24°球形管路接头低温密封性能研究

对24°球形密封管接头进行了计算分析,从理论与试验上分析24°球形管路接头的密封性能。首先利用界面渗透原理和A. Roth假设对界面微漏孔泄漏原因和理论模型进行了研究;其次利用双线性等向强化本构模型对球头密封面的弹塑性变形过程进行有限元分析;最后利用密封面微漏孔泄漏模型对常温和液氮环境下的球头密封特性进行了分析。研究结果表明:(1)24°球接头第一道密封面平均宽度0.296 mm,第二道密封面宽度0.389 mm;(2)24°球头密封面最大比压在573 MPa左右,第一道密封面平均比压381 MPa,第二道密封面平均比压290 MPa;(3)24°球头密封接头液氮环境下的理论泄漏率为4.0×10^(-6)Pa·s,与平均试验泄漏率5.1×10^(-)6Pa·s相比,误差为22%。

球面密封结构密封状态的力学分析及验证

针对卫星推进系统管路中经常使用的球面密封结构,分析了其密封的机理,讨论了塑性变形对金属密封的重要作用。在此基础上,采用非线形有限元法对其进行了弹塑性分析和接触分析,得出了拧紧力矩和密封状态的对应关系,并通过实验验证了分析方法的准确性。

球面密封结构的漏率预估

球面密封结构是国内卫星推进系统管路中经常使用的密封结构,其工作性能直接关系着卫星的在轨安全。针对球面密封的密封机理,通过非线性有限元法分析了安装条件下的密封状态。在此基础上,研究了泄漏气流的流动状态,结合Roth模型建立了分子流状态下的漏率计算模型,得出了泄漏漏率和拧紧力矩、表面粗糙度的对应关系,对检漏条件下结构的漏率进行了预估。在理论计算的同时,通过实验证明了漏率预估方法的准确性。

应力松弛对球头密封结构漏率影响的分析

在球头密封结构检漏过程中,漏率会随时间的变化而逐渐增大。文章为合理解释这一现象,首先给出了一个计算球头密封结构漏率的理论公式;其次,结合应力松弛模型给出了球头密封结构的漏率随时间的关系曲线。结果表明:初期,漏率随时间增长较快,随后增长越来越慢,最终趋于稳定。这一结论与实际检漏过程中的现象是一致的。

球面密封结构锥形垫片的系列化研究

针对航天管路系统中常用的球面密封结构,分析了其密封机理,讨论了密封面的损坏导致介质泄漏的原因。该文以管路系统中常用的37°以及60°球面密封接头为例,研制出相应的系列化锥形垫片。通过工程实践将锥形垫片成功应用于球面密封结构解决泄漏问题,说明了其工程实用价值。

卫星推进系统管路装配技术研究

球头联接件作为卫星推进系统管路装配中的重要零件之一,关系到整个卫星在轨运行能否高可靠及长寿命。针对卫星推进系统管路球头结构联接形式的具体特点,文章通过球头螺纹力学分析,计算了球头结构的最大及最小拧紧力矩值。并采用接触非线性有限元方法对球头结构进行了建模分析,分别得出了在最大及最小载荷工况下球头螺栓的等效应力分布和接触应力的大小,得出了不同力矩和密封宽度、接触面积以及平均接触应力的对应关系,确定球头安装的理论合理力矩值范围。