液体火箭贮箱增压过程数值模拟研究

基于流体体积函数方法建立了N2O4贮箱的二维轴对称非稳态模型,对贮箱增压过程进行了数值模拟。通过模拟结果与火箭遥测数据的对比分析证明了模型建立的合理性。模拟结果显示,贮箱内外壁面温度接近,气枕顶部温度较高。将增压消能器等效处理为I、II两种结构。对于结构I,在飞行末期整个气枕存在明显的轴向温度分层,而结构II与I相比,贮箱顶部壁面附近的温度明显低于结构I的温度,且增压气体对液面没有明显冲击作用,在设计增压消能器时宜选结构II。     

闭孔泡沫铝夹层结构应用技术研究

以孔隙为特征的超轻型金属结构具有特殊的物理和机械性能组合,如轻质和高比强度的结合,正成为当今研究的热点。轻量化的需求使得具有更高比强度、比刚度的泡沫铝成为发展的重点。文中针对闭孔泡沫铝夹层结构进行应用技术研究,解决了采用该结构代替铝合金7075制造某天线安装板的技术问题,在满足力学性能的情况下实现了天线安装板减重54%。     

在热冲击下弹性梁非线性热局部屈曲

研究了弹性梁在热冲击下的热传导过程和大变形下的后屈曲行为。采用Hamilton体系下的辛本征解基描述屈曲模态,并用辛本征解展开方法对非线性的后屈曲问题进行探讨。提出了一种数值计算方法。研究结果揭示了梁后屈曲的整个变化过程。结果还表明屈曲变形过程依赖热冲击强度、热传导系数和梁的参数等。     

液体火箭液氧贮箱增压与结构耦合分析

一部分增压气体带入的能量通过与壁面热交换传递给贮箱壁面,传热过程快慢与增压气体流场和贮箱结构密切相关,而贮箱增压计算与结构设计分开进行,造成设计过程繁琐且周期较长,因此贮箱增压与结构耦合分析对于贮箱的设计具有重要意义。从现有文献来看,研究人员主要采用零维整体模型与一维分层模型分析增压过程,但以上两种模型仍存在不能展示箱内物理量的径向及局部分布等缺点,造成增压计算与结构耦合分析难以开展,计算流体力学技术将弥补这方面的不足。本文基于VOF（Volume of Fluid）方法建立了液氧贮箱的二维轴对称非稳态模型,对贮箱增压过程进行了数值模拟,固壁区的传热采用热阻试算法计算,通过与贮箱遥测数据进行比对,验证了模型的正确性。模型计算得到了气枕压力、和贮箱壁面温度的变化规律,并对壁面厚度和温度、增压气体温度和流量及其之间的作用规律进行了优化分析,结果显示增压气体温度、流量、壁面温度与厚度有强烈的耦合关系,结论可为贮箱结构设计提供理论依据。     

动力荷载下聚氨酯泡沫材料本构关系研究进展

聚氨酯泡沫材料是一种应用广泛、应变率敏感、静水压力相关的多孔介质材料。文中综述了近年来国内外聚氨酯泡沫材料本构关系的研究进展。通过对几种应变率相关的本构模型,如粘弹、粘弹塑性等类型本构进展的介绍,分析了这些本构的特点和适用范围。根据已有的实验和本构关系,指出建立聚氨酯泡沫材料动态本构关系过程中需要考虑的主要问题,最后展望了聚氨酯泡沫材料的本构关系发展趋势。     

内蕴时间塑性理论在聚氨酯泡沫材料中的应用

聚氨酯泡沫材料是一种典型的缓冲吸能材料,内蕴时间理论可有效地描述泡沫材料的这种力学特性。本文针对聚氨酯泡沫材料定义了应变率相关的内蕴时间,通过引入Gibbs自由能,推导了聚氨酯泡沫材料的等温小变形本构关系,初步将内时理论引入到聚氨酯泡沫材料本构关系中。本文也为聚氨酯泡沫材料的本构关系研究提供了新的思路。     

基于概念的逆向工程A级曲面创建方法的研究

通过对Bezier曲线和B样条曲线的数学描述,讨论了A级曲面的概念和构造A级曲面的实质要求,从曲面的可控性阐述了A级曲面的实现方式.以三维软件环境下创建A级曲面为例,探讨逆向工程中实现A级曲面的技术方法.     

冲压座椅强度与疲劳有限元仿真

结合力学基本概念,对某冲压座椅的失效原因进行了仿真分析。首先应用圣维南原理等力学概念对冲压座椅几何模型进行简化,然后结合计算力学理论采用商业软件对座椅进行底板强度和靠背疲劳仿真分析。仿真结果表明,冲压座椅装配孔的改进改善了局部区域的应力分布。     

基于ABAQUS软件的U形薄壳加肋结构热变形分析

U形薄壳加肋结构在航空航天领域应用广泛,然而由于产品截面热变形,需要用专用工装或分别测量进行定位制孔,工序烦琐,制造周期较长。以经典层合板理论为依据,借助ABAQUS软件建立U形薄壳加肋结构的有限元模型,对其截面尺寸进行计算和预测,并与实际产品对比,结果表明:在局部建模中考虑钢模具的计算条件下的预测数值与实际产品基本一致,而由于整体建模未考虑树脂在固化变形中的作用,其计算结果较实际截面尺寸偏小;ABAQUS软件可用于该结构铺层产品的热变形预测。