复合材料线烧蚀率计算模型实验研究.pdf

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1、i期工R程IN塑T料ICSA应PPLC用V01．44’No．20l6年1月ENGINEER1NGPLASTICSAPPLICATIONJ206l01ATan．1。doi：lO．3969／j．issn．1001—3539．2016．01．023复合材料线烧蚀率计算模型实验研究周燕萍，孟祥艳，王雪蓉，王康，甄丽红，王倩倩(1．山东非金属材料研究所，济南25003l；2山东省科技情报研究院，济南250101)摘要：通过对碳纤维增强S～157酚醛树脂复合材料进行氧一乙炔烧蚀试验，得到了烧蚀试验中的重要表征参数即线烧蚀率，并利用多元线

2、性回归方法，拟合得到线烧蚀率(D)与热流密度(q)和烧蚀时间(f)两个主要影响因素的数学模型，即D：0．612q。to一1。经检验，该回归模型适用性较好，预测精度较高，为复合材料线烧蚀率的评估建立了快速、有效、可靠的试验方法。关键词：氧一乙炔烧蚀；多元回归；线烧蚀率；热流密度；烧蚀时间；数学模型中图分类号：TQ327文献标识码：A文章编号：1001-3539(2016)01．0101．03ExperimentalResearchofCalculateModdonLinearErosionRateofCompositeZhou

3、Yanping，MengXiangyan，WangXuerong，WangKang，ZhenLihongz，WangQianqian(1．ShandongNon—metallicMaterialsInstitute，Jinan250031，China；2ShandongInstituteofScienceandTechnologyInformation，Jinan250101，China)Abstract：Theimportantcharacteristicparameter，namelythelinearerosionra

4、te，wasobtainedbytheresearchonS-157PF／CFcompositeunderoxyacetyleneflametestconditions．Byusingmultiplelinearregression，themathematicmodelbetweenthelinearerosionrate(D)，thetwomajorfactors，namelytheheatfluxdensity(g)andablationtime(isasfollows：D：0．612q。。t0．0242_1Beingv

5、erified，theregressionmodelisveryapplicableandtheforecastaccuracyisgood．SOtheerosion．propertiesofPF／CFcompositecanbeevaluatedwiththisrapid，efectiveandaccuratemethodintheoxyacetyleneflametest．Keywords：oxyacetyleneflame；multipleregression；linearerosionrate；heatfluxden

6、sity；ablationtime；mathematicmodel复合材料具有优异的力学性能及耐高温、抗烧正值，即烧蚀后样品是下凹的。蚀等特点，在航空航天领域被广泛用作结构材料和氧一乙炔烧蚀试验中，热流密度和烧蚀时间会防热材料。目前，对树脂基防热复合材料耐烧蚀性直接影响材料的烧蚀率。笔者以碳纤维fCF)增强能的评价通常采用氧一乙炔烧蚀试验、等离子烧蚀s—l57PF防热复合材料为研究对象H]，建立了线烧试验、电弧风洞试验等方法，主要表征参数为样品的蚀率与热流密度和烧蚀时间的数学模型，提出了预线烧蚀率和质量烧蚀率[1]。在氧一乙

7、炔烧蚀试验中，测该类材料线烧蚀率的方法。质量烧蚀率相对稳定，而线烧蚀率结果分散性大，甚1实验部分至出现线烧蚀率是负值，即经过氧一乙炔焰烧蚀后1．1原材料样品是膨胀的。有研究发现，对酚醛树脂(PF)基复CF：T700，日本东丽公司。合材料加热至200～300时J，材料开始发生复杂PF：S一157，山东非金属材料研究所。的热解反应，内部有机物分解产生大量气体，压力增1．2仪器及设备加，继而在内部压力和材料物理化学性质的综合作氧一乙炔烧蚀试验机：YS—IV型，陕西电器研用下，膨胀变厚，即原始材料热解形成炭化层时厚度究所；增加，表现

8、为经过烧蚀样品反而增厚。材料热解膨电子天平：BS223S型，德国赛多利斯集团。胀大小受材料的物理化学性质、气动加热速率、外部1．3试样制备压力、内部压力、温度梯度等状态的影响口】。如果在将PF和CF按照1／l的质量比制成预浸料，压力作用下，膨胀的炭化层发生屈曲而鼓泡、脱层和噬量二定时，经鼓