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快速生长大尺寸KDP单晶

许心光 , 孙洵 , 李毅平 , 梁晓亮 ,

人工晶体学报

用传统降温法生长了大尺寸KDP单晶,生长速度一般在1～2 mm/d,周期长,风险大.本文采用"点籽晶"快速生长法多次成功生长出了200 mm级的大尺寸KDP单晶,晶体生长速度达到20 mm/d,晶体生长正常.同时,摇摆曲线表明快速生长的晶体有着很好的结构完整性.

关键词: 大尺寸KDP单晶 , "点籽晶" , 快速生长法 , 结构完整性

树脂基碳纤维复合材料壁板前缘的断裂原因

范金娟 , 陶春虎 , 张宝才 , 赵旭

机械工程材料

某飞机上碳纤维T300增强的树脂基复合材料壁板前缘在使用过程中发生断裂,通过外观检查和断口观察分析了壁板前缘的断裂性质,井阐述了前缘的断裂过程;结合壁板的静力试验、有限元计算与无损检测,分析了断裂产生的原因.结果表明:壁板气流表面与横梁交界处是结构的薄弱部位,受到较大载荷后,主铺层组与弯曲铺层组之间存在的缺陷使得该部位首先开裂,然后发生分层剥离,最后在金属铆接与壁板气流表面交界处发生断裂.指出复合材料结构在设计上应充分考虑工艺是否能满足结构完整性的要求及结构可能受到的突发外栽.

关键词: 复合材料 , 壁板 , 断裂 , 结构完整性

飞机结构用复合材料的力学性能要求

沈真 , 杨胜春

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.z1.056

本文从飞机结构完整性要求出发提出了对聚合物基复合材料性能的具体要求,特别是在湿热和抗冲击性能方面的要求.为了降低全尺寸结构静强度验证中对湿热环境影响考虑的技术难度,建议提高对湿态玻璃化转变温度的要求;为了满足含冲击损伤(通常用一定深度的凹坑来描述)结构的剩余强度要求,适用于飞机主结构的复合材料体系应当是用静压痕试验得到易于产生表面凹坑同时损伤面积较小的材料体系.

关键词: 飞机结构 , 结构完整性 , 复合材料 , 湿热性能 , 损伤容限 , 损伤阻抗

内埋元件复合材料层合板分层损伤的试验及数值研究

乔文静 , 肖毅 , 福田博 , 八田博志 , 薛元德

玻璃钢/复合材料

功能器件集成于结构材料内是实现多功能结构一体化设计的一个重要途径.然而集成后往往导致结构系统中产生几何不连续界面,成为失效的起点,是降低原有结构性能和破坏结构完整性的主要原因.本文通过试验观察及数值分析探讨了内埋元件对其复合材料结构完整性影响的一些关键因素.拉伸试验中采用声发射技术并结合不同载荷阶段下的内部损伤观察,确立了损伤演化与拉伸性能退化的关系.结果表明,埋置件与复合材料间的分层损伤是导致结构拉伸性能退化的主要机制,分层扩展阻力取决于与埋置件相邻层的纤维取向角度.数值分析中利用有限元软件ABAQUS建立了二维平面应变有限元模型,分析了埋置件附近的应力分布,并基于断裂力学理论分析了分层损伤扩展行为.数值结果表明,引入不同临界能量释放率值,可以很好地模拟“裸界面”与“摩擦界面”对裂纹扩展速率的不同效应.

关键词: 多功能结构 , 结构完整性 , 分层损伤 , 有限元分析 , 断裂力学

面向21世纪的热障涂层结构设计

材料保护

为适应涡轮发动机不断增长的热效率需求,迫切希望改进热障涂层系统在苛刻使用条件下的结构完整性和工作寿命,这种改进可借助于热障涂层的结构设计来实现.本文根据21世纪热障涂层结构设计的需求方向,在分析和综合材料科学与热障涂层发展的相互关系的基础上,归纳了当今热障涂层结构设计的4种基本型式:(1)定向凝固高温合金型;(2)颗粒增强复合材料型;(3)梯度功能材料型;(4)多层膜材料型.这4种基本型式在提高热障涂层结构完整性和工作寿命方面已初显端倪,完善、发展和灵活应用这些基本型式是21世纪所面临的重要课题.

关键词: 热障涂层 , 结构设计 , 结构完整性 , 基本设计型式

国产碳纤维工程化应用中的若干问题

沈真 , 章怡宁 , 杨胜春 , 朱珊

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.z1.075

作者通过近年来的实践指出,国产碳纤维在航空航天结构中的应用研究包括国产碳纤维与进口碳纤维复合材料等同性和国产碳纤维复合材料的取证(合格鉴定)两方面内容,而前者又包括材料等同性评定和结构完整性等同性评定.本文着重总结了国产碳纤维复合材料在航空航天结构中应用时,力学性能等同性方面的具体经验,给出了各阶段的工作目的和建议进行的试验项目、数量和等同性的判据等,同时还讨论了常用的短梁剪切强度和弯曲强度的意义.

关键词: 复合材料 , 国产碳纤维 , 等同性 , 结构完整性

再制造的热喷涂合金涂层的结构完整性与服役寿命预测研究

徐滨士 , 王海斗 , 朴钟宇 , 张显程

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00326

热喷涂技术是再制造工程的支撑技术,热喷涂涂层是再制造领域中常见的表面涂覆层,其初始质量和服役寿命为人关注.本文以等离子喷涂为例,研究了与工艺相关的涂层完整性和与服役条件相关的涂层寿命和失效机理.以不同H2流量、功率和送粉量为条件,研究了工艺参数对涂层孔隙率和微观力学性能的影响.以接触疲劳过程为手段,研究了涂层寿命预测方法和寿命衰退机理.结果表明,工艺参数可以不同程度地影响涂层的结构完整性,通过优化设计可以大幅提高涂层质量；基于大样本空间建立的S-N曲线可以直观预测涂层接触疲劳寿命,机理分析表明,点蚀、剥落和分层失效诱因不尽相同,分别由粗糙接触、近表面缺陷和剪切应力导致.

关键词: 再制造 , 热喷涂 , 合金涂层 , 结构完整性 , 寿命预测

再制造的热喷涂合金涂层的结构完整性与服役寿命预测研究

徐滨士王海斗朴钟宇张显程

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00326

热喷涂技术是再制造工程的支撑技术, 热喷涂涂层是再制造领域中常见的表面涂覆层, 其初始质量和服役寿命为人关注. 本文以等离子喷涂为例, 研究了与工艺相关的涂层完整性和与服役条件相关的涂层寿命和失效机理. 以不同H₂流量、功率和送粉量为条件, 研究了工艺参数对涂层孔隙率和微观力学性能的影响. 以接触疲劳过程为手段, 研究了涂层寿命预测方法和寿命衰退机理. 结果表明, 工艺参数可以不同程度地影响涂层的结构完整性, 通过优化设计可以大幅提高涂层质量; 基于大样本空间建立的S--N曲线可以直观预测涂层接触疲劳寿命, 机理分析表明, 点蚀、剥落和分层失效诱因不尽相同, 分别由粗糙接触、近表面缺陷和剪切应力导致.

关键词: 再制造 , thermal spray , alloy coating , structural integrity , life prediction