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红外窗口功能膜的热/力响应
  • ISSN号:1003-6326
  • 期刊名称:《中国有色金属学报:英文版》
  • 时间:0
  • 分类:TG146[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,哈尔滨150001, [2]哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,哈尔滨150001
  • 相关基金:Projects (51222205,51372053) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project (JC201305) supported by Heilongjiang Provincial Science Fund for Distinguished Young Scholars,China; Project (20112302110036) supported by Ph.D. Programs Foundation of Ministry of Education of China
中文摘要:

高超音速导弹在服役过程中其红外窗口承受着复杂的气动热/力环境。利用有限元方法对不同气动热/力情况下的窗口进行数值模拟,获得了不同热流密度下窗口的温度和热应力分布,应力沿膜厚方向几乎相同,但是在膜基界面附近会产生突变。在膜层表面,最大应力出现在边界旁。不同的膜层材料在相同条件下有相同的温度和应力分布规律,但是应力大不相同。比较发现,Y2O3比ZrN膜层具有更高的温度和应力。同时,进行了地面热冲击实验来观察红外窗口的破坏情况,10 s之后,发现窗口表面已经发生破坏,有些局部产生裂纹,有些局部会产生破碎的斑点。

英文摘要:

Infrared window in hypersonic missile usually suffers complex aerodynamic force/heat during high-speed flight.A finite element method was adopted to simulate the thermal and stress response of microscale functional film for infrared window under different aerodynamic heats/forces conditions.Temperature and stress distribution were obtained with different heat fluxes.There is almost constant stress distribution along the film thickness except a sudden decrease near the substrate.The maximum stresses are located at the points which are 0.3 mm away from the edges.Different film materials result in different stress values.The temperature and stress in ZrN are larger than those in Y2O3.Besides the numerical simulation,an oxygen propane flame jet impingement test was performed to investigate thermal shock failure of the infrared window.Some place of the window surface has spots damage and some place has line crack damage after thermal shock.

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期刊信息
  • 《中国有色金属学报:英文版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会
  • 主编:黄伯云
  • 地址:中国长沙中南大学
  • 邮编:410083
  • 邮箱:f-xsxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88830949
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-6326
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1239/TG
  • 邮发代号:42-317
  • 获奖情况:
  • 国家“双百”期刊,第二届全国优秀科技期刊评比二等奖,中国有色金属工业总公司优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊
  • 被引量:1159