石英灯辐射加热条件下低密度碳/酚醛复合材料高温响应及分析

目的研究低密度碳/酚醛复合材料在不同地面加热实验测试响应的差异性,指导材料在实际应用环境下的高温响应分析。方法对低密度碳/酚醛复合材料开展了热流为400 kW/m~2的单侧石英灯辐射加热实验,利用热电偶测温系统测量试件在加热过程中不同位置的温度时间历程,并对试件的烧蚀形貌和微观结构进行观测。同时与热流为464k W/m~2的氧乙炔加热陶瓷板辐射加热实验结果进行对比分析,并且采用有限元方法对材料的传热传质多场耦合计算进行分析。结果对于石英灯辐射加热,在测量点升温到接近200℃时,温度响应拐点都依次出现。由于加热的辐射热源不同,在不同的辐射波段下,多孔材料吸收和发射的热量不同,短时间内氧乙炔加热陶瓷板辐射加热使材料内部升温速率比石英灯辐射加热实验的要快,但长时间加热时现象刚好相反。结论进行传热传质多场耦合计算材料高温响应时,合理确定材料宏观性能随温度的变化至关重要。     

石英灯辐射式瞬态热环境试验关键技术分析

结合石英灯辐射式加热器的特性,从传感器弱信号传输、无功补偿、智能控制、仿形加热器、开环试验技术等角度出发,分析了对型号瞬态热试验性能的影响。结合瞬态热试验的实施,给出了上述几个角度制约热试验实施的改进措施,以期提高试验系统瞬态热试验的有效性。     

适应瞬态高温过载环境的加载装置设计及试验研究

目的地面模拟飞行器再入过程瞬态热-离心环境,预测部组件结构响应,开展典型试验件高过载环境瞬态高温加载装置设计技术及试验研究。方法通过优化石英灯结构强度和生产工艺,改进灯阵夹具和石英灯夹持方式,解决高过载离心环境(80g)石英灯强度和夹具夹持位置灯管易碎问题。结果利用自行研制的适用于高过载环境下瞬态加热装置,对典型试验件进行了高过载高温加载试验,实现了最高温度为600℃,最大加速度为80g的技术指标。结论该研究成果可用于相关飞行器及其部组件地面热-离心复合环境等效性试验考核。     

高超声速导弹舵面热模态试验方法研究

为研究高温热载荷作用下高超声速导弹舵面结构模态频率和振型随温度变化的变化规律。采用基于激光测振技术的热模态试验和有限元分析相结合的方法对导弹舵面结构的热模态特性进行了研究,对舵面结构进行了热模态有限元分析,设计了一套热模态试验系统进行了热模态试验,将激光测振技术应用于振动响应测试,设计制作了石英灯高温加热箱,设计制作了施加激振力的水冷激振杆,设计了用于激光测振的移动平台。利用有限元仿真分析与试验相结合的手段,获得了舵面结构在不同高温环境下的模态频率和振型,并分析出模态频率和振型变化规律,取得了较好的效果。