本刊信息

主 管:中国航天科技集团有限公司

主 办:航天材料及工艺研究所

主 编:周延春

编辑部主任:李洪泉

编 辑 出 版:《宇航材料工艺》编辑部

地 址:北京9200信箱73分箱

邮 编:100076

传 真:010-68383237

电 话:010-68383269

发行范围:公开

定价:20.00元/期

国外发行定价:20.00美元/期

国际刊号:1007-2330

国内刊号:11-1824/V

期刊简介
  • 首页期刊简介

    《宇航材料工艺》(双月刊)1971年创刊,是经国家新闻出版署批准出版的国家级学术期刊,由航天材料及工艺研究所主办,国内外公开发行。作为中国科技论文统计源用刊、中国中文核心期刊,现已被《国际宇航文摘》(IAA)、《美国化学文摘》(CA)、《金属文摘》(METADEX)、《中国期刊网》、《中国学术期刊光盘版》、《万方数据——数字化期刊群》、《中国科学引文数据库》等国内外多种文摘或数据库收录。本刊在有关的评奖活动中多次获优秀期刊奖,特别是2002年在第二届国家期刊奖评奖活动中获百种重点期刊奖的称号,在航空航天领域高质量科技期刊分级目录中排在T3区。

当期目录
显示方式:
  • 张泽文, 潘永智, 张天一, 付秀丽

    2022,52(3):1-11, DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2022.03.001

    Abstract:

    首先对金属基复合材料的界面物相组成和检测、结合强度等方面的研究进展进行综述,基于传统断裂力学,对现有金属基复合材料界面相进行表征的内聚力模型进行分析,探讨了内聚力本构关系及参数获取方法,并对模拟仿真在金属基复合材料界面相中的应用进行了总结,提出了未来研究的重点和方向。

  • 陈冰, 王健, 焦浩文, 苏飞

    2022,52(3):12-23, DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2022.03.002

    Abstract:

    综述了磨削参数、纤维方向、不同加工方式以及其他因素对磨削力和表面质量的影响规律;总结了不同加工方式下的碳纤维陶瓷基复合材料的磨削机理;展望了碳纤维陶瓷基复合材料磨削加工的研究方向。

  • 胡亮, 李欢, 任桃桃, 白俊磊, 王一波

    2022,52(3):24-29, DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2022.03.003

    Abstract:

    基于材料力学中梁弯曲的挠曲线方程,利用数值积分方法计算特定弯矩和剪力时挠性板的弯折曲线,同时利用曲线积分计算挠性板的长度,最终确定在给定长度和跨度情况下挠性板的弯折曲线以及对应的弯矩和剪力。利用有限元软件对相同模型在同一条件下进行模拟分析。将数值计算与有限元分析结果对比,发现两者变形曲线非常吻合,弯矩和剪力数值精度满足实际工程需求。基于上述数值计算方法,可以对挠性板弯折的各种参数进行分析和预估,对实际工程应用具有重要的指导意义。

  • 缪金波, 彭海益, 黄燕春, 姚晓刚, 邓诗峰

    2022,52(3):30-36, DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2022.03.004

    Abstract:

    采用30% H2O2和乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)对Ca0.7La0.2TiO3(CLT)进行了羟基化(CLT—OH)和硅烷化(CLT—VT)改性,分别在陶瓷表面获得了亲水和疏水层,两者分别与树脂间形成氢键作用和物理吸附。采用熔融浇铸法,将改性后的陶瓷和乙烯基含硅芳炔树脂树脂(PSAE)制备成具有系列化介电常数微波介质复合材料,研究了不同陶瓷/树脂界面作用力对复合材料性能的影响。结果表明,40vol%CLT—VT/PSAE获得了10 GHz下最优的介电性能,介电常数13.8,介电损耗3.16×10-3;40vol%CLT—OH/PSAE获得了最优的综合性能,弯曲强度达50 MPa,介电常数14.77,介电损耗3.29×10-3

  • 王凯, 韩婷婷, 徐晓炯, 韦祎, 雷刚

    2022,52(3):37-40, DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2022.03.005

    Abstract:

    针对空间级硅橡胶与聚酰亚胺的粘结界面呈现低表面能、粘结可靠性差的现状,利用有机硅烷的润湿和键结作用对界面进行预处理,改善其粘结强度。通过FTIR、1H-NMR和GC-MS分析,有机硅烷的主要成分中对粘结性能影响较大的是正硅酸丁酯和丙基三甲基硅氧烷,采用两种偶联剂对聚合物表面进行预处理,在聚合物间不同均相结构层通过硅烷相互扩散和互穿网络形成的分子桥可实现致密交联。力学试验表明,经有机硅烷对待粘结界面表面预处理,粘结构件的剪切强度值可达0.65 MPa;选择适当的有机硅烷作为附着力促进剂,利用其有机官能团、成膜性和交联性可提高粘结构件的可靠性。

  • 刘赞, 郑海南, 魏凯, 康超, 赵孟军

    2022,52(3):41-45, DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2022.03.006

    Abstract:

    为了研究工艺参数对复合材料缠绕层的温度分布的影响,采用经典热力学理论针对预浸带缠绕过程中的传热机制进行分析;基于缠绕过程中的周期性变化规律,同时以变化的旧层初始温度为传热模型的初始边界条件,构建预浸带缠绕温度分布模型,并通过Matlab编程获得一维热传递模型的精确数值解。理论分析了缠绕初始温度、缠绕速度及芯模温度对缠绕层温度变化的影响。结果表明,对缠绕层温度影响程度依次为芯模温度>缠绕速度>缠绕初始温度;而且无论影响参数如何变化,缠绕层的温度分布始终为内层温度较低,并随着径向位置增大,缠绕层温度也在逐渐升高,直到外层最高温度。此外,通过实验对比分析,说明该温度分布模型满足工程要求,可为缠绕工艺研究提供指导。

  • 解傲寒, 李梦, 赵欣, 黄成超, 徐梓轩

    2022,52(3):46-52, DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2022.03.007

    Abstract:

    对新型化学气相沉积法(CVD法)制备的碳纳米管薄膜(CNTF)的相结构和微观形貌进行了表征。根据CNTF内的碳纳米管杂乱交错,排列无规则,但孔隙率较高的微观结构特点,提出了基于这种CNTF的飞机电热防除冰系统的设计方案及其制备工艺流程。该方案采用了CNTF和环氧树脂等轻质材料,对样件制备工艺进行了探讨和优化。通过电发热特性测试及防除冰功能测试对此种新型电热防除冰系统样件的电热性能进行了研究。试验结果表明,此种新型电热防除冰系统结构简单,质量小,易于与飞机铝合金蒙皮相结合,有利于减小飞机空重,降低飞行成本;在电热过程中获得的有效平均温度为47℃,可有效地加快冰层融化,在实际应用中具有良好的前景。

  • 闫洪, 张辉, 杨祖贵

    2022,52(3):53-55, DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2022.03.008

    Abstract:

    采用铸造工艺制备了A356.2(Sc,La)铝合金,测试分析了稀土元素Sc和La对铝合金中共晶硅的细化作用及对合金力学性能的影响。结果表明,单独添加稀土元素La对A356.2(La)铝合金中的共晶硅有一定的细化作用,但对力学性能的改善作用不大。而含有两种稀土元素0.38%Sc+0.14%La的A356.2(Sc,La)铝合金中的共晶硅细化作用较好和力学性能更高,其共晶硅细化到2.3 μm,抗拉强度和伸长率分别达到181.6 MPa和4.0%。稀土Sc和La对共晶硅的细化作用主要是弥散强化和细晶强化共同作用的结果,这两种强化与铝合金中析出的Al3Sc相和稀土La相有关。

  • 计鹏飞, 张仲宝, 赵光辉, 王杰, 乔森

    2022,52(3):56-61, DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2022.03.009

    Abstract:

    对20 mm厚的2219 C10S铝合金板材进行搅拌摩擦焊对接试验,在进给速度为100 mm/min的条件下,对比研究转速为400~550 r/min时的对接接头的内部缺陷、宏观形貌及微观组织、显微硬度和拉伸力学性能的差异。结果表明,当转速为400~500 r/min时,焊接接头无缺陷,能获得内部质量较高的焊接接头。随着转速的增加,焊核区“洋葱环”的间距和轴肩影响区的范围增大,焊核区和热力影响区的硬度的降低越明显。接头的拉伸性能随转速的增大而降低,拉伸强度最高可达到334 MPa,接头断裂模式主要为韧性断裂,断裂位置发生在后退侧的热力影响区与热影响区的交界处,与显微硬度最小位置相吻合。当转速增大至525 r/min时,焊缝出现表面点状缺陷;当转速达到550 r/min时,焊缝出现连续的犁沟缺陷。

  • 宋凡, 马纪龙, 周宇浩, 曹丹, 林嘉伟

    2022,52(3):62-67, DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2022.03.010

    Abstract:

    为解决空间推进系统直属组件轻量化需求,对新采用的铝合金材料进行了激光焊阈值特性研究。结果表明,铝合金激光焊阈值区间与焊接速度和离焦量的绝对值正相关,但正向变化幅度远低于不锈钢、镍合金和钛合金等材料。对于光束质量不同的激光焊机来说,光束的焦斑直径越小,实焦焊时阈值区间越低;光束的发散角越小,相同离焦量下阈值区间越低。在-12°~12°内,铝合金激光焊阈值区间与入射角无关。保护气的吹送方向和吹送速度基本不改变铝合金激光焊的阈值区间,此特性与不锈钢等材料略有区别。

  • 白邈, 肖越, 杨志, 朱振兴

    2022,52(3):68-71, DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2022.03.011

    Abstract:

    针对长针电连接器手工搪锡效率低、质量差的问题,分析了当前几种搪锡方法的优缺点,提出研制搪锡保护装置使用锡锅搪锡的工艺方法,详述了保护装置研制的关键技术及具体实施方法。结果表明,本工艺方法操作过程简单、难度低,工艺稳定性好,极少出现返工返修情况,搪锡质量和效率均大幅提高,保护装置可以重复使用,降低了搪锡成本。

  • 刘启抱, 潘韵, 李朋欣, 贾书跃, 孙二龙

    2022,52(3):72-75, DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2022.03.012

    Abstract:

    以PCD刀具车削加工短切碳纤维/酚醛复合材料的表观质量为研究对象,通过开展正交试验,采用三维测量技术,研究切削三要素和刀尖圆弧半径对工件加工质量的影响;通过Design Expert软件,对加工因素的显著性进行分析。结果表明,随着切削速度v和进给量f的增大,表面粗糙度Ra逐渐增大,随着切削深度ap和刀尖圆弧半径r的增大,Ra逐渐变小;试验显著因素为刀尖圆弧和进给量;最佳加工参数为:v=160 r/min、f=0.15 mm/r、ap=0.6 mm、r=0.6 mm;通过加工试验和建模分析验证,结论可靠。

  • 张耕源, 蒋劲松, 孙陈诚, 李大涛

    2022,52(3):76-80, DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2022.03.013

    Abstract:

    为研究侧面涂层和应变隔离垫厚度及两者刚度对刚性隔热瓦及组件力学性能的影响,构建一种对称结构的刚性隔热瓦分析模型,进行了拉伸试验和有限元分析。结果表明,在拉伸载荷作用下刚性隔热瓦的应力分布不均匀,具有明显应力集中现象,其拉伸强度水平与最大应力密切相关,随涂层厚度或刚度增加,刚性隔热瓦最大应力上升,拉伸强度降低;当刚性隔热瓦粘结应变隔离垫时,应变隔离垫厚度增加或刚度减小,刚性隔热瓦最大应力下降,拉伸强度增大;当刚性隔热瓦含涂层时,增加应变隔离垫可减缓涂层对刚性隔热瓦的影响;并对有限元分析结果进行了试验验证,计算结果与试验结果吻合良好,表明建立的刚性隔热瓦分析模型合理,揭示了涂层和应变隔离垫参数与刚性隔热瓦失效的关联关系。

  • 张晨颖, 杨涛, 杜宇, 侯思宇

    2022,52(3):81-87, DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2022.03.014

    Abstract:

    为了研究胶接修复对碳纤维复合材料层合板弯曲挠度的影响,试验设置了阶梯搭接和斜面搭接两种搭接方式,通过三点弯曲实验和数字图像相关技术(DIC)来研究胶接接头的弯曲变形情况。结果表明,在相同搭接长度下,阶梯搭接试件的失效载荷和弯曲强度均低于斜面搭接试件;试件的弯曲挠度与强度和搭接长度有关,搭接长度越长,弯曲强度越高,而弯曲挠度越小。由此表明,搭接长度越长,胶接层合板的强度越高,但不利于层合板的柔性变形。

  • 陈冒风, 张臣, 方军, 陈卫林, 随磊

    2022,52(3):88-93, DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2022.03.015

    Abstract:

    在飞机部件装配过程中,CFRP/钛合金叠层结构的连接十分常见,而由于两种材料迥然不同的材料性能,导致制孔后存在孔径阶差,严重影响了CFRP/钛合金结构的疲劳强度。本文开展了低频轴向振动辅助钻削的正交实验,分析了低频振动辅助钻削工艺参数与切削力和切屑形态的关系以及工艺参数对CFRP/钛合金孔径阶差的影响。结果表明,由于低频振动辅助钻削刀具的周期性进给,钛合金切屑由连续长切屑变为扇形短屑,减少了对CFRP的扩孔效应,钻削区域切削热降低,平均轴向力降低;另外,振幅和进给量对孔径阶差的影响较为显著,而主轴转速的影响较小,且孔径阶差随着振幅的增大先减小后增大,随着进给量的增大而增大。通过试验验证和分析,确定面向孔径控制的最优工艺参数组合方案:主轴转速为600 r/min、进给量为0.02 mm/r、振幅为150 μm。

  • 刘峰, 周建国, 陈威杨, 闫清云

    2022,52(3):94-102, DOI: 10.12044/j.issn.1007-2330.2022.03.016

    Abstract:

    复合材料双钉连接结构的复材孔周由于载荷分布不均、应力状态复杂而易于损伤破坏,开孔区域通常是连接结构的薄弱环节,飞机结构维修时一般将连接孔圆整为标准尺寸来恢复其结构强度,对此研究双钉扩孔维修后的载荷分布规律及影响因素,对结构部件保证适航性和提高连接效率具有重要意义。本文以复合材料/铝合金连接结构为研究对象,通过ABAQUS软件建立了嵌入Hashin失效判据和改进Camanho刚度折减系数的双钉单剪连接三维渐进损伤分析模型,并进行了试验验证,着重分析了不同维修孔径组合对双钉单剪连接的拉伸静强度及损伤的影响。结果表明,有限元分析得到的载荷-位移曲线和失效模式与试验结果基本吻合,最大误差为8.9%;靠近加载端的螺栓D2的载荷高于靠近金属板固定端的螺栓D1;按标准连接参数增大D2直径(W/D2减小)可以改善双钉连接孔边应力集中,提高初始强度和极限强度,过大的D2直径会减小复材板的净横截面积,导致连接强度下降;摩擦系数增大会延缓复材板初始损伤的发生,导致整体刚度衰减显著延缓。

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