嵌银丝贫氧推进剂燃烧特性

采用试验发动机法 ,对嵌银丝铝镁贫氧推进剂的燃烧特性进行了研究 ,得到了低压下嵌银丝铝镁贫氧推进剂的燃烧规律 ,研究了银丝直径和贫氧推进剂配方对嵌银丝发动机燃速的影响。结果表明 ,嵌银丝贫氧推进剂的燃烧过程由初始工作段、稳定工作段和结束段组成 ;采用较粗的银丝 (0 3mm和0 4mm)可以显著提高贫氧推进剂的燃速 ;提高贫氧推进剂的基础燃速也是提高嵌银丝贫氧推进剂燃速的有效方法之一。     

丁羟（HTPB）推进剂老化研究（IV）——过氯酸铵（AP）粒度对老化性能的影响

本文研究了HTPB/AP推进剂中AP粒度对推进剂老化性能的影响。实验是在90℃的空气中进行的。老化性能以推进剂的拉伸性能、邵氏硬度,失重%和燃烧速度等参数为判据,并以DSC图谱作参考。实验结果表明:HTPB/AP推进剂中AP粒度的减小,有助于推进剂贮存老化性能的提高。各种粒度AP的DSC图谱,也进一步证实了这一结论。     

具有离解反应的推进剂高压蒸发理论探讨

文中提出了具有液相离解反应的推进剂液滴高压蒸发模型,同时还考虑了燃气中极性气体成份对液滴蒸发的影响,并以N_2O_4推进剂液滴为例分析了具有液相离解反应的推进剂蒸发规律。结果表明,此类推进剂高压蒸发并不服从非液相离解反应推进剂的t_b～(?)。规律。模型的提出为液体火箭发动机燃烧室燃烧过程分析提供了新的液滴蒸发理论数据和计算方法。     

推进剂利用系统装订参数计算及软件集成方法

在大型航天软件中,推进剂利用系统装订参数计算对提高推进剂利用率具有重要意义。给出了利用系统装订参数的计算方法,并在基于CORBA的分布式大型软件系统中对软件集成方法进行了研究。     

液体推进剂消耗对大型卫星结构动特性的影响分析

为了研究液体推进剂消耗对某大型卫星结构动特性的影响,采用简化的“弹簧-质量”模型分析了推进剂消耗对结构动特性的影响趋势;基于MSC.PATRAN/NASTRAN给出了动力学分析过程中液体推进剂的等效建模和分析方法,包括梁单元法、附加质量法、“RBE3 -质量点”单元法和虚拟质量法等;建立了该卫星结构的有限元模型,进行了结构动力学特性和动响应分析,讨论了液体推进剂消耗对其动特性的影响规律.研究结果表明:随着推进剂的消耗,卫星整体振型的固有频率逐渐增大,而部分局部振型的固有频率保持不变;随着推进剂的消耗,卫星仪器安装板动力学响应峰值逐渐增大,所对应的频率也逐渐增大.     

低温推进剂供应管道系统充填过程的动力学模型

研究了低温推进剂液体火箭发动机供应管道系统充填过程的建模问题。低温推进剂的充填相变过程采用均相模型,对推进剂充填管道系统进行有限元分割,应用基本守恒定律于充满推进剂的单元和充满气体的单元,两相单元采用等效流容方程,建立了低温推进剂管道充填过程的有限元状态变量模型。充填的容腔视为两相单元,建立了其动力学模型。利用本文的模型,对液氢、液氧推进剂的管道充填过程进行了仿真计算,给出了有关计算结果。     

复合固体推进剂颗粒填充模型及其统计特性分析

复合固体推进剂属于高填充比颗粒类复合材料,氧化剂和金属颗粒在基体中的随机分布使其在细观尺度具有非均质的特点。从细观尺度研究固体推进剂燃烧及力学性能时,必须考虑颗粒级配、空间分布和种类等因素的影响。采用分子动力学方法,以硝酸酯增塑聚醚高能复合固体推进剂为研究对象,将固体颗粒模型化为球形,生成其在基体内随机分布的颗粒填充模型。利用Monte-Carlo算法模拟计算颗粒填充模型细观结构的两点概率函数,并研究了颗粒填充体积分数、尺寸与级配等参数对其的影响规律。从统计意义上给出具有各态历经性、统计均匀性和各向同性特点的颗粒填充构型最小周期性代表体元尺寸,可有效减小后续研究的计算量,节约计算成本。所构建的推进剂细观几何构型及对最小周期性代表体元尺寸的计算为后续开展复合固体推进剂细观尺度燃烧、燃面处铝团聚及力学性能数值研究奠定了基础。     

推进剂“脱湿”损伤研究的内聚力单元方法

内聚力单元是进行推进剂“脱湿”损伤研究的重要手段。通过分子动力学方法构建推进剂高填充比几何模型,结合周期几何和周期边界处理方法,构建推进剂细观有限元分析模型。采用内聚力单元结合PPR内聚力模型开展颗粒和基体黏接界面“脱湿”行为模拟。在单轴拉伸和纯剪试验下分析推进剂细观结构的力学响应,开展推进剂“脱湿”损伤机理研究。针对不同的体分比、应变速率以及内聚强度,开展了“脱湿”损伤影响规律分析。研究方法和研究结论可以为新一代高性能推进剂配方的研制提供有利的参考。     

长贮过程中发动机HTPB推进剂老化机理分析

为揭示固体推进剂在长期贮存过程中的老化机理,解剖了自然贮存19年贴壁浇注的端羟基聚丁二烯橡胶推进剂装药发动机,沿着药柱径向不同位置进行了取样,并采用扫描电镜、能量色散X射线光谱仪、红外吸收光谱、交联密度等多种手段对这些样品进行了测试分析。研究发现：贴壁浇注发动机药柱不同位置推进剂的老化程度不尽相同,越靠近非金属壳体位置,推进剂的老化程度越严重。进一步深入分析表明：除了丁羟胶中双键的氧化断链和端羟基的缩合等影响推进剂老化,铝粉氧化产生的铝离子会催化丁羟胶双键与氯气或水发生加成反应生成■双键和仲醇,而铝离子迁移和分布的不均匀会引起药柱老化的不均匀性。研究结果对推进剂配方设计和防老化措施的研究具有重要意义。     

围压下固体推进剂的破坏机理分析

贴壁浇筑的固体发动机推进剂药柱在点火状态下处于三向围压状态,而环向承受拉应变,亟待对围压下推进剂的破坏机理展开研究。基于自研的围压加载试验系统,通过开展推进剂在不同围压、温度和应变率下的单轴拉伸试验来研究围压、温度和应变率的耦合作用对推进剂力学行为的影响。针对围压下推进剂的力学响应特征,通过细观力学仿真进一步研究围压下推进剂的破坏形式,同时借助电镜扫描试验分析推进剂试样断面的形貌特征,通过试验和仿真相结合的手段分析了围压下推进剂的破坏机理。研究结果表明,围压下推进剂的损伤界面显著减少,且随着围压载荷的逐渐增加,推进剂的损伤形式从以颗粒脱湿为主转变为以颗粒破碎为主。     

N2O/C7H8单喷嘴燃气发生器试验研究

以基于N2O/C7H8的燃烧驱动混合型气动CO2激光器点火试验为研究背景,设计了液态N2O供应系统及N2O/C7H8单喷嘴燃气发生器.对液态N2O供应系统、N2O/C7H8的点火及燃烧性能进行了研究.试验结果表明:设计的N2O供应系统能够实现液态N2O的稳定供应;在设定的时序下,两个设计工况(余氧系数分别为0.3和0....     

活塞环表面CrTiAlN复合涂层的抗高温腐蚀性能研究

采用多弧离子镀技术,利用Cr靶和TiAl靶,在活塞环材料65 Mn钢基体上制备了CrTiAlN复合涂层,并对电镀Cr、CrN和CrTiAlN复合涂层在800℃下的抗高温腐蚀性能进行了比较分析,用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪观察分析了样品表面高温腐蚀氧化膜。结果表明:CrTiAlN复合涂层具有优异的抗高温腐蚀性能,在800℃时仍具有良好的抗高温腐蚀性能,其氧化机理是O向涂层内部扩散氧化,在高温腐蚀过程中,CrTiAlN涂层中的Cr发生了选择性氧化,优先形成了Cr2O3,CrTiAlN涂层氧化层区域的结构由外至里组成顺序为Cr2O3、Al2O3+TiO2、(Cr,Ti,Al)N。涂层外层的Cr2O3氧化物有利于阻碍氧元素向涂层内部扩散,能够降低涂层的高温腐蚀速度。     

烧结助剂对热压SiCw/Si3N4复合材料性能的影响

本文通过热压的方法分别制得以Ｙ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３和Ｙ２Ｏ３－Ｌａ２Ｏ３为烧结助剂的ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４陶瓷基复合材料，对比了采用不同种类及含量的烧结助剂的ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４复合材料的性能结果，发现烧结助剂的种类及含量对ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４复合材料的弯曲强度和断裂韧性有明显的影响，对高温弯曲强度的影响尤为显著。     

二维 DFT 和 DCT 的 Systolic 阵列

超级计算中一个活跃的研究领域是将某些有限和,如离散富里叶变换(DFT)、离散余弦变换(DCT),映射到多处理机阵列上。本文首先通过二维DFT的行列分解算法流程图,给出了计算二维DFT的二种Systolic阵列:一种是由N_1个处理器组成的线性阵列,所花时间步为O(N_1N_2)(设二维DFT为N_1×N_2长的),与行列分解算法在单处理机上顺序执行所花时间相比,加速比为O(N)(设N_1=N_2=N)。这一结果无论是在时间消耗,还是在PE数量上都是目前最优的。另一种是由N_1×N_2个处理器组成的矩形阵列,所需时间为O(N_1+N_2),与行列算法在单处理机上顺序运行所花时间相比,加速比为O(N~2)(这里仍假定N_1=N_2=N)。本文还给出了二维DCT的与二维DFT相似的Systoilc阵列结构。不难将上述阵列推广到多维的情况。     

Gas metal arc welding of high nitrogen stainless steel with Ar-N2-O2 ternary shielding gas

High nitrogen stainless steel with nitrogen content of 0.75％was welded by gas metal arc welding with Ar—N2-O2 ternary shielding gas. The effect of the ternary shielding gas on the retention and improvement of nitrogen content in the weld was identified. Surfacing test was conducted first to compare the ability of O2 and CO2 in prompting nitrogen dissolution. The nitrogen content of the surfacing metal with O2 is slightly higher than CO2. And then Ar—N2-O2 shielding gas was applied to weld high nitrogen stainless steel. After using N2-containing shielding gas, the nitrogen content of the weld was improved by 0.1 wt％. As N2 continued to increase, the increment of nitrogen content was not obvious, but the ferrite decreased from the top to the bottom. When the proportion of N2 reached 20％, a full austenitic weld was obtained and the tensile strength was improved by 8.7％. Combined with the results of surfacing test and welding test, it is concluded that the main effect of N2 is to inhibit the escape of nitrogen and suppress the ni-trogen diffusion from bottom to the top in the molten pool.     

Ni-Zn铁氧体粉末的溶胶-凝胶合成及微波性能

以硝酸铁、硝酸镍、硝酸锌、柠檬酸和氨水为原料,用溶胶-凝胶法合成了不同组成的Ni-Zn铁氧体粉末。利用热分析、X射线衍射等手段研究了干凝胶热分解行为。利用网络分析仪对铁氧体粉末的电磁性能进行了表征,考察了铁氧体的组成与其电磁性能之间的关系。结果表明,溶胶-凝胶法合成的铁氧体粉末的μ″值随测试频率的提高和Ni-Zn铁氧体中锌含量的增加而减小。     

用溶胶-凝胶法制备碳纤维三维编织物增强氧化铝基复合材料的研究

本文研究了溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－ｇｅｌ）法制备碳纤维三维编织物增强氧化铝（Ａｌ２Ｏ３）基复合材料的成型工艺及其力学性能，研究了两种主要起始物Ａｌ（ＮＯ３）３、ＡｌＣｌ３配制的氧化铝溶胶对复合材料成型工艺和力学性能的影响。分别以Ａｌ（ＮＯ３）３和ＡｌＣｌ３为起始物，制备得到Ⅰ＃、Ｉ＃复合材料。研究表明，以Ａｌ（ＮＯ３）３为起始物配制的溶胶粘度较小，利于材料的致密化。经过溶胶浸渍、凝胶、裂解１３个周期后，Ⅰ＃材料的密度和室温三点弯曲强度分别为１．８６ｇ／ｃｍ３和１４５．２ＭＰａ，而ＩＩ＃材料的密度和室温三点弯曲强度分别为１．６３ｇ／ｃｍ３和１０４．１ＭＰａ，材料均呈典型的韧性断裂模式。用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察试样的断口形貌，发现断口表面有大量的纤维拔出，纤维表现了较好的增韧效果。     

一种新型的计算化学非平衡流动的解耦方法

给出一种计算化学非平衡流动的解耦方法。利用该方法从薄层近似N S方程出发 ,采用NND2M差分格式 ,数值模拟了H2 /O2 燃烧的超音速绕流场 ;计算表明这种方法可以有效地解决刚性问题 ,而且与现有的隐式算法相比 ,具有公式推导简便 ,占用内存少 ,计算效率高等优点 ,特别适合于多组分和多反应的情况     

Light weight HTPB-clay nanocomposites(HCN)with enhanced ablation performance as inhibition materials for composite propellant

In the present study,organically modified Montmorillonite clay with polar moiety,the Cloisite 30B,is used for preparation of Hydroxyl terminated polybutadiene(HTPB)-clay nanocomposites(HCN)by dispersion of nanoclay in polymer matrix under high shear mixing.The nanocomposites thus prepared are evaluated in composite propellants as inhibitor material for their functional utility.Several inhibition formulations containing 5 wt％-15 wt％of nanoclay,with or without the conventional filler Sb2O3,were prepared.All these formulations were evaluated for their physical,mechanical,thermal,and ablative properties.Ablation rate and density of the compositions containing Cloisite 30B is around 23％and 5％lower respectively in comparison of the base composition.Strain capability of these compositions is twofold higher than that of base composition.These compositions have also been evaluated for their smoke generation tendency by measuring infra red(IR)attenuation in the wavelength range 1.3 μm-5.6 μm and 8 μm-13 μm and thereby compared with the base composition.The corresponding results confirmed that the compositions containing Cloisite 30B as filler have much lower IR attenuation than compositions with conventional filler,Sb2O3.Replacement of 5％Sb2O3 by nanoclay showed 8％reduction in IR attenuation rate which further reduced to 16％on replacement of 15％of Sb2O3.Interfacial bonding of HCN based inhibitors is also comparable or even better than conventional inhibitors.Precisely,the nanoclay composites with Cloisite 30B as filler exhibit all desirable properties of an inhibitor.     

Dissimilar friction stir spot welding of AA2024-T3/AA7075-T6 aluminum alloys under different welding parameters and media

This paper studies the friction stir spot welding of AA2024-T3/AA7075-T6 Al alloys in the ambient and underwater environments by clarifying the nugget features,microstructure,fracture and mechanical properties of the joints.The results show that the water-cooling medium exhibits a significant heat absorption capacity in the AA2024-T3/AA7075-T6 welded joint.Nugget features such as stir zone width,circular imprints,average grain sizes,and angular inter-material hooking are reduced by the water-cooling effect in the joints.Narrower whitish(intercalated structures)bands are formed in the under-water joints while Mg2Si and Al2CuMg precipitates are formed in the ambient and the underwater welded joints respectively.An increase in tool rotational speed(600-1400 rpm)and plunge depth(0.1-0.5 mm)increases the tensile-shear force of the welded AA2024-T3/AA7075-T6 joints in both the ambient and underwater environments.The maximum tensile-shear forces of 5900 N and 6700 N were obtained in the ambient and the underwater welds respectively.