分类: 力学 >> 固体力学 提交时间: 2023-06-21 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要: 本研究基于层合结构理论,提出了复合材料层合结构等效热膨胀系数预测模型。该模型既适用于对称铺设层合结构,也适用于反对称层合结构的等效热胀系数预测。同时,以碳纳米管增强复合材料层合结构为研究对象,针对反对称角铺设类型,对其等效热胀系数进行计算。计算结果显示,由于层间拉伸-弯曲-剪切耦合效应的影响,采用特定的铺设角度如(35/-35)3T,(55/-55)3T,碳纳米管层合结构能够在整体上呈现负热膨胀特性。这不但拓展了该类结构的服役工况,也为负热膨胀结构设计提供新的设计思路。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 传统接触测量的方法无法对高温范围的金属材料的热膨胀系数进行测量,结合静电悬浮无容器技术和图像测量方法, 通过半导体激光器加热悬浮的样品,在加热的过程中利用CCD采集悬浮样品的图像,采用方向梯度算法提取图像中样品的边缘, 并利用球谐函数拟合样品的体积,计算得到材料在不同温度下的热膨胀系数。采用纯锆的金属材料样品进行实验,在 750-1800℃的温度范围内,测量得到固态样品锆的热膨胀系数随温度变化的表达式,验证了该测量方法的有效性和精度。
分类: 力学 >> 应用力学 提交时间: 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要: 为了研究飞机机械连接混合结构在运营环境极端温度下产生的热应力,在刚度法基础上考虑温度场引起的变形,推导了典型单搭接连接件由热应力引起的钉载计算理论公式。针对壁板等较为复杂的大尺寸结构热应力分析难题,以铝合金Z型长桁和复合材料蒙皮通过40个螺钉机械连接组成的多钉壁板为研究对象,基于梁-壳组合单元,建立了壁板结构2维仿真模型,获取了结构热应力和钉载分布规律。此外,通过开展低温环境试验,分析了结构中复合材料及金属在不同温度下由热应力引起的应变。结果表明,有限元分析和试验数据具有较好的一致性,通过平面建模方法可以有效减低多钉连接结构建模难度及计算量;多钉壁板的钉载分布规律为U型,最大载荷量级约为3 500 N,为后续结构强度分析提供依据。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 用熔铸法、以白云鄂博东尾矿及粉煤灰为主要原料制备了添加质量分数为0-13%石墨粉的CaO-Al2O3-MgO-SiO2(CAMS)系矿渣微晶玻璃, 用DTA、XRD、FE-SEM、TEM和热膨胀仪等手段对其表征, 研究了石墨粉添加量对CAMS基矿渣微晶玻璃结构和性能的影响。结果表明, 5%石墨粉被氧化提高Fe2+含量促进了辉石相的晶化, 样品在100-600℃的热膨胀系数可提高15%以上; 随着Fe 被更多的石墨粉还原出来, 辉石相形核基础-磁铁矿相晶核减少抑制了辉石相的生成。辉石球形晶粒由尺寸更小的柱状晶和少量残留玻璃相组成。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 随着材料研究逐渐深入,材料制备和材料分析的方法越来越重要,然而,一些重要的物理性质是开展相关研究的基础。 由于一些材料熔点高、难熔化,同时,传统手段无法避免容器壁的污染,或者无法在真空条件下进行试验避免气体的污染, 或者由于实验性质原因只能测量特定的材料;这些方法很难测量材料在高温下过热过冷阶段的热物理性质。本文系统介绍了 静电悬浮技术这种新型的实现深过冷的方式,达到对材料热物理性质进行测量的目的。静电悬浮技术使样品在两极板间悬浮, 在悬浮的状态下采用激光对样品进行加热,使材料达到高温熔化,同时进行热物性的测量。本文对比了几种实现测量典型热 物理性质的方法,了解静电悬浮的优势,以及详细地介绍了静电悬浮技术对材料的熔体密度、热膨胀系数、表面张力和粘度 系数以及比热的测量。