固化降温过程中固体火箭发动机材料参数的影响分析

给出了药柱在固化降温过程中的热传导和热应力分析的基本方程，且应用有限元法对固体火箭发动机药柱在固化冷却过程中的三维瞬态温度场进行了数值模拟．同时得出了药柱危险点的位置．然后模拟了推进剂参数对危险点的应力应变值的灵敏度．计算结果符合工程实际．     

固体推进剂药柱热-机耦合分析及应用

基于有限元分析的基本原理,建立了热-机耦合问题分析的有限元基本方程,并对固体火箭发动机药柱在固化冷却过程进行了数值仿真.算例表明,热-机耦合分析方法能较好地仿真固体火箭发动机药柱的温度场和应力应变场,对药柱的结构完整性分析提供了一种分析方法.     

改性双基推进剂药柱表面静动态应变测量方法

针对推进剂药柱材料线胀系数大、应变大,传统的电测技术测量其表面应变时死片率高的问题,该文采用近似将应变片植入推进剂装药的粘贴技术,建立了一种改进的测量改性双基推进剂药柱表面应变的电测法。应用该法测量了单孔推进剂药柱在静载荷和冲击载荷作用下的应变响应过程,分析了推进剂材料的延滞回复现象。结果表明:该方法可以准确地测量药柱的的静态、准静态及动态应变等粘弹性力学特征,适于固体火箭发动机推进剂药柱的结构完整性研究。     

大长径比自由装填式固体发动机温度载荷响应分析

以某自由装填式发动机为例,采用三维粘弹性有限元方法,获取不同长径比发动机药柱在高温（＋60℃）和低温（-40℃）时的结构响应,探讨不同长径比自由装填式固体火箭发动机药柱在温度载荷作用下的位移、应力和应变场变化规律。研究结果表明,对自由装填式固体火箭发动机长径比对位移场的影响最为显著,长径比分别为14.5和8.0时,发动机药柱的最大轴向位移高温时减小44.1%、低温时减小43.9%。大长径比自由装填式固体火箭发动机重点关注点火具安装及药柱支撑方式设计。     

含内聚空洞的固体发动机药柱结构完整性分析

为评估固体发动机药柱含内聚空洞时的结构完整性，通过在药柱后部不同应变梯度的部位设置不同直径的内聚空洞，基于三维黏弹性有限元分析方法，计算了在燃气内压和轴向过载作用下发动机的应变场。由不同直径内聚空洞的最大Von Mises应变值随着直径变化的规律及最大Von Mises应变准则判断出内聚空洞位于药柱不同位置时允许的最大直径。     

环境温度对发动机药柱影响分析

基于黏弹性模型,在环境恒温及周变载荷作用下,对某发动机管状药柱热应力进行了仿真,得到了药柱内应力场分布规律.结果表明:在恒温加载时,发现在距药柱对称轴0.103 7 m处附近应力取得了最大值,导致药柱应力剧烈变化,说明该处附近为固体发动机的热应力危险部位;在温度周变载荷作用下,在离壳体表面0.015 15 m附近出现应力最大值,同时发现药柱材料的微观结构发生错位,而这种错位继续发展就会出现宏观裂纹,最终导致发动机药柱脱粘而失效,从而影响弹道性能等.     

固体装药人工脱粘层前缘界面脱粘分析

基于某固体火箭发动机装药结构的人工脱粘结构,分别对壳体、绝热层、衬层和药柱进行结构化网格划分。在固化降温过程中,对装药结构尤其是头部人工脱粘层前缘部位分别进行线性结构分析和考虑到边界非线性的接触分析。通过对两种结果的比较,分析边界非线性的引入对前缘应力应变的影响;然后通过头部人工脱粘部位界面之间的接触正应力,对人工脱粘前缘部位进行脱粘分析。相比线性分析,边界非线性的考虑使得人工脱粘层前缘部位应力应变的数值模拟更加接近真实水平,可以更准确地进行前缘部位的脱粘分析。     

固体火箭发动机装药结构完整性冷增压试验研究

为研究固体火箭发动机(Solid rocket motor, SRM)点火阶段药柱的结构完整性，建立了气/液组合介质冷试车快速建压试验系统。该系统建压速率达300 MPa/s以上，可有效模拟发动机低温点火冲击过程。采用该系统对两台某发动机进行了多次低温冷增压试验，并完成冷增压试验后的热试车试验，获得了装药结构完整性失效边界，并初步验证了冷增压试验系统对某发动机安全工作无影响。     

水射流切割粘弹性药柱的仿真研究

针对要求安全性高的水射流切割药柱操作,研究了如何安全有效的切割清除固体火箭发动机药柱问题。为改善和优化影响切割效果和安全性的射流器工艺参数,提出了基于LS-DYNA软件对五种不同条件下水柱冲击药柱的仿真方案。通过分析,得出水射流切割药柱的机理和合理的切割工艺参数。结果表明,喷口直径越大,导致切割深度越大但对药柱表面压强影响不明显。射流速度越大,导致切割深度越大并且药柱表面压强也越大。采取倾斜切割方式为佳。验证了仿真方案的有效性和实用性。     

固体火箭发动机药柱表面缺陷的处理分析

为了分析发动机前翼槽、前伞盘、药柱中段、后伞盘和后翼槽表面划伤缺陷对发动机结构完整性的影响,结合工程实际中对划伤等药柱表面缺陷的铲槽处理方法,由无缺陷固体火箭发动机的结构完整性分析的结果,在发动机的危险部位设置划伤槽,在内压与轴向过载的作用下,用最大Von Misses应变准则评估发动机表面划伤时的结构完整性.     

针对某HPD柴油机热平衡的仿真研究

以某大功率密度柴油机为研究对象,基于GT-power软件建立其发动机模型,对其工作过程进行仿真计算,将仿真结果与试验结果进行比较,吻合良好,误差较小．在此基础上对该发动机在速度特性和负荷特性时的热平衡进行仿真计算．     

N2O-PMMA小型混合火箭发动机试验研究

为研究小型氧化二氮(N2O)-有机玻璃(PMMA)混合火箭发动机,搭建了试验平台,设计并制造了N2O-PM-MA混合发动机试验样机。通过试验验证了试验平台和发动机设计,获得了N2O-PMMA混合发动机燃料燃速和氧化剂质量速度的关系公式。利用试验数据分析了燃料药柱几何尺寸、氧化剂质量速度和发动机喷嘴喉径对燃烧效率及推进性能的影响,探讨了这种发动机的优化设计范围。研究结果为未来小型混合发动机的工程应用提供了试验平台和科学依据。     

基于电磁驱动的自由活塞发动机燃烧室结构优化设计

为改善自由活塞发动机的燃烧质量,依据建立的电磁驱动自由活塞发动机仿真模型,采用数值模拟与试验相结合的方法对自由活塞发动机燃烧过程进行了仿真分析,并对活塞顶部形状进行了优化设计.结果表明,通过对电磁驱动的自由活塞发动机燃烧室的优化设计,提高了换气效率,增大了压缩比,缸内峰值压力随之增大.该研究为组织好电磁驱动自由活塞发动机缸内气体流动提供依据,为电动汽车和混合动力汽车的发展提供发动机基础.     

飞机结构载荷测量应变电桥热输出修正方法

针对近年来在飞机结构载荷测量飞行试验过程中发现的结构温度对载荷测量结果影响的问题,在分析载荷测量应变电桥热输出产生的原因和机理基础上,提出一种基于多项式拟合的应变电桥热输出分析和修正方法。通过地面温度试验验证了该方法的有效性,并利用该方法对多型飞机结构载荷飞行试验实测结果进行修正,取得了良好的修正效果,有效地提高了载荷测量的精准度。研究成果为飞机结构载荷测量应变电桥热输出修正提供了适用的理论依据和工程方法,对飞机结构载荷飞行试验验证起到了重要的支撑作用。     

基于Modelica语言对气体机工作过程的建模和仿真

采用面向对象的建模方法,根据独立性和物理划分原则对发动机缸内工作过程部分进行了模块化划分,利用多领域统一建模规范Modelica语言建立了天然气发动机单个气缸工作过程(包括缸内过程和换气过程)的仿真模型,仿真分析了2135天然气发动机在某些工况下的缸内压力和温度等参数,并将仿真压力与实验的测量数据进行对比,相对误差在合理的范围内,证明了该模型能够预测天然气发动机的缸内气体压力等重要的状态参数,为天然气发动机缸内工作过程的研究提供仿真基础。     

压缩空气动力发动机工作过程建模及特性研究

压缩空气动力发动机工作特性的研究是进行发动机设计和配置该型发动机汽车的动力系统设计的基础.文中运用热力学建立了气动发动机工作过程数学模型,结合仿真研究探讨了转速变化时发动机工作特性的变化情况,并与发动机台架试验结果进行了比较分析,为优化气动发动机设计,提高气动发动机性能提供参考.     

航空发动机控制部件及系统工作特性建模与仿真研究

论文设计了一种航空发动机各控制系统的仿真教学平台,用于学习航空发动机的工作原理几个部件之间的联系,并验证液压机械式控制软件和控制器设计的正确性,通过发动机控制参数的变化研究在不同条件发动机的工作性能和工作特性。研发航空发动机控制系统工作特性的仿真平台,可以通过改变控制部件的工作参数来改变控制部件的工作特性,并针对所搭建的控制系统进行仿真分析,开发了一个通用的航空发动机及控制系统仿真平台。该平台界面友好,使用灵活,便于修改。最后在航空发动机控制部件及系统仿真教学平台上进行了发动机稳态和动态仿真,验证了该平台的有效性。     

基于点火药颗粒的固体火箭发动机点火瞬态过程数值研究

为研究固体火箭发动机点火时点火药颗粒在燃烧室内流动与燃烧特性,以N-S方程,k-ε湍流模型为基础,采用颗粒轨道模型+UDF接口进行二次开发编程,对某型固体火箭发动机点火瞬态过程进行数值仿真分析.计算结果表明:发动机点火过程中,点火药颗粒呈链式反应;点火药颗粒在喷入燃烧室后迅速燃烧,有利于推进剂点火,缩短点火延迟时间;点火药颗粒在燃烧室内运动复杂,在发动机内流场中出现压强震荡、局部高温区域和内外通压强差等复杂现象,这些现象随点火药量的不同而变化,对推进剂点火、药柱结构完整性产生较大的影响.      

车身B柱冲击仿真与试验

汽车碰撞仿真中车身零件的冲压效应、材料应变率和单元网格划分等对模拟精度有一定影响.开展了车身B柱零件的冲击试验,对试验过程进行了一系列仿真,分别考虑了冲压效应、应变率效应和单元网格划分对冲击力的影响,把各种条件下仿真结果同试验结果进行了对比.研究结果表明,在模型中考虑冲压效应、应变率效应,并采用合适的单元网格划分,能提高冲击仿真的精度.     

土工膜筒状双向拉伸试验非接触式应力应变量测方法

土工膜是一种新型高分子防渗材料,由筒状双向拉伸试验研究材料的力学性能相对简单易行,但是其环向应力应变以及轴向应变却很难直接测得.通过高清相机拍摄筒状土工膜双向受拉变形过程,使用Matlab对拍摄图片进行预处理、增强图像、提取特征边缘,并使用Matlab编写脚本文件批量计算试验过程中每个时间点的轴向应变、环向应变、轴向和环向的应力,可以实现实时精确测量试验过程中的应力应变值,进而得到土工膜在筒状双向拉伸的极限延伸率、屈服强度、弹性模量等重要指标参数,为后续探索土工膜的本构关系提供数据基础.