连续碳纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料产品加工及装配

连续碳纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料是一类具有优异性能和广泛应用前景的新型材料。本文通过系统概述了连续碳纤维和碳化硅陶瓷基复合材料的基本概念和性质,以及增韧机制的介绍和讨论。对连续碳纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法进行了详细阐述,包括前驱体的选择和制备、成型及热处理过程介绍以及材料性能的测试与分析。随后,本文介绍了连续碳纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料产品的加工工艺,包括产品设计的原则和方法、硬质材料的精密加工技术以及加工中的质量控制与优化。在此基础上,论文进一步探讨了连续碳纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料产品的装配和接合问题,包括装配工艺设计与实施、连接和固定方法的选型与评估以及接合强度与耐久性的测试与分析。本文探讨了连续碳纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料产品的应用领域和发展趋势,包括产品的主要应用领域及其性能要求、现有技术瓶颈和解决方案的探讨,以及未来的研究方向和发展趋势。本文的研究成果对于连续碳纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料的进一步研究和开发具有重要的指导意义。

SiCf/Si_(3)N_(4)复合材料界面层优化

采用化学气相渗透工艺制备SiC纤维增韧Si_(3)N_(4)基复合材料(SiCf/Si_(3)N_(4)),通过调节BN界面层厚度对其力学性能进行优化,利用透射电镜和扫描电镜对其微结构进行表征,结合有限元分析阐明力学性能演变规律。结果表明:随着BN界面层厚度从290 nm增加到550 nm,复合材料的弯曲强度从(190±39)MPa提高到(317±28)MPa,断裂韧度从(7.3±1.6)MPa·m^(1/2)提高到(14.7±0.5)MPa·m^(1/2),拉伸强度从(89±3)MPa提高到(176±17)MPa;随着BN界面层厚度的增加,纤维所受到的残余应力快速变小,应力失配得到有效缓解,材料表现出更好的力学性能。

陶瓷基复合材料紧固件制造技术及其连接性能研究进展

连续纤维增韧碳化硅复合材料(CMC-SiC)热结构部件已广泛应用于航天、航空、航发领域,该部件通常采用组合装配集成制造技术研制,发展新型高性能CMC-SiC紧固件制备技术是推动部件制造技术的关键之一。本文从组装集成制造技术需求特点出发,阐述了CMC-SiC紧固件的类别、制备技术和微结构特点,分析了CMC-SiC复合材料对CMC-SiC紧固件力学性能的制约关系,总结了CMC-SiC机械连接剪切行为、钉载分配和拉伸行为的研究现状,揭示了CMC-SiC紧固件静态力学性能及其失效机制。进一步分析了CMCSiC紧固件振动松弛机制及其防松措施,探讨了氧化损伤对CMC-SiC紧固件性能的影响。据此,从预制体结构设计、制备工艺和紧固件结构角度,提出了CMC-SiC紧固件性能优化途径,最后展望了CMC紧固件制备技术及其连接性能的发展。

混合模式搜索差分进化算法研究及其在高压容器概率优化中的应用

为求解高压容器的概率优化问题,提升差分进化算法的收敛速度,提出一种基于模式搜索算法的混合差分进化算法。该算法在差分进化算法的后期,引入模式搜索算子,以当前群体最优点作为模式搜索算子的基点进行模式搜索。仿真结果表明该混合算法收敛速度明显要优于差分进化算法。最后建立高压容器的概率优化设计模型,利用混合算法求解高压容器优化问题的确定型优化模型及概率优化模型,结果表明概率优化模型的优化结果更合理可靠。

次镜三杆与筒体复合支撑结构轻量化设计

文章在空间相机次镜三杆和筒体复合支撑结构设计中,引入了拓扑优化设计方法,通过仿真确立了传力路线,在规定的设计空间内实现了结构的轻量化;结合材料成型工艺,完成了次镜支撑结构的设计和仿真分析,并根据设计方案制备了质量约7.62kg的实际结构产品;对该产品进行了测试,测得频率为176.03Hz,满足产品设计的轻量化指标要求以及频率性能要求。文章提出的设计方法对于同轴光学系统中次镜支撑结构的轻量化设计具有一定的参考价值。

基于响应曲面法的C/SiC磨削表面质量预测

二维编织碳纤维增强碳化硅复合材料在航空航天领域应用广泛。作为反射镜的基体材料,人们对它的表面质量要求较高,需要提高磨削加工后材料表面的质量。因此,设计并开展磨削工艺参数3因素3水平正交实验,分析各参数对表面质量的影响。以面粗糙度Sa为表面质量评价指标,基于响应曲面法建立面粗糙度Sa预测模型,对磨削表面质量进行预测。根据建立的预测模型,以材料去除率为约束条件,以表面粗糙度为目标,优化磨削工艺参数,并开展磨削实验,以验证预测模型的有效性。