钎焊超薄GH99蜂窝夹层结构力学性能分析

以制造轻量化超薄金属热防护结构为目标,首先采用真空钎焊方式制备了GH99超薄夹层结构;通过光学显微镜及扫描电子显微镜对夹层结构的钎焊界面及母材的微观组织进行了表征;通过万能试验机对夹层结构的界面剥离强度、面内与面外压缩性能进行了测试,并与有限元模拟结果进行对比.结果表明,钎焊前后母材晶粒由退火态孪晶组织转变为等轴组织;钎焊接头主要为Ni(s,s)和NiSi的共晶组织,并伴随部分Cr(Mo,Ni)固溶体、Ni_(2)Si及NiSi_(2)相;界面剥离在薄壁面板上失效;夹层结构面内与面外的压缩失效均表现为屈曲失效,模拟结果与试验结果一致.

基于纯声子辐射模型的超薄绝缘夹层结构

在复合材料结构中起绝热、增韧作用的绝缘夹层,其加工厚度现在已达到纳米量级,原有的傅立叶热传导定律已无法描述其热能的传递行为,需从分子动力学、量子力学出发,针对不同研究对象建立相应的热传导模型.针对超薄绝缘夹层结构,将纯声子辐射模型和傅立叶热传导模型相结合数值求解热冲击条件下的温度场,并作为热载荷,用于求解结构上表面应力和夹层裂纹驱动力,其结果与只采用傅立叶热传导模型计算的结果相比较,分析了物理参数对温度、应力和裂纹驱动力的影响.结果表明:与只采用傅立叶热传导模型计算的结果相比,按EPRT计算的热传导明显变慢,其表面剥离应力偏大,而夹层裂纹驱动力偏小.同时随着松弛时间增大和声子速度的降低,热传导减缓,表面横向剥离应力增大,超薄绝缘夹层内裂纹尖端驱动力减小.