复合材料薄膜盖结构与功能一体化设计

目的解决传统硬质泡沫塑料易碎盖存在的承压能力不足、冲破性能不稳定、不能有效防潮控湿、电磁兼容性差等缺陷。方法以某型导弹武器系统发射筒密封盖为主要应用对象开展薄膜盖设计,主要包括总体结构设计、零部件设计、功能设计及仿真验证。结果薄膜盖经密封、承压、冲破、电磁兼容等性能考核,均满足装备贮存使用要求,冲破盖体所受的最大峰值冲击力可稳定保持在1200~1600 N。结论建立了薄膜盖结构与功能一体化设计方法,可满足在研型号对新型密封盖的设计需求,并为新型号弹箭发射筒大尺寸密封盖的顺利研制提供技术储备。

抗静电LLDPE/CNT复合材料的制备及其性能研究

目的制备特种产品用抗静电包装材料。方法采用碳纳米管(CNT)对线性低密度聚乙烯(LLDPE)进行熔融复合改性,研究CNT含量对LLDPE电学性能、力学性能、结晶行为及热稳定性的影响,并对确定的最优体系进行应用性能考核。结果CNT具有较大的长径比,直径为10~20 nm,纯度较高。LLDPE/CNT复合材料表面电阻率变化呈现明显的“渝渗”现象,当CNT质量分数从3%增加至5%时,其表面电阻率由1013Ω骤降至105Ω。随着CNT含量增加,LLDPE/CNT复合材料的拉伸强度增加,断裂伸长率和冲击强度有所降低。CNT没有改变LLDPE的熔融行为,但其结晶度和熔点随着CNT含量增加而略有降低。LLDPE/CNT复合材料起始降解温度和最大降解速率处温度随着CNT含量增加而增加。CNT质量分数为4%的LLDPE/CNT复合材料综合性能最优,热氧老化后其表面电阻率几乎无变化,相比纯LLDPE,其熔融指数有所下降,氧化诱导时间大幅提升。结论通过CNT对LLDPE树脂进行改性,制备了综合性能优良的抗静电LLDPE/CNT复合材料,在特种产品包装领域具有良好的应用前景。

雷达吸波涂层腐蚀失效对雷达隐身性能的影响

目的 研究腐蚀失效后的吸波涂层与雷达隐身性能的变化规律。方法 制备7块吸波涂层样品,分别进行0、24、48、96、240、480、840 h的中性盐雾试验。通过X射线能谱仪和扫描电子显微镜、电化学工作站分别对试验后的样品组成成分和微观形貌、电化学阻抗谱进行表征。利用矢量网络分析仪对盐雾试验后的样品在8~18 GHz频率范围内的雷达波反射率进行测试。结果 吸波涂层在试验96、240 h后出现局部小范围点蚀现象,480、840h时出现大面积点蚀现象。同时,吸收剂形貌也发生改变,涂层氧含量增加,说明涂层中吸收剂被渗入的腐蚀介质腐蚀氧化。通过等效电路图拟合交流阻抗谱数据结果,认为样品腐蚀失效经历了3个阶段,840 h盐雾试验后,样品膜值较试验前原始样品(0 h)已下降69.7%,说明涂层防护性能得到极大破坏。0h样品雷达波反射率均值为-4.27,4dB带宽实现了70.07%,840h样品反射率均值为-4.71,4 dB带宽达到了87.53%,整个试验过程反射率测试结果的均值相差不到0.5 dB,说明雷达隐身性能并没有下降。结论 在一定时间阶段内,雷达吸波涂层中吸收剂被氧化腐蚀,并不会导致雷达隐身性能下降。

雷达吸波复合材料外观失效机理分析及控制方法研究

目的解决多层泡沫夹芯结构的雷达吸波复合材料在环境效应下产生外观失效的问题。方法制备3种类型的雷达吸波复合材料,开展典型自然环境试验。观察试验样品外观状态,并检测变形量。通过观察泡沫的微观组织形貌,检测热膨胀量变化及泡沫与树脂间的粘黏强度,用气相色谱质谱联用仪GCMS检测复合材料裂解气体成分,分析复合材料外观失效成因,并提出解决技术途径。结果6个月自然环境试验后,1#、2#样品外观失效,而3#样品无明显变化。复合材料100℃裂解气体成分为氮气、二氯一氟乙烷、甲基膦酸二甲脂。4种泡沫在22~85℃的最大热膨胀量分别为–0.18%、–0.37%、–0.30%、–0.45%。环氧树脂与4种泡沫的粘黏强度在41~52 N,而聚氨酯树脂达到了54~81 N。结论雷达吸波复合材料泡孔内残留气体的释放,是导致外观失效的根本原因。通过热处理工艺,减少样品残留气体量,并提升胶黏剂与泡沫的粘黏复合强度,是提升复合材料环境适应性的有效技术途径。

Ag-Cu-Ti钎料下20Cr低合金钢真空钎焊工艺研究

采用Ag-29%Cu-2%Ti钎料,在真空扩散焊机中实现了20Cr低合金钢的有效连接。主要研究了钎焊温度、保温时间对20Cr低合金钢真空钎焊接头的组织形貌与力学性能的影响。结果表明:随着焊接温度由835℃增加到880℃,钎缝中孔洞消失,钎缝厚度逐渐减小,接头的抗剪强度出现先上升、后下降的现象。在恰当温度下,钎焊接头成型美观、界面结合良好。在恰当保温时间下,钎缝饱满无明显缺陷。在焊接温度为865℃、保温时间30 min时接头的抗剪切强度达到最大值,为227.6 MPa。

基于改进Gath-Geva聚类方法的磁流变阻尼器T-S模糊建模

磁流变阻尼器作为车辆智能悬架系统的核心元件,其逆模型的精度是影响车辆悬架减振控制性能的主要因素。文中针对全地形车悬架系统中磁流变阻尼器的滞回非线性导致建模精度低的问题,提出了采用基于改进的Gath-Geva聚类的模糊T-S建模方法。通过MTS试验机对磁流变阻尼器在不同工作频率、幅值和激励电流下的输出力进行测试和分析。基于试验测试结果和T-S模糊推理方法,建立了阻尼器的逆向模型。采用改进Gath-Geva聚类方法对建立的T-S模糊模型参数进行辨识,获得了激励位移、速度、阻尼力和控制电流之间的关系,提高建模精度和参数辨识速度。最后,通过试验对所提出的模糊非线性建模方法进行验证。结果表明,文中方法对阻尼器的控制电流具有较高的预测精度,电流预测值与实验值的均方根误差仅为0.0088 A。

基于ABAQUS的金属胶接连接件剥离强度仿真研究

为研究金属胶接连接件的剥离性能,利用ABAQUS有限元软件建立了剥离试件的有限元模型,粘接层选用内聚力模型模拟结构胶的失效损伤,采用显示动力学求解器进行分析求解。仿真结果显示,当试件达到胶接剥离失效载荷后,胶粘层触发失效准则,胶粘层内聚力单元损伤失效,由剥离试验力-位移曲线可得,在非胶粘区域内,剥离力的数值接近为0N,当剥离到胶粘区域时,剥离力迅速增大直至27.6N,随后在100mm的剥离距离内剥离力在15.9N~28.8N范围内波动,平均剥离力为19.8N。

某型装甲薄板焊接变形控制

装甲板相较于普通薄板,首先要确保自身抗弹性能,因此在保证焊接强度的前提下,应尽量减少焊接热输入,减少焊接变形,文中分析了变形影响因素,给出了解决方案。

全域车悬架下控制臂有限元分析及轻量化设计

为了提高全域车车辆悬架的性能,对全域车悬架下控制臂进行轻量化设计及强度校核。以某全域车悬架下控制臂为研究对象,对悬架下控制臂模态和控制臂在典型工况下的强度进行了有限元分析。设计了悬架下控制臂模态试验系统并进行了模态试验验证。对悬架下控制臂进行了轻量化设计并进行强度校核。首先,综合运用HyperWorks有限元软件建立下控制臂有限元模型,并进行自由模态分析,通过搭建悬架下控制臂模态试验系统对下控制臂构件进行了模态试验验证。其次,在此基础上,通过对全域车悬架下控制臂典型工况分析和归类,参考实际悬架下控制臂工作实况,添加下控制臂实际边界约束条件进行了典型工况强度有限元分析。然后,结合分析结果,选取下控制臂相关位置为信号测量点,在相关测量点位置粘贴应变片传感器,借助液压伺服系统,设计了悬架下控制臂强度试验台,对典型工况全域车下控制臂强度进行试验验证。最后,采用连续体拓扑优化中变密度法对悬架控制臂进行了轻量化设计。结果表明:悬架下控制臂模态仿真分析与模态试验振型一致,固有频率误差在8%之内;强度仿真分析结果与试验结果相对误差在10%以内;下控制臂轻量化后质量减少了19.1%,而最大应力值降低至少4%,保证了悬架下控制臂的强度性能。