工程力學(xué)學(xué)習(xí)心得(參考版)
2024-10-13 22:37本頁面
【正文】 。對于有機非金屬材料則要求進行自然老化和人工加速老化試驗，確定其壽命的保險期。這就要求材料不但具有高的比強度，而且還要有高的斷裂韌性。對于導(dǎo)彈或運載火箭等短時間一次使用的飛行器，人們力求把材料性能發(fā)揮到極限程度。航天材料一般是通過地面模擬試驗來選擇和發(fā)展的，以求適應(yīng)于空間環(huán)境。適應(yīng)空間環(huán)境 空間環(huán)境對材料的作用主要表現(xiàn)為高真空(10[551]帕)和宇宙射線輻照的影響。在大氣中受太陽的輻照、風(fēng)雨的侵蝕、地下潮濕環(huán)境中長期貯存時產(chǎn)生的霉菌會加速高分子材料的老化過程。航空航天材料接觸的介質(zhì)是飛機用燃料(如汽油、煤油)、火箭用推進劑（如濃硝酸、四氧化二氮、肼類）和各種潤滑劑、液壓油等。通過發(fā)展或選擇合適的材料，如純鋁和鋁合金、鈦合金、低溫鋼、聚四氟乙烯、聚酰亞胺和全氟聚醚等，才能解決超低溫下結(jié)構(gòu)承受載荷的能力和密封等問題。液體火箭使用液氧(沸點為183[2oc])和液氫(沸點為253[2oc])作推進劑，這為材料提出了更嚴峻的環(huán)境條件。飛機在同溫層以亞音速飛行時表面溫度會降到50[2oc]左右,極圈以內(nèi)各地域的嚴冬會使機場環(huán)境溫度下降到40[2oc]以下。太陽輻照會造成在外層空間運行的衛(wèi)星和飛船表面溫度的交變，一般采用溫控涂層和隔熱材料來解決?；鸺l(fā)動機燃氣溫度可達3000[2oc]以上，噴射速度可達十余個馬赫數(shù)，而且固體火箭燃氣中還夾雜有固體粒子，彈道導(dǎo)彈頭部在再入大氣層時速度高達20個馬赫數(shù)以上，溫度高達上萬攝氏度，有時還會受到粒子云的侵蝕，因此在航天技術(shù)領(lǐng)域中所涉及的高溫環(huán)境往往同時包括高溫高速氣流和粒子的沖刷。優(yōu)良的耐高低溫性能 飛行器所經(jīng)受的高溫環(huán)境是空氣動力加熱、發(fā)動機燃氣以及太空中太陽的輻照造成的。比強度和比剛度是衡量航空航天材料力學(xué)性能優(yōu)劣的重要參數(shù)：比強度＝/比剛度＝/式中[kg2][kg2]為材料的強度，為材料的彈性模量，為材料的比重。高的比強度和比剛度 對飛行器材料的基本要求是：材質(zhì)輕、強度高、剛度好。材料應(yīng)具備的條件 用航空航天材料制造的許多零件往往需要在超高溫、超低溫、高真空、高應(yīng)力、強腐蝕等極端條件下工作，有的則受到重量和容納空間的限制，需要以最小的體積和質(zhì)量發(fā)揮在通常情況下等效的功能，有的需要在大氣層中或外層空間長期運行，不可能停機檢查或更換零件，因而要有極高的可靠性和質(zhì)量保證。它要求使用品種繁多的、具有先進性能的結(jié)構(gòu)材料和具有電、光、熱和磁等多種性能的功能材料。采用抗氧化性能更好的碳碳復(fù)合材料陶瓷隔熱瓦等特殊材料可以解決防熱問題。60年代以來,航空航天材料性能的不斷提高,一些飛行器部件使用了更先進的復(fù)合材料，如碳纖維或硼纖維增強的環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料等，以減輕結(jié)構(gòu)重量。40年代初期出現(xiàn)的德國 V2火箭只使用了一般的航空材料。在合金強化理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一系列高溫合金使得噴氣式發(fā)動機的性能得以不斷提高。1906年德國冶金學(xué)家發(fā)明了可以時效強化的硬鋁，使制造全金屬結(jié)構(gòu)的飛機成為可能。簡況 18世紀60年代發(fā)生的歐洲工業(yè)革命使紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、機器制造工業(yè)得到很大的發(fā)展，從而結(jié)束了人類只能利用自然材料向天空挑戰(zhàn)的時
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