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高孔隙率多孔氮化硅构件较高马赫数下流-热-固耦合力学特性分析

发布时间:2018-02-12 17:27

  本文关键词: 高孔隙率 多孔氮化硅 较高马赫数 流-热-固耦合 力学特性 出处:《材料导报》2017年04期  论文类型:期刊论文


【摘要】:以凝胶注模技术制备的固相含量为40%、45%、50%(质量分数,下同),孔隙率高达65.24%、63.26%、61.19%的多孔氮化硅天线罩材料作为研究对象。将测得的材料性能参数作为有限元分析模拟的数据支撑,构件模型载体选择正切尖拱形,使用FLUENT模拟流场,结构场采用ANSYS软件,热力耦合得到不同固相含量的材料在不同马赫数下流-热-固耦合后的热应力强度,对其力学特性进行分析。结果表明,较高马赫数下的飞行构件的尾部连接端是受热应力最大的部位,也是失稳较为严重的部位。飞行构件的结构稳定性需通过加固尾部连接端来提高;气动热是引起天线罩构件失稳的首要问题,解决结构失稳的关键在于解决气动热,可通过在天线罩构件外增加耐热隔层,使其免受气动热;多孔氮化硅材料的孔隙率与失稳时对应的马赫数成正比,热导率是影响多孔氮化硅天线罩构件在较高马赫数下受到热应力大小的关键因素。
[Abstract]:The solid content of injection molding technology for preparation of the gel was 40%, 45%, 50% (mass fraction, the same below), the porosity of up to 65.24%, 63.26%, as the research object of porous silicon nitride antenna 61.19% cover. The simulation of material properties measured as finite element analysis data support, select the pointed arch tangent component model the carrier, using the FLUENT simulation of the flow field structure, using ANSYS software, thermal coupling thermal in different Maher numbers under thermal solid coupling of different solid content of the material stress intensity, its mechanical properties are analyzed. The results show that the tail of high Maher number of the flight member connecting end of the heat stress is maximum the site is also more serious instability. Parts of structure stability in flight components required by the reinforcement of the connecting end of the tail part to improve; aerodynamic heating is caused by radome component lost stability problem, solve the key structural instability Is to solve the aerodynamic heat, through the heat barrier increase in radome, making it from aerodynamic heat; porous silicon nitride material porosity and the Maher number corresponding to the instability of the thermal conductivity is proportional to the effect of porous silicon nitride radome components under thermal stress key size at high Maher number.

【作者单位】: 河海大学力学与材料学院;哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院;
【基金】:总装预研教育部支持计划 总装预研基金 国家自然科学基金(11302068) 中央高校基本业务费(2013B04914;2015B21814) 中国博士后科学基金(2014T70465;2013M531261)
【分类号】:TN820.81;TQ174.1

【参考文献】

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本文编号:1506169

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