液体火箭发动机管路断裂失效分析及动力优化

液体火箭发动机管路系统的安全性与可靠性已成为发动机能否安全工作的关键。针对某型火箭发动机管路断裂失效的问题,提出了管路的动强度失效分析方法与动力优化设计技术。通过机理分析与故障复现,提出了管路振动控制措施;以故障管路考核部位接头的前后倒角为设计变量,以倒角位置最低动应力为目标函数,采用结构频率禁区约束,进行动力学优化模型设计与基于形状优化的动强度优化设计;开展接头结构在基础激励下的随机振动疲劳损伤定量分析,改进方案最终通过了疲劳试验验证。结果表明,通过对管路结构的动力学优化,提升了管路结构的力学环境适应性与可靠性,验证了改进措施的有效性;所建立的结构失效分析、动力优化设计方法可为型号研制工作提供技术支撑。

冲压发动机管路断裂故障分析及结构改进

针对发动机管路系统断裂故障,开展故障机理分析。通过软件仿真和试验相结合的结构模态分析,找出模态振型与疲劳破坏的联系,对管路结构断裂故障原因进行初步定位和定性分析。利用ANSYS nCode DesignLife软件对结构开展随机振动疲劳寿命计算,总结了随机振动疲劳计算流程和设计方法。仿真预示的管路结构断裂位置与试验结果基本一致。提出多个结构改进方案,利用振动疲劳仿真计算对不同改进结构进行定量的疲劳寿命预测,优选出最佳方案。优化方案提高了管路结构的抗振性能,降低了RMS应力值和损伤,在主要破坏工况(x向振动)疲劳损伤寿命提高到3.2×107 s,其余振动方向疲劳损伤寿命分别提高到202%(y向)和190%(z向)。通过试验考核验证改进措施有效。

基于核电空调制冷系统管路抗断裂分析及其优化措施

制冷系统作为核电空调设备的重要构成部分,需要同时满足机组管路振动的要求和抗震的可靠性的要求,对于管路抗断裂的要求更高,应不断优化设计和加工工艺,避免出现管路断裂等各类问题,提升核电空调产品的质量。本文针对核电空调制冷系统管路断裂的问题来源进行分析,并提出一些优化策略,为抗震空调的管路优化设计和制造提供思路。

关于产品设计阶段引入设备监理服务必要性的研讨——集箱手孔设计缺失及放气管路设计热膨胀位移不足问题的案例

目前设备监理主要服务于设备制造阶段,而设备制造阶段仅是设备全寿命周期中的一个环节,但设备质量、寿命及费用很大程度上取决于设计阶段。设备监理服务在设计阶段的缺失造成诸多设计缺陷未能提前发现,给设备制造阶段的监理工作带来了很大困扰。文章就某项目锅炉集箱未设计手孔造成设备制造过程中无法进行内窥清洁检查见证,以及对再热器进出口集箱连接管的放气管路因受热膨胀引起断裂问题的解决过程进行阐述,描述了问题的发现、沟通、协商及解决结果,为逐渐将设备监理服务纳入设备全寿命周期管理,拓展设备监理服务范围提供建议和思路。

大推力液体火箭发动机结构中的力学问题

依据大推力液体火箭发动机工作时极端的力热环境状态,阐述分析了大推力发动机强振动、大静载、多源激励和传递路径复杂的力学特点.静力学方面介绍了整机结构载荷分析和组件静力学分析方法,动力学方面介绍了整机低频模型、精细化动力学修正、多源载荷等效等问题的研究情况.针对发动机典型的部件,梳理了大推力发动机研制中面临的力学挑战,包括高温高压燃气摇摆装置、转子动力学、动静干涉流体激振、诱导轮汽蚀振荡、大范围轴向力平衡、超音速涡轮颤振、推力室热疲劳、喷管侧向力载荷、总装管路疲劳断裂等问题,指出了力学需求和未来研究方向.最后对发动机结构概率失效分析的现状进行了简要介绍,为大推力液体火箭发动机研制提供力学支撑.

地铁车辆制动管路动应力分析及结构优化

地铁车辆转向架上制动管路是空气制动系统中的关键部件,制动管路的可靠性对列车制动安全至关重要。针对我国某条地铁线路制动管路断裂问题,通过试验和数值模态分析、振动和动应力测试,分析制动管路断裂的原因。提出增加管路壁厚、采用弹性管卡和增加管卡数量等三种方案对制动管路结构进行优化。采用频域结合时域的动应力分析方法对制动管路各优化方案进行动应力仿真。结果表明,制动管路一阶横弯振动(73.2 Hz)和构架侧梁八字横弯振动(71.8 Hz)耦合共振是制动管路断裂的主要原因;在制动管路两管卡中间位置处增加一个管卡,相比于增加管路壁厚(从1.5 mm增加至3 mm)与降低管卡刚度(从0.85 GPa降低至0.15 GPa),降低管路动应力水平的效果最为显著。为车辆转向架制动管路结构优化改进设计提供了理论依据。