HAN基ECSP凝胶模型的构建与分子动力学模拟

目的 从微观分子的角度对硝酸羟胺(HAN)基电控固体推进剂(Electrically Controlled Solid Propellants,ECSP)的性能参数进行模拟与计算。方法 利用分子表面静电势(ESP)对HAN分子2种可能的构型进行优化和稳定性分析。通过真空非周期性分子动力学模拟得到聚乙烯醇(PVA)分子稳定构型,并以HAN基ECSP的主要成分按一定比例构建凝胶模型。基于RESP(Restrained Electrostatic Potential)电荷生成更准确的凝胶模型拓扑文件,并进行凝胶模型的分子动力学模拟、模型稳定分析以及模型参数计算。结果 凝胶模型总能量相对平均值的周期性波动不超过7%。由于三维PVA链的包裹,H2O分子的扩散系数被大幅削弱。氢键分析和径向分布函数表明氢键键长主要分布在0.282 6 nm附近,PVA与H2O间的氢键较少,H2O与HAN、H2O与H2O之间的氢键较多。模型密度为1.405 g/cm³,与实验值吻合度高。在283、293、303 K下,HAN基ECSP凝胶模型的拉伸模量依次降低,剪切模量先增后减。在15 K/600 ps冷却速率下,HAN基ECSP凝胶模型的拉伸模量和剪切模量均增大。结论 ECSP制备结束后,冷却过程中的环境温度不宜过高,否则容易造成ECSP力学性能的快速下降,快速冷却可以提高ECSP的力学性能。     

基于维纳过程的MEMS陀螺仪贮存寿命评估

目的 针对MEMS陀螺仪在步进应力加速试验条件下获取的性能退化数据,提出基于维纳过程的贮存寿命评估方法及其模型准确度检验方法。方法 首先,确定温度为影响MEMS陀螺仪性能退化的主要环境因素,采用步进温度应力加速试验的方式获取其性能退化数据。其次,分析各项性能参数的演变规律,确定标度因数为表征产品性能退化的特征性能参数。最后,采用漂移维纳过程对标度因数退化轨迹进行建模,并外推得到常温条件下的贮存寿命。结果 采用留一法对模型精度进行验证,模型准确度最低为86.44%。可靠度水平为0.95时,常温贮存(25 ℃)条件下的寿命评估结果为50.02 a。结论 基于维纳过程建立的性能退化模型的准确度在85%以上,该模型可应用于指定贮存条件下MEMS陀螺仪的性能退化预测及贮存寿命评估。     

不同温湿度条件下微米硼的氧化过程研究

目的 探究不同温湿度条件下微米硼的氧化层结构特征。方法 利用高温水浴浸泡处理去除原料微米硼的表面氧化层,然后在恒温恒湿条件下对微米硼进行加速氧化,利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线光电子能谱对加速氧化后硼颗粒的氧化层厚度及组成进行分析,总结表面氧化层结构及成分组成变化规律,揭示温湿度条件下微米硼的氧化机制。结果 微米硼经高温水浴浸泡处理后,表面氧化层去除率达到50%。随着加速氧化时间的延长,硼颗粒氧化层的厚度逐渐增大,由内向外硼颗粒表面可以用B-BxOy-B2O3三层结构来表示,BxOy总是伴随着B2O3同时出现的,且随着氧化反应的进行,颗粒表面BxOy的含量将超过B的含量。结论 不同温湿度条件下微米硼的氧化机制为O2向B颗粒内部单向扩散的反应机制,B先与O2反应,形成低氧化物BxOy,BxOy进而与O2反应生成B2O3。随着氧化层厚度的增加,O2向B颗粒内部扩散的阻力增大,氧化反应速率随之降低。相比湿度的影响,温度的升高可显著加快硼表面氧化层的形成;温度一定时,湿度的增加可促进硼氧化层的形成。     

工程塑料环境因素与载荷应力耦合作用试验装置研究

目的 设计一种能够模拟工程塑料实际服役工作环境的试验装置,在多型自然环境中,构建兼具环境因素侵蚀与载荷应力耦合作用的试验条件。方法 研制工程塑料环境因素与载荷应力协同作用试验装置,采用包括拉伸加载、弯曲加载、控制系统等组件的模块化设计,实现0.01~16 Hz加载频率的拉伸及弯曲载荷,最大1 550 kg的拉伸载荷,最大375 kg的弯曲载荷。结果 将研制完成的试验装置置于多型自然环境下对试验施加恒定和交变载荷,以真实模拟工程塑料实际服役中的环境因素与载荷应力协同作用。结论 试验装置制造加工难度小,结构稳定可靠,可用于评价和研究工程塑料等系列类型材料的环境损伤性能演变。     

不锈钢板式热沉传热特性的实验与模拟研究

目的 研究流量、胀高及焊点排布方式对不锈钢板式热沉传热特性的影响。方法 搭建实验平台,加工出结构参数不同的板式热沉实验件,同时采用静力隐式算法建立相应的几何模型,通过实验与数值模拟相结合的方法,研究流量、胀高和焊点排布方式的变化对板式热沉热阻的影响规律,并分析热沉流道内部流场状态。结果 首先计算了6个工况下的热阻,发现实际换热量为540 W时,数值模拟与实验结果的最大相对误差不大于25%。然后分析了误差来源,最后得到了热沉全流道速度场与温度场的分布情况。结论 实验与模拟结果有较好的符合程度,证明了数值模拟方法的可靠性。在换热量相同时,板式热沉的热阻随流量与胀高的增大而减小,焊点为菱形排布的热沉传热性能相对更好。板式热沉内部的流场具有周期性,焊点使流体扰动增强,并形成射流和旋涡,起到了强化传热的效果。     

海南西沙试验站大气霉菌群落初步调查

目的 筛选西沙试验站大气环境优势菌种,进行西沙试验站装备敏感菌研究。方法 采用撞击法进行大气霉菌采样,用统计学法计算出不同试验场地真菌数量,结合形态学法与ITS1-5.8S-TIS2或26SrDNA D1/D2区序列分析法鉴定菌种,并用SPSS初步探讨大气真菌与环境因素的关系,分析西沙试验站装备敏感菌。结果 西沙试验站优势种为Aspergillus aculeatus、Penicillium citrinum、Pithomyces sacchar、变红镰孢霉Fusarium incarnatum、Cladosporium oxysporum和Cladosporium oryzae,影响西沙试验站大气霉菌群落结构的重要环境因素是相对湿度和风速,贮存在西沙试验站的装备容易长霉,多种材料有不同的敏感菌,尤其是涂层样件和橡胶类材料。结论 西沙试验站大气环境中存在种类繁多的霉菌。     

某铀矿山辐射环境历史演化

调查了某铀矿山居民区环境空气中氡及其子体浓度、空气吸收剂量率和水中放射性核素含量。在已有资料的基础上,对历史时期的辐射环境进行分析。结合实地监测数据,对辐射剂量估算,评价该矿山辐射环境的现状。结果表明,该矿山排放的放射性物质确实对当地的居民产生了一定影响,在所调查的时间段内,该矿山评价区域由放射性物质排放所致关键子区居民的最大年有效剂量为0.52mSv;无论是历史时期还是现状,其关键核素都是^222Rn。指出,为了进一步降低放射性物质对环境的影响,首先应考虑减少^222Rn的排放。     

新形势下航天装备环境试验技术的未来发展趋势

从航天装备面临的实战化考核、数字化建设和低成本控制等新形势与新要求出发,梳理了环境试验技术在航天装备试验鉴定中存在的实战化考核能力不足、全寿命周期环境效应考核不充分等技术难题,结合航天装备环境试验的国内外发展现状,系统分析了航天装备环境试验技术的未来发展趋势,试验环境综合化、试验设计一体化、试验手段数字化在提升航天装备环境试验水平、缩短装备试验周期、降低试验成本方面具有显著优势,也是航天装备环境试验未来发展的重要方向。     

直升机腐蚀原因分析及全寿命周期防护技术

通过直升机实际使用过程中暴露的腐蚀问题,分析了直升机全寿命期的腐蚀防护应对方法和思路。对陆地环境和海洋环境使用直升机的腐蚀情况进行了汇总,并对直升机典型腐蚀问题及改进措施进行了研究。在此基础上,进一步分析了导致直升机发生腐蚀的环境、设计、生产、制造、维护等原因,总结了直升机易腐蚀部位、腐蚀特点以及危害性。提出了采用“设计保证、生产实现、维护保持”的综合手段来提升直升机全寿命期的腐蚀防护能力。最后,对外场维护维修过程中需要重点关注的腐蚀控制手册、清洗、涂镀层修复、密封剂/缓蚀剂等问题进行了思考和分析,提出了需加快推进先进的防腐技术在直升机防腐中的应用,对有效开展直升机全寿命周期的腐蚀防护工作具有一定指导意义。     

海洋环境服役发动机腐蚀损伤分析及防护能力提升建议

通过我国航空发动机海洋环境服役过程中腐蚀情况的调研,结合文献资料,分析腐蚀防护与控制技术的应用现状,提出未来工作建议。目前海洋环境服役航空发动机的腐蚀防护与控制缺少贯穿方案论证、设计研制、使用维修等全寿命周期各阶段的综合考虑,制约解决腐蚀问题的关键技术没有突破,研制生产过程中,存在耐腐蚀性能评估不合理的问题。应开展腐蚀智能监测、识别、模拟仿真等技术的研发与应用,实现海洋环境服役发动机的腐蚀损伤监控与预警,构建发动机腐蚀环境适应性试验评价技术体系,满足新体制下装备试验鉴定工作要求。急需开展长寿命防护涂层技术、维护技术专项研究,以适应严酷海洋大气环境和航空动力装置高可靠性研制要求。