[發(fā)明專利]一種用于熱防護(hù)結(jié)構(gòu)的低溫特性分析方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710982896.1
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN108333035B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋月娥;曹杰;湯龍生;李晶;馬寅魏;陳曉娜
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空天技術(shù)研究所
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N3/32;G01N5/02
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成

本申請?zhí)峁┝艘环N用于熱防護(hù)結(jié)構(gòu)的低溫特性分析方法，該方法的步驟包括：對多個待分析試件進(jìn)行常溫存儲試驗，將常溫存儲試驗后的試件中的部分試件作為標(biāo)準(zhǔn)樣本；對另一部分試件進(jìn)行低溫存儲試驗，獲得低溫存儲試驗后的試件，并作為比對樣本；同時對標(biāo)準(zhǔn)樣本和比對樣本進(jìn)行力學(xué)和/或疲勞強(qiáng)度試驗，將試驗結(jié)果進(jìn)行比對，確定待分析試件的低溫特性本申請所述技術(shù)方案能夠?qū)θ芷谑褂眠^程中的吸潮和低溫條件進(jìn)行全狀態(tài)模擬，采用常溫存儲+低溫冷凍緊密結(jié)合的試驗方式固化吸潮狀態(tài)，針對微納尺度多孔材料的制備工藝特點，定量分析了性能波動性，對低溫環(huán)境后的性能影響進(jìn)行了制定了定量判據(jù)，為該類環(huán)境試驗的試驗結(jié)果評定提供了依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及飛行器性能分析領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于夾層縫合式熱防護(hù)結(jié)構(gòu)低溫特性的分析方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，國外航天大國均在大力開展高超聲速飛行器的研制工作，對于熱防護(hù)系統(tǒng)在使用條件下的試驗評價需求也日趨急迫。為了實現(xiàn)更高的結(jié)構(gòu)質(zhì)量比，目前的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)正在由傳統(tǒng)的燒蝕防熱材料向非燒蝕的多孔陶瓷類復(fù)合材料過度。

夾層縫合式熱防護(hù)結(jié)構(gòu)是一種新型的材料結(jié)構(gòu)一體化熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點為：多種組分材料組合制備，整體性能與組分性能相關(guān)。因此在評價該類材料的使用可靠性時要綜合考慮各種環(huán)境因素對組分材料的影響。

夾層縫合式熱防護(hù)結(jié)構(gòu)為陶瓷基復(fù)合材料面板夾層纖維增強(qiáng)氣凝膠材料組成，由于其結(jié)構(gòu)特點，表層的陶瓷基復(fù)合材料不易形成閉孔結(jié)構(gòu)，而氣凝膠材料本身為多孔材料，雖然經(jīng)過表面處理，但仍會產(chǎn)生一定的吸潮現(xiàn)象。

評價該類熱防護(hù)結(jié)構(gòu)吸潮后的低溫使用影響，存在以下的難點：

1)熱防護(hù)結(jié)構(gòu)的吸潮過程為動態(tài)過程，目前缺少理論和數(shù)據(jù)的支撐，且其狀態(tài)會隨環(huán)境溫濕度的變化而變化，不利于對該問題的研究。

2)熱防護(hù)結(jié)構(gòu)的低溫存儲和帶飛使用是全壽命使用周期中的必須環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的金屬材料、樹脂基復(fù)合材料對該環(huán)境不敏感，對該因素缺乏深入的研究。

3)對于本專利提到的新型熱防護(hù)結(jié)構(gòu)來說，低溫環(huán)境對性能的影響從模擬和評價方面缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，也未見類似的研究工作。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題之一，本申請?zhí)峁┝艘环N用于熱防護(hù)結(jié)構(gòu)的低溫特性分析方法，該方法的步驟包括：

對多個待分析試件進(jìn)行常溫存儲試驗，將常溫存儲試驗后的試件中的部分試件作為標(biāo)準(zhǔn)樣本；

對另一部分試件進(jìn)行低溫存儲試驗，獲得低溫存儲試驗后的試件，并作為比對樣本；

同時對標(biāo)準(zhǔn)樣本和比對樣本進(jìn)行力學(xué)和/或疲勞強(qiáng)度試驗，將試驗結(jié)果進(jìn)行比對，確定待分析試件的低溫特性。

優(yōu)選地，所述待分析試件為微納尺度多孔材料構(gòu)成的夾層縫合式熱防護(hù)結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述對多個待分析試件進(jìn)行常溫存儲試驗，將常溫存儲試驗后的試件中的部分試件作為標(biāo)準(zhǔn)樣本的步驟包括：

根據(jù)試驗需求調(diào)整所需溫度和濕度，對多個待分析試件進(jìn)行常溫存儲試驗；

每個預(yù)定時間間隔，對待分析試件進(jìn)行重量數(shù)據(jù)采集，并根據(jù)重量數(shù)據(jù)計算對應(yīng)試件的質(zhì)量吸濕率變化情況，直至試驗結(jié)束；

將常溫存儲試驗后的試件中一部分作為標(biāo)準(zhǔn)比對樣件，另一部分密封保存。

優(yōu)選地，在溫度20℃±5℃，濕度30％±10％的存儲環(huán)境下。

優(yōu)選地，所述密封保存的時間不大于三十分鐘。

優(yōu)選地，對另一部分試件進(jìn)行低溫存儲試驗，獲得低溫存儲試驗后的試件，并作為比對樣本的步驟還包括：

采用抽壓的方式進(jìn)行高空環(huán)境的溫度和濕度模擬；