• 2024年第54卷第1期文章目次
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    • >综述
    • 刀具类型及工艺方法对纤维增强复合材料制孔加工质量影响的研究进展

      2024, 54(1):1-22. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2024.01.001

      摘要 (214) HTML (91) PDF 2.70 M (1090) 评论 (0) 收藏

      摘要:概括总结了刀具类型及工艺方法对纤维增强复合材料(FRC)制孔加工质量影响的最新研究进展。首先介绍了FRC的分类、特性及其在航空航天领域中的应用,以及传统麻花钻制孔刀具及工艺存在的加工缺陷及问题;其次,概述了FRC制孔的分层缺陷形成及评价;再次,从制孔刀具类型及工艺方法两方面,分别概述了FRC制孔加工质量的研究进展,并总结了改善制孔加工质量的新刀具、新工艺和新方法;最后,分析总结了刀具类型及工艺方法对FRC制孔加工质量效果的影响,同时对未来发展趋势和未来工作研究可能方向进行了展望。

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    • 树脂基导电纳米复合材料电磁屏蔽性能的研究进展

      2024, 54(1):23-28. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2024.01.002

      摘要 (188) HTML (76) PDF 578.10 K (1004) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着5G时代的来临,电磁污染问题日益严重。电磁屏蔽是解决电磁污染的有效方法,已成为人们关注的热点。导电纳米粒子具有优异的导电性及其独特物理特性,其树脂基复合材料可作为轻质高电磁屏蔽效能的电磁屏蔽材料。本文主要介绍了含有导电一维纳米粒子(碳纳米管、银纳米线)和二维纳米粒子(石墨烯、MXenes)的树脂基复合材料在电磁屏蔽性能方面的研究进展,进一步对其发展趋势进行了展望。

    • 镍锌铁氧体吸波材料研究进展

      2024, 54(1):29-35. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2024.01.003

      摘要 (178) HTML (115) PDF 1.02 M (1008) 评论 (0) 收藏

      摘要:综述了镍锌铁氧体吸波材料的研究情况。从磁性能、配方对吸波性能的影响,以及与其他材料复合对吸波性能的影响等方面,对镍锌铁氧体吸波材料进行比较全面的总结,并与我司研究情况进行对比,希望对镍锌铁氧体吸波材料的开发与应用提供支持。

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    • >计算材料学
    • 纳秒激光脉冲宽度对2024铝合金损伤特性的影响

      2024, 54(1):36-42. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2024.01.004

      摘要 (214) HTML (24) PDF 1.27 M (891) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞机激光除漆对2024铝合金蒙皮可能造成潜在的损伤,需探究激光参数变化对基体材料表面的作用规律,其中脉冲宽度对激光-材料作用与材料损伤特性具有重要影响。本文采用COMSOL Multiphysics软件模拟分析了不同脉冲宽度时激光作用铝合金表面的温升特性,并借鉴ISO 11254 1-on-1激光损伤阈值测试方法研究了脉冲宽度对铝合金损伤阈值的影响,进一步分析了不同脉冲宽度下的烧蚀凹坑微观形貌、直径与深度变化规律。结果表明:铝合金表面峰值温度随脉冲宽度增加而降低;脉冲宽度从150 ns增加到240和330 ns时,铝合金损伤阈值从9.96 J/cm2分别增加到11.24和12.66 J/cm2,当激光能量密度达到损伤阈值时,3 μm厚氧化膜被完全损伤,破坏了铝合金表面完整性;烧蚀凹坑直径和深度随脉冲宽度增加而增加,深度受影响程度更大。该研究可为激光与材料作用的脉冲宽度选择提供一定的参考。

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    • 模具材料线胀系数对复合材料固化变形的影响研究

      2024, 54(1):43-48. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2024.01.005

      摘要 (182) HTML (47) PDF 1.10 M (906) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究模具材料线胀系数对复合材料固化变形的影响,面向复合材料零件热压罐固化成形工艺过程,针对复合材料成形模具材料与复合材料零件线胀系数不一致导致复合材料零件热固化变形的问题,研究了模具与复合材料零件相互作用关系,推导了模具对复合材料固化变形的理论模型,利用ABAQUS等仿真软件建立了模具温度场的数值模拟模型,并将模具热变形的模拟数据与复合材料零件变形的试验数据进行了对比分析。结果表明,不同材料模具型面各位置变形值与型面结构特征无关,与型面大小有关;模具材料与复合材料的线胀系数差异越大,复合材料零件变形量越大。

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    • >新材料新工艺
    • 星载低真空逸气氰酸酯树脂的制备与性能

      2024, 54(1):49-55. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2024.01.006

      摘要 (121) HTML (33) PDF 991.73 K (847) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过在氰酸酯树脂中添加不同低含量环氧树脂AG80和催化剂苄基二甲胺(BDMA),分析了低含量环氧树脂改性氰酸酯树脂的微观结构、固化热效应、真空逸气特性、力学性能、吸水率和热失重。实验结果表明,在催化剂BDMA的作用下,当环氧树脂AG80的质量分数为5%和8%时,可以有效促进氰酸酯的固化程度,减少未固化小分子数量,进而改善氰酸酯材料的真空逸气性能。其中BADCy-1的真空逸气性能和耐湿性能达到最优,总质量损失(TML)和可凝挥发物(CVCM)分别为0.41%和0.03%,吸水率降低15%。BADCy-2的力学性能达到最优,拉伸强度和弯曲强度改善效果显著,分别提高23%和20%。同时随着环氧树脂含量的增加,材料的耐热性能有所下降。

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    • 复合纳米自润滑金刚石砂轮磨削SiC陶瓷的试验研究

      2024, 54(1):56-66. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2024.01.007

      摘要 (328) HTML (95) PDF 1.88 M (842) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种复合纳米自润滑金刚石砂轮的制备方法,并对制备的砂轮进行SiC陶瓷的磨削试验,分析砂轮表面不同质量分数的复合纳米颗粒对磨削性能的影响。使用MoS2、TiO2纳米颗粒作为自润滑砂轮基底的填充材料,采用复合纳米自润滑金刚石砂轮和传统金刚石砂轮进行磨削对比试验,研究复合纳米自润滑金刚石砂轮的润滑机制。研究结果表明,复合纳米自润滑金刚石砂轮自释放的纳米颗粒有效地参与了磨削区间的润滑,砂轮的法相力、切向力降低,提升了工件表面质量。在磨削深度为2~8 μm内,复合纳米自润滑金刚石砂轮的具体表现为法向磨削力降低18.6%~38.7%、切向磨削力降低11.2%~28.6%,工件表面粗糙度降低13.9%~41.5%。根据本试验所得数据,当砂轮表面复合纳米颗粒质量分数为8%时,润滑性能和工件表面质量最佳。

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    • 三种金相组织钛合金切削过程切削力实验研究

      2024, 54(1):67-73. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2024.01.008

      摘要 (134) HTML (85) PDF 1.21 M (852) 评论 (0) 收藏

      摘要:选择TA7(α相)、TB6(β相)、TC4(α+β相)合金进行切削实验,设计直角切削模型,以切削速度为唯一变量,分析三种钛合金在切削过程产生的切削力变化。切削实验结果表明,β相钛合金在切削过程中切削力远大于α相钛合金和α+β相钛合金,三种钛合金在切削过程中切削力随切削速度的增加呈现先升高后降低的变化,在切削速度为50 m/min时达到最大。收集并观察锯齿形切屑并分析其形成机理,观察发现,随着速度的提升,切屑由带状变为锯齿形。综合三种钛合金在实验过程中随切削速度的变化呈现的切削力数据与切屑形态变化可以看出,从低速到高速切削的过程中,绝热剪切的两个形成因素对切削力和切屑形态有重要的影响。

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    • 表面处理方法对铝锂合金胶接强度的影响

      2024, 54(1):74-79. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2024.01.009

      摘要 (126) HTML (40) PDF 1.51 M (897) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同表面处理方法对铝锂合金胶接强度性能的影响,分别采用砂纸打磨、氯化铜刻蚀、喷砂以及磷酸阳极化(PAA)方法对铝锂合金进行表面处理,并对不同改性表面微观形貌、粗糙特性、润湿性能以及其胶接接头强度性能进行对比分析。结果表明,表面处理后的铝锂合金表面润湿性能改善与胶接性能提高。相对于未处理试样,砂纸打磨、氯化铜刻蚀、喷砂与PAA处理试样表面自由能分别提升了26.7%、48.8%、52.9%与71.1%,相应胶接接头强度分别提升152.7%、204.1%、285.1%与413.5%。 PAA构筑的多孔氧化膜结构更有利于胶黏剂在铝锂合金表面的渗透与黏附,试样表面润湿性明显改善,胶接强度得到了显著的提高,最高强度为38 MPa。

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    • 基于KUKA重载机器人的柔性搅拌摩擦焊接系统开发与试验研究

      2024, 54(1):80-86. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2024.01.010

      摘要 (131) HTML (102) PDF 1.52 M (868) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现铝合金复杂结构产品的高效率高质量搅拌摩擦焊接成形,开展了基于KUKA重载机器人与新型搅拌摩擦焊技术结合的柔性焊接系统研究,通过自主研制多功能搅拌摩擦焊主机单元和试验工装,开发机器人柔性焊接专用控制系统实现集成控制,以此为基础开展了平板焊接试验试片接头组织性能研究及空间曲线轨迹的搅拌摩擦焊试验验证。研究结果表明:该重载机器人搅拌摩擦焊接系统可稳定实现6 mm厚2219 C10S铝合金平板试片和3 mm厚S形空间曲线焊接试验件的焊接,当搅拌头为转速n=800 r/min,焊接速度υ=200 mm/min时,试片接头抗拉强度和延伸率等力学性能较好,对试样焊缝进行超声相控阵及X光检测,未发现焊缝内部存在孔洞、裂纹等超标缺陷,验证了机器人搅拌摩擦焊接系统和工艺方法的适用性。

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    • 空间用高导热柔性石墨烯膜冷链性能研究

      2024, 54(1):87-93. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2024.01.011

      摘要 (146) HTML (73) PDF 1.14 M (889) 评论 (0) 收藏

      摘要:超柔性高导热冷链研究在空间载荷的红外焦平面制冷、活动性高效传热和均温热管理领域具有重要的工程价值和战略意义。提出一种新型石墨烯膜冷链构型,并对其开展热力协同设计和性能试验研究。系统地探究了冷链长度、搭接长度、端头立柱尺寸及数量等对导热带热传递的影响,同时验证了冷链长度、厚度和宽度分别对其振动传递的影响。研究结果表明:焊料填充对于冷链热导率的提升有着显著的影响。增加搭接长度、端头立柱数量和直径均能有效提高冷链热导率,而减小厚度、增加宽度和宽厚比均会增加冷链端部响应幅值。本文的研究结果可为兼具高柔性和高导热性的新一代冷链的选型与设计提供依据。

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    • >测试分析
    • 太阳电池阵基板锁相红外检测中的缺陷特征分析

      2024, 54(1):94-98. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2024.01.012

      摘要 (122) HTML (60) PDF 2.33 M (874) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对太阳电池阵基板在制造过程中产生的脱黏缺陷产生的质量问题,开展锁相红外热成像检测研究。通过设计与电池阵基板脱黏类型一致的对比试块,分析含胶均匀性、碳纤维网格致密性对检测图像的影响,获取真实脱黏缺陷特征信息及参数,实现自动筛选缺陷。测试结果表明,锁相红外热成像能够有效检出太阳电池基板脱黏缺陷,可以有效提高产品检测效率,减少检测人员的工作强度。

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    • >工程实践
    • 星载迈克尔逊干涉仪扫描角镜装调工艺研究

      2024, 54(1):99-103. DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2024.01.013

      摘要 (243) HTML (52) PDF 848.59 K (884) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对星载迈克尔逊干涉仪悬臂式扫描角镜组件装调维度多、装调精度高、检测困难等技术难点,提出了一种“向量解析+精密微动调整”方法,通过建立装调及检测基准、将角镜组件简化为空间点向量、采用“先法向后平面”的调整顺序、利用专用精密微动装置等措施,实现了空间多自由度角镜组件的高精度调整,角镜顶点位置对称度装调后达到8 μm,优于0.01 mm的设计指标要求,有效提高了装调精度,缩短了装调周期。

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