火箭发动机舱内管路安装改进分析与试验验证

为降低火箭发动机舱内氧增压管、预冷回流管及其固定结构组成的管路系统疲劳破坏的风险,对管路系统安装进行了设计改进.采用Abaqus软件对优化前后的管路系统在给定力学环境条件下的随机振动响应及疲劳寿命进行了仿真和试验验证,计算表明,改进后管路系统各组件静应力明显减小,最大静应力和最大均方根应力下的疲劳寿命明显改善,另外试验...     

运载火箭结构振动疲劳损伤的工程分析方法

基于Miner线性累计损伤理论推导结构的正弦振动、定频振动、随机振动的疲劳损伤计算公式,结合有限元方法,以管路为例给出了结构在正弦、定频、随机振动载荷下的疲劳损伤工程分析方法和流程,可用于运载火箭结构的振动疲劳损伤分析和疲劳耐久性设计。     

随机振动载荷下发射装置尾罩疲劳寿命分析

针对发射装置尾罩在随机振动试验中可能存在的疲劳破坏问题,采用有限元法对其随机振动疲劳寿命进行了预计。分析了频率响应,得到结构的应力传递函数。结合5A06铝合金的S-N曲线和加速度PSD激励,采用Dirlik法计算了尾罩随机振动疲劳寿命,结果满足随机振动试验的考核要求。     

基于非平稳非高斯随机振动的航天结构疲劳寿命分析

随机振动试验是考核结构疲劳强度的常用方法，通常假定振动信号符合高斯分布。实际使用中存在非平稳非高斯随机振动环境，非平稳非高斯振动中的结构疲劳寿命分析有助于试验技术的提高。通过介绍非平稳非高斯随机振动的特征和生成方法，分析了跌宕周期对非平稳非高斯信号时域波形的影响。建立典型试件的有限元模型，按照波形再现振动试验的加载方法和时域疲劳寿命分析方法，研究了峭度和跌宕周期对疲劳寿命的影响。结果表明峭度和跌宕周期对疲劳寿命有显著的影响。研究结果对于提高环境试验真实度、改善疲劳寿命试验技术具有参考意义。     

钛合金球形气瓶装置可靠性评估

高压气瓶在运载火箭上用于贮存气体介质,为推进剂贮箱增压、补压等,根据运载火箭使用工况,应用应力-强度模型或威布尔模型,对某钛合金球形气瓶装置的强度可靠性、压力循环寿命疲劳可靠性和随机振动疲劳的可靠性进行评估,为运载火箭压力容器的可靠性评估提供参考。     

某发射装置导轨振动疲劳寿命预估

导轨是轨式发射装置的重要承力部件,与导弹的安全挂载及发射密切相关,为了确保在全寿命周期的可靠工作,必须确定其振动疲劳寿命。研究了基于功率谱密度的频域分析方法的基本理论,通过物理仿真与理论计算相结合的方法得出导轨振动疲劳寿命,计算结果完全满足试验规定值,验证了导轨设计的合理性。     

膜片式金属膜盒充放气过程结构仿真分析

为了研究保险阀膜片式金属膜盒在充放气过程中的受力情况及作用机理,并分析各因素对其疲劳特性的影响,基于Abaqus结构仿真软件开展二维轴对称仿真研究.通过静力分析得到充放气单个循环破裂位置的应力变化曲线,使用雨流计数法分解为多个子循环,基于应力疲劳分析方法计算寿命试验次数下破裂位置的疲劳损伤.计算结果表明,限位行程为0～2mm的膜盒疲劳寿命低于限位行程0～4mm状态;相对于拉伸校型,压缩校型使得膜盒疲劳寿命降低更加明显.在工程应用中,适当增大限位行程、避免膜片组校型可以提高金属膜盒疲劳寿命.     

基于概率功能度量的疲劳可靠寿命分析方法

在分析疲劳寿命工程常用预计方法的基础上,引入功能度量法,建立疲劳可靠寿命模型,提出可靠寿命计算、灵敏度分析方法。该方法将可靠寿命的计算问题转换为一个球面约束的优化问题,只需进行一次概率功能度量的求解即可获得可靠寿命;利用计算过程的中间量,导出了可靠寿命对随机变量均值、标准差以及确定量的灵敏度计算公式。通过对某型车辆扭力轴的可靠寿命分析,证明基于概率功能度量的疲劳可靠寿命预计方法具有较好的效率和精度,灵敏度结果有效地反映出各变量对疲劳可靠寿命的影响程度。     

考虑疲劳寿命制约的结构优化

本文介绍在结构优化设计中考虑疲劳寿命要求的一种方法。其基本原理是在优化过程中应用载荷历程数据和结构有限元应力以及材料的疲劳特性计算疲劳寿命。此寿命要求被认为是边界约束,而结构重量被看作是目标函数。为了论证这一原理,讨论了考虑疲劳寿命制约的优化任务和基于现代方法的疲劳寿命计算。文中介绍了一些优化设计试例,其中使用了美国汽车工程师学会(SAE)有切口试样试验的疲劳数据。     

某空空导弹发动机装药挂飞振动疲劳寿命分析

挂飞振动是空空导弹最重要环境因素之一,研究发动机挂飞疲劳寿命对掌握其环境使用边界具有重要意义.文中利用谐波叠加法模拟发动机所受时域随机振动载荷,结合有限元软件进行了挂飞振动动态模拟,获得了某型发动机应力变化规律.在此基础上,利用雨流计数法统计了该发动机装药危险位置应力循环信息,依据Miner疲劳累积损伤理论预估了该发动机装药挂飞振动疲劳寿命,最后对发动机装药挂飞寿命与推进剂疲劳极限关系进行了分析.     

行进间射击随机响应研究

该文以车辆行驶动力学和火炮发射动力学理论为依据 ,利用随机振动理论 ,提出了在随机激励下非平稳随机响应的计算方法 ,并以某自行火炮为研究对象 ,用该方法探讨了该系统在随机路面上作行进间射击时的动力特性和动态响应 ,对该类系统的结构设计和实际应用均有参考价值 .     

液体运载火箭启动过程气枕压力变化分析

以氦气瓶贮气闭式控制增压系统启动过程气枕压力变化规律为研究对象,讨论了增压系统响应时间、不同初始气枕容积、不同发动机流量启动加速性对启动过程气枕最小压力的影响。分析结果表明:对于大中型液体运载火箭,如能有效控制增压系统响应时间,使用较小的初始气枕容积即可保证启动过程发动机入口压力要求及贮箱载荷条件要求,可有效提高箭体结构效率。     

助推器氧箱异型结构对增压影响的研究

空间站工程载人火箭发射目标飞行器的运载能力需求增加,为了提高运载能力,在助推器外形不变的情况下,氧化剂箱前底由椭球底改进为圆锥形底,并伸入头锥内部以充分利用头锥内部空间.针对助推器氧箱的异型结构,采用系统仿真的方法对增压方案进行改进分析,评估改进结构对增压能力的影响.研究表明,氧箱内单层管路中增压气体与液体推进剂换热效...     

CZ-3A运载火箭

介绍了长征三号甲运载火箭的结构和总体性能。ＣＺ－３Ａ是中国运载火箭技术研究院研制的１种液体运载火箭,它采用了多项新技术,特别是大推车氢氧发动机,四轴平台,冷氦加温增压,氢能源气动机伺服机构等４项重大新技术。     

弹性发射系统的振动固有频率分析

通过建立弹性发射系统振动模型研究了潜艇发射系统的发射噪声问题,提出了将弹性橡胶圆盘振动简化为薄板振动的假设,对橡胶圆盘的自由振动过程及其振动固有频率进行了分析。利用已知的弹性发射系统的有关参数,通过仿真得出系统振动的基频估计,同时探讨了参数变化对弹性体振动频率的影响程度:真空条件下弹性体的自由振动基频较低;弹性体的厚度和直径与振动基频基本成线性关系,有利于弹性发射装置的尺寸设计。     

动力系统的理论频谱图和弹(箭)体的消谐减振

指出导弹武器以及运载火箭的动力系统是弹体结构和有效载荷所必需承受的强迫振动的振动源。用求解动力系统全系统动力学方程组的方法,首次提出动力系统强迫振动源按逐个飞行秒得出的理论频谱图,这些频谱图与发动机试车中试车台系统测试有着惊人的一致性,也与飞行遥测数据有很好的一致性。显然,所提出的动力系统强迫振动理论频谱图对导弹和卫星运载工具内部振动接口将发挥它的重要作用。     

长征系列运载火箭和大型液体导弹的POGO抑制系统设计

对大型液体运载火箭和导弹来说,火箭结构的纵向振动与动力装置的振动很容易耦合而产生毁灭性后果,这种耦合有一个专门的名字,POGO。常用的避开耦合的方法是,使用一种抑制装置,降低动力装置的振动频率。本文对这一POGO抑制系统设计方面的理论分析方法和实践作了详细的阐述。理论和实践的结果证明,对几乎所有长征系列的运载火箭的第一、第二级,都有耦合问题存在,但使用最简单的一种被动式抑制装置——蓄压器,耦合都能消除。     

基于LabVIEW 的火炮振动测试分析系统

针对在恶劣的发射环境下,各种干扰因素对火炮的传统测试系统影响较大等问题,设计一种基于LabVIEW的振动测试分析系统。采用虚拟编程软件LabVIEW,以工程振动信号采集和处理技术为基础,辅以虚拟技术和计算机技术,对虚拟火炮振动测试分析系统的构成及软件构成进行设计,并用锤击法对火炮身管进行锤击测试验证。实验结果表明:该虚拟火炮振动测试分析系统运行结果良好,具有较高的测试精度和稳定性,能降低火炮振动测试成本。