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长时间高温热环境考核试验中石英灯阵的破坏及预防
被引量:
1
1
作者
夏吝时
张利嵩
+2 位作者
张凯
石宝丽
齐斌
《装备环境工程》
CAS
2020年第10期75-81,共7页
目的解决220 V-6 kW石英灯管阵列在试件表面1200℃持续40 min以上试验过程中的热破坏问题。方法对灯管破坏形貌进行分析,通过热应力计算找到了爆灯的主要原因。针对现有加热器灯阵中灯头部位的热结构问题设计一套气体强制对流冷却装置,...
目的解决220 V-6 kW石英灯管阵列在试件表面1200℃持续40 min以上试验过程中的热破坏问题。方法对灯管破坏形貌进行分析,通过热应力计算找到了爆灯的主要原因。针对现有加热器灯阵中灯头部位的热结构问题设计一套气体强制对流冷却装置,利用流体仿真分析方法获得出气管上不同出气孔孔径在相同间距条件下的气流速度、出气管外空流场状态和有灯阵时的灯头绕流冷却效果,为结构设计提供依据。结果在相同地面热环境模拟试验中成功进行了考核试验。对比有无冷却装置时的试验结果,对流换热装置能够增加灯管使用寿命,保证试验质量。结论针对灯头部位进行强制对流保护的方法,能够提高加热器在试验过程中的热环境模拟温度上限和有效试验时间,对高温长时间类热环境试验具有较好的应用和推广价值。
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关键词
高温热环境
热应力
强制对流
使用寿命
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职称材料
飞行器隔热瓦1200℃性能测试中接触热阻影响仿真与验证
被引量:
1
2
作者
夏吝时
杨海龙
+3 位作者
那伟
杨凯威
孙波
石宝丽
《装备环境工程》
CAS
2023年第2期42-49,共8页
目的 建立统一的飞行器隔热材料性能测试标准。方法 利用数值方法对飞行器隔热瓦1 200℃热环境性能测试中的传热模型进行计算。设计3种不同热导率和表面粗糙度的绝热材料隔热性能对比试验。在考虑接触面间凹凸点完全接触导热、接触间隙...
目的 建立统一的飞行器隔热材料性能测试标准。方法 利用数值方法对飞行器隔热瓦1 200℃热环境性能测试中的传热模型进行计算。设计3种不同热导率和表面粗糙度的绝热材料隔热性能对比试验。在考虑接触面间凹凸点完全接触导热、接触间隙介质导热和相邻界面辐射传热联合作用时,能够获得与实测数据基本一致的计算结果。结果 试验证明,接触热阻是导致实测数据与理想传热结果相悖的主要原因。获得了接触热阻条件下热扩散系数随传热过程的变化关系,定量得到了相同测试条件下给定的3种不同热导率与粗糙度底部绝热材料对隔热性能测试结果的影响。结论 测试结果存在较大偏差的主要原因是表面粗糙度所致,两接触面在高温条件下更有利于热流传播。研究结果可为飞行器热防护系统设计与性能考核试验方案的确定提供重要参考依据。
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关键词
接触热阻
隔热材料
试验测试
传热过程
数值模拟
陶瓷隔热瓦
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职称材料
准一维传热下冷面绝热边界材料对隔热试验结果的影响
3
作者
夏吝时
杨海龙
+2 位作者
钱丽
孙波
张春伟
《宇航材料工艺》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期82-86,共5页
为评估冷面绝热边界对试验结果的影响,在充分验证测控系统可控性和试验方法稳定性的基础上,分别以柔性隔热毡、刚性隔热瓦和纳米隔热材料为冷面绝热边界,对陶瓷纤维刚性隔热材料进行500℃、3000s的石英灯热辐射考核试验,并利用迭代绝热...
为评估冷面绝热边界对试验结果的影响,在充分验证测控系统可控性和试验方法稳定性的基础上,分别以柔性隔热毡、刚性隔热瓦和纳米隔热材料为冷面绝热边界,对陶瓷纤维刚性隔热材料进行500℃、3000s的石英灯热辐射考核试验,并利用迭代绝热边界当量热导率的方法对试验结果进行了模拟计算和分析。结果表明,以柔性隔热毡为冷面绝热边界时隔热材料的冷面温度最高,刚性隔热瓦和纳米隔热材料为冷面绝热边界时则冷面温度较低且相近,3者间最大相对偏差高达19.0%。模拟计算证实由冷面绝热边界材料引起的接触热阻对试验结果起到了决定性作用,而不简单地取决于绝热边界材料的隔热性能。
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关键词
石英灯热辐射
绝热边界
隔热材料
接触热阻
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职称材料
防隔热试验用平板型石英灯加热器热环境分析
被引量:
13
4
作者
夏吝时
齐斌
+1 位作者
张昕
邹样辉
《红外技术》
CSCD
北大核心
2016年第7期617-621,共5页
本文采用Monte-Carlo法(MCM),对用于防/隔热材料筛选或性能考核试验的平板型石英灯加热器热环境(辐射特性)进行了分析。重点对石英灯加热器中水冷反光板面积、水冷反光板与灯阵间距离、热源疏密程度、热源阵列与材料受热面间距等因素对...
本文采用Monte-Carlo法(MCM),对用于防/隔热材料筛选或性能考核试验的平板型石英灯加热器热环境(辐射特性)进行了分析。重点对石英灯加热器中水冷反光板面积、水冷反光板与灯阵间距离、热源疏密程度、热源阵列与材料受热面间距等因素对辐射热场中典型隔热材料受热表面温度分布均匀性和热流密度进行了模拟计算。
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关键词
防隔热材料
蒙特卡罗法
石英灯加热器
温度分布
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职称材料
石英灯电热特性建模分析及测试方法研究
被引量:
7
5
作者
夏吝时
齐斌
+2 位作者
田宁
曹宇清
李红亮
《红外技术》
CSCD
北大核心
2015年第10期877-882,共6页
石英灯作为红外辐射式热环境模拟试验系统的加热元件,在各类飞行器地面防隔热试验和结构热试验中已得到广泛应用。针对直接影响高温辐射试验能力的热源(即石英灯)的电热特性进行了分析。建立了热源计算模型并对4种不同灯管进行了计算和...
石英灯作为红外辐射式热环境模拟试验系统的加热元件,在各类飞行器地面防隔热试验和结构热试验中已得到广泛应用。针对直接影响高温辐射试验能力的热源(即石英灯)的电热特性进行了分析。建立了热源计算模型并对4种不同灯管进行了计算和修正,所得结果与实测值间的最大相对误差小于4%。通过试验对热源在额定工况下的实际发射率进行了测量,结果表明,发射率随温度升高时的最大变化量为4.5%。对灯丝进行红外测温时可以忽略背景温度对测温精度的影响。实测系统热源温度上限可由2278℃提升至3180℃。本研究建立的模型和方法可为后续红外辐射式地面热环境模拟试验方案的优化和试验结果的预测提供可靠的技术支撑。
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关键词
石英灯
电热特性
高温辐射
建模与测试
发射率
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职称材料
金属尖化前缘模型主动式热疏导性能试验研究
被引量:
4
6
作者
夏吝时
杨凯威
+3 位作者
孔维宣
景昭
邹样辉
杨驰
《装备环境工程》
CAS
2017年第10期82-86,共5页
目的为了更好地解决高超声速飞行器舵、翼前缘及头锥等气动热环境恶劣区域的热防护问题。方法采用主动式热疏导技术,以高温液态合金为工质,设计并制作具有主动式热疏导功能的尖化前缘金属试验模型(R=5 mm)。根据模型外尺寸设计加工一套...
目的为了更好地解决高超声速飞行器舵、翼前缘及头锥等气动热环境恶劣区域的热防护问题。方法采用主动式热疏导技术,以高温液态合金为工质,设计并制作具有主动式热疏导功能的尖化前缘金属试验模型(R=5 mm)。根据模型外尺寸设计加工一套石英灯仿形加热器和热流测试模型,开展地面热环境模拟试验。结果试件在前缘中心温度530℃左右时具有瞬态启动特性。前缘中心和大面积中心最大辐射热流密度分别为1000 kw/m^2和580 kw/m^2,试件在该环境中长时间受热状态下仍具有较好的热疏导能力。试验后试件无工质泄漏和结构破坏,具有一定的可重复使用性。结论可以此热疏导方式结合现有成熟热防护技术进一步开展工程设计与应用。
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关键词
主动式热疏导
高温液态合金
尖化前缘
仿形加热器
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职称材料
球锥形罩体热力耦合试验方法研究
被引量:
8
7
作者
夏吝时
齐斌
+2 位作者
岳晖
李翔
张俊武
《强度与环境》
2013年第4期43-47,共5页
本试验方法是在燃气流试验设备产生的高温超声速自由射流流场热环境中,针对燃气流施加的力载荷模拟量不足的情况,设计了一套外力加载装置模拟大攻角变轨机动飞行时所承受的横向气动力,解决了本试验装置在高温环境下的力载荷模拟问题,并...
本试验方法是在燃气流试验设备产生的高温超声速自由射流流场热环境中,针对燃气流施加的力载荷模拟量不足的情况,设计了一套外力加载装置模拟大攻角变轨机动飞行时所承受的横向气动力,解决了本试验装置在高温环境下的力载荷模拟问题,并成功进行了球锥形罩体的热力耦合试验,本文内容对于类似的高温热力耦合试验具有重要的参考价值。
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关键词
高温超声速
燃气流场
球锥形罩体
热力耦合
试验方法
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职称材料
小尺寸高温透波盖板双温区边界隔热性能试验研究
被引量:
3
8
作者
夏吝时
齐斌
+2 位作者
田宁
曹宇清
徐秀明
《航天器环境工程》
2015年第2期196-200,共5页
针对小尺寸高温透波盖板迎风面和上表面需同时满足不同热环境的要求,研究使用一组红外辐射加热试验设备,同时进行双温区边界条件下的非线性气动加热环境等效模拟试验。在辐射换热条件下,考虑试件结构导热及周围介质换热影响,采用数值模...
针对小尺寸高温透波盖板迎风面和上表面需同时满足不同热环境的要求,研究使用一组红外辐射加热试验设备,同时进行双温区边界条件下的非线性气动加热环境等效模拟试验。在辐射换热条件下,考虑试件结构导热及周围介质换热影响,采用数值模拟方法对试验方案进行可行性分析。参照计算结果,使用石英灯高温辐射加热设备,对试件进行隔热性能考核试验,完成了双温区边界条件下的热环境加载试验。试验数据与数值模拟结果吻合度较好,验证了数值模拟方法的可信性和有效性。
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关键词
高温透波
小尺寸盖板
双温区
隔热性能
试验研究
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职称材料
平板式石英灯高温红外加热试验系统的研制与应用
被引量:
2
9
作者
夏吝时
杨驰
+3 位作者
张凯
曹宇清
邹样辉
齐斌
《工业加热》
CAS
2017年第5期1-4,7,共5页
为了验证可重复使用运载器和长航时临近空间高超声速飞行器热防护系统所使用的材料与结构在较大总加热量条件下的隔热性能,对平板式石英灯加热器辐射热环境进行了理论分析。在此基础上设计并制造了一套用于飞行器热防护材料和结构隔热...
为了验证可重复使用运载器和长航时临近空间高超声速飞行器热防护系统所使用的材料与结构在较大总加热量条件下的隔热性能,对平板式石英灯加热器辐射热环境进行了理论分析。在此基础上设计并制造了一套用于飞行器热防护材料和结构隔热性能地面考核试验的热环境模拟设备,并搭建了配套能源和测控系统。利用该套试验系统开展了室温至800℃冷热交变载荷热环境模拟试验、50℃/s温升速率的弹道式连续变化热边界模拟试验、批量热环境加载试验、单热源条件下的多温区非线性气动热环境等效模拟试验等典型应用,验证了加热系统长时间运行的稳定性、热辐射区域较高的温度分布均匀性和测控系统的可靠性。说明该套试验系统能够满足多种类防隔热试验的实际需求。
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关键词
平板式
石英灯加热器
红外加热
热防护系统
防隔热试验
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职称材料
疏导式热防护结构试验及数值分析
被引量:
2
10
作者
孔维萱
杨凯威
+2 位作者
夏吝时
高莹莹
景昭
《导弹与航天运载技术》
CSCD
北大核心
2021年第4期108-112,共5页
以飞行器舵/翼前缘典型工况为背景,研制尖楔外形疏导式热防护试验模型,开展了原理验证试验及有限元数值计算,研究布置脉动热管的疏导式热防护结构的传热性能。疏导式热防护结构内部设置充装碱金属工质的脉动热管,完成580kW/m2和1000kW/m...
以飞行器舵/翼前缘典型工况为背景,研制尖楔外形疏导式热防护试验模型,开展了原理验证试验及有限元数值计算,研究布置脉动热管的疏导式热防护结构的传热性能。疏导式热防护结构内部设置充装碱金属工质的脉动热管,完成580kW/m2和1000kW/m^(2)两种热载荷条件的石英灯辐射加热试验,脉动热管在550~600℃温度范围内正常启动并保持正常工作不少于1000s。依据地面试验结果对防热结构等效热物性进行拟合,稳定段等效热导率可达1500kW/(m·K)。开展疏导式热防护结构在翼盒单元中的应用模拟,在1000~2000kW/m^(2)热流条件下,采用疏导式热防护结构后的翼盒单元最高温度降低24.96%、冷-热端温差降低60.02%,显著提高了翼盒单元在局部高热条件下的服役能力。
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关键词
疏导式热防护
脉动热管
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职称材料
聚四氟乙烯盖板双温区边界条件隔热性能试验设计
被引量:
1
11
作者
夏吝时
齐斌
+2 位作者
荆江
周军
张凯
《强度与环境》
2014年第6期57-62,共6页
针对聚四氟乙烯盖板迎风面和上表面同时满足不同热环境模拟的试验要求,采用有限元方法,对辐射加热试验方案进行了计算分析,重点对加热灯阵高度和遮挡物距离两个影响因素进行了研究。参照计算模拟结果,采用石英灯辐射加热试验设备,对聚...
针对聚四氟乙烯盖板迎风面和上表面同时满足不同热环境模拟的试验要求,采用有限元方法,对辐射加热试验方案进行了计算分析,重点对加热灯阵高度和遮挡物距离两个影响因素进行了研究。参照计算模拟结果,采用石英灯辐射加热试验设备,对聚四氟乙烯盖板试件进行了隔热性能考核试验,实现了双温区模拟的试验要求。同时试验数据与数值模拟结果吻合度较好,验证了数值模拟方法的可信性和有效性。对于类似隔热材料性能考核试验方法研究具有重要的参考价值。
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关键词
聚四氟乙烯
双温区
红外辐射
数值模拟
隔热试验
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职称材料
网络通信技术在燃气流超声速风洞测控系统中应用研究
12
作者
张凯
曹知红
+2 位作者
夏吝时
宋文潇
齐斌
《计算机测量与控制》
2019年第4期10-13,共4页
燃气流超声速风洞测控系统主要由总控指挥调度系统、各测控分系统、数据库系统等组成,为了实现试验过程中各系统之间的大量数据交互,运用了端到端网络流数据传输技术、网络共享变量技术、OPC技术、NTP网络授时技术等一系列网络通信技术...
燃气流超声速风洞测控系统主要由总控指挥调度系统、各测控分系统、数据库系统等组成,为了实现试验过程中各系统之间的大量数据交互,运用了端到端网络流数据传输技术、网络共享变量技术、OPC技术、NTP网络授时技术等一系列网络通信技术,实现了风洞系统的分布式运行控制及数据实时存储、数据集中显示、数据集中管理、多系统数据对时同步等功能,提高了数据传输的效率与可靠性,并且已经应用到风洞试验中,达到了预期效果。
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关键词
超声速风洞
分布式
数据采集
LABVIEW
OPC
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职称材料
弹箭外表面接插件高温高湿度耦合环境试验方法研究
13
作者
夏吝时
徐莹
+3 位作者
那伟
石宝丽
王双全
孙波
《装备环境工程》
CAS
2021年第10期9-15,共7页
目的在地面条件下更真实地模拟弹箭外表面电器接插件在雨、雪、雾等高湿度条件下的飞行环境,方法利用数值分析方法,通过综合对比相同喷嘴结构下不同出口尺寸的外流场形态、不同压差下喷嘴出口流量等计算结果,确定喷口尺寸和工作压力。...
目的在地面条件下更真实地模拟弹箭外表面电器接插件在雨、雪、雾等高湿度条件下的飞行环境,方法利用数值分析方法,通过综合对比相同喷嘴结构下不同出口尺寸的外流场形态、不同压差下喷嘴出口流量等计算结果,确定喷口尺寸和工作压力。通过涡流黏度云图,确定接插件与喷嘴的相对位置关系。通过建模对喷淋方案进行效果预测后,搭建配套试验系统,并在石英灯加热器热辐射环境下开展高温高湿度耦合环境实效模拟试验。结果试验中加热条件能够满足飞行过程中的表面温度及总加热量要求,水气环境模拟达到1.82 mm/min条件。试验后,对参试产品进行阻值测试、剖面碳化层厚度测量和热解产物分析,表征电气特性良好。结论所述试验方法能够同时有效模拟高温高湿度飞行环境,能够对雨、雪、雾等高湿度条件下的接插件产品的飞行可靠性进行有效评估。
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关键词
电器接插件
高温高湿度
耦合环境
实效模拟
可靠性评估
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职称材料
回转体结构飞行器热力耦合场下力学性能分析
14
作者
赵垒
马贵春
+2 位作者
段连成
夏吝时
徐秀明
《兵器装备工程学报》
CAS
北大核心
2020年第4期100-104,共5页
以导弹天线罩回转体结构为研究对象,采用有限元分析方法,在迎风面峰值热环境850℃、最大均布载荷0.3 MPa的极端工况下,分别求得回转体结构的温度场、静力场和热力耦合场下的变形与应力分布;同时求得该结构在不发生破坏情况下的最大安全...
以导弹天线罩回转体结构为研究对象,采用有限元分析方法,在迎风面峰值热环境850℃、最大均布载荷0.3 MPa的极端工况下,分别求得回转体结构的温度场、静力场和热力耦合场下的变形与应力分布;同时求得该结构在不发生破坏情况下的最大安全载荷。结果表明:在温度场下回转体结构表面沿径向具有较大温度梯度,回转体结构的最大应力出现在回转体结构与内部连接环轴向交界的环向位置处;温度载荷是影响回转体结构应力应变的主要因素。在保证结构完整性的情况下,回转体结构的最大安全载荷为1.0 MPa。相关研究结果可为薄壁回转体结构的地面性能试验及可靠性设计提供参考。
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关键词
回转体
飞行器
热力耦合
仿真分析
均布载荷
有限元法
温度场
热结构
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职称材料
热力耦合试验中仿型橡胶皮囊拟静力加载分析
15
作者
赵垒
马贵春
+2 位作者
段连成
夏吝时
徐秀明
《中北大学学报(自然科学版)》
CAS
2020年第2期116-123,共8页
在回转体结构飞行器热力耦合试验中,试验件载荷加载有多种方式,需要考虑试验件结构的特殊性,并要达到试验预期的局部载荷加载效果.试验采用了仿型橡胶皮囊加载作为加载方式,通过Catia软件建立了仿型橡胶皮囊三维结构模型,利用Ansys软件...
在回转体结构飞行器热力耦合试验中,试验件载荷加载有多种方式,需要考虑试验件结构的特殊性,并要达到试验预期的局部载荷加载效果.试验采用了仿型橡胶皮囊加载作为加载方式,通过Catia软件建立了仿型橡胶皮囊三维结构模型,利用Ansys软件得到了仿型橡胶皮囊的变形与应力分布.结果表明:在仿型橡胶皮囊内压为0.4 MPa的工况下,皮囊最大应力为0.08 MPa,最大变形为0.08 mm;随皮囊内压增大,皮囊大端与小端的边缘均产生应力集中,且小端的变形较大,易发生变薄、裂痕甚至破损等结构性破坏,应对该位置进行加厚处理;支撑工装内仿型橡胶皮囊拟静力加载应力分布均匀,满足试验需求.
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关键词
热力耦合
橡胶皮囊
拟静力
加载分析
有限元法
飞行器
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职称材料
飞行器控制舵疏导式组合结构热防护性能试验与数值分析
16
作者
夏吝时
杨凯威
+2 位作者
那伟
陈政伟
马贵春
《热科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期498-505,共8页
为适应飞行器舵/翼在临近空间长航程飞行过程中气动维形的需求,以碱金属为工质,将具有高温热疏导能力的钨、钼固溶强化镍基合金疏导装置嵌套在高导热C/C防热罩和碳基柔性高导热夹层内侧。通过仿形石英灯加热器设计,开展了不同飞行环境...
为适应飞行器舵/翼在临近空间长航程飞行过程中气动维形的需求,以碱金属为工质,将具有高温热疏导能力的钨、钼固溶强化镍基合金疏导装置嵌套在高导热C/C防热罩和碳基柔性高导热夹层内侧。通过仿形石英灯加热器设计,开展了不同飞行环境条件下的地面性能测试试验。结合试验结果利用数值分析方法对其整体传热能力和各工况下的热防护效果进行了分析。结果表明:疏导装置启动时有效导热系数可由18.42提升至1390.00 W/(m·K),稳定状态可降低前缘峰值温度21.70%~23.04%,疏导式组合结构表面最大温差降幅64.80%,极大减小由温度梯度产生的热应力,有效提升高温环境下热结构匹配性和材料可靠性,可多次重复使用。该组合式热防护结构是解决高速飞行器前缘等高气动加热区烧蚀防热变形问题行之有效的技术途径之一,可针对新一代飞行器气动外形和飞行环境开展进一步工程应用研究。
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关键词
舵/翼前缘
高导热C/C
高温热疏导/热匹配
一体化防热结构
可重复使用
原文传递
题名
长时间高温热环境考核试验中石英灯阵的破坏及预防
被引量:
1
1
作者
夏吝时
张利嵩
张凯
石宝丽
齐斌
机构
北京航天长征飞行器研究所防隔热实验中心
出处
《装备环境工程》
CAS
2020年第10期75-81,共7页
文摘
目的解决220 V-6 kW石英灯管阵列在试件表面1200℃持续40 min以上试验过程中的热破坏问题。方法对灯管破坏形貌进行分析,通过热应力计算找到了爆灯的主要原因。针对现有加热器灯阵中灯头部位的热结构问题设计一套气体强制对流冷却装置,利用流体仿真分析方法获得出气管上不同出气孔孔径在相同间距条件下的气流速度、出气管外空流场状态和有灯阵时的灯头绕流冷却效果,为结构设计提供依据。结果在相同地面热环境模拟试验中成功进行了考核试验。对比有无冷却装置时的试验结果,对流换热装置能够增加灯管使用寿命,保证试验质量。结论针对灯头部位进行强制对流保护的方法,能够提高加热器在试验过程中的热环境模拟温度上限和有效试验时间,对高温长时间类热环境试验具有较好的应用和推广价值。
关键词
高温热环境
热应力
强制对流
使用寿命
Keywords
high temperature thermal environment
thermal stress
forced convection
service life
分类号
V216 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
飞行器隔热瓦1200℃性能测试中接触热阻影响仿真与验证
被引量:
1
2
作者
夏吝时
杨海龙
那伟
杨凯威
孙波
石宝丽
机构
北京航天长征飞行器研究所
航天材料及工艺研究所先进功能复合材料技术重点实验室
出处
《装备环境工程》
CAS
2023年第2期42-49,共8页
文摘
目的 建立统一的飞行器隔热材料性能测试标准。方法 利用数值方法对飞行器隔热瓦1 200℃热环境性能测试中的传热模型进行计算。设计3种不同热导率和表面粗糙度的绝热材料隔热性能对比试验。在考虑接触面间凹凸点完全接触导热、接触间隙介质导热和相邻界面辐射传热联合作用时,能够获得与实测数据基本一致的计算结果。结果 试验证明,接触热阻是导致实测数据与理想传热结果相悖的主要原因。获得了接触热阻条件下热扩散系数随传热过程的变化关系,定量得到了相同测试条件下给定的3种不同热导率与粗糙度底部绝热材料对隔热性能测试结果的影响。结论 测试结果存在较大偏差的主要原因是表面粗糙度所致,两接触面在高温条件下更有利于热流传播。研究结果可为飞行器热防护系统设计与性能考核试验方案的确定提供重要参考依据。
关键词
接触热阻
隔热材料
试验测试
传热过程
数值模拟
陶瓷隔热瓦
Keywords
contact thermal resistance
insulation materials
experiment test
heat transfer process
numerical simulation
ceramic insulation tile
分类号
V416.5 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
下载PDF
职称材料
题名
准一维传热下冷面绝热边界材料对隔热试验结果的影响
3
作者
夏吝时
杨海龙
钱丽
孙波
张春伟
机构
北京航天长征飞行器研究所
航天材料及工艺研究所
出处
《宇航材料工艺》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期82-86,共5页
文摘
为评估冷面绝热边界对试验结果的影响,在充分验证测控系统可控性和试验方法稳定性的基础上,分别以柔性隔热毡、刚性隔热瓦和纳米隔热材料为冷面绝热边界,对陶瓷纤维刚性隔热材料进行500℃、3000s的石英灯热辐射考核试验,并利用迭代绝热边界当量热导率的方法对试验结果进行了模拟计算和分析。结果表明,以柔性隔热毡为冷面绝热边界时隔热材料的冷面温度最高,刚性隔热瓦和纳米隔热材料为冷面绝热边界时则冷面温度较低且相近,3者间最大相对偏差高达19.0%。模拟计算证实由冷面绝热边界材料引起的接触热阻对试验结果起到了决定性作用,而不简单地取决于绝热边界材料的隔热性能。
关键词
石英灯热辐射
绝热边界
隔热材料
接触热阻
Keywords
Quartz lamp heat radiation
Adiabatic boundary
Heat insulation material
The contact thermal resistance
分类号
V416.5 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
防隔热试验用平板型石英灯加热器热环境分析
被引量:
13
4
作者
夏吝时
齐斌
张昕
邹样辉
机构
北京航天长征飞行器研究所高超声速飞行器防隔热技术中心
北京理工大学
出处
《红外技术》
CSCD
北大核心
2016年第7期617-621,共5页
文摘
本文采用Monte-Carlo法(MCM),对用于防/隔热材料筛选或性能考核试验的平板型石英灯加热器热环境(辐射特性)进行了分析。重点对石英灯加热器中水冷反光板面积、水冷反光板与灯阵间距离、热源疏密程度、热源阵列与材料受热面间距等因素对辐射热场中典型隔热材料受热表面温度分布均匀性和热流密度进行了模拟计算。
关键词
防隔热材料
蒙特卡罗法
石英灯加热器
温度分布
Keywords
heat protective & insulating material, Monte-Carlo method, quartz lamp heater, temperature distribution
分类号
TM923 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
石英灯电热特性建模分析及测试方法研究
被引量:
7
5
作者
夏吝时
齐斌
田宁
曹宇清
李红亮
机构
北京航天长征飞行器研究所高超声速飞行器防隔热技术中心
北京理工大学机电学院
出处
《红外技术》
CSCD
北大核心
2015年第10期877-882,共6页
文摘
石英灯作为红外辐射式热环境模拟试验系统的加热元件,在各类飞行器地面防隔热试验和结构热试验中已得到广泛应用。针对直接影响高温辐射试验能力的热源(即石英灯)的电热特性进行了分析。建立了热源计算模型并对4种不同灯管进行了计算和修正,所得结果与实测值间的最大相对误差小于4%。通过试验对热源在额定工况下的实际发射率进行了测量,结果表明,发射率随温度升高时的最大变化量为4.5%。对灯丝进行红外测温时可以忽略背景温度对测温精度的影响。实测系统热源温度上限可由2278℃提升至3180℃。本研究建立的模型和方法可为后续红外辐射式地面热环境模拟试验方案的优化和试验结果的预测提供可靠的技术支撑。
关键词
石英灯
电热特性
高温辐射
建模与测试
发射率
Keywords
quartz lamp
electro-thermal properties
high temperature radiation
modeling and testing
emissivity
分类号
TM923 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
金属尖化前缘模型主动式热疏导性能试验研究
被引量:
4
6
作者
夏吝时
杨凯威
孔维宣
景昭
邹样辉
杨驰
机构
北京航天长征飞行器研究所高超声速飞行器防隔热技术中心
出处
《装备环境工程》
CAS
2017年第10期82-86,共5页
基金
中国运载火箭技术研究院2016年创新基金课题"高超声速飞行器端头/尖化前缘主动式热防护技术研究"
文摘
目的为了更好地解决高超声速飞行器舵、翼前缘及头锥等气动热环境恶劣区域的热防护问题。方法采用主动式热疏导技术,以高温液态合金为工质,设计并制作具有主动式热疏导功能的尖化前缘金属试验模型(R=5 mm)。根据模型外尺寸设计加工一套石英灯仿形加热器和热流测试模型,开展地面热环境模拟试验。结果试件在前缘中心温度530℃左右时具有瞬态启动特性。前缘中心和大面积中心最大辐射热流密度分别为1000 kw/m^2和580 kw/m^2,试件在该环境中长时间受热状态下仍具有较好的热疏导能力。试验后试件无工质泄漏和结构破坏,具有一定的可重复使用性。结论可以此热疏导方式结合现有成熟热防护技术进一步开展工程设计与应用。
关键词
主动式热疏导
高温液态合金
尖化前缘
仿形加热器
Keywords
active heat transfer
high temperature liquid alloy
leading edge
profiled heater
分类号
TJ07 [兵器科学与技术—兵器发射理论与技术]
TG174 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
球锥形罩体热力耦合试验方法研究
被引量:
8
7
作者
夏吝时
齐斌
岳晖
李翔
张俊武
机构
北京航天长征飞行器研究所
北京理工大学
出处
《强度与环境》
2013年第4期43-47,共5页
文摘
本试验方法是在燃气流试验设备产生的高温超声速自由射流流场热环境中,针对燃气流施加的力载荷模拟量不足的情况,设计了一套外力加载装置模拟大攻角变轨机动飞行时所承受的横向气动力,解决了本试验装置在高温环境下的力载荷模拟问题,并成功进行了球锥形罩体的热力耦合试验,本文内容对于类似的高温热力耦合试验具有重要的参考价值。
关键词
高温超声速
燃气流场
球锥形罩体
热力耦合
试验方法
Keywords
high temperature and supersonic
jet flow
spherical cone radome
thermal-dynamic coupled
experiment method
分类号
V216.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
小尺寸高温透波盖板双温区边界隔热性能试验研究
被引量:
3
8
作者
夏吝时
齐斌
田宁
曹宇清
徐秀明
机构
北京航天长征飞行器研究所高超声速飞行器防隔热技术中心
北京理工大学机电学院
出处
《航天器环境工程》
2015年第2期196-200,共5页
文摘
针对小尺寸高温透波盖板迎风面和上表面需同时满足不同热环境的要求,研究使用一组红外辐射加热试验设备,同时进行双温区边界条件下的非线性气动加热环境等效模拟试验。在辐射换热条件下,考虑试件结构导热及周围介质换热影响,采用数值模拟方法对试验方案进行可行性分析。参照计算结果,使用石英灯高温辐射加热设备,对试件进行隔热性能考核试验,完成了双温区边界条件下的热环境加载试验。试验数据与数值模拟结果吻合度较好,验证了数值模拟方法的可信性和有效性。
关键词
高温透波
小尺寸盖板
双温区
隔热性能
试验研究
Keywords
high temperature wave-transparent
small-size cover
dual temperature area
heat-shielding capability
experimental research
分类号
V416.5 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
平板式石英灯高温红外加热试验系统的研制与应用
被引量:
2
9
作者
夏吝时
杨驰
张凯
曹宇清
邹样辉
齐斌
机构
北京航天长征飞行器研究所高超声速飞行器防隔热技术中心
出处
《工业加热》
CAS
2017年第5期1-4,7,共5页
文摘
为了验证可重复使用运载器和长航时临近空间高超声速飞行器热防护系统所使用的材料与结构在较大总加热量条件下的隔热性能,对平板式石英灯加热器辐射热环境进行了理论分析。在此基础上设计并制造了一套用于飞行器热防护材料和结构隔热性能地面考核试验的热环境模拟设备,并搭建了配套能源和测控系统。利用该套试验系统开展了室温至800℃冷热交变载荷热环境模拟试验、50℃/s温升速率的弹道式连续变化热边界模拟试验、批量热环境加载试验、单热源条件下的多温区非线性气动热环境等效模拟试验等典型应用,验证了加热系统长时间运行的稳定性、热辐射区域较高的温度分布均匀性和测控系统的可靠性。说明该套试验系统能够满足多种类防隔热试验的实际需求。
关键词
平板式
石英灯加热器
红外加热
热防护系统
防隔热试验
Keywords
fiat plate
quartz lamp heater
infrared heating
thermal protection system
thermal insulation test
分类号
TM924.2 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
疏导式热防护结构试验及数值分析
被引量:
2
10
作者
孔维萱
杨凯威
夏吝时
高莹莹
景昭
机构
北京航天长征飞行器研究所
出处
《导弹与航天运载技术》
CSCD
北大核心
2021年第4期108-112,共5页
文摘
以飞行器舵/翼前缘典型工况为背景,研制尖楔外形疏导式热防护试验模型,开展了原理验证试验及有限元数值计算,研究布置脉动热管的疏导式热防护结构的传热性能。疏导式热防护结构内部设置充装碱金属工质的脉动热管,完成580kW/m2和1000kW/m^(2)两种热载荷条件的石英灯辐射加热试验,脉动热管在550~600℃温度范围内正常启动并保持正常工作不少于1000s。依据地面试验结果对防热结构等效热物性进行拟合,稳定段等效热导率可达1500kW/(m·K)。开展疏导式热防护结构在翼盒单元中的应用模拟,在1000~2000kW/m^(2)热流条件下,采用疏导式热防护结构后的翼盒单元最高温度降低24.96%、冷-热端温差降低60.02%,显著提高了翼盒单元在局部高热条件下的服役能力。
关键词
疏导式热防护
脉动热管
Keywords
hypersonic
dredging thermal protection
pulsating heat pipe
分类号
O3 [理学—力学]
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职称材料
题名
聚四氟乙烯盖板双温区边界条件隔热性能试验设计
被引量:
1
11
作者
夏吝时
齐斌
荆江
周军
张凯
机构
北京航天长征飞行器研究所
北京理工大学
航天材料及工艺研究所
出处
《强度与环境》
2014年第6期57-62,共6页
基金
国家自然科学基金(51102140)
文摘
针对聚四氟乙烯盖板迎风面和上表面同时满足不同热环境模拟的试验要求,采用有限元方法,对辐射加热试验方案进行了计算分析,重点对加热灯阵高度和遮挡物距离两个影响因素进行了研究。参照计算模拟结果,采用石英灯辐射加热试验设备,对聚四氟乙烯盖板试件进行了隔热性能考核试验,实现了双温区模拟的试验要求。同时试验数据与数值模拟结果吻合度较好,验证了数值模拟方法的可信性和有效性。对于类似隔热材料性能考核试验方法研究具有重要的参考价值。
关键词
聚四氟乙烯
双温区
红外辐射
数值模拟
隔热试验
Keywords
PTFE
dual temperature area
infrared radiation
numerical simulation
adiabatic test
分类号
V216.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
网络通信技术在燃气流超声速风洞测控系统中应用研究
12
作者
张凯
曹知红
夏吝时
宋文潇
齐斌
机构
北京航天长征飞行器研究所高超声速飞行器防隔热技术中心
出处
《计算机测量与控制》
2019年第4期10-13,共4页
文摘
燃气流超声速风洞测控系统主要由总控指挥调度系统、各测控分系统、数据库系统等组成,为了实现试验过程中各系统之间的大量数据交互,运用了端到端网络流数据传输技术、网络共享变量技术、OPC技术、NTP网络授时技术等一系列网络通信技术,实现了风洞系统的分布式运行控制及数据实时存储、数据集中显示、数据集中管理、多系统数据对时同步等功能,提高了数据传输的效率与可靠性,并且已经应用到风洞试验中,达到了预期效果。
关键词
超声速风洞
分布式
数据采集
LABVIEW
OPC
Keywords
supersonic combustion tunnel
distributed system
data acquisition
LabVIEW
OPC
分类号
V211.74 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
弹箭外表面接插件高温高湿度耦合环境试验方法研究
13
作者
夏吝时
徐莹
那伟
石宝丽
王双全
孙波
机构
北京航天长征飞行器研究所
出处
《装备环境工程》
CAS
2021年第10期9-15,共7页
文摘
目的在地面条件下更真实地模拟弹箭外表面电器接插件在雨、雪、雾等高湿度条件下的飞行环境,方法利用数值分析方法,通过综合对比相同喷嘴结构下不同出口尺寸的外流场形态、不同压差下喷嘴出口流量等计算结果,确定喷口尺寸和工作压力。通过涡流黏度云图,确定接插件与喷嘴的相对位置关系。通过建模对喷淋方案进行效果预测后,搭建配套试验系统,并在石英灯加热器热辐射环境下开展高温高湿度耦合环境实效模拟试验。结果试验中加热条件能够满足飞行过程中的表面温度及总加热量要求,水气环境模拟达到1.82 mm/min条件。试验后,对参试产品进行阻值测试、剖面碳化层厚度测量和热解产物分析,表征电气特性良好。结论所述试验方法能够同时有效模拟高温高湿度飞行环境,能够对雨、雪、雾等高湿度条件下的接插件产品的飞行可靠性进行有效评估。
关键词
电器接插件
高温高湿度
耦合环境
实效模拟
可靠性评估
Keywords
electrical connector
high temperature and humidity
coupling environment
effective simulation
reliability as-sessment
分类号
TJ7 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
V416 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
回转体结构飞行器热力耦合场下力学性能分析
14
作者
赵垒
马贵春
段连成
夏吝时
徐秀明
机构
中北大学机电工程学院
北京航天长征飞行器研究所
出处
《兵器装备工程学报》
CAS
北大核心
2020年第4期100-104,共5页
文摘
以导弹天线罩回转体结构为研究对象,采用有限元分析方法,在迎风面峰值热环境850℃、最大均布载荷0.3 MPa的极端工况下,分别求得回转体结构的温度场、静力场和热力耦合场下的变形与应力分布;同时求得该结构在不发生破坏情况下的最大安全载荷。结果表明:在温度场下回转体结构表面沿径向具有较大温度梯度,回转体结构的最大应力出现在回转体结构与内部连接环轴向交界的环向位置处;温度载荷是影响回转体结构应力应变的主要因素。在保证结构完整性的情况下,回转体结构的最大安全载荷为1.0 MPa。相关研究结果可为薄壁回转体结构的地面性能试验及可靠性设计提供参考。
关键词
回转体
飞行器
热力耦合
仿真分析
均布载荷
有限元法
温度场
热结构
Keywords
rotational body
vehicle
thermal mechanical coupling
simulation analysis
uniform load
finite element method
temperature field
thermal structure
分类号
TJ765.4 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
V416.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
热力耦合试验中仿型橡胶皮囊拟静力加载分析
15
作者
赵垒
马贵春
段连成
夏吝时
徐秀明
机构
中北大学机电工程学院
北京航天长征飞行器研究所
出处
《中北大学学报(自然科学版)》
CAS
2020年第2期116-123,共8页
文摘
在回转体结构飞行器热力耦合试验中,试验件载荷加载有多种方式,需要考虑试验件结构的特殊性,并要达到试验预期的局部载荷加载效果.试验采用了仿型橡胶皮囊加载作为加载方式,通过Catia软件建立了仿型橡胶皮囊三维结构模型,利用Ansys软件得到了仿型橡胶皮囊的变形与应力分布.结果表明:在仿型橡胶皮囊内压为0.4 MPa的工况下,皮囊最大应力为0.08 MPa,最大变形为0.08 mm;随皮囊内压增大,皮囊大端与小端的边缘均产生应力集中,且小端的变形较大,易发生变薄、裂痕甚至破损等结构性破坏,应对该位置进行加厚处理;支撑工装内仿型橡胶皮囊拟静力加载应力分布均匀,满足试验需求.
关键词
热力耦合
橡胶皮囊
拟静力
加载分析
有限元法
飞行器
Keywords
thermal mechanical coupling
rubber leather bag
quasi-static
loading analysis
finite element method
vehicle
分类号
TJ765.4 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
V416.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
飞行器控制舵疏导式组合结构热防护性能试验与数值分析
16
作者
夏吝时
杨凯威
那伟
陈政伟
马贵春
机构
北京航天长征飞行器研究所防隔热试验中心
中北大学机电工程学院
出处
《热科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期498-505,共8页
文摘
为适应飞行器舵/翼在临近空间长航程飞行过程中气动维形的需求,以碱金属为工质,将具有高温热疏导能力的钨、钼固溶强化镍基合金疏导装置嵌套在高导热C/C防热罩和碳基柔性高导热夹层内侧。通过仿形石英灯加热器设计,开展了不同飞行环境条件下的地面性能测试试验。结合试验结果利用数值分析方法对其整体传热能力和各工况下的热防护效果进行了分析。结果表明:疏导装置启动时有效导热系数可由18.42提升至1390.00 W/(m·K),稳定状态可降低前缘峰值温度21.70%~23.04%,疏导式组合结构表面最大温差降幅64.80%,极大减小由温度梯度产生的热应力,有效提升高温环境下热结构匹配性和材料可靠性,可多次重复使用。该组合式热防护结构是解决高速飞行器前缘等高气动加热区烧蚀防热变形问题行之有效的技术途径之一,可针对新一代飞行器气动外形和飞行环境开展进一步工程应用研究。
关键词
舵/翼前缘
高导热C/C
高温热疏导/热匹配
一体化防热结构
可重复使用
Keywords
the leading edges of the wing and rudder
high thermal conductivity C/C
high temperature heat conduction/matching
integrated heat protection structure
reusable
分类号
V416.5 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
TK124 [动力工程及工程热物理—工程热物理]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
长时间高温热环境考核试验中石英灯阵的破坏及预防
夏吝时
张利嵩
张凯
石宝丽
齐斌
《装备环境工程》
CAS
2020
1
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职称材料
2
飞行器隔热瓦1200℃性能测试中接触热阻影响仿真与验证
夏吝时
杨海龙
那伟
杨凯威
孙波
石宝丽
《装备环境工程》
CAS
2023
1
下载PDF
职称材料
3
准一维传热下冷面绝热边界材料对隔热试验结果的影响
夏吝时
杨海龙
钱丽
孙波
张春伟
《宇航材料工艺》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
4
防隔热试验用平板型石英灯加热器热环境分析
夏吝时
齐斌
张昕
邹样辉
《红外技术》
CSCD
北大核心
2016
13
下载PDF
职称材料
5
石英灯电热特性建模分析及测试方法研究
夏吝时
齐斌
田宁
曹宇清
李红亮
《红外技术》
CSCD
北大核心
2015
7
下载PDF
职称材料
6
金属尖化前缘模型主动式热疏导性能试验研究
夏吝时
杨凯威
孔维宣
景昭
邹样辉
杨驰
《装备环境工程》
CAS
2017
4
下载PDF
职称材料
7
球锥形罩体热力耦合试验方法研究
夏吝时
齐斌
岳晖
李翔
张俊武
《强度与环境》
2013
8
下载PDF
职称材料
8
小尺寸高温透波盖板双温区边界隔热性能试验研究
夏吝时
齐斌
田宁
曹宇清
徐秀明
《航天器环境工程》
2015
3
下载PDF
职称材料
9
平板式石英灯高温红外加热试验系统的研制与应用
夏吝时
杨驰
张凯
曹宇清
邹样辉
齐斌
《工业加热》
CAS
2017
2
下载PDF
职称材料
10
疏导式热防护结构试验及数值分析
孔维萱
杨凯威
夏吝时
高莹莹
景昭
《导弹与航天运载技术》
CSCD
北大核心
2021
2
下载PDF
职称材料
11
聚四氟乙烯盖板双温区边界条件隔热性能试验设计
夏吝时
齐斌
荆江
周军
张凯
《强度与环境》
2014
1
下载PDF
职称材料
12
网络通信技术在燃气流超声速风洞测控系统中应用研究
张凯
曹知红
夏吝时
宋文潇
齐斌
《计算机测量与控制》
2019
0
下载PDF
职称材料
13
弹箭外表面接插件高温高湿度耦合环境试验方法研究
夏吝时
徐莹
那伟
石宝丽
王双全
孙波
《装备环境工程》
CAS
2021
0
下载PDF
职称材料
14
回转体结构飞行器热力耦合场下力学性能分析
赵垒
马贵春
段连成
夏吝时
徐秀明
《兵器装备工程学报》
CAS
北大核心
2020
0
下载PDF
职称材料
15
热力耦合试验中仿型橡胶皮囊拟静力加载分析
赵垒
马贵春
段连成
夏吝时
徐秀明
《中北大学学报(自然科学版)》
CAS
2020
0
下载PDF
职称材料
16
飞行器控制舵疏导式组合结构热防护性能试验与数值分析
夏吝时
杨凯威
那伟
陈政伟
马贵春
《热科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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