基于有限元法的运载火箭管路随机振动疲劳寿命分析

采用有限元法,基于ABAQUS和nCode开展了火箭增压输送管路随机振动疲劳寿命仿真研究,建立了典型输送管路的有限元分析模型,计算得到了管路结构的频响特性,在此基础上基于频域随机振动疲劳寿命分析方法,计算了输送管路在随机振动条件下的疲劳寿命。研究结果表明,该分析方法可用于指导运载火箭的增压输送系统管路疲劳耐久性的设计和分析,具有一定的工程应用价值。     

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。     

随机振动条件下保险阀颤振问题分析及改进

为解决导弹保险阀在随机振动条件下出现的颤振问题,使用AMESim软件进行建模仿真.通过在模型中添加随机振动模块,有效模拟了振动条件下保险阀的工作状态,并分析了几个因素对颤振的影响.结果表明运动件与壳体间的摩擦力是主要影响因素,活阀导向结构也会产生一定影响.对保险阀进行结构改进,试验证明改进后颤振现象得到大大改善.研究结果对阀门在随机振动条件下的性能分析及结构改进具有一定的指导作用.     

探空火箭箭头随机振动仿真分析

以探空火箭箭头为研究对象,利用有限元软件ANSYS Workbench对结构的模态及随机振动响应进行仿真分析,得到箭头的模态、随机振动响应谱、加速度均方根值、应力云图等,并与试验结果进行了对比,验证了仿真方法的正确性.仿真分析方法弥补了箭头随机振动试验手段的不足,得到更多的随机振动响应数据,并对箭头应力、变形、设备安装结构振动响应、测点位置影响等进行了分析,对箭头动态强度设计、设备与箭头振动试验方案设计等均有参考意义.     

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,另外试验结果也验证了改进的有效性。     

管路参数对重载车辆悬挂系统动态性能影响研究

以某重载车辆悬挂系统为研究对象,基于功率键合图-方块图方法建立了悬挂油缸、管路及蓄能器的数学模型,并借助于Matlab/Simulink建立了仿真模型.重点就不同液压管路管径、不同工作频率对悬挂系统性能的影响进行了仿真分析并进行了样车试验对比验证.结果表明:液压管路中液体特有的惯性效应、流动阻力损失等因素对悬挂系统性能影响很大.对于外置蓄能器油气悬挂系统,管径由原有的16 mm增至30 mm后,整车垂向加速度均方根值降低50%,不同液压管路管径的选取直接影响整车行驶平顺性;工作频率越高,液压管路管径对系统动态性能的影响越大.     

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。     

24°管路堵头密封性能研究

24°管路堵头作为管路连接件的一种,可以高效、灵活地实现管路系统组成的调整,在新一代运载火箭上广泛应用.目前堵头设计、生产及应用均按照同类型同规格管接头执行,缺乏对堵头密封性能的具体认知.从管路堵头与管接头的承载能力及密封带宽比对、堵头密封角度差对密封性能的影响两个方面开展分析,得出堵头力矩应在结构强度允许范围内稍高于管接头,以及堵头密封应力、带宽与装配角度差的变化规律,并基于一项堵头气密测试超标实例对堵头安装问题进行研究,提出了改善堵头密封性能的建议.     

某型发射装置电路板随机振动响应分析

为合理确定某型发射装置电路板的固定方式,采用有限元仿真的方法对其动力学特性进行计算,提出三种固定电路板的方案。在简化模型的基础上对三种方案分别进行模态分析和随机振动响应分析,利用随机振动响应结果比较了三种方案的优劣,得出适合电路板的固定方案,该研究方法可以为相似产品的设计提供思路和方法。     

航空活塞发动机进排气管路改进设计研究

针对小型航空飞机的动力性及安全性要求,采用CFD技术,建立了某型航空活塞发动机缸内与增压管路系统仿真模型,探讨了航空活塞发动机进排气管路系统性能评价方法,揭示了进排气管路结构参数对各缸进气均匀性、充气效率、排气倒流及涡轮特性的影响规律.通过对进排气管路系统的改进设计,有效改善了进排气系统性能及整机动力性能.所采用的改进设计研究方法为今后航空活塞发动机进排气管路设计奠定了基础.     

管路系统环境试验技术

航天器管路系统,其可靠性关系到整个型号的发射成败,需要对管路系统进行充分的地面环境试验考核。根据管路环境试验的需求,通过管路的常温振动环境试验技术、高温振动环境试验技术、低温振动环境试验技术等对航天器各类管路进行充分的地面试验。考核试验中,管路的地面环境与在航天器上的工作环境基本一致。通过一系列管路地面试验的考核,为检查型号设计、工艺缺陷提供方法,保证型号成功发射。     

鱼雷减振降噪技术应用与发展

近年来，随着鱼雷减振降噪技术的不断发展，声隐身性能已经成为现代鱼雷的重要战技指标。本文分析了鱼雷声隐身性能对鱼雷总体性能的影响，总结了国内外鱼雷减振降噪技术的发展现状，对鱼雷主要噪声源进行了分析，在此基础上针对流体动力噪声、推进噪声和机械噪声提出了减振降噪措施，并根据动力系统特点制定了鱼雷舱筏隔振，轴系以及管路隔振，齿轮系减振等振动与噪声控制方案。     

基于Hyper Mesh和Nastran的鱼雷海水管有限元分析

为了识别海水管路的模态参数,找出结构发生共振的频率段,避免共振,综合运用UG,HyperMesh,Msc．Nastran软件建立了一整套涵盖3D建模、网格划分、有限元分析流程。以海水管为例进行了自由模态分析,获得了前8阶固有频率和振型。仿真结果表明,海水管的前8阶固有频率以低频为主,波纹管是振型变化最剧烈的部分,是海水管路振动控制的对象。研究表明,该流程具有快捷高效、精度高的特点,是单一有限元软件无法比拟的。     

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。     

管道机器人的研究现状及其展望

为解决管道检测与维护工作量大和效率低等难题,对管道机器人的研究现状进行探讨。详述国内外管道 机器人结构特性,根据机器人的技术特点,对管道机器人在通过性和能量供应2 个方面存在的问题进行分析,总结 管道机器人研发的关键技术,从被动自适应性、单体模块化和能量优化3 方面展望智能管道机器人的发展趋势。该 研究有一定的实用参考价值。     

机动管线充气排液过程中油-气体两相流阻力特性

机动管线是油料保障的骨干装备，充气排液是管线使用的一项常规作业，随着液体被排出管线，管内液体处于变加速直线运动状态，整个管路的阻力表现出非线性特征，与单相管流有很大区别。掌握管线充气排液过程的阻力特性，可以为管线排空工艺设计提供理论依据，为此提出一种 适用于该过程阻力计算的简化模型。该管路分为3段，即单相气体段、单相液体段和气体-液体混合段，通过分别计算每一段的摩擦阻力而得到整个管路阻力特性，将简化模型的计算结果与机动管线充气排液多种工况的实验数据进行比较，并采用误差绝对平均值对模型计算准确性进行分析。结果表明：在排液过程的前2/3时间段内计算结果与实验数据吻合较好，在后面1/3时间段内，管内阻力以气体与液体两相流为主，计算值与实验值有一定的误差，误差来自对于段塞频率的估计和加速压降的影响；管内阻力影响最大的是油品物性，如黏度、密度、表面张力等，而管路内径、管线长度、气体流量的影响较小；阻力模型计算结果与实验结果吻合较好，可用于机动管线充气排液过程中阻力特性分析和预测。     

近海油料输转系统管线排空模型及数值模拟

针对近海油料输转系统管线排空作业,建立了管线排空数学模型,运用MATLAB软件,计算了在不同工作压力情况下,管线总的排空时间;分析了在不同时间间隔下,管线受到的摩擦阻力和速度分布情况;运用ANSYS软件,构建了管线排空数值模型,分析了管线压力分布、速度分布以及流体轨迹分布规律,对掌握管线排空作业过程中的力学规律具有指导意义.     

甲烷爆炸冲击波作用下密闭管道内动物损伤效应试验研究

通过观察管道内甲烷爆炸对大鼠的肺等组织损伤病理特征,分析损伤原因,为瓦斯爆炸伤的临床救治提供依据。采用甲烷-空气预混气体爆炸冲击波对密闭管道内大鼠的作用模型,观察冲击波对管道内不同位置大鼠的损伤程度,并从病理组织学角度分析冲击波作用下肺、肝、脾组织损伤效应及机理。结果表明：密闭管道内,甲烷爆炸后置于管道前端的大鼠灼伤程度比置于后端的大鼠严重,但后端大鼠的肺组织受到的冲击波损伤比前端大鼠更为显著,肺泡发生明显塌陷,Ⅰ型肺 细胞和Ⅱ型肺细胞连接断裂并消失,管道前端的5只大鼠死亡1只,管道后端的5只大鼠全部死亡;肝组织的损伤主要是肝细胞空泡样变性、血窦淤血、出血明显,汇管区有不同程度的淤血、出血、炎性细胞浸润及胆管上皮细胞坏死脱落;甲烷爆炸对大鼠的肺、肝、脾均造成损伤,但肺部损伤明显且形成致命损伤,肺显微结构和超微结构显示肺部对爆冲击波压力最为敏感,是冲击波作用的主要靶器官。