飛機(jī)在過冷云層中飛行時(shí)發(fā)生的結(jié)冰現(xiàn)象已引起人們的重視。現(xiàn)有的飛機(jī)防除冰技術(shù)中，機(jī)械除冰作為一種有效的除冰方法其應(yīng)用越來越廣泛。機(jī)械除冰主要依靠使蒙皮振動、變形等方式破壞冰層結(jié)構(gòu)或冰層與蒙皮之間的粘附。在這一過程中，冰層的破壞主要分為法向的拉伸破壞、切向的剪切破壞以及其粘附強(qiáng)度的破壞，因此機(jī)械除冰系統(tǒng)在工作時(shí)必須提供大于冰層強(qiáng)度及其粘附力的外加載荷。本文研究了冰的粘附機(jī)理和斷裂過程，并通過實(shí)驗(yàn)得到冰的剪切粘附強(qiáng)度的大小與分布規(guī)律，為機(jī)械除冰的設(shè)計(jì)與性能驗(yàn)證提供技術(shù)支持。 本文的研究內(nèi)容主要分為以下幾個(gè)方面：1）對冰層的粘附機(jī)理進(jìn)行原理性探討，并對外加載荷下冰層的破壞過程進(jìn)行破壞力學(xué)分析與理論建模，研究冰層斷裂的特殊過程；2）搭建地面撞擊冰實(shí)驗(yàn)臺，進(jìn)行冰的力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)，測量在不同結(jié)冰工況、基底材質(zhì)與表面粗糙度、載荷加載速度下冰層與基底材料之間的剪切粘附強(qiáng)度；3）分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并給出不同工況下的積冰形態(tài)與剪切粘附強(qiáng)度隨各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)變化的分布規(guī)律，最后利用數(shù)值模擬分析實(shí)驗(yàn)過程中冰層的受力情況，并與國內(nèi)外現(xiàn)有研究進(jìn)行對比總結(jié)。 經(jīng)過對數(shù)據(jù)的處理和分析，實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論與冰層的粘附機(jī)理以及破壞過程分析基...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1Jellinek在1958年進(jìn)行的冰的抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)Hawkes和Mellor[18]

圖1.1所示，冰層冰凍在兩個(gè)同軸金屬圓柱得到冰的法向抗拉強(qiáng)度。在其結(jié)論中提出，他的研究中還給出了一條冰層強(qiáng)度隨溫度降，冰層的粘附強(qiáng)度就開始比其本身的抗拉強(qiáng)小幾個(gè)量級。

圖1.2Scavuzzo與Chu的冰的剪切粘附強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)冰層的強(qiáng)度與溫度關(guān)系并不明顯，這一點(diǎn)與其他學(xué)者的結(jié)論很不一樣。冰層的，其強(qiáng)度值越大，分析其原因在于當(dāng)堆積速度較慢時(shí)，冰層發(fā)生了再結(jié)晶或燒結(jié)會造成其強(qiáng)度增大；但冰層生長速度較快時(shí)，其與基底的剪切粘附強(qiáng)度更大。cavuzzo和Chu[7]研究了霜冰與明冰的剪切粘附強(qiáng)度隨各種不同參數(shù)....

圖1.3Druez與Phan等人的冰層剪切粘附強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分布趨勢與Scavuzzo及Chu的研究相似，但由于來流風(fēng)速的取值不同，造成測

圖1.2Scavuzzo與Chu的冰的剪切粘附強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)圖1.2可以看出，Scavuzzo與Chu的實(shí)驗(yàn)裝置為兩個(gè)圓柱管相套，里層圓柱直徑層圓柱上開孔，冰通過這個(gè)孔結(jié)在里層圓柱表面。實(shí)驗(yàn)中孔有兩種形狀，一種是正方形的形狀，另一種是矩形，且與外層圓柱長度相等。這....

圖1.4Chu與Druez等人的冰的抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)Miller與Bond[21]

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文粘附強(qiáng)度與其應(yīng)變率沒有0世紀(jì)八九十年代都使用了驗(yàn)。只是兩者使用的圓柱糙，而Chu等人使用的圓柱作用更大，冰層更容易斷裂

本文編號：3895972