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Kapton薄膜低温单向拉伸性能

振动．测试与诊断 2022年第1期42卷 43-48,193页

作者：刘岩李超林国昌刘俨震长安大学建筑工程学院西安710061 哈尔滨工业大学特种环境先进复合材料国家重点实验室哈尔滨150090

为考察充气天线结构反射面膜材的低温力学性能,对厚度为25μm的Kapton(聚酰亚胺)高分子膜材,沿机器展开方向(machine direction,简称MD)和垂直方向(transverse direction,简称TD)2个方向按相应规范裁取长条型试样,进行了5种温度(20,0,-1... 详细信息

为考察充气天线结构反射面膜材的低温力学性能,对厚度为25μm的Kapton(聚酰亚胺)高分子膜材,沿机器展开方向(machine direction,简称MD)和垂直方向(transverse direction,简称TD)2个方向按相应规范裁取长条型试样,进行了5种温度(20,0,-10,-40和-70℃)下的单向拉伸性能实验,得到低温下该膜材应力⁃应变曲线,从微观层面解释随温度降低膜材拉伸曲线由非线性过渡至线性的变化机理。在低温单向拉伸实验基础上,提出Kapton膜材强度的温度影响系数,获取抗拉强度、断裂延伸率、等效屈服应力、屈服应变和拉伸弹性模量随温度影响系数的变化规律,同时给出各力学性能参数随温度变化的拟合公式。该实验结果为Kapton膜材低温使用环境下的强度设计分项系数取值提供依据,同时为充气可展天线结构在轨极端温度场效应测试提供材料性能的基础数据。

关键词： Kapton薄膜单向拉伸实验低温力学性能充气可展天线结构极端温度场

一种新型声学超材料平板对机械波吸收性能的模拟与实验研究

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物理学报 2012年第15期61卷 310-316页

作者：孙宏伟林国昌杜星文 P.F.Pai 哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国防科技重点实验室 Department of Mechanical and Aerospace Engineering University of MissouriColumbiaMO 65211USA

基于质量-弹簧微结构通过光学振动模式对机械波进行选择性吸收的原理,本文设计了一个由集中质量与弹性薄膜构成的二维声学超材料等效平板结构.利用有限元法对等效平板代表性胞元的振动特性模拟结果表明,二维超材料平板结构表现出与质量... 详细信息

基于质量-弹簧微结构通过光学振动模式对机械波进行选择性吸收的原理,本文设计了一个由集中质量与弹性薄膜构成的二维声学超材料等效平板结构.利用有限元法对等效平板代表性胞元的振动特性模拟结果表明,二维超材料平板结构表现出与质量-弹簧微结构相同的振动模式.基于模拟结果,制作加工了一个正方形超材料平板,并通过P01ytec扫描式激光测振仪(PSV)对其振动特性进行了试验测试,结果表明,本文设计制作的超材料平板可以对频率157.5 Hz的机械波进行选择吸收.

关键词：质量-弹簧微结构光学振动模式机械波声学超材料等效平板

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滚子轴承准静态计算分析

航空动力学报 1992年第1期7卷 17-21页

作者：林国昌徐从儒林基恕沈阳航空发动机研究所沈阳市428信箱41分箱110015

本文提出向心圆柱滚子轴承准静态分析方法。分析时考虑了非圆滚道、套圈和滚子相对倾斜、轴承座柔性变形等因素对轴承性能的影响 ,研究了非圆滚道轴承设计的计算方法和内外圈反转时轴承的特性 ,提出了内圈倾斜时滚子承载判断方法、分片... 详细信息

本文提出向心圆柱滚子轴承准静态分析方法。分析时考虑了非圆滚道、套圈和滚子相对倾斜、轴承座柔性变形等因素对轴承性能的影响 ,研究了非圆滚道轴承设计的计算方法和内外圈反转时轴承的特性 ,提出了内圈倾斜时滚子承载判断方法、分片计算了倾斜滚子的接触力 ;用柔性二维接触问题的变分法计算了滚子最大应力。润滑模型考虑了赫兹区和入口区滑油的热效应及缺油的影响。并用该法对航空发动机主轴承进行了分析。

关键词：滚子轴承准静态计算

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预浸机织织物二维剪切性能模型

复合材料学报 2006年第5期23卷 149-153页

作者：林国昌万志敏杜星文哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所哈尔滨150001

利用安装在拉伸试验机上的像框剪切装置,研究了平纹预浸碳纤维机织织物的剪切行为。研究发现,预浸碳纤维织物的剪切行为与织物的分阶段剪切行为类似。根据实验结果,分两个不同剪切阶段建立了预浸碳纤维织物的二维剪切性能模型。在剪切... 详细信息

利用安装在拉伸试验机上的像框剪切装置,研究了平纹预浸碳纤维机织织物的剪切行为。研究发现,预浸碳纤维织物的剪切行为与织物的分阶段剪切行为类似。根据实验结果,分两个不同剪切阶段建立了预浸碳纤维织物的二维剪切性能模型。在剪切初始阶段,利用扭力弹簧来模拟纱线交叉点之间的剪切摩擦,通过实验确定了扭力弹簧扭转刚度系数。在剪切第二阶段,给出了载荷与剪切角之间的关系模型。试验结果表明,利用扭力弹簧可以很好地模拟剪切初始阶段的剪切摩擦。

关键词：像框实验平纹预浸碳纤维机织织物剪切扭力弹簧摩擦

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可展开遮阳罩技术研究进展及其关键科学问题

国防科技大学学报 2018年第1期40卷 56-66页

作者：卫剑征林秋红林国昌谭惠丰哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术重点实验室黑龙江哈尔滨150080 中国空间技术研究院总体部北京100094

可展开遮阳罩一般是由多层轻质柔性高精度无褶皱薄膜和展开支撑臂及其控制装置组成,在轨后展开支撑臂有序展开多层大面积薄膜实现光控制和热控制性能,能有效改善和防护空间航天器。针对可展开遮阳罩结构,依据一维轴向、二维平面与三维... 详细信息

可展开遮阳罩一般是由多层轻质柔性高精度无褶皱薄膜和展开支撑臂及其控制装置组成,在轨后展开支撑臂有序展开多层大面积薄膜实现光控制和热控制性能,能有效改善和防护空间航天器。针对可展开遮阳罩结构,依据一维轴向、二维平面与三维周向的展开方式分类总结国内外可展开遮阳罩技术的研究进展,并对不同遮阳罩结构形状、薄膜材料、层数与展开方式等进行对比分析;梳理出遮阳罩在杂光抑制、折叠与展开变形机理、极端环境下薄膜多场耦合、低温热控、太阳辐射光压力矩及其计算方法等方面的关键科学问题,并给出了中国研究遮阳罩的发展建议。

关键词：可展开遮阳罩热控薄膜充气式支撑臂

Al-Kapton层合薄膜力学行为的实验研究

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材料科学与工艺 2006年第3期14卷 261-264页

作者：林国昌万志敏杜星文哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所黑龙江哈尔滨150001

Al-Kapton层合薄膜是一种空间可刚化材料，利用电子万能材料实验机在不同温度和不同拉伸速率下对其强度和弹性模量变化进行了研究．用电子探针对Al-Kapton薄膜的拉伸断口进行了扫描，从微观上考察其破坏机理．利用阿累尼乌斯建立了Al-Ka... 详细信息

Al-Kapton层合薄膜是一种空间可刚化材料，利用电子万能材料实验机在不同温度和不同拉伸速率下对其强度和弹性模量变化进行了研究．用电子探针对Al-Kapton薄膜的拉伸断口进行了扫描，从微观上考察其破坏机理．利用阿累尼乌斯建立了Al-Kapton层合薄膜弹性模量和温度之间关系的预测模型，并通过实验验证了此模型的有效性．研究结果表明：Al-Kapton层合薄膜的强度和弹性模量随温度上升而下降，但是，随着拉伸速率的增加，其强度有所提高，而弹性模量几乎没有变化；在-130～130℃之间，Al-Kapton薄膜中的铝箔属于韧性断裂，断裂形式从韧窝断裂向滑移断裂过渡，而Kapton薄膜的断裂方式属于分子链破坏．

关键词： Al-Kapton层合薄膜空间可刚化材料阿累尼乌斯公式破坏机理

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机织织物剪切行为研究

航空学报 2007年第4期28卷 1005-1008页

作者：林国昌万志敏杜星文哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所黑龙江哈尔滨150080

研究了平纹碳纤维机织织物的剪切行为。研究发现,织物的分阶段剪切行为与织物的细观结构有关,不同的剪切阶段具有不同的剪切机理,通过XLT-3400连续变体式显微镜和像框实验结果对不同剪切阶段的剪切机理进行了分析。通过纱线抽出实验获... 详细信息

研究了平纹碳纤维机织织物的剪切行为。研究发现,织物的分阶段剪切行为与织物的细观结构有关,不同的剪切阶段具有不同的剪切机理,通过XLT-3400连续变体式显微镜和像框实验结果对不同剪切阶段的剪切机理进行了分析。通过纱线抽出实验获得了织物中纱线之间的摩擦系数,将纱线当作一个悬臂梁安装,通过此方法获得了纱线的抗弯刚度,由这两个实验导出了摩擦力矩。利用像框剪切实验以及力矩平衡,建立了平纹织物初始剪切阶段载荷-剪切角的关系模型。实验结果表明,此模型可以很好地模拟剪切角度超过0.05rad之后的织物初始剪切行为。

关键词：织物剪切机理纱线抽出像框剪切实验力矩平衡

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平流层飞艇气动阻力的数值模拟及公式拟合

工程力学 2017年第8期34卷 249-256页

作者：李天娥孙晓颖张中昱林国昌哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点试验室哈尔滨150090 北京交通大学结构风工程与城市风环境北京市重点试验室北京100044 哈尔滨工业大学国防科技重点实验室哈尔滨150090

该文以某中间有圆柱段的平流层飞艇为研究对象,在验证数值模拟方法的基础上,分析了尾翼、长细比、高度及雷诺数对飞艇气动阻力的影响。基于参数分析,采用TableCurve3D软件拟合给出了该艇型在水平姿态下的气动阻力系数估算公式,且给出攻... 详细信息

该文以某中间有圆柱段的平流层飞艇为研究对象,在验证数值模拟方法的基础上,分析了尾翼、长细比、高度及雷诺数对飞艇气动阻力的影响。基于参数分析,采用TableCurve3D软件拟合给出了该艇型在水平姿态下的气动阻力系数估算公式,且给出攻角对公式的修正。研究表明:水平姿态下,平均风压系数沿着艇体头部逐渐减小,中间圆柱段保持稳定,沿着尾部逐渐增加;沿着艇体方向,风压系数曲线斜率拐点出现在各段连接附近。尾翼及艇体对阻力系数的贡献值随着俯仰角的增大而增加,但艇体是主要的贡献者;气动阻力系数随着长细比和高度的增加呈现先减小后增加趋势,随着Re数(1.0×10~7~2.0×10~8)的增加而递减。

关键词：平流层飞艇气动阻力数值模拟 TableCurve3D公式拟合

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一种超材料梁对机械波振动吸收的模拟研究

物理学报 2011年第3期60卷 354-360页

作者：林国昌孙宏伟谭惠丰杜星文哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所哈尔滨150001

本文设计了一种能够对机械波进行吸收的超材料梁,超材料梁由若干质量-弹簧微结构系统和一根各向同性梁构成.通过对两种不同结构的质量-弹簧系统的分析,从理论上解释了"负有效质量"和"负有效刚度".根据Hamilton原理,导出了超材料梁的代... 详细信息

本文设计了一种能够对机械波进行吸收的超材料梁,超材料梁由若干质量-弹簧微结构系统和一根各向同性梁构成.通过对两种不同结构的质量-弹簧系统的分析,从理论上解释了"负有效质量"和"负有效刚度".根据Hamilton原理,导出了超材料梁的代表性胞元的控制方程.通过数值模拟分析了两种不同结构的有限超材料梁对机械波的吸收性能,一种是弹性系数线性变化的质量-弹簧系统在有限梁内均匀分布,另一种是由固有频率线性变化的弹簧-阻尼器子系统构成四个相同吸收器子群在有限梁内均匀分布.模拟结果表明,进入梁中的机械波与质量-弹簧振子构成的吸收器系统发生了共振,对机械波起到了理想的吸收,从而验证了本文提出的超材料梁对机械波吸收的有效性.

关键词：超材料梁负有效质量负有效刚度机械波