点火增压过程中体积模量对药柱结构分析的影响

根据点火过程中压强-时间和压强-体积模量变化规律,得出了药柱体积模量随时间的变化规律。应用该规律分别进行药柱弹性和粘弹性分析,得出了泊松比变化情况,并与体积模量为常数的分析结果对比;进一步应用弹性有限元分析整个点火过程中圆管药柱内孔周向应变变化情况,探讨了点火过程中体积模量对药柱结构分析的影响。分析表明,压强对拉伸模量影响不大,体积模量增大相当于泊松比增大,粘弹性剪切松弛模量可由近似公式求得,对药柱进行点火过程弹性或粘弹性分析时,应考虑体积模量随压强变化的影响。

固体火箭发动机冷增压试验系统的设计与应用

针对固体火箭发动机药柱点火瞬态过程应变难以测量的工程难题,研制了固体火箭发动机冷增压试验系统。该系统利用高压气体对药柱内腔进行加压,模拟发动机点火增压过程,实现了药柱内表面应变的实时测量。利用该系统对某型号固体火箭发动机进行了冷增压试验,并将试验结果与数值仿真结果进行了对比,二者相对误差在8%以内。该试验系统操作方便,性能稳定,结果准确。

非均布瞬态内压作用下固体推进剂药柱泊松比随机结构分析

考虑了固体火箭发动机点火过程压力分布的瞬态非均布特性,并以函数形式进行描述,结合三维粘弹性有限元法,计算了固体火箭发动机点火工况下的结构完整性。采用Latin超立方抽样方法,考虑药柱泊松比的分布为截断形高斯分布,对药柱泊松比进行随机抽样;利用泊松比的随机抽样结果,分别计算固体火箭发动机点火工况下的结构完整性;统计计算结果,分析泊松比随机分布对固体火箭发动机在瞬态非均布载荷作用下的结构完整性的影响。计算结果表明,药柱Mises应变受泊松比随机分布影响较小,且应变值与泊松比成线性递增关系,这与均布载荷下得到的结论完全相反。在对固体火箭发动机点火工况进行结构完整性分析时,应充分考虑点火过程压力传播的瞬态非均布特性。

水平井射孔工艺完善

介绍了用于水平井大层段射孔起爆和传爆的延期起爆技术和油管内增压点火技术,并介绍了这些技术在水平井射孔施工中的部分应用情况。

一种固体推进剂药柱结构完整性的快速评估方法

为了实现固体推进剂药柱结构完整性的快速评估,首先从推进药柱的动态模量入手,建立了一种动态载荷作用下药柱等效模量快速实时评估方法;然后提出了温度应变系数和压力应变系数的概念,建立了动态载荷工况下药柱等效应变和等效应力的计算模型,可得到药柱内部危险位置在各个时刻的等效应变、等效应力的变化情况;并与基于线黏弹性理论的有限元模拟计算结果进行了对比。结果表明,两种计算方法得到的3种固化降温曲线下,药柱危险位置的等效应变和等效应力的最大差值分别为4.60%、4.74%;3种点火增压曲线下药柱危险位置的等效应变和等效应力的最大差值分别为1.93%和1.23%;且该评估方法计算所需时间大大减少,可用于固体推进剂药柱结构完整性的快速评估。

极端条件下大长径比固体发动机药柱结构完整性快速分析

药柱的结构完整性对固体火箭发动机正常工作具有重要意义,大长径比、高马赫数、复杂药形和极端温度等给药柱结构完整性带来了严峻的考验。基于ANSYS Workbench软件平台,采用粘弹性分析方法针对某大长径比(L/D>16)翼柱形药柱进行了结构完整性分析,得到了极端温度条件下点火增压过程药柱的应力-应变响应,为药柱的完整性评估提供指导。同时为实现点火增压过程中药柱结构完整性快速分析,建立了药柱内关键位置药柱应力-应变响应的快速评估方法,开发了结构完整性快速评估程序,并应用该评估系统分别对高温(60℃)和低温(-40℃)点火增压过程中药柱结构完整性进行分析,得到药柱内危险位置的等效应力、等效应变和等效模量的变化情况,最后与基于线粘弹性本构模型的有限元仿真结果进行了对比分析。仿真结果表明,两种计算方法得到的药柱内危险位置的等效应力、等效应变和等效模量大小基本吻合,且快速评估系统大大节省了计算时间,可实现点火增压过程复杂药形内孔燃烧药柱的快速分析。