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典型碳纤维编织布的热解动力学

材料研究学报 2017年第1期31卷 57-64页

作者：徐艳英张颖王志陈健沈阳航空航天大学辽宁省通用航空重点实验室沈阳110136 沈阳航空航天大学辽宁省飞机火爆防控及可靠性适航技术重点实验室沈阳110136

使用DTG-60(AH)热重-差热同步分析仪研究了升温速率对典型碳纤维编织布(T300-3000)热解特性的影响。结果表明,升温速率对典型碳纤维编织布的热解过程有显著的影响。随着升温速率的提高最大失重速率温度向高温方向移动,两峰之间的距离逐... 详细信息

使用DTG-60(AH)热重-差热同步分析仪研究了升温速率对典型碳纤维编织布(T300-3000)热解特性的影响。结果表明,升温速率对典型碳纤维编织布的热解过程有显著的影响。随着升温速率的提高最大失重速率温度向高温方向移动,两峰之间的距离逐渐增大,峰面积不断增加。碳纤维编织布的热解分可为三个阶段:环氧树脂基两个分解阶段和碳纤维分解阶段。用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法进行热解动力学分析,得到了不同升温速率条件下的表观活化能和表观指前因子。用两种计算方法得到的结果基本上一致,加入环氧树脂基材的碳纤维编织布在一定质量损失范围内的热稳定性较强且可控。

关键词：复合材料碳纤维编织布热解动力学表观活化能热稳定性

基于锥形量热法的典型碳纤维/环氧复合材料燃烧特性

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复合材料学报 2017年第8期34卷 1674-1682页

作者：徐艳英张雷王志陈健沈阳航空航天大学辽宁省通用航空重点实验室沈阳110136 沈阳航空航天大学辽宁省飞机火爆防控及可靠性适航技术重点实验室沈阳110136

采用锥形量热仪实验研究环氧树脂基体、T300碳纤维/环氧复合材料及T300碳纤维/环氧-泡沫层合板(上下层为T300碳纤维/环氧复合材料,中间层为4mm厚的Divinycell H60泡沫芯材)在不同火灾环境下的燃烧性能。对比分析其点燃时间、热释放速率... 详细信息

采用锥形量热仪实验研究环氧树脂基体、T300碳纤维/环氧复合材料及T300碳纤维/环氧-泡沫层合板(上下层为T300碳纤维/环氧复合材料,中间层为4mm厚的Divinycell H60泡沫芯材)在不同火灾环境下的燃烧性能。对比分析其点燃时间、热释放速率、总烟气释放量和CO生成速率等燃烧特性参数的变化规律。利用SEM测试T300碳纤维/环氧复合材料燃烧前、后表面形貌图像和环氧树脂基体和T300碳纤维/环氧复合材料燃烧形成炭层的形貌图像,分析碳纤维在碳纤维/环氧复合材料热解、燃烧过程中的影响作用。结果表明,随热辐射强度的增加,三种实验样品的平均点燃时间均缩短,热释放速率峰值和300s内热释放速率均值均增大,峰值出现时间提前,燃烧后残余率均降低。碳纤维对环氧树脂热解和燃烧起到抑制作用,其点燃、放热及达到热释放速率峰值的时间延后,T300碳纤维/环氧-泡沫层合板中泡沫芯材的燃点较低,使其平均点燃时间、热释放速率峰值出现时间及CO开始释放时间提前。T300碳纤维/环氧复合材料和T300碳纤维/环氧-泡沫层合板燃烧后均出现明显的分层现象,力学性能丧失,整体结构被破坏。碳纤维的存在能够有效抑制碳纤维/环氧复合材料的热解及燃烧,并能有效抑制在燃烧过程中产生融滴、喷溅和大量黑烟。

关键词：碳纤维/环氧复合材料锥形量热仪燃烧特性热释放速率电镜扫描

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喷注壁面楔状流层流边界层速度与温度相似解

航空动力学报 2015年第7期30卷 1537-1545页

作者：赵国昌杜霞宋丽萍单龙孔敬儒彭大维沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院) 沈阳110136 沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室沈阳110136 沈阳航空航天大学科学技术协会沈阳110136

建立了壁面有喷注的楔状流层流边界层冷却数学模型,求解经相似变换得到的描述无量纲流函数和无量纲温度的常微分方程,获得了楔状流层流边界层无量纲速度和温度的相似解,给出了考虑壁面喷注边界条件的形式简洁、物理意义明确的无量纲流... 详细信息

建立了壁面有喷注的楔状流层流边界层冷却数学模型,求解经相似变换得到的描述无量纲流函数和无量纲温度的常微分方程,获得了楔状流层流边界层无量纲速度和温度的相似解,给出了考虑壁面喷注边界条件的形式简洁、物理意义明确的无量纲流函数拟合式;用Runge-Kutta法求解无量纲速度与温度的常微分方程,获得了壁面有喷注的楔状流层流边界层无量纲速度和温度随楔形角、吹风参数、冷却介质温度的变化规律.通过计算0°,18°和36°楔形角的楔状流层流边界冷却速度与温度分布得到以下结论:楔状流速度边界层和温度边界层厚度都随楔形角的增大而变小,随着吹风参数的增大而增大;当冷却介质温度越低、吹风参数越小、楔形角越大时,靠近壁面处楔状流层流边界层内温度梯度越大.

关键词：楔状流层流边界层喷注壁面相似解吹风参数

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渗透壁面竖直平板Blasius流熵产特性

航空动力学报 2015年第6期30卷 1281-1292页

作者：赵国昌单龙宋丽萍孔敬儒赵恒刘宇毛晓东沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院) 沈阳110136 沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室沈阳110136 沈阳航空航天大学科学技术协会沈阳110136

对渗透壁面竖直平板Blasius流层流边界层流动熵产及传热熵产与总熵产的比值（Bejan数）进行了深入研究,将耦合的动量与能量偏微分方程组通过相似变换转换为非线性常微分方程组,用Runge-Kutta法求解获得了无量纲流函数与无量纲温度的相似... 详细信息

对渗透壁面竖直平板Blasius流层流边界层流动熵产及传热熵产与总熵产的比值（Bejan数）进行了深入研究,将耦合的动量与能量偏微分方程组通过相似变换转换为非线性常微分方程组,用Runge-Kutta法求解获得了无量纲流函数与无量纲温度的相似解,进而研究了无量纲参数对熵产及Bejan数的影响.结果表明：吸入时最大熵产位于壁面处,吸入速度越大最大熵产越大,熵产随相似变量的增加单调下降;喷注速度越大壁面处熵产越小;近壁面处熵产随变黏度参数增大而增大,远离壁面处随喷注/吸入参数或变黏度参数的增大而减小;远离壁面处Bejan数随喷注/吸入参数或变黏度参数的增大而增大,近壁面处与此相反;熵产和Bejan数随着辐射参数和Reynolds数增大而减小,随着Biot数增大而增大;Biot数在0~2范围内对传热熵产的影响很剧烈,Biot数较小时总熵产由流动熵产控制,Biot数较大时总熵产由传热熵产控制;熵产随滑移参数的减小而增大,Bejan数随滑移参数的增大而增大;Grashof数对熵产的影响较大,在较大的Grashof数条件下熵产随相似变量的变化较剧烈;滑移参数越大,流动熵产越小,Bejan数越大.

关键词：渗透壁面 Blasius流熵产滑移边界辐射相似变换 Bejan数

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一种微小型平板式热管的传热性能分析

航空动力学报 2017年第2期32卷 275-279页

作者：寇志海吕洪涛赵国昌李广超毛晓东张魏沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院) 沈阳110136

对一种微小型平板式热管的传热特性在自然对流和强制对流冷却条件下进行了试验研究.并与同尺寸实心铝板的传热性能进行了试验对比.分析了加热功率、冷却强度的变化对平板热管传热性能的影响规律.结果表明:该微小型平板式热管具有良好的... 详细信息

对一种微小型平板式热管的传热特性在自然对流和强制对流冷却条件下进行了试验研究.并与同尺寸实心铝板的传热性能进行了试验对比.分析了加热功率、冷却强度的变化对平板热管传热性能的影响规律.结果表明:该微小型平板式热管具有良好的启动特性和均温特性.该平板热管的当量导热系数可达到其管壳材料导热系数的12.7倍,强化传热能力的效果相当明显,又克服了传统平板热管抗压能力较差、无法加工较大散热面积的弱点,在电子设备的散热冷却领域具有良好的应用前景.

关键词：微小型平板式热管传热性能启动特性均温特性强化传热

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弹性梁中端惯容型非线性能量汇振动抑制研究

振动与冲击 2022年第8期41卷 311-322页

作者：高志通方勃张振沈阳航空航天大学航空宇航学院沈阳110136

欧拉-伯努利梁作为许多航空航天结构的简化模型,对其振动抑制研究具有重要的工程意义。提出利用惯容型非线性能量汇抑制弹性梁的横向振动。应用广义哈密顿原理,建立弹性梁的动力学控制方程。通过伽辽金截断方法离散系统的偏微分控制方... 详细信息

欧拉-伯努利梁作为许多航空航天结构的简化模型,对其振动抑制研究具有重要的工程意义。提出利用惯容型非线性能量汇抑制弹性梁的横向振动。应用广义哈密顿原理,建立弹性梁的动力学控制方程。通过伽辽金截断方法离散系统的偏微分控制方程。应用谐波平衡方法得到系统非线性振动的稳态响应,并对其进行数值验证。研究结果表明,惯容型非线性能量汇可以有效抑制弹性梁的横向振动。此外,讨论了惯容型非线性能量汇的阻尼、惯性质量和立方非线性刚度的变化对其减振效果的影响。最后,讨论了在不同激励和梁不同弯曲刚度下参数的最优取值范围。结果表明,优化后的惯容型非线性能量汇的减振效果可高达98%。

关键词：惯容型非线性能量汇幅频响应稳态响应减振效果

碳纳米管用于聚合物基复合材料健康监测的研究进展

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航空材料学报 2015年第2期35卷 12-20页

作者：卢少微冯春林聂鹏王晓强熊需海马克明沈阳航空航天大学辽宁省通用航空重点实验室沈阳110136 沈阳航空航天大学航空航天工程学部沈阳110136 沈阳航空航天大学机电工程学院沈阳110136

碳纳米管因其优异的机电特性,在聚合物基复合材料的健康监测方面具有广泛的应用前景。综述聚合物基复合材料中碳纳米管传感的最新进展:碳纳米管与树脂共混、碳纳米管涂层纤维、碳纳米线和碳纳米纸。利用碳纳米管传感网络来监测结构应变... 详细信息

碳纳米管因其优异的机电特性,在聚合物基复合材料的健康监测方面具有广泛的应用前景。综述聚合物基复合材料中碳纳米管传感的最新进展:碳纳米管与树脂共混、碳纳米管涂层纤维、碳纳米线和碳纳米纸。利用碳纳米管传感网络来监测结构应变损伤是不同碳纳米管传感的核心原理。碳纳米纸可以解决碳纳米管与树脂共混时的难分散、碳纳米管涂层纤维的协同变形和碳纳米线的全结构监测等问题,为碳纳米管传感工程化应用提供了条件。实现碳纳米管传感在聚合物基复合材料健康监测领域的工程化应用是未来的发展方向。

关键词：碳纳米管碳纳米管涂层纤维碳纳米线碳纳米纸聚合物基复合材料健康监测

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中低速磁浮列车滑模自抗扰悬浮控制算法

铁道科学与工程学报 2023年第2期20卷 682-693页

作者：陈萍史天成于明月陈垟史炎沈阳航空航天大学民用航空学院辽宁沈阳110136 辽宁通用航空研究院辽宁沈阳110136 沈阳航空航天大学自动化学院辽宁沈阳110136 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

由于磁浮列车各悬浮架相互独立,任何一个悬浮控制点产生故障将导致整个悬浮架向失效一侧倾斜,造成列车运行事故。为此提出一种滑模自抗扰的悬浮控制方案以进一步提升悬浮控制器的带宽、鲁棒性和容错性。在获取间隙数据时融合了电涡流传... 详细信息

由于磁浮列车各悬浮架相互独立,任何一个悬浮控制点产生故障将导致整个悬浮架向失效一侧倾斜,造成列车运行事故。为此提出一种滑模自抗扰的悬浮控制方案以进一步提升悬浮控制器的带宽、鲁棒性和容错性。在获取间隙数据时融合了电涡流传感器的低频数据和加速度传感器的高频数据,并加入有效性判断,将不同传感器性能互补。在控制器的输出项中增加加速度微分项以检测磁浮列车的向心加速度,避免悬浮架在坡道与竖曲线过渡处撞击轨道,但直接求解微分会使系统不稳定,所以采用最速控制综合函数实现列车加速度微分项的获取。自抗扰控制器中扩张状态观测器会采集悬浮间隙信号,并观测到悬浮架的悬浮间隙、悬浮架的垂向速度和悬浮电磁铁的电流值,即使在加速度传感器和电流传感器同时失效的情况下,磁浮列车依靠扩张状态观测器观测到的数据也能实现稳定悬浮。通过李雅普诺夫稳定性判据证明了滑模自抗扰悬浮控制算法稳定性,经过MATLAB/Simulink仿真和实车试验,验证了算法的可行性。该悬浮控制算法确保磁浮列车在运行过程中遇到多种传感器同时失效的情况下不失稳,将磁浮列车悬浮控制器用到的所有传感器特性发挥出来,最大程度保障列车上乘客的安全及车载设备的正常运行。

关键词：磁浮列车滑模控制自抗扰控制互补滤波容错控制

喷注壁面外掠平板层流边界层速度和温度的HPM-Padé解析解

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航空动力学报 2015年第8期30卷 1793-1801页

作者：赵国昌孔敬儒宋丽萍杜霞单龙赵恒沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院) 沈阳110136 沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室沈阳110136 沈阳航空航天大学科学与技术协会沈阳110136

运用HPM-Padé(同伦摄动-帕德逼近)法导出了当喷注流体速度与距平板前缘距离的平方根成反比时,不可压缩常物性流体外掠平板层流边界层内无量纲速度和无量纲温度解析表达式,无量纲流函数1阶导数的HPM-Padé解析解与4阶龙格库塔法的数值... 详细信息

运用HPM-Padé(同伦摄动-帕德逼近)法导出了当喷注流体速度与距平板前缘距离的平方根成反比时,不可压缩常物性流体外掠平板层流边界层内无量纲速度和无量纲温度解析表达式,无量纲流函数1阶导数的HPM-Padé解析解与4阶龙格库塔法的数值解结果一致.利用HPM-Padé解析解研究了喷注系数和流体Prandtl数对速度和温度分布的影响.结果表明:Prandtl数越大,温度边界层越薄,壁面温度梯度越大;喷注系数越大,速度边界层厚度和温度边界层厚度越大,壁面速度梯度和壁面温度梯度越小,壁面喷注对平板有隔热作用;当喷注系数为0.619时,壁面的速度梯度和温度梯度为零,高温来流向壁面的传热被喷注流体完全阻隔.

关键词：外掠平板边界层同伦摄动-帕德逼近法无量纲流函数无量纲温度