几何参数对钛合金蜂窝夹层结构比强度的影响

试验研究了钛合金蜂窝夹层结构的几何参数(蜂窝芯格内切圆直径D和胞壁厚度t)对密度和拉脱强度的影响.芯格内切圆直径较大且胞壁厚度较薄时,焊接界面易于产生组织状态差异较大、组织状态不连续的现象,即魏氏体组织、网篮组织和双态组织并存,严重影响界面强度.当D=11.2 mm时,试件抗拉强度可表示为R m=118.8t胞壁厚度-3.44;当D=6.4 mm时,试件抗拉强度可表示为R m=262.8t胞壁厚度-5.94.试验中比强度较高且密度较低的蜂窝芯规格为TC1-4.8-0.05-15.密度、强度与几何参数之间的定量关系可用于对蜂窝夹层试件的比强度进行估测,为工程用钛合金蜂窝夹层结构的几何参数优选提供参考.

高超声速飞行器翼面前缘半主动金属热防护系统设计与分析

针对高超声速飞行器翼面前缘的热防护,文章设计了一种基于热管的半主动金属热防护系统。设计中使用工程估算方法预测了翼面前缘的气动热环境,并采用有限元法对高温合金翼面前缘结构进行了热固耦合分析和强度考核。分析结果表明:在马赫数为5～8的飞行状态下,热管可以有效地降低高超声速飞行器翼面前缘峰值温度达23%～31%,且呈现飞行马赫数越高则峰值温度降低幅度越大的趋势;同时热管还可以降低翼面前缘结构温差达90%以上,从而极大地减小由于温差而导致的热应变和内部应力。因此,将基于热管的半主动金属热防护系统应用于高超声速飞行器翼面前缘可以真正实现结构防热一体化,有助于获得较好的防热和减重效果。

蜂窝芯体面外方向导热系数等效研究

利用商用有限元软件分析了高温阶段蜂窝芯体面外方向等效导热系数,分析结果与试验数据和半经验公式结果进行了对比,对比结果显示有限元软件可以用来预测蜂窝芯体面外方向等效导热系数。利用有限元软件分析了低温阶段蜂窝芯体面外方向等效导热系数,证明在0℃以下时辐射换热对蜂窝芯体面外方向导热系数的影响可以忽略,同时得到了铝合金蜂窝芯体在0℃以下时面外方向等效导热系数近似公式。