基于多层级有限元方法的钢丝网套轴向刚度研究

航天增压输送管路中广泛应用的钢丝网套具有复杂的非线性力学特性,本文研究了其轴向力学行为机理和仿真建模方法。利用多股并排管状编织结构建模方法建立了网套三维几何模型,基于周期性理论建立了网套细观尺度的柱面编织单胞模型。使用单胞模型对网套内部无/有芯轴两种边界下的轴向拉伸工况进行了仿真模拟计算,结果表明两种边界条件下的网套轴向刚度差异极大。在文中,还提出了网套简化分析螺旋梁模型,对比了螺旋梁模型和单胞模型的结果差异,基于刚度等效原则提出了螺旋梁模型的修正方法。仿真算例表明,经过修正后的螺旋梁模型计算得到补偿器加内压后的轴向反力和试验结果一致性较好,相比未修正的螺旋梁模型误差大大降低。螺旋梁模型和修正方法为网套补偿器进一步的力学分析提供了基础。

多点承载桁架式卫星结构的一种静力试验方法

卫星结构由于其应用环境的特殊性,对重量、变形量级等都有严格的限制,在其结构设计时除进行数值计算外,关键部件必须进行模型试验.基于弹性力学的线性叠加原理,针对多点承载桁架式卫星结构的静力试验,提出“单点加载,多点输出”的测试方法.

星载抛物面天线反射器太阳辐射热流分析

太阳辐射是在轨抛物面天线反射器产生变形并导致其电性能下降的重要因素.针对天线轨道位置的时变性及抛物反射器的几何特点,讨论了太阳辐射光线与轨道面的夹角、进出地球阴影区的时刻等参数.根据抛物面方程以及太阳光辐射向量,运用几何方法分析抛物面天线的自遮挡作用,并给出了相应的判据,同时利用坐标变换实现天线反射面的对地指向不变.该方法实现对在轨抛物面天线反射器的太阳辐射热流的实时分析,为准确分析反射器的热变形或热颤提供条件.

航天运输系统及再入飞行器中的高超声速技术

概要介绍了50年来中国航天运输和再入飞行器的发展及其对高超声速技术的发展的带动,探讨了高超声速技术的发展方向及其对航天运输及再入飞行器的促进与影响。

基于概率浮动的战术导弹载荷设计方法研究

为了保证导弹飞行载荷设计工况的同时性和覆盖性要求,针对现有方法在这两点上不能完全满足的缺点,在使用载荷概率设计的大思路下,本文提出了基于概率浮动的导弹载荷设计工况挑选方法。采用浮动概率值,在弹道筛选工况点附近增加计算工况,弥补了由于弹道专业和载荷专业输入不一致而导致的载荷计算结果覆盖性不足的问题。通过算例分析对比,得出本文方法在过载计算值上对不同输入计算后的过载工况覆盖性超过75%,弯矩载荷计算最大值可以覆盖设计要求。

路面施工中改性沥青主要指标的动态监控

为达到控制和减少改性沥青变异性的目的,保证沥青混凝土质量,研究采用动态监控的方法对改性沥青主要指标进行质量控制。以202国道沥青混凝土路面施工为例,采用针入度和软化点作为SBS改性沥青控制质量变异指标,介绍动态监控的过程和数据处理方法,并给出施工建议。施工结果表明本文的方法是可行的。

基于计算机实验设计方法的金属壳体吊耳部位结构优化设计

对某φ1m带吊耳结构的金属壳体建立了三维参数化模型。以计算机实验设计方法为基础,构建代理模型及目标驱动优化设计,选取影响吊耳部位结构受力形态的5个几何参数作为设计变量。同时,以带吊耳结构金属壳体总质量及Mises应力为目标函数对吊耳部位结构进行了优化设计。计算结果表明,优化后的吊耳部位结构形式协调,吊耳周边区域应力分布合理,总重比初始状态减小2%;相比其余几何尺寸,加厚区外径及开孔直径对优化结果影响更为重要。

含应力集中复合材料结构损伤容限分析方法研究与应用

为满足复合材料由次承力结构向主承力结构应用扩展的需求,其力学分析方法也需相应的发展。以带孔平板为例对飞行器含应力集中复合材料结构损伤容限分析方法进行了研究,采用3种不同的分析方法对其剩余强度进行计算,并分别将分析结果与试验结果进行比对,得到不同分析方法的计算精度。同时将研究结论应用于航天器一块主承力复合材料壁板开孔的结构强度分析,应用实践表明分析结果正确有效。

铝合金加筋板共振疲劳实验研究

为了解常用铝合金加筋板结构件在动态载荷下结构的响应特性,分析该类型结构件在振动特别是共振条件下,危险位置的应力应变响应的变化规律及其寿命特性,该文设计了一款加筋板结构件的共振加载及数据采集系统,以便完成上述目标。实验表明,该实验系统整个运行过程较为稳定,可操作性强,能够完成预期的实验目标,同时为结构振动疲劳的进一步研究提供了有力支撑。

基于载人航天功能模型的系统安全性模糊评价方法研究

对载人航天安全性评价时，需要处理两类不同的数据，即随机性数据和可能性数据。本文根据载人航天过程，初步建立了功能的对象模型，在此基础上，基于模糊规划方法，将两类安全性数据进行了统一处理，并提出了载人航天系统安全性模糊评价的求解方法。

机载固体火箭发动机壳体吊耳加强结构强度计算与试验研究

针对某挂机用固体火箭发动机壳体吊耳加强结构,建立吊耳加强结构的有限元计算模型,在某严酷挂飞载荷条件下进行强度计算与分析,并开展了相应载荷下的发动机整机静力试验,通过有限元计算结果与静力试验结果的对比研究,验证了计算模型的可行性。最后,计算了另一严酷载荷下该结构的应力分布,论证了吊耳加强结构在机载条件下工作的可靠性。

磁力矩器结构尺寸对其关键部位应力影响

在传统的磁力矩器设计过程中,仅对其支架位置进行了简化设计,未进行严格的解析及数值模拟计算,且未考虑磁力矩器支架的几何参数对其应力水平的影响。针对此问题,文章分别从解析计算和有限元数值模拟两个方面着手,研究了磁力矩器的支架位置以及支架几何参数对其应力水平的影响,给出了磁力矩器的应力水平关于不同几何参数的变化趋势。在这些几何参数中,螺栓直径对于改善应力分布的作用最为明显,因此当应力不满足要求时可以通过增大螺栓直径快速地降低整个磁力矩器的应力水平。

返回舱着水冲击过载近似模型建模与分析

返回舱着水是一个固、液、气相互作用的流固耦合过程,采用数值方法能够较准确地求解着水冲击过载,但其对计算时间和资源要求较高。针对这一问题,选择返回舱与海浪之间的相对运动参数为输入,返回舱质心过载峰值和到达峰值的时间为输出,采用拉丁超立方抽样(LHS)方法选择样本工况,以样本工况上的少量有限元计算结果为基础,采用克里金(Kriging)方法建立返回舱着水冲击过载的近似模型。采用近似模型计算20个检验工况下返回舱的着水冲击过载峰值,其相对于有限元模型计算结果的最大偏差在15m/s^2以下,均方根偏差与平均偏差在7m/s^2以下;对比近似模型和有限元模型5000次蒙特卡罗仿真的计算耗时,前者仅为后者的6.4%。偏差分析和效率对比表明:近似模型能够高效、准确地预测返回舱着水冲击过载峰值,可为安全着水初始条件设计、恶劣工况分析等提供一种有效的解决途径。

潜射火箭出水过程横向响应载荷研究

从分析潜射火箭出水过程空泡溃灭对火箭形成的载荷特征出发,结合潜射火箭出水过程中的频率特性变化现象,运用改进的弹性载荷计算方法,对潜射火箭出水过程的横向响应载荷进行了研究,为类似问题提供了一种载荷计算的工程方法,具有一定的工程实用价值。

采用质量加速度方法估算冲击谱的建模研究

该文对采用质量加速度曲线估算冲击谱的方法进行建模研究。首先,使用脉冲函数等效冲击谱建立了星箭组合体的基本模型;然后研究了质量加速度方法的基本原理和理论模型,重点对模态质量加速度的理论进行建模,通过对模型求解,求出模态质量加速度;最后以一个算例来验证了所建立的模型。

月壤取芯钻具热特性有限元分析

根据取芯钻具的特点、使用情况以及空间环境要求,在简化模型的基础上,利用有限元分析方法研究了月壤取芯钻具的热特性。首先计算了取芯钻具在飞行阶段高、低温存储环境影响下的变形和应力分布;其次计算了取芯钻具在工作阶段不同钻进条件下的变形及应力分布情况,提取了关键点的温度和位移参数;最后研究了取芯软袋与取芯管之间的间隙变化情况。根据有限元分析得到的数据结果,证明了各部位选择的材料以及配合间隙等满足要求,可为未来工程应用提供理论依据。

液体火箭发动机离心轮极限转速分析与试验

为确保液体火箭发动机离心泵叶轮(离心轮)安全可靠工作,提出了基于强度的最大"正"等效应力法和基于刚度的双切线法两种失效判别准则以进行离心轮极限转速分析,并开展了离心轮超速试验进行验证。结果表明:最大"正"等效应力法准确地预测了离心轮破裂起始位置和破坏形式,误差低于15%;双切线法预测的屈服转速与试验结果符合较好,误差低于5%。对于塑性较好的离心轮结构,采用屈服转速替代破裂转速进行极限转速设计分析更利于实现低成本、高可靠性的设计目标。

捆绑结构的动力特性计算和分析

用简便的方法导出了改进的自由界面部件模态综合法的计算公式。当捆绑结构的连接刚度决定后,导出的动力特性方程式,很容易用分析和实验结合方法对捆绑结构进行动力特性的研究。算例给出了连接刚度变化对捆绑结构固有频率的影响.

尾翼搭载固体火箭发动机壳体数值仿真及试验研究

针对导弹尾翼搭载于固体火箭发动机壳体上这一特殊结构,建立3D有限元模型,进行内压与外载荷联合强度仿真计算,用于指导尾翼接头附近的壳体局部结构设计。并开展了相同载荷下尾翼搭载发动机壳体结构的静力试验,通过仿真计算及静力试验结果的对比,表明仿真计算可以指导尾翼搭载发动机壳体的结构设计,且仿真计算结果与静力试验结果偏差为8.4%。

复合材料层合板低速冲击下剩余强度的评价

针对碳-碳纤维、碳-玻璃纤维及碳-玻璃纤维-泡沫夹芯复合材料层合板在低速冲击下的损伤情况开展研究,采用理论模型分析、试验验证、有限元分析相结合,评估了层合板的剩余强度。利用能量原理建立复合材料层合板受到低速冲击的应力分布,通过数值模拟渐进损伤时层合板的剩余强度,并对复合材料层合板试件冲击前后的性能进行了测试,最终数值结果和试验值吻合良好,同时分析了纤维种类、层合板结构形式对复合材料层合板损伤容限的影响。