发动机隔热罩冲压成形的仿真与优化

借助Dynaform软件建立了发动机隔热罩冲压成形仿真模型。为了解决隔热罩的过度减薄和起皱等问题,使用正交设计进行了工艺参数优化。在优化过程中,工艺参数为优化变量,最大减薄率和起皱率为评价指标。通过最大减薄率、起皱率构建目标函数。结果表明,采用最大减薄率和起皱率的组合构建加权目标函数可获得隔热罩较优的工艺参数,提高发动机隔热罩的成形质量。

重力式自循环系统中热沉结构设计方法研究

文章对空间环境模拟器中的重力式自循环系统进行了介绍,分析系统的工作原理,明确了热沉管内流体的流动状态.对重力式自循环系统中的热沉结构设计方法进行研究,给出理论计算公式和热沉结构的设计流程.最后,根据确定的外流程输入条件,计算出热沉支管直径和支管热负荷随体积含气率的变化曲线,对重力式自循环系统的热沉结构设计提供了参考依据.

KM8不锈钢板式热沉激光焊接工艺研究

热沉是空间环境模拟器的重要组成部分之一,用于在真空热试验中产生冷黑环境。我国目前正在研制的KM8空间环境模拟器和KM7A空间环境模拟器的热沉均采用不锈钢板式结构,而不锈钢板式热沉的焊接加工工艺是亟需解决的技术问题。文章介绍了在KM8不锈钢板式热沉激光焊接工艺研究中,采用不同的工艺参数焊接了不同厚度的搭接组合板试件后,对这些试件进行了力学拉伸试验和焊缝分析与检测,并根据检测结果确定了不同厚度板材组合的最佳搭接焊接工艺参数。这些工艺参数在后续的生产实践得到了有效验证。

新的大型空间环境模拟器热沉的研制

我国新研制的一台大型空间环境模拟器,热沉是该设备中的重要分系统之一。经过几年的努力,各项技术要求均已圆满完成,现已正式投入使用。文章介绍了热沉的材料选择、结构布置、壁板形式、支撑结构及主要设计计算结果等。

对俄出口GVU-600空间环境模拟器研制

GVU-600空间环境模拟器是我国首次为俄罗斯研制的一台航天专用设备,它可以模拟真空、冷黑和太阳辐射3项空间基本参数,主要用于进行卫星热平衡、热真空试验。该设备为卧式圆柱结构,容器内径8m,总长13.5 m,容积600 m3,极限真空1.4×10-5Pa,热沉温度-190℃。文章主要对该设备的技术指标、系统组成及功能进行了介绍,并给出了研制结果。

热沉调温系统中的热学模型分析

通过分析热沉调温系统中热沉、载冷剂、试件间的热量传递关系,在工程应用允许的范围内,基于一定的假设,对热沉与载冷剂、热沉与试件以及试件本身3部分分别进行了热学模型的建模分析,并将以上3个模型通过模糊PID控制算法进行关联,仿真模拟了载冷剂先通过对流换热控制热沉温度,热沉再通过辐射换热来控制试件温度的整个调温过程。结果显示调温过程初期试件温度迅速降低;接近目标温度后,载冷剂温度升高带动热沉温度升高,从而减小试件温度降温速度;系统稳定到目标温度设定偏差范围内后,试件温度收敛,热沉与载冷剂温度维持恒定状态。

真空热环境试验新型不锈钢结构热沉加工工艺研究

热沉是空间环境模拟真空热试验设备的重要组成部分,其功能是为航天器进行真空热试验提供冷黑环境。在国内以往的空间环境模拟试验设备中,热沉多采用铝结构、铜结构或不锈钢-铜翅片结构。不锈钢热沉是新型的热沉结构形式,具有良好的真空低温性能。文章对不锈钢板式热沉的结构和加工工艺进行了研究探索,在经过大量焊接加工与试验分析的基础上,总结出一套不锈钢热沉的加工工艺技术。

基于热流固耦合效应的堆芯围筒温度分析方法研究

针对堆芯围筒及吊篮结构的固体和流体耦合问题,采用三维实体热单元、三维表面热效应单元及三维耦合热-流体管单元建立有限元分析模型,重点探讨堆芯围筒、吊篮筒体、冷却剂流体热流固耦合的温度分析方法,为堆内构件关键技术研究提供借鉴。

反应堆堆芯围筒结构热流固耦合热变形分析

针对反应堆堆芯围筒热流固耦合问题,采用三维有限元法研究堆芯围筒的热变形.考察ANSYS的三维实体热单元SOLID 70,三维实体单元SOLID 45,三维表面热效应单元SURF 152和三维热-流耦合管单元FLUID 116等单元类型的特点和实用性.建立堆芯围筒、吊篮和冷却剂的温度分析有限元模型:堆芯围筒和吊篮采用SOLID 70,结构表面与冷却剂的对流传热表面采用SURF152,堆芯围筒与吊篮之间冷却剂采用FLUID 116.采用SOLID 45建立堆芯围筒有限元模型,根据得到的堆芯围筒、吊篮和冷却剂的温度场结果分析堆芯围筒热变形.结果表明,在考虑堆芯围筒及吊篮固体和流体的交叉耦合的基础上,采用三维有限元法能比较客观地模拟反应堆堆芯处的复杂运行环境.

汽车隔热罩成形工艺优化及实验

目的建立隔热罩工艺参数与成形质量之间的精确关系。方法对一款汽车底盘用隔热罩进行成形仿真,以压边力、锁模力、摩擦因数、模具间隙为自变量进行四因素四水平的正交试验,获得材料厚度的最大减薄率。结果利用灰色系统理论,计算出了成形工艺参数对目标函数的关联系数及关联度,将优化获得的工艺参数进行了有限元模拟及实验验证。结论成形后的隔热罩质量得到显著提高。

应用SolidWorks的焊件功能实现对空间环境模拟器热沉的快速建模

热沉是空间环境模拟设备的重要组成部分,其主要功能是实现冷黑环境模拟。由于热沉的独特结构,传统的从零件到装配体的热沉三维建模过程繁琐且效率低下。文章介绍应用SolidWorks三维设计软件的焊件功能实现对热沉的快速建模方法。通过某环模设备热沉的建模过程,详细描述了这种快速建模方法的步骤及要点。

锯齿冠叶片瞬态热应力模拟试验

锯齿冠涡轮叶片在发动机起动过程中会产生较大的热应力。这种热应力与离心应力、气动应力合成的综合应力可能引起涡轮叶片的低循环疲劳失效。建立了瞬态温度场的热传导、热弹性相似关系 ,通过满足热相似条件的热模拟试验 ,分析了某型锯齿冠涡轮叶片在发动机起动过程的瞬态热应变和热应力 ,其结果为分析该型叶片的低循环疲劳失效原因提供了依据 ,同时讨论了叶冠结构因素对热应力的影响。

热沉用不锈钢管铜翅片自动焊接技术研究

热沉是空间环境模拟设备的重要组成部分,其主要功能是为试验件提供冷黑环境.不锈钢管与铜翅片的管板结构热沉是近几年发展起来的一种新型热沉,该热沉制造的关键工艺-不锈钢管与铜翅片的异质金属焊接.目前采用的焊接方法为手工钨极氩弧焊(不填焊丝),它在生产效率和产品可靠性方面不适应当前任务需求,急需研制不锈钢管铜翅片自动焊接装置,进一步改进加工工艺方法.文章详细介绍了该自动焊接的工艺装备研制和焊接技术参数的选择.

空间环境模拟设备夹层式热沉结构的可靠性设计及工艺探讨

简述了夹层式热沉的性能特点,提出其存在的耐压能力和气密性等可靠性问题。对用不同焊接方式和成型方式制造的夹层式热沉试验板进行了试验分析,确认了不同的焊接方式对不锈钢薄板的损伤程度不同,进而影响不锈钢夹层式热沉试验板的耐压能力,其中以电阻焊方式最佳,激光焊和氩弧焊次之。无论哪种焊接方式,焊前均需调整优化焊接参数。其中,对电阻焊方式,合理调整焊接参数可使试验板水压爆破压力接近母材的实际断裂强度。分析认为板材厚度、焊点大小以及焊点矩阵间距等会显著影响试验板的耐压能力和安全胀形高度,建议取板厚0.5~2.5mm,焊点直径取2~16mm,焊点矩阵间距取50~100mm,此参数范围安全胀形高度均大于10mm。建议通过试焊试验板验证检验用不同焊接方式加工的热沉产品的实际耐压能力。热沉上各种开孔、载冷介质的进出分配管处以及封边等位置,若焊点矩阵完整性受到破坏,应补充焊点予以补强。

一种用于空间环境模拟设备的新型气氮循环调温系统

简述了气氮调温系统的特点及国内外应用情况,设计了一种新型气氮调温系统。介绍了该调温系统的原理、特点及流程主要组成部分,对流程的热负荷、降温速率和LN2消耗量等进行了分析计算,并对系统进行了测试。测试结果显示,热沉可在-175^+150℃较宽温区连续控温,在-175~25℃区间的降温速率为2~4℃/min,-150^+150℃温区内温度均匀性±5℃。新型气氮调温系统流程简洁,造价低廉,可满足多种空间环境模拟的试验需求,有一定应用前景,并对该调温系统提出了进一步改进的思路。

某型火箭发动机涡轮转子流热固耦合强度及疲劳寿命分析

针对某国产型号液体火箭发动机涡轮泵在试车时转子叶片产生裂纹的问题,采用ANSYS流热固耦合方法,对叶片进行三维有限元仿真计算,提出了叶片顶部加围带的改型设计方案。对原始模型进行强度计算时考虑了启停工况各关键时间点的流动、传热、瞬态温度场、转速的影响,计算出叶片运行过程中的应力分布,确定产生裂纹的原因是启动过程中部分进气的气流冲击应力过高,且叶片型底前缘应力集中区域的高周疲劳安全系数过低。对改型设计方案进行仿真计算,结果表明:稳态综合加载时改型方案叶片最大等效应力比原模型下降了2 MPa,位置是叶片的型底背弧处;启动0.35 s时改进模型叶片最大等效应力下降2.73%,停机过程中最大等效应力降幅为0.53%;改型方案叶片高周疲劳安全系数均大于1.4的要求,叶片低周疲劳循环次数为22次,与原始模型相比降低了1次,仍满足要求。改型后发动机已安全飞行数次,证明改型方案符合设计要求。

冲击距离对涡轮外环表面温度影响的初步研究

为分析涡轮外环具体结构对温度的影响,在确定的流动与边界条件下,以某型发动机高压涡轮外环为研究对象并进行一定简化,应用3维数值模拟手段计算和分析了不同冲击距离对外环温度最大值及分布的影响,在综合考虑外环温度水平和分布均匀程度的约束下给出了冲击距离的最优值为冲击孔距离的6.5倍。具有较为实用的工程指导意义。

热真空试验技术与设备发展概述

介绍热真空试验技术的发展历程和国内外环境试验设备的发展现状。通过对国内外组件及热真空试验设备分析对比,提出国内热真空试验设备发展的方向。

不锈钢管-铝型材复合热沉性能研究

热沉是空间环模设备的关键部件,热沉材料的性能直接关系到热沉的性能乃至环模设备的性能。简述了常用热沉材料的性能特点及国内外部分热沉材料及结构。研制了一种不锈钢管-铝型材复合热沉,其中,复合翅片管是将不锈钢管穿入铝型材翅片管中胀接而成的。对装入热沉前后的真空容器进行了压力和温度均匀性测试,结果表明,热沉的气体负荷很小,不影响真空容器的空载压力;在-35~70℃范围内,热沉整体温度不均匀性为-2.3~2.5℃;在10~70℃范围内的升温速率为2.73℃/min,20~-35℃范围内的降温速率为1.82℃/min,可满足环模试验需求。铝合金和不锈钢材质在复合热沉中发挥了各自优点,使得热沉可靠性高、质量轻、造价低廉、加工方便快捷,有一定的应用前景。未来还须进一步研究不锈钢管和铝型材翅片管的穿胀工艺以减小接触热阻。

大型空间环模试验设备研制

大型空间环模试验设备主要用于为卫星、飞船、探月飞行器的整星真空热试验与大尺寸天线真空低温环境下展开试验提供高真空、全吸收的冷黑背景及空间热辐射环境。该系统设计配备了外热流模拟测控系统、无油真空系统、真空罐、中央控制系统、热沉、氮系统等组成部分。本文概要介绍了本空间环模试验设备的主要性能指标、系统组成以及主要参数设计。