热障涂层力学性能的实验测试方法研究进展

涂层-基体体系作为高温热障防护结构被广泛应用于航空、航天、核反应堆等涡轮发动机叶片上, 主要作用是抵抗高温燃气, 保护基体材料. 在服役过程中, 涂层过早出现开裂、脱粘等失效行为直接影响发动机的安全性和可靠性. 长期以来, 热障涂层力学性能的实验测试方法是国内外研究者关注的重点. 首先分析了导致热障涂层失效的失配应力的来源, 重点介绍了热障涂层力学性能研究的实验测试方法、仪器和针对界面脱粘检测的红外热像技术, 接着概述了热障涂层寿命预测方法, 最后分析当前研究中存在的问题, 并对未来的发展的一些方向和有待于进一步研究的问题作了总结.     

COMPUTATIONAL METHOD FOR DYNAMICS SIMULATION OF PAYLOAD SEPARATION FROM SATELLITE WITH RAIL CLEARANCE

传统在轨分离载荷动力学分析未考虑实际导轨的实时接触,无法准确分析分离时刻载荷的速度和角速度。针对半圆形双导轨,研究了空间导轨与定向器接触的特点及形式,基于分离装置的几何构型提出了一种确定发生相对轴向运动时导轨与定向器潜在接触对的方法,所提方法考虑了载荷轴线与导轨轴线的空间夹角,保证了分离后期接触检测的准确性,并可推广至多导轨接触计算。基于Lankarani与Nikravesh的连续接触力模型计算法向碰撞力,采用修正的Coulomb模型计算切向摩擦力。最后对飘浮基挠性航天器在轨分离载荷模型进行数值分析,验证了方法的有效性。结果表明导轨间隙增大了接触碰撞力,且随间隙的增大垂直于载荷分离方向的速度和角速度增大,导轨间隙使基座的转动与挠性附件强烈耦合,对航天器的稳定性造成影响。     

超高速撞击下钛基复合材料动力学行为研究

 基于已有的铝合金超高速撞击实验研究结果,采用动力分析软件,对铝球撞击铝板进行了数值模拟,验证了数值模拟结果的可靠性,进而对铝防护屏以及与铝防护屏质量相同的钛基复合材料（TMC）防护屏进行了5.52、7.00、和8.00 km/s速度下的超高速撞击模拟,分别对直径为5.02 mm的铝球以及质量等同于铝球的钛基复合材料球做了3种速度下撞击铝屏和钛基复合材料防护屏的数值模拟。通过数值模拟研究可以看出,随着撞击速度的增加,钛基复合材料防护屏的防护效果优于铝防护屏;速度不变,钛基复合材料防护屏防护钛基复合材料球撞击的效果好,铝防护屏防护铝球撞击的效果好。通过超高速撞击模型分析可知,钛基复合材料防护屏的防护效果优于铝防护屏。     

基于绝对节点坐标的多柔体系统动力学高效计算方法

绝对节点坐标法已经被广泛应用于柔性多体系统的动力学研究之中, 但是其计算效率问题尚未得到很好的解决. 基于绝对节点坐标方法计算弹性力及其对广义坐标的偏导数矩阵(Jacobi矩阵), 通常是基于第二类Piola-Kirchhoff应力张量来完成, 计算效率不高.根据虚功原理并采用第一类Piola-Kirchhoff应力张量的方法直接推导得到了弹性力及其Jacobi矩阵的解析表达式. 基于不同方法所得的数值算例结果对比研究表明, 该方法可使计算效率大大提高.      

论迟滞与时滞

迟滞和时滞是自然科学、工程科学、乃至社会科学中常见的两种现象,但在我国学术界常被混淆. 从两种现象的定义和本质出发,阐述两者的共性、个性及其联系. 通过多个例子说明:迟滞现象反映两个相关参变过程周期变化时彼此间的相位滞后关系;而时滞现象则反映两个相关动态过程任意变化时彼此间的时间滞后关系.在某些特定的情况下, 它们可以等同; 但在一般情况下,它们是具有不同性质的两类现象, 尤其在描述记忆特性方面, 两者有本质的差异.      

基于低雷诺数串置翼型气动特性研究

基于低雷诺数,应用二维CFD方法,对串置翼型的气动特性进行了数值模拟。比较了串置翼型布局与常规单独翼型的升阻特性。分析了翼差角度对串置翼升阻特性的影响,并且在保持鸭翼±5°偏角不变的同时,研究了两翼之间的距离以及安装的相对高度对整个串置翼型升阻特性的影响。发现上鸭翼与主翼相结合具有相对较高的最大升力系数和临界迎角, 可以显著改善串置翼型的气动特性。     

随机激励下结构的非线性分析

针对随机时间序列载荷激励下的非线性系统,提出一种基于Z变换的递归方法．对于所获得的响应时间序列的识别,建议了一种离散小波变换（DWT）的技术．     

一种快速有效的NQR探头恢复方法

介绍了一种用于主动减小NQR探头恢复时间的Q值变换电路,它利用MOEFET控制变Q电路与探头电路的耦合,并通过变压器增加与电感线圈串联的阻抗值以达到改变Q值的目的. 此电路不会产生新的振铃也不会对接收NQR的分辨率造成损失. 实验结果表明,电路能有效缩短探头的恢复时间,同时还可以提高信噪比.     

软基体医用导管涂层围压式摩擦实验技术研究及应用

附着有功能涂层的导尿管、静脉导管等软基体医用导管在临床使用时会和人体尿道、血管等内表面组织发生摩擦，存在涂层脱落的风险，因此，需对其润滑性能和附着性能进行测试表征。基于临床实际使用工况，研制了一种软基体医用导管涂层围压式摩擦实验装置，并发展了相关的涂层润滑性能、附着性能表征方法；同时，利用该装置对附着有聚乙烯吡络烷酮的导尿管进行了实验。结果显示，乳胶和PVC基体的导尿管的平均摩擦系数分别为0.0143和0.0153;该方法的测量结果不易受试样尺寸、基体材质、围压压强影响；同时，根据该装置监测摩擦力的变化情况可以灵敏地判断涂层脱落情况；该实验技术可以有效解决软基体医用导管涂层润滑性能、附着性能的表征难题。     

基于GDEM–GAVA的白羊城沟泥石流成灾风险数值分析

降雨型泥石流是一个降雨–洪水–泥沙输运–推移质运动的多过程耦合过程。本文借助颗粒碎屑流仿真系统（GDEM–GAVA），对白羊城沟泥石流的成灾风险进行了分析。首先通过历史灾情数据反分析出了沟道物源的力学参数，而后基于该参数分析了不同降雨强度下该泥石流的成灾临界降雨时长。计算结果表明，白羊城沟泥石流物源的饱和黏聚力为0.5～1 kPa，饱和内摩擦角为5°～10°；降雨强度为65 mm/h时，沟道形成泥石流的时间为3.6 h；降雨强度为78 mm/h时，沟道形成泥石流的时间为2.8 h；降雨强度为88 mm/h时，沟道形成泥石流的时间为2.3 h。上述泥石流成灾风险的分析结果可为白羊城沟泥石流的科学预警提供必要的依据。