩为8.54 N·mm。这种驱动器的驱动效果较好,且响应时间较快。     

新型金属基复合材料制备工艺

<正>韩国专利KR200456567中公布了一种新型金属基复合材料制备工艺。该复合材料的特点是采用形状记忆合金纤维代替陶瓷纤维或长纤维作为增强相。在制备的复合材料中,形状记忆合金纤维有序排列,并且没有孔隙或缺陷形成。该复合材料的制备工序     

搅拌温度对双粒径混合SiCp/ZL107复合材料的影响

采用搅拌熔铸法制备双粒径SiCp/Al复合材料,利用扫描电镜（SEM）、电子万能试验机研究搅拌温度对复合材料的微观结构以及力学特性的影响。结果表明：SiC含量随着搅拌温度的升高而增加,在585℃两种粒径混合的SiC颗粒弥散分布在基体上,随温度继续升高,基体出现明显的贫SiC区域;复合材料的抗压强度、抗弯强度以及最大弯曲挠度均随着搅拌温度的升高先增大后减小,在585℃达到最大值,力学特性较纯铝、单一粒径的SiCp/ZL107复合材料有明显提高。SiC颗粒的分布以及界面结合强度决定复合材料的断裂机制。     

搅拌温度对双粒径混合SiC_p/ZL107复合材料的影响

采用搅拌熔铸法制备双粒径SiCp/Al复合材料,利用扫描电镜(SEM)、电子万能试验机研究搅拌温度对复合材料的微观结构以及力学特性的影响。结果表明:SiC含量随着搅拌温度的升高而增加,在585℃两种粒径混合的SiC颗粒弥散分布在基体上,随温度继续升高,基体出现明显的贫SiC区域;复合材料的抗压强度、抗弯强度以及最大弯曲挠度均随着搅拌温度的升高先增大后减小,在585℃达到最大值,力学特性较纯铝、单一粒径的SiCp/ZL107复合材料有明显提高。SiC颗粒的分布以及界面结合强度决定复合材料的断裂机制。     

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。     

Sn-3.0Ag-0.5Cu-3.0Bi钎料对SiCP/6063Al复合材料真空钎焊接头组织的影响

采用自制Sn-3.0Ag-0.5Cu-3.0Bi合金对Si CP/6063Al复合材料进行真空钎焊。通过SEM、EDX实验方法分析钎料与化学镀镍后Si CP/6063Al复合材料真空钎焊接头的显微组织。结果表明:无铅钎料Sn-3.0Ag-0.5Cu-3.0Bi合金显微组织主要由富Sn相、共晶组织和单质Bi构成;其显微组织形成机制可以用化学亲和力来表征,元素间的化学亲和力参数越大,越容易形成化合物;Si Cp/6063Al复合材料真空钎焊后的焊缝组织致密,钎料对镀镍复合材料的润湿性良好;界面生成的IMC为(CuxNi1-x)6Sn5,其晶体结构与Cu6Sn5相似,只是部分Cu原子被Ni取代。     

(CoCrFeMnNi)p/Ti复合材料变形损伤行为研究

用真空热压烧结制备体积分数为7％的(CoCrFeMnNi)p/Ti复合材料.将试验研究与数值模拟结合,研究(CoCrF-eMnNi)p/Ti复合材料变形损伤行为.结果表明:真空热压烧结后的复合材料中无新相生成,界面结合较好.高熵合金颗粒提高了复合材料压缩性能,抗压强度达1773 MPa.有限元模拟发现,颗粒位置对基体变形存在一定作用,相邻颗粒间基体的应力及应变大于颗粒周围基体.界面最先达到应力应变临界值,随后萌生裂纹,发生损伤.不完整颗粒界面比球形颗粒界面更易损伤.     

Sn涂覆对Al18B4O33/Al复合材料拉伸行为及性能的影响

采用低熔点金属Sn的界面涂覆来提高硼酸铝晶须增强铝基复合材料的热塑性,在450℃下进行轧制比为50%的热轧变形,并对轧后复合材料的室温拉伸行为及性能进行研究。结果表明:金属Sn的界面涂覆可以提高复合材料的热轧成形能力,保持晶须较大的长径比并改善复合材料的界面结合强度,在拉伸过程中诱发应变软化行为,从而提高了轧后复合材料的抗拉强度及断裂伸长率。     

钢/锌基合金复合的界面行为

通过钢丝热浸锌合金后再与锌基合金复合 ,制得钢 /锌基合金复合材料。借助扫描电镜、显微硬度分析了复合材料界面结构及力学性能。结果表明 :钢丝热浸锌合金促进了钢与锌合金的浸润 ,过渡层与基体组织之间有较好的连续性 ,形成强界面结合。     

金属基复合材料中纤维增强体涂层的研究现状

纤维是性能优异的增强体,普遍运用于增强金属基复合材料。基体与纤维之间的界面结构和性能对金属基复合材料的力学和物理性能起显著的影响。表面涂层技术能改进界面结构,是提高复合材料性能最为有效的途径之一。综述用于增强金属基体的几种重要纤维:C纤维、SiC纤维、W纤维等的表面涂层处理技术以及对金属基复合材料的界面、综合性能的影响,指出纤维涂层技术的研究方向。     

Numerical Simulation of Particle/Matrix Interface Failure in Composite Propellant

Interface debonding between particle and matrix in composite propellant influences its macroscopic mechanical properties greatly. For this, the laws of interface cohesive damage and failure were analyzed. Then, its microscopic computational model was established. The interface mechanical response was modeled by the bilinear cohesive zone model. The effects of interface properties and particle sizes on the macroscopic mechanical behavior were investigated. Numerical simulation of debonding damage evolution of composite propellant under finite deformation was carried out. The debonding damage nucleation, propagation mechanism and non-uniform distribution of microscopic stress-strain fields were discussed. The results show that the finite element simulation method based on microstructure model can effectively predict the trend of macroscopic mechanical behavior and particle/matrix debonding evolution process. It can be used for damage simulation and failure assessment of composite propellants.     

复合固体推进剂颗粒与基体初始界面有无缺陷的细观模型对比

复合固体推进剂的制备工艺和环境因素会引起其颗粒与基体初始界面的浸润能力下降,进而导致材料内部存在随机分布的初始缺陷。为探究初始缺陷对推进剂力学性能的影响,基于分子动力学方法建立细观颗粒填充模型,利用通用有限元分析软件Abaqus子程序VUMAT开发指数内聚力模型,并建立颗粒与基体初始界面粘结强度相同的无缺陷模型,以及颗粒与基体初始界面粘结强度的密度函数呈Weibull函数分布的初始缺陷模型。通过对比两种模型的数值计算结果发现：初始缺陷模型的网格敏感性低于无缺陷模型;在初始缺陷模型中,形状参数越小,模型内初始缺陷含量越高,初始弹性模量越低。研究结果表明,初始缺陷模型较无缺陷模型能更准确描述推进剂在单轴拉伸条件下的损伤演化过程。     

复合固体推进剂非线性界面脱粘的力学性能研究

复合固体推进剂是高体积分数的颗粒填充材料,因此建立细观力学模型对于研究其力学性能具有十分重要意义.应用细观力学的Mori-Tanaka方法研究了推进剂本构关系,其中推进剂颗粒与基体的界面粘接律采用抛物线型假设.通过算例证明抛物线型粘接律能更好模拟推进剂颗粒与基体的非线性脱粘行为,并且研究表明推进剂中颗粒大小、体积分数以及颗粒基体界面间的最大粘接应力对其力学性能有明显影响.     

复合推进剂力学性能及其改善技术研究进展

为改善复合推进剂力学性能的技术途径和发展思路,对近年国内外复合推进剂力学性能的研究情况进行 分析。提出提高粘合剂基体力学性能、增强固体填料和粘合剂基体界面作用、优化固体填料组成及粒度级配等技术, 进一步改善复合推进剂力学性能。结果表明,该研究可为进一步改善推进剂的力学性能提供理论和实践支持。     

纤维增强复合材料抗弹吸能特性研究

为研究树脂基纤维增强复合材料的抗弹吸能特性和机制,采用4.5 g球形碎片模拟弹,对不同基体的玻璃纤维和芳纶纤维增强复合材料板进行了弹道极限V50和抗冲击贯穿试验,分析了不同冲击状态下各复合材料靶板的吸能特性和破坏特点.研究发现,增强纤维的应变率效应会显著地反映到复合材料板的抗弹吸能特性中,破坏模式决定复合材料板的抗弹吸能能力;弹体冲击入射速度、纤维与基体的界面特性是影响复合材料板抗弹吸能的重要因素.结果表明,在一定速度下的贯穿比吸能试验方法,可有效地评价和比较各树脂基纤维增强复合材料板的抗弹性能,该试验方法是对V50试验方法的有效补充.     

氧化铝/锌合金复合材料界面的SEM观察

利用挤压铸造制备氧化铝／锌合金复合材料，在扫描电镜（ＳＥＭ）上观察复合材料的界面。结果表明，在复合材料中纤维与基体间存在致密界面层，合金元素通过适当的化学反应可改善纤维与基体间的结合；在凝固过程中，纤维／基体界面上的硅在共晶体的共生生长过程中起了领先相作用，导致复合材料的共晶转变是由铝硅共晶转变和锌铝共晶转变两者组成。     

Fe/SiC金属基复合材料的研究

研究了一种新型的Fe/SiC金属基复合材料的界面反应和烧结机理 ,并分析了工艺过程及参数对材料性能的影响。结果表明 ,在 1 0 50℃左右烧结时能有效控制界面反应 ;界面反应及材料的烧结以固相扩散为主 ;碳化硅粒子表面涂覆金属镀层及基体合金化既能有效改善界面结合又能提高材料的力学性能 ,尤其是耐磨性的提高最为显著。     

粉末冶金制备镁基复合材料的变形组织及性能

采用粉末冶金法制备了钛合金颗粒增强镁基复合材料,经过不同挤压比的热挤压变形后,对其显微组织和力学性能进行了检测。结果表明:复合材料的基体晶粒明显小于未增强的镁合金;增强体分布均匀,与基体结合良好,且无界面反应发生;随挤压比的增大,基体晶粒更加细小,复合材料的组织均匀性亦得到提高;超大挤压变形使原镁粉表面的氧化膜得到有效的破碎和分散,从而具有一定的氧化物弥散强化(ODS)作用,进一步提高了复合材料的力学性能。