低密度烧蚀材料预混料混合过程及质量检测方法研究
发布时间：2022-02-11 17:00
随着航天技术的发展,对于航天器表面的热防护材料的性能要求越来越高。新型低密度烧蚀材料预混料中加入了大量的超薄壁中空填料和短切纤维,这些增强材料的混合均匀性直接影响烧蚀材料的性能,现有的混合设备均不能达到理想的混合效果。本文对预混料的混合过程进行了相关研究,研制了预混料的专用高效混合设备;同时,针对目前预混料在质量检测方面的不足,对预混料的质量检测方法进行研究。本文基于超薄壁中空填料和短切纤维在高黏度树脂中的分散特性,设计了新型预混料混合设备。选择行星搅拌方式,采用麻花框式搅拌桨叶;通过分析对混合效果的影响,取自转公转比为32:17,两桨叶相位角为90°。利用Polyflow对混合过程进行模拟,结果表明,混合过程中物料作螺旋上升运动,搅拌桨叶混合效果均匀。预混料混合设备已完成制备并进行了实验,混合效率、混合均匀性以及超薄壁中空填料破损率均满足使用要求,设备已通过验收并投入使用。本文提出利用图像处理技术来检测增强材料的分散均匀性。首先通过显微镜获取物料的微观图像,然后对图像进行滤波降噪和阈值分割处理,提取目标信息。最后采用直方图与kl-divergence算子相结合的方法对增强材料的均匀性...
【文章来源】：北京化工大学北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２行星混合器??Ｆｉｇ．?１－２?Ｐｌａｎｅｔａｒｙ?ｍｉｘｅｒ??为了适应轻量化发展，烧蚀材料中添加的超薄壁中空填料比例增大，尤其是酚醛??
低剪切混合设备［５４１，该设备??混合时首先利用传统高剪切方式完成高黏度树脂基体与常规添加剂的混合，针对超薄??壁中空填料的混合，利用位置置换为主的低剪切混合机理，通过叶片式混合元件的往??返直线运动实现混合。在确保超薄壁中空填料混合均匀的同时，其破损率被控制在要??求范围内，设备交付后得到合作单位认可。??在本项目研宄初期，在原有装置上进行探究性实验，在保证超薄壁中空填料破损??率较低的情况下，希望通过延长混合时间来分散短切碳纤维，结果并不理想，用高清??相机获取物料的宏观图像如图２－１所示，存在的主要问题是纤维分散不均匀。此外，??在使用中还发现，原设备采用两种混合方式存在操作时间长、连接处困难等问题，因??此，需要重新研制混合设备。???ｉＨｉ??图２－１样品宏观图像??Ｆｉｇ．?２－１?Ｍａｃｒｏ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓａｍｐｌｅ??要同时实现高、低两种剪切方式，最常见的是搅拌混合，通过改变搅拌速度，即??９??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于视觉的金属成形工件尺寸和缺陷检测[J]. 付泽民,王佳炜,张锁怀,乔涛涛. 工具技术. 2019(02)
[2]PVA纤维水泥稳定碎石拌和均匀性检测技术[J]. 曹源文,李亚南,郑南翔,王棋,周垠成. 公路交通科技. 2019(02)
[3]基于形态学的双螺孔自动检测技术[J]. 杨雪,陈永清,郭建亮,程晓民,陈廉清. 轻工机械. 2019(01)
[4]交叉纤维分离方法研究[J]. 陈威,许忠保,刘爽,李春桥,宋丛珊. 棉纺织技术. 2018(12)
[5]基于聚合物的轻质微球的制备和应用[J]. 韦雄雄,蔡杰慧,王晨,郝红. 高分子通报. 2018(09)
[6]长丝纤维直径及其分布的快速测量方法研究[J]. 付志刚,王曦,郑天勇,白洋,杨开道,宁祥春. 产业用纺织品. 2018(08)
[7]航天飞行器热防护系统及防热材料研究现状[J]. 邢亚娟,孙波,高坤,王振河,杨毅. 宇航材料工艺. 2018(04)
[8]基于MATLAB图像处理的中空纤维膜截面尺寸的测量[J]. 李宗雨,王旭亮,张艳萍,潘献辉. 膜科学与技术. 2018(04)
[9]航天器结构材料的应用现状与未来展望[J]. 王惠芬,杨碧琦,刘刚. 材料导报. 2018(S1)
[10]酚醛空心微球对聚合物基复合材料性能的影响[J]. 沈晓钦. 玻璃钢/复合材料. 2018(04)
博士论文
[1]基于图像分析技术的纸浆纤维与纸页质量检测方法研究[D]. 邱书波.天津大学 2006
硕士论文
[1]低密度碳/酚醛复合材料烧蚀条件下的热—化学耦合分析[D]. 许阳阳.哈尔滨工业大学 2016
[2]桁架式主承载结构力学分析与优化[D]. 蒋登科.北华航天工业学院 2014
[3]薄壁酚醛微球/环氧树脂复合材料低剪切混合技术的研究[D]. 邵剑波.北京化工大学 2014
[4]基于数字图像处理的纱线条干均匀性检测[D]. 迟开龙.江南大学 2012
本文编号：3620638
【文章来源】：北京化工大学北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２行星混合器??Ｆｉｇ．?１－２?Ｐｌａｎｅｔａｒｙ?ｍｉｘｅｒ??为了适应轻量化发展，烧蚀材料中添加的超薄壁中空填料比例增大，尤其是酚醛??
低剪切混合设备［５４１，该设备??混合时首先利用传统高剪切方式完成高黏度树脂基体与常规添加剂的混合，针对超薄??壁中空填料的混合，利用位置置换为主的低剪切混合机理，通过叶片式混合元件的往??返直线运动实现混合。在确保超薄壁中空填料混合均匀的同时，其破损率被控制在要??求范围内，设备交付后得到合作单位认可。??在本项目研宄初期，在原有装置上进行探究性实验，在保证超薄壁中空填料破损??率较低的情况下，希望通过延长混合时间来分散短切碳纤维，结果并不理想，用高清??相机获取物料的宏观图像如图２－１所示，存在的主要问题是纤维分散不均匀。此外，??在使用中还发现，原设备采用两种混合方式存在操作时间长、连接处困难等问题，因??此，需要重新研制混合设备。???ｉＨｉ??图２－１样品宏观图像??Ｆｉｇ．?２－１?Ｍａｃｒｏ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓａｍｐｌｅ??要同时实现高、低两种剪切方式，最常见的是搅拌混合，通过改变搅拌速度，即??９??
?第二章低密度烧蚀材料预混料混合技术研究????行星搅拌器根据桨叶数量的不同可以分为双行星搅拌器和三行星搅拌器，三行星??搅拌多用于对剪切要求高的物料的混合，由于本研究中含有对剪切敏感的超薄壁中空??填料，因此选择常规的双行星搅拌。运动轮系选择最简单的行星轮系，如图２－３，由??两个行星齿轮、一个太阳轮和一个齿轮圈组成。两个行星轮大小相同，对称分布在太??阳轮两侧，自转和公转方向相反。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于视觉的金属成形工件尺寸和缺陷检测[J]. 付泽民,王佳炜,张锁怀,乔涛涛. 工具技术. 2019(02)
[2]PVA纤维水泥稳定碎石拌和均匀性检测技术[J]. 曹源文,李亚南,郑南翔,王棋,周垠成. 公路交通科技. 2019(02)
[3]基于形态学的双螺孔自动检测技术[J]. 杨雪,陈永清,郭建亮,程晓民,陈廉清. 轻工机械. 2019(01)
[4]交叉纤维分离方法研究[J]. 陈威,许忠保,刘爽,李春桥,宋丛珊. 棉纺织技术. 2018(12)
[5]基于聚合物的轻质微球的制备和应用[J]. 韦雄雄,蔡杰慧,王晨,郝红. 高分子通报. 2018(09)
[6]长丝纤维直径及其分布的快速测量方法研究[J]. 付志刚,王曦,郑天勇,白洋,杨开道,宁祥春. 产业用纺织品. 2018(08)
[7]航天飞行器热防护系统及防热材料研究现状[J]. 邢亚娟,孙波,高坤,王振河,杨毅. 宇航材料工艺. 2018(04)
[8]基于MATLAB图像处理的中空纤维膜截面尺寸的测量[J]. 李宗雨,王旭亮,张艳萍,潘献辉. 膜科学与技术. 2018(04)
[9]航天器结构材料的应用现状与未来展望[J]. 王惠芬,杨碧琦,刘刚. 材料导报. 2018(S1)
[10]酚醛空心微球对聚合物基复合材料性能的影响[J]. 沈晓钦. 玻璃钢/复合材料. 2018(04)
博士论文
[1]基于图像分析技术的纸浆纤维与纸页质量检测方法研究[D]. 邱书波.天津大学 2006
硕士论文
[1]低密度碳/酚醛复合材料烧蚀条件下的热—化学耦合分析[D]. 许阳阳.哈尔滨工业大学 2016
[2]桁架式主承载结构力学分析与优化[D]. 蒋登科.北华航天工业学院 2014
[3]薄壁酚醛微球/环氧树脂复合材料低剪切混合技术的研究[D]. 邵剑波.北京化工大学 2014
[4]基于数字图像处理的纱线条干均匀性检测[D]. 迟开龙.江南大学 2012
本文编号：3620638
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