本发明公开了一种高温热失配条件下陶瓷基复合材料与高温合金机械连接结构极限失效载荷的设计方法。采用Fortran语言将非线性本构模型、失效准则及材料退化模型编写成用户子程序UMAT文件，并嵌入到ABAQUS有限元软件中实现高温拉伸条件下陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓紧固件的渐进损伤分析，获得了高温热失配条件下C/SiC陶瓷基复合材料与高温合金螺栓紧固件极限失效载荷及其对应的初始及最终装配预紧力及间隙。与现有的陶瓷基复合材料连接结构实验表征手段相比较，该预测方法快速、高效，能够显著节省试验耗时及成本，可以推广应用于航空航天、军事国防、能源化工等诸多技术领域。

1.一种高温热失配条件下陶瓷基复合材料与高温合金机械连接结构极限失效载荷的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：S100、根据陶瓷基复合材料与高温合金凸头或者沉头螺栓紧固件的几何参数、初始装配参数和环境温度，采用ABAQUS软件建立陶瓷基复合材料与高温合金凸头或者沉头螺栓紧固件高温单轴拉伸加载条件下三维有限元分析模型；S200、选定陶瓷基复合材料双线性或者非线性本构模型、失效准则及退化模型，建立C/SiC复合材料结构的渐进损伤分析模型，并进行应力分析，当在第k增量步时，开始调取单元积分点的应力σk；S300、将陶瓷基复合材料单元积分点的应力代入Tsai-Wu失效准则进行判断，如果满足失效准则，则材料单元点发生失效，根据退化模型进行材料刚度退化；如果没有满足失效准则，则材料无损伤，此时材料刚度不变Ck+1＝Ck，更新应力σk+1＝σk+Ck+1·Δεk，Δεk为应变增量；S400、判断复合材料结构中的损伤是否导致结构发生破坏；若结构没有发生破坏，增大力学载荷增量，返回S200；若结构发生破坏，则结构失去承载能力，停止分析，获得C/SiC陶瓷基复合材料与高温合金螺栓紧固件剩余预紧力及装配间隙，并获得对应环境温度下的失效载荷；S500、修改环境温度，重复S200至S400，获得高温热失配条件下C/SiC陶瓷基复合材料与高温合金螺栓紧固件在对应环境温度范围内的极限失效载荷及其对应的初始及最终装配预紧力及间隙。

本发明提出了一种沉头螺栓混合连接结构瞬态高温装配参数演化预测方法。采用顺序热力耦合分析方法实现高温瞬态加热条件下陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓连接结构预紧力和钉孔间隙的演变情况的理论预测，本发明所提供的预测方法简化了计算过程，提高了结构分析计算收敛性，为陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓连接结构的强度分析与设计提供重要的技术指导，具有良好的实际应用潜力，可以推广应用于航空航天、军事国防、能源化工等诸多技术领域。

1.一种沉头螺栓混合连接结构瞬态高温装配参数演化预测方法，其特征在于，所述预测方法包括以下步骤：步骤一、根据陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺钉连接结构的几何尺寸采用ABAQUS有限元软件建立有限元分析模型，建模部件包括陶瓷基复合材料板，高温合金板，高温合金沉头螺钉和螺母；步骤二、选用八结点线性传热六面体单元并对连接结构进行网格划分；步骤三、对所建立的有限元模型各部件按照材料性能的不同赋予相应的热物理性能；步骤四、根据高温合金板、复合材料板、螺栓之间的接触关系，在ABAQUS中定义5组接触对，分别为螺钉上豁口与复材板上豁口接触，螺钉中径表面与复材板中径表面接触，螺钉中径表面与高温合金板中经表面接触，复材板下表面与合金板上表面接触，螺母上表面与合金板下表面接触；假设各接触面间为理想接触，即不考虑在传热过程中接触面间的接触热阻；步骤五、对所建立的有限元分析模型施加热分析的边界条件和初始条件，其中陶瓷基复合材料板外表面设置为随时间变化的瞬态高温热载荷，连接结构的其他部位均设置室温对流边界条件；步骤六、对施加边界条件和材料属性的陶瓷基复合材料与高温合金沉头螺栓连接结构进行瞬态热响应分析，得到连接结构各时刻各位置的瞬态温度历程数据；步骤七、将热分析单元DC3D8转变为热结构分析单元C3D8R单元，并设置增强的沙漏控制，然后对连接结构各部件赋予相应材料的力学属性；步骤八、在相互作用属性中对各接触面添加摩擦力；使用ABAQUS中的Boltload命令在螺栓杆的横截面上直接施加轴向预紧力；通过调整两块板孔的大小设置钉孔间隙量；步骤九、对陶瓷基复合材料与高温合金板沉头螺栓连接结构高温合金板一侧施加固支边界，陶瓷基复合材料板一侧限制住YZ方向的位移；步骤十、对陶瓷基复合材料与高温合金板沉头螺栓连接结构施加步骤五中计算的温度载荷作为预定义场施加在热应力分析模型上进行静力学响应分析，然后获取随所施加瞬态高温热载荷历程相对应的紧固区预紧力及钉孔间隙演变数据。

本发明公开了一种均质细晶Al?Mg?Si合金镜面材料的制备方法：将均匀化后的Al?Mg?Si合金铸锭随炉升温至500～540℃，采用多向镦拔工艺制备得到均质坯料；将均质坯料进行高温固溶处理；将高温固溶处理后的坯料加工成长方体结构，置于液氮中浸泡降温至液氮温度，然后进行多向压缩；最后进行热处理，完成均质细晶Al?Mg?Si高温合金镜面材料的制备。本发明提出的工艺方法，可使得Al?Mg?Si合金铸锭中的粗大第二相细化、均匀弥散分布，同时获得均匀、细小、等轴的再结晶组织，可提高Al?Mg?Si合金的镜面加工性能，为反射镜提供高品质铝合金材料，满足国防领域对国产高品质铝合金镜面材料的亟需。

1.一种均质细晶Al-Mg-Si合金镜面材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将均匀化后的Al-Mg-Si合金铸锭随炉升温至500～540℃，采用多向镦拔工艺制备得到均质坯料；(2)将步骤(1)得到的均质坯料进行高温固溶处理；(3)将步骤(2)高温固溶处理后的坯料加工成长方体结构，置于液氮中浸泡降温至液氮温度，然后进行多向压缩；(4)将步骤(3)后的试样进行热处理，完成均质细晶Al-Mg-Si高温合金镜面材料的制备。

本发明公开了一种面心立方结构Ti3Si纳米颗粒及其制备方法，主要是以Ti(钛)粉和Si(硅)粉为主要原料，以Ar(氩气)作为保护气体，以酒精作为球磨的液体介质，以行星式高能球磨机和振动干燥器为主要生产设备，利用机械合金化法一步制备面心立方结构Ti3Si纳米颗粒。本发明方法工艺简单、参数易控，生产周期短、能源消耗少，对环境无污染，适于工业化生产。本发明的面心立方结构Ti3Si纳米颗粒直径在15～120nm之间，具有密度小、强度大、耐高温、抗氧化和导电导热好等优良性能，在工程技术、航天技术、国防工业及微电子等领域具有广泛的应用前景和巨大的潜在经济效益。

1.一种面心立方结构Ti3Si纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)取分析纯规格的Ti粉(300目)和Si粉(300目)，二者按照3∶(1～1.5)的摩尔比混合，用研钵混合均匀；(2)将上述混合粉末放入行星式高能球磨机的球磨罐中，再向球磨罐中加入10ml酒精作为球磨的液体介质；(3)将球磨罐抽真空，通入保护气体Ar(氩气)，通气速率为0.5L/min，在0.2Mpa下用直径分别为10mm、6mm、4mm的三种钢球各50颗，对混合物质进行球磨12小时，球磨机电压为110V，球磨转速为200rad/min；(4)以5℃/分钟的升温速率将振动干燥器中的温度升高到50℃，振动干燥60分钟以彻底去除酒精，然后自然冷却至室温，过300目筛，即得面心立方结构Ti3Si纳米颗粒，密封保存。