橡胶“O”形密封圈结构参数和失效准则研究

利用大变形、接触的非线性有限元理论建立了某固体火箭发动机密封结构的二维轴对称模型,用有限元软件计算出该结构在工作状态下的变形和应力。通过计算可知,在橡胶“O”形密封圈与上下法兰接触的位置产生最大的接触压应力,在密封槽槽口转角位置产生最大的剪切应力。对密封性能的各结构参数进行了分析,讨论了上下法兰张开间隙、初始压缩率、密封槽槽口及槽底倒角半径、密封槽宽、密封圈材料等典型参数的影响:上下法兰张开间隙、密封圈的初始压缩率对最大接触压应力的影响较大,而密封槽槽口和槽底处倒角半径对剪切应力影响明显。三维壳体结构的有限元分析结果表明,上下法兰在内压作用下产生不均匀的张开间隙,体现了三维结构的特点。不均匀的张开间隙与二维轴对称结果对比可知,以最小间隙作为设计间隙,二维轴对称分析模型可取代三维模型来分析该结构的密封性能。最后,确定了“O”形圈密封结构的最大接触应力和剪切应力失效准则。

填料吸湿对衬层界面粘接性能的影响

研究了 FS、Si O2 (沉淀法 )、Ti O2 三种填料和预固化衬层的吸湿性对衬层界面粘接性能的影响。研究结果表明 FS、Si O2是易吸湿性填料 ,Ti O2 基本上不吸湿 ;衬层配方中添加易吸湿性填料会增加预固化衬层的吸湿量 。

非电传爆序列优化设计

根据非电传爆序列设计基本要求及火工装置可靠性估算方法,对使用起爆药的传爆序列进行了可靠性评估及分析,得到敏感起爆药与钝感猛炸药交叉使用,是降低系统安全性及可靠性的主要因素。通过传爆药钝感化、减少传爆界面个数、调整装药参数等措施,完成了非电传爆序列优化设计,并对优化后传爆序列进行了可靠性评估,设计了可靠性试验及可靠性增长试验。结果表明,优化设计不仅提高了传爆序列安全性,而且使传爆可靠度由0.99提高到0.9999(置信度γ=0.7),能够给非电传爆系统提供高安全、高可靠的传爆组件。

柱形爆炸器故障原因分析

针对柱形爆炸器穿透钢柱试验故障,分别从聚能罩形状和材料、主装药炸药性能、装药结构、主装药浇注工艺、炸高、界面传爆可靠性、环境条件等方面,对柱形爆炸器穿透效果的影响进行了分析,开展了相关可靠性试验,复现了故障。此次故障是由于柱形爆炸器壳体壁厚较薄,不能满足力学环境试验过载所致。对故障进行了准确定位,并改进了设计结构。

新型双楔角环垫结构参数对密封接触压力的影响

新型密封结构及其元件的开发是密封研究领域的热点之一,在极端苛刻工况下,采用自紧式密封接头是提高密封可靠性的有效方法。该文对一种法兰密封接头用双楔角环垫的密封接触压力进行了理论分析,并用数值模拟方法研究了双楔角环垫的结构尺寸对其密封接触压力的影响。结果表明,环垫小端厚度和主从面锥角对主面密封接触压力的影响较明显,且小端厚度较锥角影响更大;环垫高度和主从面锥角对从面密封接触压力的影响较明显,且环垫高度较锥角影响更大;降低环垫高度可提高其密封接触压力;减小环垫主从面锥角可增大环垫接触压力;较小直径的环垫对提高其接触压力有利;环垫厚度越小,接触压力大小及分布越理想。

舰船40MPa高压空气管接头和法兰研究

详细介绍了舰船40MPa高压空气管接头和法兰的整个研究过程,论述了舰船对40MPa高压空气管的密封要求,通过理论分析和力学计算,设计出不同密封结构的高压管接头和法兰,结合各不同试件加工性能、安装特性、强度试验和密封性试验等情况的综合对比分析,确定了适合舰船应用环境的高压管路密封结构,成功地解决了DN32和DN50两种通径40MPa高压空气管路的连接和密封问题。

固体发动机O形橡胶圈密封性能试验研究

分析了O形橡胶圈自然贮存、热空气加速老化、相容性及全尺寸发动机密封结构自然贮存等一系列单项试验结果,得到了O形橡胶圈在压缩状态下的密封贮存性能及其使用期,这些结果可供发动机设计使用.

固体发动机点火器设计软件包SRMICAD的设计与实现

ＳＯＦＴＷＡＲＥＰＡＣＫＡＧＥＳＲＭＩＣＡＤＦＯＲＤＥＳＩＧＮＩＮＧＳＲＭＩＧＮＩＴＥＲＺｈａｎｇＷｅｉｈｕａ，ＬｉＱｉｎｎｉａｎ，ＨｏｕＺｈｏｎｇｘｉ，ＳｈｉＬｉｈｕａ，ＧｕｏＪｉａｎ（１ｓｔＤｅｐｔ．ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆ...

固体火箭发动机管式点火器的工程设计方法

本文提出了用数值计算方法设计固体火箭发动机管式点火器的方法,计算采用四阶龙格库塔法,控制方程为一组常微分方法。应用模拟自由容积点火实验、点火器实验以及全尺寸发动机实验验证,本方法简便适用、设计可靠,有一定的工程应用和推广价值。

固体火箭发动机密封材料(F108)回弹特性研究

设计了橡胶回弹特性的测试实验方法 ,对固体火箭发动机用氟橡胶圈密封材料 (F10 8)回弹特性进行了研究。分析了固体火箭发动机实际使用条件下材料压缩状态、材料截面直径以及环境温度对橡胶圈回弹特性的影响 ,给出了部分回弹速度函数 ,为固体火箭发动机密封圈的设计提供了参考数据。

一种新型的固体火箭发动机体外点火器

为了提高固体发动机工作可靠性，增加装药质量，同时实现二级点火和级间分离，应用体外点火器是一种成功的方法。本文给出了此种点火器的设计方法。其设计特点为：点火器装于喷喉之后，喷焰长度由经验公式预估，装药设计和内弹道计算一并完成。实践证明本文提供的方法能满足工程设计需要。

固体火箭发动机喷管橡胶堵盖承压状态仿真方法研究

针对固体火箭发动机喷管橡胶堵盖的受力状态,提出了一种基于Abaqus仿真建模及有限元仿真计算方法。通过橡胶堵盖组成材料(橡胶及夹布)应力-应变曲线及数据拟合,归纳出选择材料本构时应注意的问题;根据堵盖的实际产品状态、结构形态,提出了相关假设,建立了一种简化的有限元模型,并对某固体火箭发动机橡胶堵盖0.3 MPa的承压工况进行了有限元仿真计算。计算结果表明,夹布所承受载荷远高于橡胶部分,橡胶受力最大区域集中在内表面根部。经试验验证,仿真结果误差为5.3%,满足固体火箭发动机喷管橡胶堵盖的设计计算与分析要求。文中提出的建模方法为后续对固体火箭发动机喷管橡胶堵盖的打开及橡胶堵盖破坏过程的演化规律研究奠定了坚实的基础。

固体火箭助推器的几种O型环候选材料回弹特性的评价

作为航天飞机固体火箭发动机再设计的一部分,为了最大限度地减少点火期间发动机内部增压引起的动态挠曲,重新设计了现场连结和喷管与机身连接的接头。为了适应结构偏差和促进辅助压力设计了这些接头所用的O型密封圈和压盖。考虑到温度和间隙张开速率的影响,测定了几种O型环候选材料的回弹特性。按专用的重新规定的间隙张开要求试验了三种弹性材料的性能。由于发射时产生低频振动带来的唯一的动态弯曲条件,本文也论述了这种振动对O型环保持与密封面接触能力的影响。发现了O型环材料的回弹对于温度和间隙张开速率的影响非常敏感。外贮箱与固体火箭助推器连结支撑载荷对于O型环跟随模拟固体火箭助推器现场连结偏差的能力没有多大的影响。

烟火剂式点火器内弹道性能理论分析

用固体火箭发动机中常用的瞬态平衡压强法对烟火剂式点火器内弹道性能进行了理论预示，并提出热损失系数的概念。此外，进行了试验验证。计算结果和试验结果吻合较好。

法兰结构参数对新型双楔角环垫密封性能的影响及显著性分析

采用数值模拟方法研究了法兰结构参数对双楔角环垫密封接触压力及有效密封宽度的影响,并通过正交实验法对法兰结构参数进行了显著性分析.结果表明,随法兰各结构尺寸减小,双楔角环垫主、从密封面最大接触压力不同程度增大.法兰结构参数对新型双楔角环垫密封性能影响的显著性顺序为主法兰小端外径>法兰外径>锥颈大端厚度>锥颈高度>法兰有效厚度.主法兰小端外径对双楔角环垫主、从密封面最大接触压力影响最大.