可主动变形的波纹式蒙皮基体制备及驱动特性

论述一种适用于变体机翼的具有主动变形能力的波纹式柔性蒙皮基体制备方法,并制作了拉伸测试件,进行拉伸实验。实验结果显示,当伸长量小于4%时,蒙皮基体线性伸长,在此范围内,可利用蒙皮自身的弹性使其恢复到原始形状。测试基于形状记忆合金(SMA)驱动器的波纹式蒙皮的主动变形效果,给SMA驱动器通以电流,利用SMA的形状记忆效应驱动蒙皮基体变形,试验测试不同电流下基体伸长2%所需的时间,及利用自身弹力回复时的残余变形量,蒙皮基体自身产生的变形将大大降低变体机翼蒙皮变形时对驱动力的要求。     

超声冲击工艺参数对SMA490BW钢塑变层的影响

用HJ-Ⅲ型超声冲击设备对SMA490BW钢表面进行冲击处理,利用GX-51OLYMPUS金相显微镜观察冲击处理后试样表面微观结构的变化,测试试样冲击层的深度。结果表明:超声冲击使SMA490BW钢表层产生严重的塑性变形,电流相同时塑变层深度随着冲击时间的延长而增加;电流为2.0、1.5 A时的塑变层深度基本相同,说明塑变层深度并不会随冲击强度的增加而无限增加;冲击强度相对较大时,试样表层开始出现微观缺陷使表面质量劣化。     

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。     

基于射流变形机理被动电磁装甲板间距优化分析

为提高被动电磁装甲防护性能,基于时间窗原理和虚拟源点理论,建立了脉冲电流对不同速度聚能射流微元作用时间的数学模型,确立了射流微元受脉冲电流作用累积时间最长为结构优化目标,通过数值计算得到了虚拟源点到前装甲板距离之间越大以及射流头部速度和射流尾部速度比值越大,装甲板间距也越大的结论。在认为射流为全塑性体及电流完全分布在射流表面的情况下,得到了能够使射流产生变形的临界电流、与阿尔芬波速相关的变形时间常数和脉冲电流对射流微元的实际作用时间。此研究为电装甲板间距设计提供了参考。     

基于SMA的飞行器变体机翼驱动结构研究

首先设计一种基于SMA驱动的可变体机翼后缘分段结构,通过相邻后缘段之间安装的偏转驱动结构,使结构的整体偏转通过后缘段累积效应实现,在此基础上制作该可变体机翼后缘的结构模型。其次,对SMA驱动元件在此机翼结构中的布局进行理论计算与仿真,验证设计驱动系统的可行性,并通过空载与加载不同状态下结构运动实验研究与仿真对比分析,近一步研究设计的SMA驱动可变体机翼后缘结构的承载能力与结构合理性。最终,设计的机翼后缘结构模型能够实现快速、稳定、连续的变形目的。     

开发高温形状记忆合金应考虑的因素

以NiTiHf和NiAl系合金为例,论述了开发高温形状记忆合金(SMA)时应考虑的因素.这些因素包括材料的可加工性、相稳定性、机械稳定性和经济性.NiTiHf和NiAl系合金的相变温度在150℃以上,具有发展成为高温SMA的潜力.但要使这些合金成为实用高温SMA,还需要做进一步的研究工作.如NiTiHf合金的相稳定性和机械稳定性尚未完全弄清;NiAl系合金的可加工性和相稳定性需进一步改善,其机械稳定性和作为SMA的加工价格亦不清楚,需进一步研究.     

NiTi SMA/铁电陶瓷复合材料的制备工艺及阻尼性能研究

采用sol-gel法在NiTi SMA冷轧薄片基体上沉积陶瓷薄膜而制备出NiTi SMA/铁电陶瓷异质复合材料。采用X射线衍射、扫描电镜及EDAX仪研究不同烧结温度下复合材料的物相组成,异质间结合结构等。用动态热机械分析仪(DMA)测试复合材料的阻尼性能并与单纯NiTi SMA的阻尼性能进行比较。试验结果表明,通过sol-gel法及控制烧结工艺,可在NiTi SMA基体上沉积陶瓷薄膜而制备NiTi SMA/铁电陶瓷异质复合材料;所制备的复合材料,在20℃以下,阻尼tgσ稳定在3.5%,且振动频率在0.33～10Hz以内,振动频率对阻尼影响较小;在20～40℃范围内,存在tgσ阻尼峰,峰值可达到5.0%。相对于单纯NiTi SMA,阻尼性能复合效应显著。     

基于正交试验设计的镀锌汽车钢板三层点焊工艺研究

以0.7 mm厚汽车用DX54+Z镀锌钢板为研究对象,基于正交试验设计不同焊接工艺的三层钢板点焊试验,并对熔核尺寸、拉剪强度等指标进行检验。结果表明:焊接时间对熔核尺寸的影响最大,焊接电流和电极压力相对较小;随焊接电流的增加,熔核直径先减小后增加;随焊接时间的延长,熔核直径呈线性增加;随电极压力的提高,熔核直径逐渐减小。焊接时间对拉剪强度的影响最大,其次是焊接电流,电极压力影响最小;随焊接电流的增加,拉剪强度先减小后增加;随焊接时间的延长,拉剪强度呈线性增加;随电极压力的提高,拉剪强度几乎不变。综合考虑熔核直径和拉剪强度指标,优化的焊接工艺参数:焊接电流为11 kA,焊接时间为260 ms,电极压力为1.5 kN。     

不同制式的消磁电流对铁磁物质磁化作用的分析

从现有消磁电流的通电制式出发,通过求解数理方程,提出了利用小阶跃叠加法分析和计算磁化过渡过程的新方法,定量地分析研究了不同制式的消磁电流对铁磁物质的磁化效果,为消磁电流通电制式对过渡过程的技术要求提供了理论依据。仿真计算结果表明：在最大幅值和通电时间相同的前提下,理想阶跃制式的磁化效果最好,梯形波制式的过渡过程时间越短,则磁化效果越好。     

一种小型轻质折叠弹翼展开解锁机构的设计及动力学仿真分析

弹翼折叠是提高战机载弹量的一种有效方法,展开解锁机构的设计是折叠弹翼总体结构设计的关键之一。本文利用形状记忆合金(SMA)功重比高的特点,设计了一种新型的基于SMA触发的展开解锁机构,进行了相关力学分析,根据得到的载荷径向分力N及预载扭矩Mmax设计计算了SMA驱动器参数,通过其解锁过程的ADAMS动力学仿真及解锁实验,验证了该设计的可行性。