空气舵抖振载荷地面模拟试验技术研究

固体火箭的空气舵在挂机飞行中受到抖振载荷作用,出现了异常偏转现象,需要通过地面试验排查原因,并开展抖振载荷适应性考核。由于传统的试验方法未能复现故障,本文提出了一种新的抖振载荷地面模拟试验新技术,通过挂机飞行舵面实测数据计算舵面抖振载荷,并基于优化算法完成地面模拟试验条件制定,通过多激振器联合激励方法来完成抖振载荷加载。该试验技术在地面试验中成功实现了产品故障复现,大幅提高试验考核的真实性,该研究结果可以推广应用到其它舵产品气动载荷地面考核中。

系统级产品振动试验仿真

本文利用有限元建模技术 ,建立了振动台、试验夹具、系统级产品精细的有限元模型 ,对各部件模型进行了振动特性计算 ,并通过部件模态试验和振动试验结果及总体综合分析相结合的方法对有限元模型进行了多次修正 ,得到了总体有限元模型。根据此模型进行了产品的振动试验仿真 ,并用试验结果对仿真结果进行了验证 ,验证结果表明系统级产品振动试验仿真结果与振动台试验实测数据是具有可比性的 ,振动响应的均方根值误差基本上小于 10 % ,功率谱曲线趋势近似 ,误差在工程允许的范围内。

圆筒形铆接结构中铆钉的数值模拟

介绍了有限元计算中耦合节点法、多点约束(MPC)单元和梁单元等三种铆钉模拟方法的原理和使用方法。以某导弹结构抽象出的圆筒型铆接结构为例,分别用三种方法模拟结构中的铆钉,通过对三种方法的有限元结果进行比较分析,得出结论:三种方法均可正确合理的模拟铆钉;对以剪切破坏、挤压破坏和两者的组合破坏为主的圆筒型铆接结构可以采用耦合节点法模拟铆钉;对于需要考虑铆钉所受轴力的情况,可以采用MPC单元法或梁单元法模拟铆钉。

基于频率管理的装备振动环境适应性提升

梳理总结了航天结构、轨道车辆和汽车等不同领域的频率设计、频率管理和模态匹配等方法,给出了频率管理的流程、准则和原则。基于频率管理的思路和原则,采用虚实结合的方法,对某火箭发动机蓄压器系统进行了结构动力学优化设计和验证。根据局部结构频率隔离准则,将蓄压器导管主要频率从1826 Hz降低到1520 Hz,与激励源频率完全隔离。最终经过仿真计算分析和试验验证,满足实际使用环境的考核要求。采用频率管理的思路和方法能够切实提高装备的振动环境适应性水平。

地面试验风险的准确识别与有效管控

地面试验是检验产品设计强度、环境适应性和可靠性的必要手段，也是验证产品质量的重要途径。在当前形势下，科研任务集中呈现出工程项目众多、时间节点紧迫、技术攻关复杂、能力资源需求迫切、任务密集等特点，导致地面试验在数量与技术复杂度方面均呈几何式增长，全面、有效、有序地完成试验任务面临着巨大风险。因此，如何在多任务并举的条件下准确识别地面试验的风险与瓶颈并采取有效的方法和举措，已成为圆满完成任务的关键所在。

基于数字化试验提升企业核心竞争力的探索与实践

经过近几年的快速发展，我国宇航领域进入了超强密度发射期。随着在研产品数量的增加，各航天企业对产品结构验证考核的重视程度也在Lt益增加。但伴随常规试验技术的普及，具备一般环境试验能力的航天企业越来越多，使得以产品地面验证为核心业务的航天企业在试验领域的绝对优势地位正在逐渐降低。

利用数字化试验手段优化试验成本结构

随着数字化时代的到来，数字化技术正在引发一场范围广泛的产品革命。中国航天科技集团公司从战略的高度提出航天数字化，将数字化引入产品研制工作中，以“数字化设计、数字化试验、数字化生产、数字化管理”为工作目标，注重提高研制水平和效率。

基于流固耦合航行体入水冲击数值模拟研究

针对航行体入水冲击过程中的流固耦合问题,利用任意拉格朗日-欧拉算法建立三维入水冲击数值仿真模型。首先,建立球体入水冲击数值模型,获取了入水过程中的冲击载荷和表面压力数据,通过与试验对比,探究网格密度、接触刚度耦合系数以及时间步长对仿真准确性的影响。结果发现,冲击区域网格密度和接触刚度耦合系数决定流固耦合接触刚度;冲击域的网状密度对冲击系数结果和入水速度变化有明显影响;耦合节点之间的接触刚度系数会影响局部压力峰值。最后,建立锥形头部圆柱体入水仿真模型,提出分段刚体计算截面载荷方法,研究不同速度下结构入水冲击加速度、速度、位移和截面载荷变化规律,与试验结果对比证明仿真准确性。

分子动力学模拟在C/SiC材料虚拟试验中的应用与展望

随着以C/SiC为代表的陶瓷基复合材料的应用,高速飞行器性能得到快速提升。然而,C/SiC材料内部多尺度结构特征以及复杂的气动力、热、氧环境作用给基于虚拟试验的材料结构性能评估验证带来巨大挑战。分子动力学方法通过原子尺度建模,可以自下而上预测复杂环境下的材料行为。简要综述分子动力学方法以及在C/SiC材料模拟方面的进展,展望分子动力学模拟在支撑材料工艺改进、结构失效分析、虚拟试验技术发展等方面的应用前景。