發(fā)布時間：2022-07-01 10:19

　　航天科技水平體現(xiàn)國家戰(zhàn)略意志、關(guān)系國家安全,其作用已遠(yuǎn)超科技領(lǐng)域本身,對政治、經(jīng)濟(jì)、軍事乃至人類生活與發(fā)展都展現(xiàn)出廣泛深遠(yuǎn)影響。姿控發(fā)動機(jī)是為導(dǎo)彈武器和航天器提供動力的核心推進(jìn)裝置,在航天領(lǐng)域用途廣、要求高�？寡趸繉邮亲丝匕l(fā)動機(jī)關(guān)鍵熱端部件,其性能優(yōu)劣直接影響姿控發(fā)動機(jī)性能和可靠性。熱性能試驗(yàn)技術(shù)與壽命預(yù)測方法可為抗氧化涂層工藝制造及結(jié)構(gòu)材料體系設(shè)計提供重要科學(xué)依據(jù),對航天技術(shù)發(fā)展具有重要的科學(xué)價值。針對抗氧化涂層熱性能分析中加熱機(jī)制迥異和溫場特性時變而難以準(zhǔn)確分析其傳熱過程的問題,實(shí)現(xiàn)不同加熱機(jī)制中涂層增長/揮發(fā)的傳熱機(jī)理研究是需要解決的重要科學(xué)問題;針對抗氧化涂層熱性能分析中存在缺少理論依據(jù)而不可避免造成氧化動力學(xué)分析盲目性的問題,構(gòu)建不同階段氧化動力學(xué)分析方法是需要解決的又一重要科學(xué)問題;針對無法在線寬溫域恒溫加熱和有氧/真空快速熱震而導(dǎo)致抗氧化涂層熱性能不能準(zhǔn)確試驗(yàn)的應(yīng)用難題,研制熱性能試驗(yàn)系統(tǒng)是本文亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題;針對傳統(tǒng)壽命預(yù)測方法存在中斷試驗(yàn)及簡化因素過多而不能準(zhǔn)確預(yù)測壽命的問題,建立一種可行可靠的壽命預(yù)測方法是亟待解決的重要科學(xué)問題。針對以上問題,開展了本文的... 

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
    1.2 熱性能分析方法研究概述
        1.2.1 熱重法
        1.2.2 熱重氧化分析方法
    1.3 熱性能試驗(yàn)技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 涂層壽命預(yù)測方法研究現(xiàn)狀
    1.5 本領(lǐng)域存在的科學(xué)問題及關(guān)鍵技術(shù)
    1.6 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 抗氧化涂層熱性能分析理論研究
    2.1 引言
    2.2 熱傳導(dǎo)分析基礎(chǔ)理論
        2.2.1 傳熱學(xué)基本理論
        2.2.2 導(dǎo)熱微分方程邊界條件
    2.3 涂層加熱物理模型的建立
        2.3.1 電阻加熱物理模型
        2.3.2 感應(yīng)加熱物理模型
        2.3.3 輻射加熱物理模型
    2.4 涂層三維熱傳導(dǎo)分析模型的建立
        2.4.1 電阻加熱三維熱傳導(dǎo)模型
        2.4.2 感應(yīng)加熱三維熱傳導(dǎo)模型
        2.4.3 輻射加熱三維熱傳導(dǎo)模型
    2.5 硅化物涂層增長/揮發(fā)傳熱過程仿真試驗(yàn)
        2.5.1 材料參數(shù)的確定
        2.5.2 涂層氧化前后厚度的依賴關(guān)系
        2.5.3 電阻加熱條件下的傳熱過程仿真試驗(yàn)
        2.5.4 感應(yīng)加熱條件下的傳熱過程仿真試驗(yàn)
        2.5.5 輻射加熱條件下的傳熱過程仿真試驗(yàn)
        2.5.6 不同加熱方式的對比分析
    2.6 基于不同加熱機(jī)制的涂層熱性能測量方法
        2.6.1 恒溫條件下的熱重法測量方法
        2.6.2 空氣熱震條件下的熱重法測量方法
        2.6.3 真空熱震條件下的熱重法測量方法
    2.7 恒溫條件下抗氧化涂層熱重數(shù)據(jù)處理方法
        2.7.1 基于比例系數(shù)法的熱重數(shù)據(jù)處理方法
        2.7.2 基于萊以特準(zhǔn)則與加權(quán)遞推平均濾波的熱重數(shù)據(jù)處理方法
    2.8 基于熱重法的恒溫氧化動力學(xué)分析方法
        2.8.1 氧化階段的動力學(xué)模型
        2.8.2 擴(kuò)散階段的動力學(xué)模型
        2.8.3 脫落階段的動力學(xué)模型
    2.9 本章小結(jié)
第3章 用于地面模擬姿控發(fā)動機(jī)涂層服役環(huán)境的熱性能試驗(yàn)系統(tǒng)的研制
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)設(shè)計
        3.2.1 試樣規(guī)格
        3.2.2 技術(shù)指標(biāo)
        3.2.3 總體設(shè)計
    3.3 恒溫試驗(yàn)裝置的研制
        3.3.1 1700~2300℃高溫加熱爐的設(shè)計
        3.3.2 100~1800℃中溫加熱爐的設(shè)計
        3.3.3 室溫~120℃常溫加熱爐的設(shè)計
        3.3.4 -180℃~室溫低溫加熱/制冷爐的設(shè)計
        3.3.5 試樣實(shí)時稱重系統(tǒng)的設(shè)計
        3.3.6 控制系統(tǒng)的設(shè)計
    3.4 有氧/真空熱震試驗(yàn)裝置的研制
        3.4.1 加熱系統(tǒng)的設(shè)計
        3.4.2 抽真空系統(tǒng)的設(shè)計
        3.4.3 控制系統(tǒng)的設(shè)計
    3.5 通用輔助裝置的設(shè)計
        3.5.1 空氣干燥系統(tǒng)
        3.5.2 冷卻水系統(tǒng)
    3.6 基于模糊控制的目標(biāo)溫度值控溫方法
        3.6.1 模糊控制器的設(shè)計
        3.6.2 溫控方法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.7 本章小結(jié)
第4章 抗氧化涂層失效機(jī)理與壽命預(yù)測方法研究
    4.1 引言
    4.2 硅化物涂層的微觀組織結(jié)構(gòu)分析
    4.3 硅化物涂層失效機(jī)理
        4.3.1 硅化物涂層結(jié)構(gòu)及失效表征
        4.3.2 恒溫試驗(yàn)條件下的硅化物涂層失效機(jī)理及分析
        4.3.3 空氣熱震試驗(yàn)條件下的硅化物涂層失效機(jī)理及分析
        4.3.4 真空熱震試驗(yàn)條件下的硅化物涂層失效機(jī)理及分析
    4.4 基于可靠性壽命特征量的有氧熱震壽命預(yù)測方法
        4.4.1 壽命特征量基礎(chǔ)理論
        4.4.2 基于熱循環(huán)參量的有氧熱震壽命預(yù)測模型
        4.4.3 不同冷熱循環(huán)試驗(yàn)溫度條件下的有氧熱震壽命試驗(yàn)研究
        4.4.4 抗氧化涂層厚度氧化增長趨勢下的表面熱應(yīng)力分析
        4.4.5 關(guān)鍵參數(shù)估計及模型驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 試驗(yàn)研究及不確定度分析
    5.1 引言
    5.2 恒溫試驗(yàn)及結(jié)果分析
        5.2.1 -180℃~室溫溫區(qū)的恒溫試驗(yàn)
        5.2.2 室溫~120℃溫區(qū)的恒溫試驗(yàn)
        5.2.3 100~1800℃溫區(qū)的恒溫試驗(yàn)
        5.2.4 1700~2300℃溫區(qū)的恒溫試驗(yàn)
        5.2.5 恒溫試驗(yàn)規(guī)律分析
    5.3 熱震試驗(yàn)及結(jié)果分析
        5.3.1 空氣熱震試驗(yàn)及結(jié)果分析
        5.3.2 真空熱震試驗(yàn)及結(jié)果分析
        5.3.3 熱震試驗(yàn)規(guī)律分析
    5.4 不確定度分析
        5.4.1 質(zhì)量測量的不確定度
        5.4.2 有氧/真空熱震試驗(yàn)裝置溫度測量的不確定度
        5.4.3 恒溫試驗(yàn)裝置溫度測量的不確定度
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]熱防護(hù)涂層服役過程數(shù)值模擬研究[D]. 趙鵬.大連理工大學(xué) 2017
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本文編號：3654058