一种超高温动态力学行为测试及原位图像获取方法

提出了一种新的超高温(1 600℃)动态力学性能测试及原位图像获取方法:在原有分离式Hopkinson压杆的基础上,利用加热源为Mo Si2的超高温炉实现超高温环境,采用两个活塞组成双同步系统,利用高速摄像机记录动态变形过程。为了验证所提方法的可行性,以TC4钛合金和Si C陶瓷为研究对象,进行超高温动态力学性能测试,其中:在TC4钛合金实验中,应变率为2 000 s-1,温度范围为20~1 400℃,测得其流动应力从1.6 GPa降到150 MPa;在Si C实验中,应变率为250 s-1,温度范围为20~1 200℃,测得其压缩强度从250 MPa降到220 MPa。根据高速摄像机记录的试样动态变形过程,分析试样的破坏模式,结果表明:在高温空气环境下,TC4钛合金试样表面有氧化层裂开现象,而在氩气环境下则没有;室温下,Si C试样初始裂纹产生时的应力为压缩强度的80%,而在1 200℃下为压缩强度的99%。

垂尾抖振控制中多重动力吸振器设计

针对飞机垂尾抖振抑制的需要,进行小型电涡流耗能动力吸振器设计,并推导多重动力吸振器最优参数设计方法。分别以悬臂梁系统和缩比垂尾为被控对象,并考虑动力吸振器与垂尾实际尺寸,选定合理安装位置,通过有限元仿真验证多重动力吸振器吸振性能,仿真结果表明多重动力吸振器具有良好的振动抑制效果,可满足设计预期要求。

多点式高速红外测温系统研制

冲击载荷作用下,绝热变形引起的温度变化是研究材料动态力学行为的关键参数,因此通过实验方法原位测量温度场数据具有重要意义。本文通过解决光敏元材料串音干扰、红外光学增强等关键技术难题,研制出8×1列的多点式高速(μs量级)高温区间(353～1073K)红外测温系统。然后,采用Rittle提出的剪压(SC,shear-compression)形状的试样,原位测量了TC4产生绝热剪切失稳时的多点温度。实验数据与Rittle报道的测温结果接近,由此验证了本系统的有效性。

发动机延伸管及外罩的温度场测试

本文介绍了温度测试的基本原理和方法,以及发动机延伸管及外罩的温度场测试方法,通过双三次插值的方法得出发动机延伸管及外罩的温度场分布图。通过试验发现：延伸管的温度最高大约350~400℃,要比外罩（最高200~250℃）的温度高很多;且总体而言靠近内部（安装固定位置）的温度要比外侧偏高。比较发动机三个状态的温度分布,试验时依次进行的是巡航状态、额定状态和起飞状态,可以发现在起飞状态,由于转速较大,延伸管内的气流流速较大,因此,延伸管温度相比其他两个状态稍高,这可由分布图得到。不过,各状态温度数值上差别并不大,温度场分布也基本一致。