ZnS透波陶瓷天線窗和超高溫陶瓷抗熱震性能研究.pdf

1、應(yīng)用于近空間飛行器天線窗口的ZnS透波陶瓷在其服役過程中受到氣動加熱、氣動壓差、外界約束等因素的作用,因此其抗熱震性能的研究需要考慮它們的聯(lián)合作用。
　　本文中將氣動加熱條件下 ZnS薄板瞬態(tài)導(dǎo)熱問題的解析解代入其熱應(yīng)力場模型中,建立理論模型。數(shù)值模擬不僅被用來驗證理論模型,而且被用來研究如何提高ZnS薄板的抗熱震性能。
　　本文第二章中研究了氣動壓差的影響,并重點關(guān)注了放松約束和采用主動冷卻的效果。研究表明:受到簡支約束的

2、ZnS薄板臨界斷裂溫差存在波峰值;采用放松約束時薄板抗熱震性能明顯優(yōu)化,氣動壓差對抗熱震性能的影響與破壞區(qū)域的位置緊密相關(guān);采用主動冷卻是提高薄板抗熱震性能的有效途徑,且氣動壓差越強(qiáng)其抗熱震性能越好,但是主動冷卻不能過于劇烈。
　　本文第三章中研究了在受到氣動壓差作用下,ZnS薄板四周約束的強(qiáng)弱、薄板尺寸、薄板長寬比對其抗熱震性能的影響。研究表明:較大的傳熱條件對應(yīng)于較弱的抗熱震性能,但約束太強(qiáng)時情況則剛好相反;對應(yīng)于不同的氣動壓

3、差,正方形薄板的抗熱震性能較強(qiáng);根據(jù)氣動壓差的變化范圍選取合理的尺寸能夠提供更好的抗熱震性能。
　　陶瓷的抗熱沖擊阻力不僅和材料的力學(xué)與熱學(xué)性能相關(guān),還與外界約束和熱環(huán)境緊密相連。所以為了能研究其在服役過程中的實際情況,在現(xiàn)有的抗熱震性能理論基礎(chǔ)上,建立了可表征熱環(huán)境與外界約束共同影響的超高溫陶瓷材料抗熱震性能的溫度相關(guān)性模型。此外,理論模型通過數(shù)值方法進(jìn)行了驗證。
　　本文第四章中的工作重點關(guān)注了在不同熱沖擊情況下對應(yīng)力降