【摘 要】
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大尺寸陶瓷基复合材料结构件的制备与加工工艺一直都是目前超高温结构研制的难点和重点。采用拼接组合方式构建大尺寸构件是一种有效的解决途径，组合连接形式的结构件在降低结构热应力、减小结构变形上也存在一定的优势。本文通过数值分析与实验相结合的方法研究了不同组合形式对对最终结构完整性的影响。首先采用数值方法分析了大尺寸锐型前缘结构高温、大温度梯度环境下的热力响应，结果表明高热梯度下结构前缘中间部位存在非常大
【机 构】
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哈尔滨工业大学 复合材料与结构研究所,哈尔滨 150001 哈尔滨工业大学 材料科学与工程博士后流动站,哈尔滨 150001
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大尺寸陶瓷基复合材料结构件的制备与加工工艺一直都是目前超高温结构研制的难点和重点。采用拼接组合方式构建大尺寸构件是一种有效的解决途径，组合连接形式的结构件在降低结构热应力、减小结构变形上也存在一定的优势。本文通过数值分析与实验相结合的方法研究了不同组合形式对对最终结构完整性的影响。首先采用数值方法分析了大尺寸锐型前缘结构高温、大温度梯度环境下的热力响应，结果表明高热梯度下结构前缘中间部位存在非常大的压缩应力，是最为危险的失效位置。设计了两种典型的组件连接方式，并通过电弧加热器、氧乙炔烧蚀试验考核了不同连接方式的结构完整性，通过实验结果与数值分析的比较分析，研究了连接结构在高热梯度下、高温环境下的破坏规律与失效机理，完成了陶瓷基复合材料的连接组合形式的优选，为大尺寸结构件的制备与加工提供了重要的依据与参考。
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基于ICM(独立、连续、映射)方法解决压杆稳定的拓扑优化问题。建立以结构重量为目标，以屈曲临界力为约束的拓扑优化模型；借助泰勒展式、过滤函数及瑞利商将模型作近似处理，避免了灵敏度的计算；将优化模型转化为对偶规划，并利用序列二次规划求解，减少了设计变量的数目，缩小了模型的求解规模。并且以压杆算例验证了压杆稳定中折算为两端铰支压杆的长度系数；找出了拓扑结构中瓶颈的位置，据此可以得到较为理想的压杆设计结
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