复合材料在航天领域中的研究与应用进展

复合化是材料的重要发展方向,复合材料作为一种新型材料已经逐渐成为21世纪的主导材料之一,它的发展和应用极大地促进了航天工业的发展进步。作者主要阐述了复合材料近年来的研究热点,介绍了复合材料在航天领域中的应用现状,对复合材料未来的发展趋势进行了展望。

六硼化硅改性环氧树脂烧蚀性能研究

利用六硼化硅作为填料对环氧树脂进行改性,设计制备了不同六硼化硅含量的环氧树脂基复合材料,分析了六硼化硅添加量对复合材料力学性能和烧蚀性能的影响。结果表明,六硼化硅添加能够显著提高复合材料的硬度和热解残重,有效提升复合材料的抗烧蚀性能。适量六硼化硅添加后,烧蚀过程中能够在复合材料表面形成熔融液相,对表面碳化层起到黏结增强作用,改善了复合材料的抗烧蚀性能,线烧蚀率最低为0.387 mm/s。

炭气凝胶在光热转换领域的研究进展

光热转换是指将太阳能转换成热能,能够实现利用太阳能这种清洁可再生资源缓解能源匮乏。炭气凝胶材料具有高度发达的孔隙结构、优异的光捕获能力和高光热转换效率等优点,是当下光热转换领域研究热点。本文首先简单概述了不同光热材料的光热转换原理,然后从炭气凝胶种类入手分别讨论了石墨烯气凝胶、碳纳米管气凝胶、生物质基炭气凝胶和聚合物基炭气凝胶等几种炭气凝胶作为光热材料的研究进展,最后介绍了炭气凝胶作为光热材料在太阳能水蒸发、热能储存、光热催化、光热治疗和光热除冰等方面的应用。

声学黑洞环在导弹级间减振隔冲中的应用研究

在导弹系统中,发动机及火工品产生的振动和冲击会严重影响战斗部的打击精度和可靠性。采取有效的减振隔冲措施至关重要。声学黑洞(acoustic black hole,ABH)作为一种新型的波操纵技术,利用结构阻抗的变化,使结构中传播的波相速度和群速度发生变化,在结构局部区域实现波的聚集,借助少量阻尼即可高效地将能量耗损。该方法具有高效、轻质、宽频等优点,为结构动力学控制提供了新的思路,具有较强的潜能和应用前景。针对导弹系统的振动冲击问题,提出了基于ABH效应的级间减振隔冲环(简称:ABH环)设计方案,以提高装备的打击精度及任务可靠性。运用有限元仿真方法研究了ABH环的动态特性,分析表明其具有良好的能量转移与耗散能力。建立了ABH环结构-战斗部模拟模型,通过模拟飞行过程的随机振动以及级间分离等冲击作用,对系统响应特性进行了分析并评估抑制效果。结果表明,所提ABH环应对复杂动载荷工况时具有较好的减振隔冲效果:降低幅值增加衰减速率。该研究既为导弹减振隔冲提供了思路,又有效扩宽了声学黑洞新技术的应用范围。

固体火箭发动机虚拟试验技术研究综述

试验测试是评估武器装备性能的重要技术,为解决传统试验方式存在的资源成本高、试验性能难以预示等问题,将虚拟试验技术与固体火箭发动机试验测试领域结合,以缩短发动机试验周期、降低测试费用、提高产品质量。基于固体火箭发动机主要试验测试方法的研究现状,重点介绍了固体火箭发动机虚拟试验的总体架构,阐述了虚拟试验中需要构建的模型和结果的校核验证,进一步展望了科研人员未来可挖掘的潜在研究方向。

固体姿轨控发动机复杂电磁环境电磁效应 分析方法构建研究

目的构建固体姿轨控发动机不同场景下的复杂电磁环境电磁效应分析方法。方法通过将固体姿轨控发动机的复杂模型逐层分解,根据各部件级模型的电磁敏感特性,建立电磁敏感度模型。从系统级、整机级、部件级、PCB板级到器件级分析固体姿轨控发动机所面临的复杂环境,并对固体姿轨控发动机电磁特性进行分层解析研究。结果对固体姿轨控发动机所面临的电磁环境场景进行分类,分为待发射、中段飞行、末段对敌3个主要场景,并对3类场景下的干扰源进行分类,得出复杂电磁环境下固体姿轨控发动机电磁干扰源及敏感体,以及电磁耦合干扰矩阵。结论本研究对于开展固体姿轨控发动机在复杂电磁环境下的稳定性和可靠性研究具有指导作用,为进一步的电磁特性仿真与验证研究奠定了坚实的基础。

基于深度学习电子元器件表面缺陷检测研究

本文提出一种基于深度学习的方法用于电子元器件表面缺陷检测。本文通过构建卷积神经网络模型,进行模型训练,设计出合理的网络模型,从而降低网络复杂度。同时,本文通过增加训练样本数量,提高了缺陷识别率,使缺陷识别率可达93.2%,证明了本文方法的可行性。

固体火箭发动机振动试验夹具优化分析与研究

通过相同激励条件下对3种典型振动试验夹具进行宽频段随机振动试验分析,发现夹具在试验频段内出现不同程度的共振现象,过试验现象严重;通过3种典型振动试验夹具质量、一阶固有频率、位移变化量及应变变化量等数据对比、分析,得出影响振动试验夹具振动传递特性的主要因素,以影响因素为优化变量,以典型部位平均响应与输入的振动传递比为优化目标,进行拓扑优化设计,最终经过夹具振动试验验证,过试验情况得到有效控制,满足相关规范要求,为固体火箭发动机振动试验控制提供保障。

NEPE推进剂药浆固化初期特殊流变性能研究

为了探究NEPE推进剂药浆固化初期高黏度、高模量的流变特性成因,采用流变试验方法、红外光谱分析手段,研究了HMX,AP,NPBA与硝酸酯黏合剂的混合体系流变性能,以及NPBA与HMX的作用力。结果表明,NPBA与HMX的相互作用是NEPE推进剂药浆流变特性的主要成因;NPBA的—OH与HMX的—NO2易形成氢键;通过调节固化催化剂或提高固化温度等方法,可以缩短或消除NEPE推进剂固化反应初期高模量现象。

2MW风机复合材料叶片材料及工艺研究

风力机在工作过程中,风机叶片要承受强大的风载荷、气体冲刷、砂石粒子冲击、紫外线照射等外界作用。为了提高复合材料叶片的载荷、耐腐蚀和耐冲刷等性能,必须对树脂基体系统进行精心设计和改进,采用性能优异的环氧树脂,改善玻璃纤维/树脂界面的粘结性能,提高叶片的承载能力,扩大玻璃纤维在大型叶片中的应用范围。通过对新型环氧树脂的研究和对传统叶片工艺的创新,研究结果表明复合材料叶片可以达到在恶劣工作环境中长期使用的性能。

1.5MW风机叶片模具加热工艺研究与技术创新

在大型风力机复合材料叶片的生产过程中,模具起着至关重要的作用。为了满足风力机复合材料叶片生产的关键工艺要求,采用新型的复合材料叶片模具作为核心工艺装备成为必备条件。通过对复合材料叶片模具的制作工艺研究和技术创新,使得新型模具完全满足了大型风机复合材料叶片生产的所有工艺需求。其中,模具的加热方式采用水(油)加热或电加热,要求所产生的热量可以均匀地传递到模具复合材料型面上,并达到产品叶片固化所需的温度。

基于格子波兹曼方法研究颗粒对缸套-活塞环油膜压力的影响

为了研究小于油膜厚度的固体悬浮颗粒对活塞环流体润滑的影响,该文从流场角度分析发动机缸套-活塞环的润滑区域,建立了缸套-活塞环润滑问题的格子波兹曼离散模型,基于雷诺边界条件的负压归零法,分析了油膜破裂时格子波兹曼方法(lattice boltzmann method,LBM)模拟润滑油流动的边界条件的处理方法,基于LBM对含有固体颗粒的润滑油流动进行流场分析,研究了多个颗粒对于活塞环润滑性能的影响。得到了颗粒位置、形状,以及在不同曲柄转角下对活塞环油膜压力的影响;分析了润滑区域的油膜速度分布,并与试验结果进行了定性的比较。结果表明,当颗粒距离活塞环较近时,对于活塞环附近的油膜压力场影响较大,而当颗粒距离活塞环较远时,颗粒的存在对于活塞环的油膜压力场影响较小;并且对于缸套-活塞环下止点磨损较严重的实验现象给予了理论分析。

多个固体颗粒对于轴承润滑影响的研究

基于格子-波兹曼方法(LBM)的理论方法,建立了含有固体颗粒的轴承润滑问题的离散模型,并进行了分析计算,分别得到了单个颗粒及多个颗粒对于油膜压力及流速的影响,通过对比发现,对于单个固体颗粒,在颗粒上游区域油膜压力有所增大,而在其下游区域油膜压力减小。当颗粒之间间距一定时,颗粒个数越多对于油膜压力的影响也越大,即润滑油中含有的固体颗粒浓度越大,则其对于润滑的影响也越大。

套管换热器对流换热的数值模拟研究

本文建立了一种复杂的数学模型用于预测套管式换热器内流体的流动及传热特性。数学模型包括计算流体力学模型和计算传热学模型。其中,计算传热学模型中的湍流扩散系数是利用温度方差t2和温度方差耗散率εt来求解,而不是利用通常采用的Pr数假设值或实验测定值来求解。为验证新建立模型预测结果的准确性,本文将数值模拟结果与文献中的实验结果进行了比较,结果吻合较好。

固体火箭冲压发动机补燃室流场三维数值计算研究

应用概率密度函数非预混模型,对固体火箭冲压发动机补燃室内的湍流燃烧进行了数值模拟。模拟结果表明:补燃室内发生着复杂的三维化学反应流动,存在对掺混燃烧有重要影响的头部回流和轴向涡流。补燃室内复杂的温度分布和空气与燃气的掺混、燃烧及流动状态有密切关系。提高空燃比,可增强补燃室中燃气的回流和轴向涡流强度,加大掺混力度,从而提高燃烧效率。

固体火箭发动机虚拟样机支撑平台建模体系研究

为满足虚拟样机支撑平台建模的复杂性需求,定义了一个三维的虚拟样机支撑平台建模体系。给出了从建模周期维、视图模型维、应用工具维分析虚拟样机支撑平台的建模策略,将支撑平台建模周期分为需求分析、原型设计、原型实施、分析优化4个阶段,重点从视图模型维对虚拟样机开发过程关键要素进行了分析,对过程、产品、组织、资源、约束5个视图进行了定义和建模,详细介绍了固体火箭发动机虚拟样机支撑平台应用工具集。

固体火箭发动机点火试验燃面退移最优重建方法研究

为了在固体火箭发动机点火试验中实际测试过程仅能够获得有限的燃面投影数据背景下,实现燃面退移图像的最优重建,一方面在ART算法基础上采用最小化图像全变分约束技术,以提高图像边缘重建质量;另一方面在获取的初步微波CT成像场的磁力线路径基础上,通过电磁场的传播规律增加磁力线路数,以增加成像信息量,从而得出不同直径固体火箭发动机燃面退移最优重建图像;经仿真实例得出了不同直径燃面在应用此最优重建方法得出的图像结果与实际数值之间的误差小于1 mm,符合重建要求,验证了固体火箭发动机点火试验燃面退移最优重建方法的有效性。

燃煤电厂清洁生产审核的研究与建议

探讨了燃煤电厂清洁生产审核模式,在一定程度上解决了现有制度上的一些问题,为清洁生产审核模式提供了新的思路,进行了新模式的探索。

光伏提水直驱节水灌溉技术研究

利用光伏提水进行灌溉在很多无常规能源地区得到了广泛的应用,但太阳能辐射量的日变化造成光伏提水直接驱动节水灌溉设备存在不能稳定工作和灌溉均匀度差的问题。利用自动控制技术,通过PLC监测主管压力,控制每条支管上的电磁阀,来控制正常工作的灌水器数量,保证所有灌水器都能正常工作;通过PLC给正常工作的灌水器计时,来控制每条支管的灌水量,使所有支管在正常工作条件下的灌水量相近,从而保证灌溉的均匀度。试验结果表明:自动控制的光伏提水节水灌溉系统不仅能够保证灌溉系统稳定均匀工作,高效利用水资源和太阳能资源,而且与常规的储水、储能方法相比,大大减少了系统的建设和运行成本,是实现无电牧区天然草场灌溉的重要技术手段。

提高IPDI体系丁羟推进剂伸长率的研究

以7 MPa下动态燃速为15.6 mm/s和含能固体质量分数为88%的丁羟(HTPB)推进剂配方为基础,研究了氧化剂粒度级配、键合剂种类、扩链剂种类对异佛尔酮异氰酸酯(IPDI)体系HTPB推进剂伸长率的影响。结果表明,相对于T3/MAPO键合剂体系,采用新型T3/A4组合键合剂和扩链剂M1时,可显著提高推进剂伸长率。