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织物结构对复合材料力学性能影响的试验研究 被引量:12
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作者 李丽英 孟松鹤 +3 位作者 许承海 张涛 王国勇 刘建军 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期6-12,共7页
为探讨不同结构形式织物对复合材料力学性能的影响及其损伤破坏机制之间的差异,通过宏观拉压试验,研究了经编及平纹碳纤维织物增强树脂基复合材料的拉伸及压缩力学性能,并利用声发射对试验过程进行实时监测,对破坏后的断口进行显微镜观... 为探讨不同结构形式织物对复合材料力学性能的影响及其损伤破坏机制之间的差异,通过宏观拉压试验,研究了经编及平纹碳纤维织物增强树脂基复合材料的拉伸及压缩力学性能,并利用声发射对试验过程进行实时监测,对破坏后的断口进行显微镜观察分析,分别给出了两种材料的拉伸和压缩破坏机制.研究结果表明:织物结构形式对复合材料的力学性能有较大影响,与经编织物复合材料相比,平纹织物复合材料的拉伸、压缩强度均较低,且其拉伸、压缩破坏试样的断口相对齐平,分层现象不明显;根据声发射监测结果可以判定两种复合材料损伤过程中的损伤类型,与经编织物相比,平纹织物复合材料拉/压过程中的声发射电压信号相对稳定且整体强度较低. 展开更多
关键词 经编织物 平纹织物 复合材料 力学性能 声发射
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简谐激励下共固化复合材料粘弹阻尼结构的损耗因子研究 被引量:16
2
作者 潘利剑 张博明 戴福洪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期57-60,共4页
基于模态叠加法和模态应变能法,推导出在任意简谐激励下粘弹阻尼结构的损耗因子的计算方法,并采用这种方法分析了共固化复合材料粘弹阻尼结构在简谐激励下的损耗因子。分析结果与动态机械分析仪(DMA)实测结果基本吻合,从而验证了本文建... 基于模态叠加法和模态应变能法,推导出在任意简谐激励下粘弹阻尼结构的损耗因子的计算方法,并采用这种方法分析了共固化复合材料粘弹阻尼结构在简谐激励下的损耗因子。分析结果与动态机械分析仪(DMA)实测结果基本吻合,从而验证了本文建立方法的有效性,对粘弹阻尼结构的损耗因子的分析以及共固化复合材料粘弹阻尼结构的设计和应用具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 粘弹阻尼结构 损耗因子 模态叠加 复合材料 共固化
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基于形状记忆聚合物复合材料航天航空可变形结构技术研究进展 被引量:8
3
作者 赵伟 刘立武 +2 位作者 孙健 冷劲松 刘彦菊 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期73-83,共11页
形状记忆聚合物及其复合材料是一种在相应的外界刺激下可以在临时形状和初始形状之间进行切换的智能材料,具有低密度、低成本、可回复变形大,刺激方式可控等优点,在航天航空领域,如:空间可展开结构、锁紧释放机构、变体等,展现出来了巨... 形状记忆聚合物及其复合材料是一种在相应的外界刺激下可以在临时形状和初始形状之间进行切换的智能材料,具有低密度、低成本、可回复变形大,刺激方式可控等优点,在航天航空领域,如:空间可展开结构、锁紧释放机构、变体等,展现出来了巨大的应用潜力。这些应用大多处于开发阶段,一部分完成了地面功能验证,少部分进行了航天实验。本文首先总结了形状记忆聚合物(SMP)和形状记忆聚合物复合材料(SMPC)的分类,以及恶劣的空间环境因素下SMP的性能变化。随后总结了SMPC的空间可展开结构,包括:铰链、桁架、太阳能电池阵;SMPC的解锁释放结构;SMPC的变体结构以及基于4D打印的SMPC可展开结构的潜在应用。最后,对形状记忆材料和结构的发展前景进行了展望。 展开更多
关键词 形状记忆聚合物 复合材料 可变形结构 航天航空
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新型轻质复合材料夹芯结构振动阻尼性能研究进展 被引量:15
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作者 马力 杨金水 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2017年第4期369-398,共30页
作为新一代先进轻质超强韧结构材料,复合材料格栅和点阵夹芯结构受到了国内外学者的广泛关注.目前关于该类结构材料的设计制备以及相关力学性能研究已取得了大量的研究成果.然而对该类结构振动阻尼性能的研究则处于起步阶段.该文综述了... 作为新一代先进轻质超强韧结构材料,复合材料格栅和点阵夹芯结构受到了国内外学者的广泛关注.目前关于该类结构材料的设计制备以及相关力学性能研究已取得了大量的研究成果.然而对该类结构振动阻尼性能的研究则处于起步阶段.该文综述了纤维增强树脂基复合材料简单层合结构以及各类夹芯结构振动阻尼性能的研究现状.首先阐述其阻尼机理,然后分别概述了复合材料简单层合板的微观和宏观阻尼模型、复合材料粘弹性阻尼夹层结构和新型夹层结构的阻尼预报工作,最后总结归纳现有关于该类结构阻尼特性研究工作中已取得的成果和不足之处,并对其未来发展进行了展望. 展开更多
关键词 复合材料 夹芯结构 振动 阻尼 模型
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形状记忆聚合物复合材料在空间可展结构中的应用研究 被引量:8
5
作者 赵伟 刘立武 +2 位作者 兰鑫 刘彦菊 冷劲松 《载人航天》 CSCD 2016年第5期594-601,共8页
传统的机械式可展开结构往往存在机械结构较复杂、质量较大、展开过程易产生振动的缺点,而形状记忆聚合物复合材料具有低成本、低密度、比强度大,展开过程平缓,振动小的特点,这些特点使其成为解决空间可展开结构现在面临问题的一种可能... 传统的机械式可展开结构往往存在机械结构较复杂、质量较大、展开过程易产生振动的缺点,而形状记忆聚合物复合材料具有低成本、低密度、比强度大,展开过程平缓,振动小的特点,这些特点使其成为解决空间可展开结构现在面临问题的一种可能手段。介绍了基于形状记忆聚合物复合材料的空间可展开结构的发展近况,其结构简单、振动小等特点有望使其在未来的航天领域得到更多的应用。 展开更多
关键词 形状记忆复合材料 空间可展开结构 应用研究
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EB-PVD工艺制备Ti/Ti-Al超薄多层复合材料的微观结构与性能研究 被引量:3
6
作者 马李 孙跃 赫晓东 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2008年第1期5-8,共4页
利用大功率电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术制备了Ti和Ti-48at%Al交替蒸发沉积形成的金属/金属间化合物型多层材料薄箔。研究了靶基距、微观结构参数及试样在制备材料的选取位置对其性能的影响,考察了Ti/Ti-Al微叠层材料在不同温度下... 利用大功率电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术制备了Ti和Ti-48at%Al交替蒸发沉积形成的金属/金属间化合物型多层材料薄箔。研究了靶基距、微观结构参数及试样在制备材料的选取位置对其性能的影响,考察了Ti/Ti-Al微叠层材料在不同温度下的拉伸性能,结果表明材料的室温脆性得到了明显改善,高温下由于金属间化合物层的反常强化作用,使材料在500~800℃之间的性能较为理想。 展开更多
关键词 多层材料 微观结构 力学性能 金属间化合物 电子束物理气相沉积
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双相颗粒混合增韧ZrB_2陶瓷复合材料的研究 被引量:12
7
作者 李金平 孟松鹤 +2 位作者 韩杰才 易法军 许承海 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期727-729,共3页
将增韧相与ZrB2陶瓷基体按配比混料、热压,制备了双相颗粒混合增韧ZrB2陶瓷复合材料,研究了其密度、硬度、力学性能、耐烧蚀性能以及显微组织.结果表明,采用混料热压法能制备99.5%理论密度的ZrB2复合材料;显微硬度为800HV,室温抗压强度... 将增韧相与ZrB2陶瓷基体按配比混料、热压,制备了双相颗粒混合增韧ZrB2陶瓷复合材料,研究了其密度、硬度、力学性能、耐烧蚀性能以及显微组织.结果表明,采用混料热压法能制备99.5%理论密度的ZrB2复合材料;显微硬度为800HV,室温抗压强度为1.397GPa,相对压缩率为21.8%.随着温度升高,强度和压缩率均急剧下降;然而,到1100℃时抗压强度仍高达649MPa,相对压缩率为7.6%.该复合材料在等离子电弧加热器上烧蚀6s后,试样表面温升达2800℃,烧蚀后晶粒长大,部分韧化相熔化飞出,留下孔洞.在氧乙炔焰上烧蚀30s后,试样表面温升达到2000℃,烧蚀后表面无裂纹,表面形成一层氧化膜,晶粒略有长大. 展开更多
关键词 陶瓷复合材料 ZRB2 颗粒混合 增韧 双相 抗压强度 表面温升 耐烧蚀性能 电弧加热器 压缩率 陶瓷基体 力学性能 显微组织 理论密度 显微硬度 温度升高 晶粒长大 热压法 等离子 氧化膜 混料 制备 试样 熔化 韧化 乙炔
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形状记忆聚合物复合材料及其在空间可展开结构中的应用 被引量:42
8
作者 冷劲松 兰鑫 +1 位作者 刘彦菊 杜善义 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期950-956,共7页
综述了形状记忆聚合物复合材料及其在空间可展开结构中的应用。形状记忆聚合物是一种智能主动变形的高分子材料,该材料在外界激励作用下能够产生较大的可回复变形,可应用于智能主动变形结构。首先简述了形状记忆聚合物的研究现状,然后... 综述了形状记忆聚合物复合材料及其在空间可展开结构中的应用。形状记忆聚合物是一种智能主动变形的高分子材料,该材料在外界激励作用下能够产生较大的可回复变形,可应用于智能主动变形结构。首先简述了形状记忆聚合物的研究现状,然后分别介绍了颗粒、短纤维和连续纤维增强的形状记忆聚合物复合材料的研究现状,并重点评述了三种复合材料的电-热致驱动变形性能。此外,本文还介绍了纤维增强形状记忆复合材料在空间可展开结构上的应用,主要包括可展开铰链、可伸缩梁和可展开天线等。 展开更多
关键词 智能材料与结构 形状记忆聚合物 复合材料 空间可展开结构 主动变形
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航空航天复合材料无损检测研究现状 被引量:45
9
作者 徐丽 张幸红 韩杰才 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期79-82,95,共5页
随着新型复合材料的开发及其在航空航天领域的广泛应用,作为产品缺陷检测和质量评价手段的无损检测技术也相应得到迅速发展。总结了航空航天复合材料构件无损检测的主要方法,即:涡流检测法、射线检测法、超声波检测法、光学检测法、声... 随着新型复合材料的开发及其在航空航天领域的广泛应用,作为产品缺陷检测和质量评价手段的无损检测技术也相应得到迅速发展。总结了航空航天复合材料构件无损检测的主要方法,即:涡流检测法、射线检测法、超声波检测法、光学检测法、声发射和机械阻抗分析法等,并对各种检测方法的基本原理及其实际应用作了简要评述。 展开更多
关键词 复合材料 无损检测 航空航天 无损检测技术 新型复合材料 超声波检测法 现状 复合材料构件 阻抗分析法 航天领域
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含孔复合材料层合板拉伸强度研究 被引量:21
10
作者 李明 马力 +1 位作者 吴林志 关正西 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期1-5,共5页
对含孔复合材料层合板的破坏模式和拉伸强度进行了研究,考查了孔的直径和形状对层合板强度的影响.通过实验研究,测量出含孔层合板的强度.利用有限元软件ABAQUS的子程序USDFLD建立了逐渐损伤失效模型,对层合板的强度进行了数值模拟.研究... 对含孔复合材料层合板的破坏模式和拉伸强度进行了研究,考查了孔的直径和形状对层合板强度的影响.通过实验研究,测量出含孔层合板的强度.利用有限元软件ABAQUS的子程序USDFLD建立了逐渐损伤失效模型,对层合板的强度进行了数值模拟.研究结果表明,数值模拟得到的强度值和实验测量的强度值吻合较好,文中建立的数值模型可以有效地预测含孔层合板的强度. 展开更多
关键词 复合材料 含孔层合板 拉伸强度 数值模拟 子程序
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新型轻质热防护复合材料的研究进展 被引量:26
11
作者 韩杰才 洪长青 +2 位作者 张幸红 程海明 薛华飞 《载人航天》 CSCD 2015年第4期315-321,共7页
针对未来深空探测飞行器对轻质复合材料的需求,总结了国内外航天防热复合材料的最新研究进展,提出了飞行器轻质热防护复合材料和充气式再入减速器热防护复合材料的设计、制备、考核和评价方法。重点介绍了两类新型轻质热防护复合材料设... 针对未来深空探测飞行器对轻质复合材料的需求,总结了国内外航天防热复合材料的最新研究进展,提出了飞行器轻质热防护复合材料和充气式再入减速器热防护复合材料的设计、制备、考核和评价方法。重点介绍了两类新型轻质热防护复合材料设计、纳/微米结构调控和极端环境考核的阶段性研究成果,揭示了服役环境-结构设计-材料制备-性能评价-系统集成的相关性,为我国载人航天复合材料与结构的快速发展提供技术支撑。 展开更多
关键词 轻质热防护 复合材料 微结构 极端环境
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三维六向编织复合材料拉伸性能的实验研究 被引量:9
12
作者 郭颖 吴林志 +1 位作者 杨银环 周振功 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期669-674,共6页
通过三维六向编织T700/TDE86复合材料的纵向拉伸实验,从宏观角度研究了其力学行为,获得了这些材料的主要力学性能参数及破坏规律。实验结果表明,影响三维六向编织复合材料力学性能的最主要参数是编织角,材料的拉伸弹性模量和拉伸强度受... 通过三维六向编织T700/TDE86复合材料的纵向拉伸实验,从宏观角度研究了其力学行为,获得了这些材料的主要力学性能参数及破坏规律。实验结果表明,影响三维六向编织复合材料力学性能的最主要参数是编织角,材料的拉伸弹性模量和拉伸强度受编织角的影响显著;编织角较小时,拉伸应力-应变曲线接近于线性,材料表现为脆性特征。本文还利用OLYMPUS体视显微镜对试件断口进行了观察,并对三维六向编织复合材料的破坏机制进行了分析。所得结论为进一步研究三维六向编织复合材料的刚度和强度预报奠定了实验基础。 展开更多
关键词 三维六向 编织复合材料 拉伸 力学性能 编织角 纤维体积含量
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超高温陶瓷复合材料抗热冲击性能影响因素的实验研究 被引量:5
13
作者 金华 孟松鹤 +2 位作者 解维华 朱燕伟 杨强 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期255-260,共6页
为研究超高温陶瓷复合材料抗热冲击性能的影响因素,自行搭建多参数导电类热防护材料热冲击测试装置,测试导电类材料表面温度响应、升温速率、尺寸效应、压力及气体组分对其抗热冲击性能的影响。针对ZrB2-SiC-石墨(ZSG)典型超高温陶瓷复... 为研究超高温陶瓷复合材料抗热冲击性能的影响因素,自行搭建多参数导电类热防护材料热冲击测试装置,测试导电类材料表面温度响应、升温速率、尺寸效应、压力及气体组分对其抗热冲击性能的影响。针对ZrB2-SiC-石墨(ZSG)典型超高温陶瓷复合材料,通过正交实验获得不同参数下热冲击实验后材料的剩余弯曲强度,并利用极差、方差分析各参数对抗热冲击性能的影响权重及显著性,结果表明表面温度响应,升温速率和尺寸效应具有显著影响,压力和气体组分影响甚微。 展开更多
关键词 超高温陶瓷 抗热冲击 正交实验 影响因素
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TiAl/NiCoCrAl层板复合材料的EB-PVD制备及组织性能研究 被引量:5
14
作者 张如炳 陈贵清 +3 位作者 章德铭 姚振中 张幸红 韩杰才 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2008年第1期30-34,共5页
采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术,成功制备了尺寸为150mm×100mm×0.4mm的TiAl/NiCoCrAl层板复合材料,并对其物相组成、断口形貌和室温力学性能与TiAl单层材料进行了对比分析。结果表明,在TiAl/NiCoCrAl层板复合材料中,NiCo... 采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术,成功制备了尺寸为150mm×100mm×0.4mm的TiAl/NiCoCrAl层板复合材料,并对其物相组成、断口形貌和室温力学性能与TiAl单层材料进行了对比分析。结果表明,在TiAl/NiCoCrAl层板复合材料中,NiCoCrAl层主要由Ni3Al和NiCrCo组成,TiAl层由γ相、α2相和τ相组成且未发现TiAl单层材料中看到的分层现象;TiAl/NiCoCrAl层板复合材料的强度和韧性都要高于TiAl单层材料,其断裂方式由沿晶脆性断裂转变为具有一定延性的穿晶断裂和沿晶断裂的混合断裂方式。TiAl/NiCoCrAl层板复合材料的强化机制主要为细晶弥散强化;该材料的韧化机制主要为裂纹的偏转、微桥接和弯曲增韧。 展开更多
关键词 TiAl/NiCoCrAl 层板复合材料 电子束物理气相沉积 组织与性能 强韧化
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轻量化复合材料压力容器研究进展 被引量:11
15
作者 王荣国 矫维成 +2 位作者 刘文博 杨帆 赫晓东 《航空制造技术》 2009年第15期86-89,共4页
复合材料压力容器结构设计理论的发展,薄壁金属内衬成型技术的创新,缠绕成型工艺仿真技术的实现以及性能监测与评价体系的建立,为最大化地减轻复合材料压力容器的重量奠定了基础,有效地解决了新一代航天飞行器动力系统的减重技术"... 复合材料压力容器结构设计理论的发展,薄壁金属内衬成型技术的创新,缠绕成型工艺仿真技术的实现以及性能监测与评价体系的建立,为最大化地减轻复合材料压力容器的重量奠定了基础,有效地解决了新一代航天飞行器动力系统的减重技术"瓶颈"。 展开更多
关键词 压力容器 复合材料 轻量化 缠绕成型工艺 航天飞行器 设计理论 成型技术 金属内衬
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Ti/Ti-Al微叠层复合材料的微观组织与性能研究 被引量:9
16
作者 马李 孙跃 赫晓东 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第z1期69-72,共4页
采用大功率电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备了厚度为0.12mm的大尺寸Ti/Ti-Al叠层状复合材料.利用XRD和SEM对材料的组成相和微观结构进行了分析,对致密化处理前后的试样进行了不同温度下的静拉伸试验研究.实验结果表明:材料由Ti,α2-Ti3A... 采用大功率电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备了厚度为0.12mm的大尺寸Ti/Ti-Al叠层状复合材料.利用XRD和SEM对材料的组成相和微观结构进行了分析,对致密化处理前后的试样进行了不同温度下的静拉伸试验研究.实验结果表明:材料由Ti,α2-Ti3Al和γ-TiAl相组成,具有明显的层状结构,晶粒平均尺寸为100~300nm.相对于TiAl单体材料,微叠层材料的韧性有了较大提高,经致密化处理后的试样在层间界面对裂纹的钝化作用下,具有较高的拉伸强度,并表现出良好的延迟断裂特性. 展开更多
关键词 电子束物理气相沉积 微叠层材料 微观结构 力学性能
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三维四向编织复合材料压缩力学性能实验研究 被引量:5
17
作者 严实 吴林志 孙雨果 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期59-62,66,共5页
通过对三维四向编织复合材料薄板试件的宏观压缩实验,研究了三维四向编织复合材料的抗压力学性能。实验结果表明:材料的编织角对其压缩力学性能的影响很大,随编织角的变化,编织复合材料的压缩破坏机制发生了变化。编织角度较小时,材料... 通过对三维四向编织复合材料薄板试件的宏观压缩实验,研究了三维四向编织复合材料的抗压力学性能。实验结果表明:材料的编织角对其压缩力学性能的影响很大,随编织角的变化,编织复合材料的压缩破坏机制发生了变化。编织角度较小时,材料表现为脆性特征;当编织角度大于某个临界角度时,材料的应力-应变曲线趋于非线性,更多地表现为塑性破坏。 展开更多
关键词 编织复合材料 压缩实验 编织角 破坏机理
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新型三维编织复合材料等网格结构力学性能分析 被引量:3
18
作者 孙雨果 严实 梁红 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期827-830,共4页
提出了一种新型三维碳/环氧编织复合材料等网格承力筒结构,旨在满足现代卫星结构趋于大型化和轻质化的须求。在建立有限元模型基础上,对该结构进行静力学性能和模态进行了分析,得到了该结构的固有频率和模态振型;为了解该结构抗屈曲性能... 提出了一种新型三维碳/环氧编织复合材料等网格承力筒结构,旨在满足现代卫星结构趋于大型化和轻质化的须求。在建立有限元模型基础上,对该结构进行静力学性能和模态进行了分析,得到了该结构的固有频率和模态振型;为了解该结构抗屈曲性能,进一步研究了该结构的稳定性,给出屈曲系数和屈曲的极限位置。考虑到该结构工作环境的特殊性,对具有局部毁伤情况下的该结构进行了分析。计算结果表明,提出的新型三维编织复合材料等网格结构具有应力分布均匀,结构稳定,对局部毁伤不敏感等优点,对我国未来卫星承力平台的设计具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 三维编织复合材料 等网格结构 力学性能 局部毁伤
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碳基复合材料烧蚀性能研究 被引量:2
19
作者 张冬梅 韩杰才 +1 位作者 张博明 孟松鹤 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期49-52,共4页
利用以星型交流电弧加热器为核心的地面模拟系统对碳基复合材料再入过程中的烧蚀性能进行了模拟,并通过材料表面温度测量、图像采集和发射光谱在线检测等手段对烧蚀过程实时监测,为确定碳基复合材料的烧蚀机理,表征材料使用性能及材料... 利用以星型交流电弧加热器为核心的地面模拟系统对碳基复合材料再入过程中的烧蚀性能进行了模拟,并通过材料表面温度测量、图像采集和发射光谱在线检测等手段对烧蚀过程实时监测,为确定碳基复合材料的烧蚀机理,表征材料使用性能及材料优化设计提供必要的理论基础。 展开更多
关键词 碳基复合材料 地面模拟 星型交流电弧加热器 实时监测 烧蚀性能
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双稳态复合材料可折展柱壳研究综述 被引量:2
20
作者 谭惠丰 杨留义 +1 位作者 卫剑征 曹宗胜 《应用力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期269-274,共6页
双稳态复合材料可折展柱壳在展开与卷曲状态均为稳定状态,具有结构简单、收纳效率高、展开过程可靠等优势,在空间可展开结构中具有广泛应用前景。针对双稳态复合材料可折展柱壳,梳理了双稳态实现机制及稳态构型预报分析模型,介绍了不同... 双稳态复合材料可折展柱壳在展开与卷曲状态均为稳定状态,具有结构简单、收纳效率高、展开过程可靠等优势,在空间可展开结构中具有广泛应用前景。针对双稳态复合材料可折展柱壳,梳理了双稳态实现机制及稳态构型预报分析模型,介绍了不同分析模型的基本思路及优缺点;然后,总结了可展开柱壳折展过程分析方法;还介绍了双稳态复合材料可折展柱壳的应用研究现状;最后,探讨了该类结构在空间可展开结构应用中所需进一步解决的问题。 展开更多
关键词 复合材料 可展开结构 柱壳 双稳态
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