三维角链锁机织物弹道侵彻性能实验研究

选用一种三维角链锁组织结构进行实弹侵彻测试,研究三维角链锁机织物的弹道侵彻性能。实弹测试时,由靶道两侧两对发光二极管测试弹体入射速度与剩余速度,并结合弹体和织物靶体几何结构参数计算三维角链锁机织物的弹道侵彻性能指标,从而预测三维角链锁机织物的弹道侵彻性能。实弹测试后采用微距相机观察织物靶体实弹侵彻后的变形与破坏,从而揭示三维角链锁机织物的能量吸收机理。

三维正交机织物的冲击拉伸响应

本文利用MTS 810.23材料测试系统和自行设计的分离式Hopkinson拉杆装置对三维正交机织物(3D Orthogonal Woven Fabric,3DOWF)进行测试,得到不同应变率(1×10-3s-1～2 308 s-1)下该织物的冲击拉伸响应。结果发现:3DOWF是应变率敏感材料,随着应变率提高,拉伸强度和失效应变均明显提高,且高应变率下应力-应变曲线具有双阶段韧性现象。研究表明:织物特殊结构效应引起应力波反射与透射差异,从而导致3DOWF双阶段韧性现象。

三维角链锁碳纤维机织物拉伸应变率效应和失效机理

三维角链锁碳纤维机织物准静态拉伸力学性能采用MTS 810型材料测试系统测试,而其在不同高应变率下的拉伸力学性能使用自行设计分离式霍普金森拉杆装置进行测试.通过比较不同应变率下的织物拉伸力学性能,分析应变率对三维结构织物拉伸性能的影响.试验结果表明三维角链锁碳纤维织物是应变率敏感材料,其拉伸弹性模量和失效强度随应变率增加而减小,而断裂应变随着应变率增加而增加.三维角链锁碳纤维机织物拉伸力学性能的应变率效应可由应力波在织物特殊结构中传递来解释.此外,通过分析试验数据建立材料冲击拉伸力学参数与应变率之间的回归方程,结果表明拟合曲线与试验结果具有很好的一致性.

三维正交机织物的冲击拉伸响应

本文利用MTS810．23材料测试系统和自行设计的分离式Hopkinson拉杆装置对三维正交机织物（3DOr-thogonalWovenFabric，3DOWF）进行测试，得到不同应变率（1×10-3s-1～2308s-1）下该织物的冲击拉伸响应。结果发现：3DOWF是应变率敏感材料，随着应变率提高，拉伸强度和失效应变均明显提高，且高应变率下应力一应变曲线具有双阶段韧性现象。研究表明：织物特殊结构效应引起应力波反射与透射差异，从而导致3DOWF双阶段韧性现象。

用于太阳能电站的一种分布式功率放大反射阵天线

分布式功率放大可用于提高反射阵天线的有效全向发射功率(EIRP)。为了达到实验验证的目的,设计并制备了12×12个单元的C波段反射阵天线,单元采用正交H形槽的孔径耦合贴片结构,并集成了功率放大器以有效提高天线EIRP。对单元进行了仿真计算,频率为5.8 GHz时,在不同的微带线长度和不同的斜入射角下,单元的反射系数低于-10.0 dB,隔离度优于31.8 dB。反射阵天线样机测试结果显示,天线具有较好的辐射方向图,有源增益为37.4 dBi,方向性系数为27.3 dBi;非线性性能测试结果表明,1 dB压缩点输入功率为24.8 dBm,测量EIRP可达61.2 dBm。

负泊松比材料于可重构天线反射面的应用研究

为了提高在轨卫星天线反射面型面重构过程中的变形能力,减小局部应力及作动力,提高型面重构的精度,对反射面重构中的变形情况进行力学理论分析,得到泊松比参数对型面重构应力的影响。本文给出了反射面在主曲率方向的曲率变化及面内应变变化情况下,使应力最小的泊松比参数取值方法。以一可重构赋形反射面为算例,采用具有阵列椭圆孔结构的泊松比可设计超材料作为发射面材料,通过优化椭圆孔的几何参数,得到所需泊松比参数;以提高型面重构精度及作动力小为目标,通过有限元仿真计算确定反射面的厚度。

聚酰亚胺复合膜的泊松比设计

空间薄膜材料的泊松比是张拉中产生膜面褶皱的主要原因之一。为此,需要对薄膜的泊松比进行设计,从而削弱甚至消除薄膜的泊松比效应对膜面精度产生的影响。针对应用于空间结构中的新型正交各向异性纤维增强复合膜,使用正交椭圆孔阵列对复合膜胞元进行泊松比设计,分析其等效的经纬双向泊松比随孔间边界距离和椭圆本身的长短轴之比的变化规律。讨论了打孔后孔间边界距离g,以及椭圆长轴占长短轴之和的比例r,对打孔后薄膜胞元的等效泊松比产生影响的原因。g对等效泊松比的影响主要体现在两个方面:其一是g值影响了胞元的旋转能力,其二是g值决定了材料参数对打孔后的等效泊松比的影响程度。g值越大,等效泊松比越大。r值对等效泊松比的影响主要是胞元的旋转能力,r值越大,旋转能力越大,等效泊松比越小。

用于可重构天线的高精密作动器研究

随着反射阵天线技术的不断发展,集成了高精密运动执行器的反射阵天线能够实现波束扫描,成为了一种新型天线的研究热点。为了便于集成及可工程化,要求执行器具有较小的体积、低功耗、快速响应、可靠性高,以及简单可控等。研究的执行器主要由压电双晶片和高精度微型齿轮组成。通过对一组双晶片交替电压载荷,执行器可以实现往复旋转。研究过程中,使用多物理场耦合有限单元法优化了执行器的结构及几何参数。通过精密机械加工技术实现执行器各组成部件的制备。双晶片由压电陶瓷和玻璃纤维材料制备而成。金属材料用于制备执行器的外壳和执行器中的微齿轮,并对制备的零部件进行装配,测试得出执行器的相关性能与设计结果对比基本一致。