基于多应力仿真分析的舵机加速试验剖面设计方法

多应力条件下的加速试验中,利用仿真分析定量指导试验剖面的设计,可以大幅缩短试验周期。针对航天器舵机这一典型机电产品,通过有限元分析,得到舵机在不同载荷类型与量级的应力应变响应,进一步确定舵机的工作载荷极限,建立初始加速试验剖面。根据应力应变响应结果,计算得到对应的疲劳寿命,建立舵机在多应力下的加速因子模型。在此基础上,按照加速比≥5的要求,修正舵机的初始加速试验剖面,得到最终的多应力加速试验剖面,以此为后续开展此类航天器机电产品的多应力加速试验提供参考。

浮体剖面载荷的几种计算方法

水中浮体的剖面载荷计算对于总体强度分析起着至关重要的作用。利用三维势流水动力软件预报浮体的运动及受力响应,以此结果为前提条件,采用三种不同的方法(压力积分法、多体法和广义模态法)。计算浮体的剖面载荷:最后以一个半潜平台结构为算例,并得到三种方法的相互验证。

弧型布局浮式防波堤波浪载荷特性分析

非直线型浮式防波堤相较于直线型布置,其对多浪向的掩护效果更佳,但波浪载荷特性也更加复杂。本文提出一种弧型布局的浮式防波堤布置方案,基于三维势流理论对其进行波浪载荷特性分析,计算不同浪向下的一阶波浪力和二阶波浪力,给出了典型剖面载荷。并与直线型布局浮式防波堤进行对比分析。结果表明采用弧型布局能够有效降低浮式防波堤结构一阶波浪力与二阶波浪力,并且使得结构在斜浪下的剖面载荷与横浪工况下趋于一致。

涡轮叶片-榫头-轮盘的蠕变与低循环疲劳寿命预测

为获得小型涡扇发动机的涡轮转子结构的预期寿命,通过对涡轮叶片-榫头-轮盘结构进行一体化建模,利用经典寿命预测方法对其蠕变持久寿命与低循环寿命进行了预测。首先,分析了各部位温度分布和应力-应变分布,确定寿命关键点,利用Larson-Miller方程计算叶片的蠕变持久寿命,然后采用Manson Coffin方程计算整个结构的低循环疲劳寿命。计算结果表明,由于载荷剖面下的工作温度较低,叶片的蠕变损伤极小,而由于榫头/榫槽部位存在应力集中,其低循环疲劳预期寿命仅有102次循环。

基于设计波法的半潜型浮式风力机结构强度校核

以美国可再生能源实验室(NREL)公布的"5 MW baseline"浮式风力机模型为设计依据,利用设计波的谱分析法,挑选基础结构典型剖面载荷,并对其进行长期预报,计算半潜基础典型受力工况下的设计波要素,结合浮式风力机所受风载荷及6个自由度风力机气动载荷,选择风浪同向为最不利工况,对设计波条件下的结构总体强度进行计算校核。结果表明:结构在2种典型作业工况下强度均满足设计要求。

××导弹翼面超声速大迎角压力分布特性试验研究

在M =1 .2～ 3.0 ,α =8°～ 30° , =0°、- 45°的范围内 ,进行了××导弹翼面超声速大迎角压力分布特性试验研究。结果表明 :在试验条件下 ,翼面压力分布具有锥型流的特征 ;M≥ 2 .0时 ,弹翼背风面压力值在较大迎角下十分接近理论极限值 ,且M数越高越接近 ;不同弹体滚转角对弹翼压力分布及剖面法向载荷有明显影响 ;由于弹体对弹翼的非线性压缩性影响 ,在相同α下 ,随M数增加 ,弹翼迎风面压力系数在 =- 45°时的某些区域逐渐增大。

半潜平台总体强度计算中的波浪工况研究

半潜平台总体强度分析中,全面考查对平台最不利的波浪工况对其安全性非常重要。根据规范和相关研究成果,同时结合对半潜平台结构特性的分析,得到一系列危险波浪载荷工况,采用设计波谱分析方法对目标平台进行水动力载荷预报和结构响应计算。结果表明目标平台的最危险控制工况是使平台产生横剖面最大水平扭转的斜浪工况,且该工况在规范推荐考察的工况之外,研究成果可为类似平台的总体强度分析提供参考。

拖航船和多模块拼组箱式平台耦合模型水动力特性研究

箱式保障平台在海上物资运输方面具有重要应用前景。本文提出一种多模块拼组箱式平台设计方案,采用Ansys软件中的AQWA水动力模块,基于三维势流理论与时域分析方法,对拖航船拖曳下的箱式平台的水动力性能进行数值模拟。研究结果表明:1)箱式平台左右两模块运动协调,基本保持一致;2)在规则波工况中,平台垂荡运动最大值随波浪周期递增表现往复振荡的特点,纵摇运动最大值随波浪周期递增整体呈递减趋势;3)在规则波工况中,随着周期的增大,拖曳缆绳张力整体呈现增大趋势;不规则波工况中,拖曳缆绳张力随着海况等级的增加整体呈现增大的趋势;4)在规则波工况中,单位波幅下,随着周期的增大,中剖面剪力和弯矩整体呈现下降的趋势;不规则波工况中,中剖面剪力和弯矩随着海况等级的增加呈现递增的趋势。通过数值研究,可为实际作业中拖航作用下箱式平台的水动力特性计算提供基准数据,推动箱式平台设计理论的发展。