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聚碳硅烷复合涂层抗激光烧蚀研究

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2008.02.010

提出在飞行器表面涂敷经过固化的聚碳硅烷复合涂层,激光照射时聚碳硅烷吸收激光能量发生分解和相变等物理化学过程,最终形成耐高温SiC陶瓷,从而减弱或消除激光对飞行器的打击.实验以铝合金为基板,以聚碳硅烷和二乙烯基苯混合溶液为涂料,并添加了ZrO2、V2O2,等高温可发生相变的陶瓷,铝合金基板涂覆后在150℃大气环境下保温6 h固化,形成黏附性好、有一定硬度的抗激光涂层,然后通过连续激光进行烧蚀验证.结果表明,基板没有烧蚀变形,聚碳硅烷涂层在激光烧蚀作用下发生分解、相变.生成了SiC陶瓷和游离C.其中添加剂ZrO2因高温相变体积缩小缓解了涂层与基板的热失配,不仅吸收激光能量,消弱了激光烧蚀,而且涂层与基板结合牢固没有脱落,对激光有良好的阻挡作用.

关键词: 聚碳硅烷 , 复合涂层 , 激光烧蚀

W/Ir功能复合涂层及其抗烧蚀机制研究

吴王平 , 陈照峰 , 承涵 , 王亮兵 , 丛湘娜

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2011.01.020

采用双辉等离子技术在石墨表面制得W/Ir功能复合涂层,研究了其组织结构和抗烧蚀机制.该复合涂层由两层W和两层Ir交替叠加而成,与石墨接触的W起到增加涂层结合强度的作用,表面的Ir起到隔离氧环境的作用.在2000℃的氧-乙炔焰下烧蚀70 s,涂层仍能保持完整的结构,有效地保护了石墨基体.烧蚀结果表明,Ir涂层控制氧的渗透速度,经Ir涂层缺陷渗入的氧与W涂层反应形成挥发性WO3,W涂层作为消耗层,进一步阻止氧的扩散,保护内部涂层.试样的烧蚀失重率为1.62%.

关键词: W/Ir涂层 , 石墨 , 抗烧蚀 , 微观结构

涡轮内外涵联立数值模拟

杨琳 , 刘火星 , 邹正平 , 李维

工程热物理学报

本文对内涵高低压三级涡轮、涡轮出口支板通道、外涵通道以及内外涵混合段流动进行联立计算,给出了流场结构和流动分析.结果表明:联立数值模拟十分必要,是考察多部件匹配特性的有效手段.数值模拟的结果还表明:涡轮与支板的匹配不太理想,但气体通过支板后,仍能够接近轴向出气;混合段内外涵流动掺混作用并不强烈,由于掺混带来的气动损失并不严重.

关键词: 内外涵 , 涡轮 , 支板 , 数值模拟 , 匹配

FRPM管涵力学特性试验与数值模拟研究

魏连雨 , 张国盘 , 张济源 , 王金伟 , 陈兆南

玻璃钢/复合材料

结合河北承德某工程实际,对工程中涵洞选用FRPM管的标段进行车辆静载试验,以研究其受力状况,为实际工程做指导.FRPM管的受力状况与不同填土高度及荷载作用密切相关,为此依据现场试验所得管道受力特征,在平面应变条件下,采用ABAQUS建立的管-土相互作用模型对现场试验进行数值模拟,利用数值分析的方法,以减少传统试验在人力、物力上的耗费.研究结果表明,在最小填土0.5m,不同车辆荷载作用下,管涵最大变形为1.3mm,管涵受力较好;试验与模拟结果一致性较好,验证了所建模型的正确性.

关键词: FRPM管 , 静载试验 , 力学特性 , 数值模拟

双涵道叶轮机S2流面反问题计算方法

刘锡阳 , 温泉 , 赵晓路

工程热物理学报

在双涵道叶轮机风扇和压气机的设计中,本文将风扇及内外涵叶片的S2流面反问题统一起来,而成为一个统一的双涵道叶轮机S2流面反问题.在分涵处,采用一列重叠网格,用来传递分涵处上游和下游的流场信息,分流机匣最前面的点既是内涵的计算点,又是外涵的计算点,以该点的压力值作为收敛的判断依据,通过改变分流比,使计算得到的两个压力值相等,分流机匣前的流线平滑,从而得到合适的流场.本方法适用于较复杂的双涵道叶轮机设计,风扇和内外涵叶片排数理论上都不受限制.

关键词: 航空、航天推进系统 , 双涵道叶轮机械 , S2流面 , 流函数

玻璃纤维增强塑料夹砂管涵疲劳性能试验研究

石华旺 , 魏连雨 , 陈兆南 , 张国盘 , 郑彦军

玻璃钢/复合材料

模拟涵洞受力状态下的玻璃钢夹砂管进行室内疲劳试验,试验研究表明,玻璃钢夹砂管管涵经250万次疲劳加载后,承载力和环刚度降低不显著,没有发生分层开裂和脆断,完全符合公路涵洞实际应用要求.在室内疲劳试验基础上,提出了符合公路规范的玻璃钢夹砂管疲劳寿命的预测公式,并分析了影响玻璃钢夹砂管疲劳性能的因素,为玻璃钢夹砂管在公路涵洞推广使用中的耐久性设计提供了可靠的分析基础.

关键词: 疲劳试验 , 玻璃钢夹砂管 , 剩余刚度 , 疲劳性能

涡扇-脉冲爆震组合发动机内外涵掺混器研究

吴川 , 张靖周 , 单勇

工程热物理学报

在涡扇发动机基础上,以脉冲爆震燃烧室代替普通加力燃烧室构成涡扇-脉冲爆震组合发动机.对该组合动力,涡扇发动机内外涵掺混过程对脉冲爆震燃烧室的进气状况有着重要的影响,本文针对环形混合器和波瓣混合器进行了数值模拟,揭示了两种混合器不同的掺混机理,同时研究了不同穿透率的波瓣混合器对流场的影响.结果表明,相对于环形混合器,采用波瓣混合器能够获得良好的掺混效果和PDE入口温度的提高;但随着穿透率的增加,波瓣混合器总压损失也会增加,同时PDE入口的氧气浓度也有所降低.

关键词: 涡扇-脉冲爆震组合发动机 , 脉冲爆震燃烧室 , 混合器 , 波瓣混合器

航空发动机内外涵道三维粘性流场的数值模拟

赵永辉 , 张宏武 , 聂超群 , 黄伟光

工程热物理学报

本文用数值模拟的方法,对某涡扇发动机从风扇入口到增压级出口以及整个外涵道的稳态流场进行了联算和分析,计算是在我们自主搭建的分布式平行网络平台上进行的.计算表明风扇叶片沿叶高马赫数变化较大,从叶根附近的0.56变化到叶顶的1.34.本文得出了比较详细的内外涵道流场的信息,为叶片优化设计以及气动声学评估提供了依据.

关键词: 涵道 , 涡扇发动机 , 数值模拟