航空航天發展方向范文

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篇1

【關鍵詞】應變電測 傳感器 發展應用

隨著社會的不斷發展，科技對于人們生活的影響越來越大，已經逐步的走入了人們日常環境以及工業化生產中。在大型工業、機械化工以及航空航天等領域中，新的科技應用使得各種大型設備結構復雜、精密度高，為工業化、機械化發展提供重要技術保障。因此，各種設備的正常運行是保證工業化發展的基礎，是安全生產以及產品經濟的前提，而對設備的應變測試是檢測設備正常運行的重要手段之一。應力應變測試以及傳感器技術的應用可以精確的對設備或者產品的結構、各種零部件以及工作時的受力、傳熱等狀況進行準確的測試，保證設備運行時有著正確的位移、應變、受力、受熱等力學基礎參數，保證機械設備在合適的范圍運行，避免由于結構問題或者受力、強度等問題導致的運行故障。所以說，應變電測與傳感器技術對我國工業生活的發展建設是人類社會未來發展的必然選擇。借助一定的設備檢測節點來處理一定的信息，從而來監控和檢測設備運行的實時環境，有利于大大的推動、保護設備的正常運行以及人們的生命財產安全，展示了廣闊的發展前景。

1 技術原理與發展現狀

應變電測的原理是將被測物品產生的應變反應到電阻片上，然后采集電阻應變片上由于電阻變化產生的阻值。由于電阻應變片較為敏感，屬于敏感性元件，因此在電阻應變片設計以及測量過程中需要注意應變片的連接方式、溫度影響、電阻片厚度和敏感度等因素的影響。在應變測量時，需要把電阻應變片連接在被測物件的表面，當被測物表面產生受力變形時，表面的電阻應變片會敏感的捕捉到電阻片基底感應獲取的應力信息，從而將信息由基地傳到應變片的敏感柵位置，敏感柵根據被測件的變形情況計算出實際的變形量，最終使得電阻應變片產生相應的阻值，轉換為阻值數字表達出來。在信息技術的不斷推進發展中，應變電測也逐漸走向 了數字化以及網絡化，自動采集數據大大增加了電測技術的工作效率以及工作精度，有效促進了應變電測技術發展。

傳感器目前主流的有多種類型，例如感光傳感器、溫度傳感器、應變傳感器、濕度傳感器以及熱紅外傳感器等等，一般在工業系統中常用的傳感器是應變計式傳感器。在工業系統中，傳感器與各個網絡的節點密切實時連接，不同的節點之間可以借助一定的協議來實現連接，進而保證在一定的環境信息基礎之上進行協同工作，共同完成了數據采集護工作。恰恰傳感器憑借著其自身的優越性，例如網絡容量大、數據量較小、靈敏度高、實時性好等，進而來發揮出整個網絡在傳輸數據信息的可靠性和安全性，體現了工業系統的優勢。

當前，應變電測與傳感器技術正在我國各個行業發揮重要的作用，而該技術的發展仍然需要進一步提高，應變電測與傳感器技術的水平以及精度必須要達到具有一定的功能使用性標準，達到國際一流水平，以滿足我國現代工業發展的需求。總而言之，當前形勢下我國應變電測與傳感器技術工作的主要目標具體如下：

（1）要能夠實現科學的、系統的、精確的且快速的對于工業設備的工作狀況進行數據性的描述， 針對未來的工業設備的發展變化趨勢，特別是那些我國政府十分重視的行業設備進行重點關注，并根據設備進行技術革新，不斷滿足發展需求。

（2）要能夠更加精確的給出應變阻值，提高技術的精度，根據反饋值保證設備在安全使用范圍內。

（3）進一步完善應變電測技術的采集功能，實現多種傳感器技術的融合，加強技術創新，不斷適應日益發展的科學化生產水平。

2 應變電測與傳感器技術的發展應用

2.1 新型設備的產生

越來越先進的工業技術使得工業系統對新技術的要求也越來越高，這也同樣刺激了應變電測計的品種以及技術規格都有了突飛猛進的發展。在使用的應力值范圍、應用溫度、環境復雜程度等方面都有了^大的進步，一些針對特殊環境下使用的應變計也逐漸被推出，如高溫應變計、防水應變計等。除此之外，在應用范圍上也有了較大的革新，除了常用的溫度、應力應變外 ，還包括加速度、稱重、超小型、沉降計等新型應變計，在使用精度上有了較大的提高，一些應變計還可以多次重復使用，節約資源，提高 利用率。同時，針對各種應變電測設備，相應的開發出了很多對設備進行物理量測試的技術方法，包括對各種形式的傳感器進行數據采集、處理的專門軟件，可以實現對應變計以及傳感器的自動化測量與分析。新型數字動態應變電測計的使用也是一種技術革新，能夠實現應變電測計和 計算機的對接，大大提高了對設備結構、試驗進行分析的工作效率，保證了工作質量。

2.2 航空航天領域的應用

近年來，我國航空航天技術得到了長足的發展，同樣的，應變電測與傳感器技術在其中也起到了不可小覷的作用，是航空航天發展中重要的技術支持。在飛機發動機中，渦輪轉子以及渦輪風扇的工作需要很高的溫度，發動機轉動時溫度最高可以達到900℃，要想在這種工作環境下檢測發動機葉片的應變變化，所用的應變電阻片必須要能夠耐高溫，對此，新開發的應變測量計可以實現長時間的高溫使用，成功解決了這一難題并取得了良好的效果。此外，在飛機發動機搖臂上采用的動態應變儀取得突出的效果；飛機發動機導管采用的應力檢測試片很好的減小了飛機發動機導管 的動應力；發動機矢量噴管采用的載荷測量技術實現了發動機的減重并為發動機優化設計提供數據 理論支持；在返回艙的模擬中采用的應力測試以及動態應變儀保障了返回艙的強度，由此可見，應變電測技術以及傳感器技術在航空航天領域有著至關重要的作用。

3 結束語

隨著工業化系統的飛速發展，科技化技術水平不斷推動著應變電測技術的不斷進步，工業設備的應變測試有了更多、更好的選擇，為航空航天、鐵路運輸等工業領域的產品發展提供了有利的技術保障，是計算結構強度、應力應變、溫度變化等測試的有效手段，為工業試驗以及工業數據分析提供了較為準確的數據資料。

參考文獻

[1]李炳生，李斌，曹文清.電阻應變式傳感器在結構試驗中的應用新技術[J].結構工程師，2011（51）.

[2]沈觀林.應變電測與傳感器技術的新發展及應用[J].中國測試，2011（02）.

[3]劉九卿.應變式稱重傳感器技術發展概況[A].稱重科技暨第八屆全國稱重技術研討會論文集[C].2009.

篇2

高性能結構材料的主要發展方向是輕質、高強高韌、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、低成本、結構功能一體化。“十五”期間，高性能結構材料以國民經濟建設和國防事業發展中的重大需求為導向，積極鼓勵原始創新，強調跨越式發展，充分利用我國優勢資源和已有技術優勢，發展具有自主知識產權的高性能結構材料及其先進制備、成形與加工技術，為我國高技術產業的跨越式發展、傳統產業的改造升級和可持續發展創造條件。

高性能結構材料：結構材料指以力學性能為主的工程材料。高性能結構材料一般指具有更高的強度、硬度、塑性、韌性等力學性能，并適應特殊環境要求的結構材料。結構材料指以力學性能為主的工程材料，它是國民經濟中應用最為廣泛的材料，從日用品、建筑到汽車、飛機、衛星和火箭等，均以某種形式的結構框架獲得其外形、大小和強度。鋼鐵、有色金屬等傳統材料都屬于此類。高性能結構材料一般指具有更高的強度、硬度、塑性、韌性等力學性能，并適應特殊環境要求的結構材料。包括新型金屬材料、高性能結構陶瓷材料和高分子材料等。

新型聚酰亞胺剎車片

項目簡介：我國自行研制的聚酰亞胺半金屬轎車剎車片日前通過了國家汽車質量檢驗中心的鑒定,鑒定意見稱,這種剎車片制動性能好,耐熱耐磨,達到了國際先進水平。 這個新成果是由中科院長春應用化學研究所研制成功的。研究人員介紹說,隨著道路條件和車輛性能不斷改進,對汽車制動器的要求越來越高。就轎車而言,在連續剎車的情況下,剎車片表面工作溫度可達500℃以上,需要高耐溫高耐磨的剎車材料來維持汽車制動性能的穩定,保證行車安全。

趨勢意義：國內先進

激光近成形鈷基高溫合金研究

項目簡介：利用激光近成形技術,采用鈷基合金粉末在金屬零件表面進行單道多層熔覆成形試驗,獲得具有良好外形和尺寸精度2～20mm的薄壁零件.利用光學顯微鏡、掃描電鏡、能譜儀、電子拉伸試驗機和顯微硬度計等分析儀器對其微觀組織、微觀成分分布及抗拉強度和硬度進行了分析和測試.結果表明,所成形的薄壁零件的組織為細小的枝晶,層間成分分布均勻,沒有明顯的成分偏析.力學性能測試結果顯示其性能可滿足實際使用要求."

趨勢意義：國內先進

高性能鎂-稀土結構材料研制、開發與應用

項目簡介：由于鎂合金具有低的密度．質輕、高比剛度、卓越的機械性能、高的硬度及良好的鑄造性能，近幾十年來鎂合金的應用一直是自動化工業的目標之一。然而，高溫特殊用途。例如在發動機上的應用，通常的鎂合金就受到了限制。因為在高溫下它們的強度和抗蠕變性能都比較差。由于鎂一稀土合金增加了材料的抗拉強度、延展性及抗蠕變性能，稀土加入形成鎂-稀上合金就可以滿足高溫應用的要求。

趨勢意義：對國內外鎂一稀土合金的研制、開發與應用狀況及發展趨勢有著重要意義，同時結合我國相關單位的研究進展，引領我國鎂-稀土合金的發展。

高性能細結構炭材料的制造方法

項目簡介：本發明涉及一種高性能細結構炭材料的制造方法是通過以下步驟實現的：以具有自燒結性含瀝青中間相的炭微粉為基體組分和以納米材料中的一種和幾種為添加組分，不加粘結劑，采用高速混合機混勻(1)；通過成型裝置成型(2)；焙燒(3)；石墨化處理(4)；本發明的有益效果是：用本發明制造出來的細結構炭材料結構致密，體積密度1.90g/cm3以上；機械強度高，抗折強度75MPa以上，抗壓強度190MPa以上；抗高溫氧化，可在650℃以上的氧化性氛圍和2500℃還原性氛圍中長時間使用；用途廣泛：可作為連續鑄造的結晶器、電火花加工機床的電極，高溫燒結模具、金屬冶煉坩堝，以及航空航天發動機密封和耐燒蝕部件等。

趨勢意義：國內先進

高強度、低介電常數的二氧化硅結合的氮化硅多孔陶瓷及制備方法

項目簡介：一種高強度、低介電常數的二氧化硅結合的氮化硅多孔陶瓷，其特征在于以Si3N4為基體，以外加SiO2和Si3N4顆粒表面氧化生成的SiO2作為結合相將Si3N4顆粒結合起來，石墨為造孔劑。發明涉及一種以高純度、低介電常數的二氧化硅結合的Si3N4多孔陶瓷及制備方法，其特征在于石墨為造孔劑、以外加或氮化硅顆粒表面氧化生成的二氧化硅為結合相的氮化硅多孔陶瓷利用外加和氮化硅顆粒表面氧化生成的二氧化硅在高溫下的燒結把氮化硅顆粒結合起來，利用粉料顆粒堆積成孔或造孔劑氧化燒除成孔，從而得到二氧化硅結合的氮化硅多孔陶瓷。Si3N4∶SiO2∶石墨∶＝0～100∶0～30∶0～25(重量比)，加入酚醛樹脂和乙醇，混合后球磨、烘干、研磨、過篩、干壓成型，然后在空氣中燒成，得到二氧化硅結合的氮化硅多孔陶瓷。所得多孔陶瓷的抗彎強度可達137MPa，總孔隙率10～60％，常溫介電常數2～7(1GHz)，可用于常溫和高溫環境下使用的天線罩、催化劑載體等材料。

趨勢意義：國內先進

納米結構材料在全固態鋰電池高性能固體電解質中應用

項目簡介：全固態鋰離子電池，即固體電解質鋰離子電池，是新近發展起來的新一代鋰離子電池，它的實用化將能有效消除現在商品化液體電解質鋰離子電池的安全性差與能量密度低的問題。而且具有安全性能好、化學性能穩定、使用壽命長、充放電循環性能優越，自放電速率小、比能量和能量密度高、易于將鋰電池小型化、工作溫度范圍大，可用于許多極端的場合等諸多優點。正是被這些優點所吸引，近年來國際上對全固態鋰離子電池的開發和研究非常活躍。如圖1所示是采用磁脈沖壓實技術制備全固態鋰離子電池單電池結構示意圖，其優化的設計能夠很好的避免電池的短路。采用磁脈沖壓實技術，能夠很好的制備出全固態鋰電池堆，如圖2所示。從而使為大型移動設備供電成為可能，最后得到的繞式全固態鋰電池堆各層厚度均勻，接觸致密，而且制備過程中不需要經歷熱處理的過程，這樣就使很多在一定高溫不穩定的電極或電解質材料的應用成為可能，很適合大規模地制備大型的固態鋰電池堆。

趨勢意義：隨著材料制備技術水平的不斷提高，以及制備成本的降低，并采用可行的方法控制納米結構材料顆粒分散和使用過程中的化學穩定性問題，必然會使鋰離子導體的性能得到更大的提高，并拓寬其應用范圍，尤其是在全固態鋰離子電池的大規模實用方面發揮顯著作用。

高性能環氧復合材料