[发明专利]一种用于热防护结构的低温特性分析方法和系统

说明书

本申请提供了一种用于热防护结构的低温特性分析方法，该方法的步骤包括：对多个待分析试件进行常温存储试验，将常温存储试验后的试件中的部分试件作为标准样本；对另一部分试件进行低温存储试验，获得低温存储试验后的试件，并作为比对样本；同时对标准样本和比对样本进行力学和/或疲劳强度试验，将试验结果进行比对，确定待分析试件的低温特性本申请所述技术方案能够对全周期使用过程中的吸潮和低温条件进行全状态模拟，采用常温存储+低温冷冻紧密结合的试验方式固化吸潮状态，针对微纳尺度多孔材料的制备工艺特点，定量分析了性能波动性，对低温环境后的性能影响进行了制定了定量判据，为该类环境试验的试验结果评定提供了依据。

技术领域

本申请涉及飞行器性能分析领域，尤其涉及一种适用于夹层缝合式热防护结构低温特性的分析方法和系统。

背景技术

目前，国外航天大国均在大力开展高超声速飞行器的研制工作，对于热防护系统在使用条件下的试验评价需求也日趋急迫。为了实现更高的结构质量比，目前的热防护结构正在由传统的烧蚀防热材料向非烧蚀的多孔陶瓷类复合材料过度。

夹层缝合式热防护结构是一种新型的材料结构一体化热防护结构，其结构特点为：多种组分材料组合制备，整体性能与组分性能相关。因此在评价该类材料的使用可靠性时要综合考虑各种环境因素对组分材料的影响。

夹层缝合式热防护结构为陶瓷基复合材料面板夹层纤维增强气凝胶材料组成，由于其结构特点，表层的陶瓷基复合材料不易形成闭孔结构，而气凝胶材料本身为多孔材料，虽然经过表面处理，但仍会产生一定的吸潮现象。

评价该类热防护结构吸潮后的低温使用影响，存在以下的难点：

1)热防护结构的吸潮过程为动态过程，目前缺少理论和数据的支撑，且其状态会随环境温湿度的变化而变化，不利于对该问题的研究。

2)热防护结构的低温存储和带飞使用是全寿命使用周期中的必须环节，传统的金属材料、树脂基复合材料对该环境不敏感，对该因素缺乏深入的研究。

3)对于本专利提到的新型热防护结构来说，低温环境对性能的影响从模拟和评价方面缺乏相应的标准和规范，也未见类似的研究工作。

发明内容

为解决上述技术问题之一，本申请提供了一种用于热防护结构的低温特性分析方法，该方法的步骤包括：

对多个待分析试件进行常温存储试验，将常温存储试验后的试件中的部分试件作为标准样本；

对另一部分试件进行低温存储试验，获得低温存储试验后的试件，并作为比对样本；

同时对标准样本和比对样本进行力学和/或疲劳强度试验，将试验结果进行比对，确定待分析试件的低温特性。

优选地，所述待分析试件为微纳尺度多孔材料构成的夹层缝合式热防护结构。

优选地，所述对多个待分析试件进行常温存储试验，将常温存储试验后的试件中的部分试件作为标准样本的步骤包括：

根据试验需求调整所需温度和湿度，对多个待分析试件进行常温存储试验；

每个预定时间间隔，对待分析试件进行重量数据采集，并根据重量数据计算对应试件的质量吸湿率变化情况，直至试验结束；

将常温存储试验后的试件中一部分作为标准比对样件，另一部分密封保存。

优选地，在温度20℃±5℃，湿度30％±10％的存储环境下。

优选地，所述密封保存的时间不大于三十分钟。

优选地，对另一部分试件进行低温存储试验，获得低温存储试验后的试件，并作为比对样本的步骤还包括：

采用抽压的方式进行高空环境的温度和湿度模拟；