含人工脱粘层固体装药结构应力应变场分析

针对某翼柱型固体装药结构,选取1/16子结构进行了有限元分析。通过将其分割成若干具有单一拓扑型式的组合体,获得了精度较高的结构化网格。在三维线性粘弹性理论和边界非线性理论基础上,基于接触算法模拟了人工脱粘层的边界条件;研究了固化降温过程含人工脱粘层固体装药结构的变形特征和应变场,并与无人工脱粘层的计算结果进行了对比,结果表明:人工脱粘层可以显著地改善固体装药结构端部的应变水平,最大的等效VonMises应变从无人工脱粘的30.1%下降为23.0%。此外,探讨了人工脱粘层前缘的应力水平以及工程上界面脱粘的快速近似计算方法。

复杂型面固体装药结构的快速建模技术

高质量的有限元网格是保证计算精度的前提和基础。固体装药结构型面极其复杂,这给有限元的离散带来了很大的困难,为此需要开展快速建模技术研究。快速建模思想是针对固体装药结构具有循环对称的特点,基于CAE软件,对于其中子结构将其分割成具有单一几何拓扑型式的组合体,方便地实现拉伸、映射或者扫掠操作,获得精度较高的结构化网格。针对某一典型星形内孔固体装药结构,详细阐述了快速建模的核心技术,数值模拟了固化降温过程中固体装药结构的应力应变场特征。快速建模技术对于其他类似的固体装药结构有限元离散具有很好的借鉴和参考价值。

温度循环条件下固体装药应力及累积损伤研究

为考察外界环境对固体火箭发动机的影响,基于热粘弹性模型,利用有限元方法对其装药进行了温度循环条件下的顺序热应力耦合模拟,给出了温度场和应力场,建立了基于应力的累积损伤模型,研究了其累积损伤及主要影响因素。结果表明,温度循环条件下,装药内部产生交变应力,导致损伤累积。温度转换期间累积损伤增长较快,特别是在高温向低温转换期间,影响最大,并且随着升降温速率的增加,累积损伤显著增加。这为准确评估外界环境对固体火箭发动机的影响提供了参考。

固体装药结构界面应力分析

研究了基于热黏弹性接触理论计算固体装药结构界面应力的数值方法,给出了一种快速判断界面是否脱黏的工程实用方法.以某固体装药结构为例,采用接触算法模拟固体装药多层结构复杂的边界条件,计算了挂飞工况下固体装药结构应变场特征,研究了壳体/绝热层界面应力的分布规律,结果表明:应变场云图符合工程实际,壳体/绝热层界面黏接良好,不会发生脱黏现象.

基于TDLAS的固体推进剂装药羽流流速测量方法

介绍了一种基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)的固体推进剂装药羽流流速测量新方法。选用推进剂燃烧产物H2O分子在1 392nm处的吸收谱线,通过频率标定、交叉布置光路,利用多普勒频移效应可反演流速。在静态试验中对比了羽流流速特性曲线和发动机内压强曲线,验证了该技术用于固体推进剂装药羽流流速测量的可行性。研制了紧凑型测量样机,采用锂电池供电,响应时间30ms,质量2kg,功耗小于5W,在线反演流速并存储结果。进行随火箭橇飞行的动态测试,获得了有效的羽流流速结果。结果表明,TDLAS技术可用于测量随发动机飞行的动态羽流流速,是获取推进剂装药实时在线燃烧状态参数的有效途径。

激波作用下含缺陷固体火箭装药的流固耦合数值模拟

采用弱耦合方法对激波作用下固体火箭发动机含缺陷药柱的流固耦合相互作用进行数值模拟。其中非定常流场采用基于任意拉格朗日-欧拉坐标系下的二维可压缩Euler方程进行描述,并采用格心格式的有限体积方法对方程进行离散求解;对激波冲击作用下含装药裂纹的固体位移场采用时域间断Galerkin扩展有限元法进行数值模拟,并对裂纹尖端动态应力强度因子进行计算。结果表明:激波在固体火箭发动机内装药裂缝传播过程中具有反射、绕射等现象,表现出高度非定常非线性的特点;同时流固耦合相互作用使得裂纹尖端位移场以及应力强度因子表现出振荡效应。

基于知识工程的固体火箭发动机装药设计技术研究

为了实现对以往设计经验及知识的继承和重用,在固体火箭发动机装药设计中引入了基于知识工程的设计思想。首先建立了装药设计的SBF表示模型,从产品设计的角度说明了装药设计实质;然后完成了药形选择的神经规则表示;同时,实现了基于案例推理的药形几何参量确定,具体内容包括建立尺寸无关药形几何参量的案例表示模型,给出基于案例推理的药形几何参数确定算法。最后,结合实际应用对上述工作进行了具体实践;并针对实际型号进行了装药设计。通过对设计结果的正确性验证,证明该技术可行、有效。

固体推进剂装药领域丁羟衬层研究进展

丁羟衬层是一种壳体粘接式固体火箭发动机装药常用的粘接材料,主要作用是实现固体推进剂与绝热层的可靠粘接,保证推进剂按照设计规律进行燃烧,保证发动机的正常工作。主要介绍了壳体粘接式固体火箭发动机装药领域丁羟衬层力学性能、装药粘接性能、老化性能及成型工艺方面的研究进展,并对今后丁羟衬层的研究方向提出了展望。

基于内窥检测技术的固体推进剂装药缺陷检测方法

为实现固体推进剂装药内表面缺陷的检测,通过内窥镜检测技术对其进行了理论分析与检测试验,着重对定量检测技术在固体推进剂装药内表面缺陷检测中的应用进行了研究;通过对检测结果的分析,验证了采用该方法能够实现固体推进剂装药内表面缺陷的检测,可以很好地控制固体推进剂装药的质量。

国军标《压伸成型双基固体推进剂装药通用规范》修订情况简介

双基固体推进剂装药压伸成型工艺是火药成型重要工艺之一,GJB 1073A—2000《压伸成型双基固体推进剂装药通用规范》与原规范 GJB 1073—91对比增加了以下技术内容:按组分和药形两种分类原则对推进剂装药进行了分类;明确了原材料采用的标准;补充了原标准的规格要求;推进剂的组分及偏差;成分分析标准和性能测试标准;质量保证规定中的检验分类、检验项目及抽样方案。

固体火箭发动机装药、总装质量与可靠性信息管理探析

阐述了固体火箭发动机装药、总装厂在研制批产并举、军民品同步发展的形势下,如何做好质量信息管理工作,并对当前信息管理工作中存在的问题进行了剖析,提出了解决方案。

淹没空化水射流破碎HTPB工艺多目标优化

为兼顾淹没式空化水射流倒空固体发动机装药的安全性和高效性,在淹没空化水射流破碎HTPB推进剂方坯实验基础上,提出应用最优拉丁超立方抽样方法并结合BP神经网络训练方法和带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)实现破碎工艺的多目标优化;以质量损失速率和耗水量为优化目标,以破碎装置系统的入射压力、靶距、喷嘴直径、破碎时间影响因素作为设计变量,通过NSGA-II算法获得Pareto优化解集。结果表明,该优化解集可为不同工况条件下的淹没式空化水射流质量损失率和耗水量的匹配提供多种方案,缩短寻找适宜工艺参数的时间,并获得本实验设计变量范围内一组实现较小耗水量获得较大质量损失率的最优工艺参数组合,在此工艺条件下,HTPB质量损失率与耗水量比值为8.3 g/L。