固体火箭发动机壳体的随机有限元分析

利用二阶矩法推导出圆柱壳和椭球壳基于弹性失效设计准则的中径公式的可靠度指标计算公式,并将其应用于某型号固体火箭发动机壳体的算例中。同时,利用Ansys软件建立该固体火箭发动机壳体有限元模型,在确定性有限元分析的基础上,对其进行随机有限元分析,求出结构的可靠度。分析表明,以材料的力学性能参数、壳体的几何参数为随机变量的固体火箭发动机壳体的可靠性设计是科学和必要的。最后,对输出的功能函数进行灵敏度分析,为结构参数的优化设计提供参考。

薄壁圆柱壳初始爆破强度的可靠度分析

充分考虑固体火箭发动机壳体的结构特点,建立用中径公式预测其初始爆破强度的方法,对固体火箭发动机壳体爆破强度的可靠度进行了探索。研究表明:①固体火箭发动机壳体实际初始爆破强度与中径公式的名义值之比是符合正态分布的随机变量;②借助于钢制薄壁内压容器的爆破试验数据,在置信度为99%时,得到了该随机变量的分布参数;③应用强度-载荷干涉模型,推导得到了固体火箭发动机壳体爆破强度的可靠度指标计算公式;④固体火箭发动机壳体的可靠度在一定范围内变动。

高性能有机纤维复合材料及其界面性能

综述了高性能有机纤维复合材料在固体火箭发动机壳体的发展应用及其表面改性方法、界面性能的表征 ,并用实验数据探讨增强材料、树脂系统及复合材料界面对壳体性能的影响 。

金属内衬纤维增强复合材料筒体设计

研究了金属内衬纤维增强复合材料筒体的设计方法,推导出了环向及螺旋加环向纤维缠绕的金属内衬筒体计算公式。以算例表明,该方法在保证壳体爆破强度前提下,达到了壳体减重和增加刚度的效果。本研究以固体火箭发动机壳体设计为背景,可以延伸用于一般压力容器。

声发射技术五十年(1961-2011)

文章对过去50年笔者所涉及的一些声发射项目做了回顾。笔者的声发射生涯是从检验玻璃环氧树脂圆柱形压力容器的剩余强度开始的,然后很快地延伸到了其它的很多材料、制品和结构中去。笔者在文中会介绍尽量多的信息,诸如:非金属和金属压力容器、影响声发射的因素、变型模式的识别、降噪技术、地上储罐泄漏探测、结合AE与UT、木材颗粒板的声-超声检验、飞行中飞机结构的监测以及葡萄科植物的缺水探测等。

基于爆破试验的CFRP固体火箭发动机壳体的可靠性设计

根据GJB 1878-94制备了8个碳纤维缠绕复合材料压力容器,通过试验获得壳体的纤维强度、缠绕角、几何尺寸、爆破压强等随机变量特征值,利用这些实验数据对固体火箭发动机壳体进行可靠性设计,并与传统的安全系数法设计进行比较。结果表明,使用可靠性安全系数法设计可以实现安全性和经济性的统一。分析了材料的力学性能参数及壳体的几何参数等随机变量的变异系数对CFRP固体火箭发动机壳体爆破压强分散程度的影响。纤维应力、壳体纤维层厚度和壳体半径的变异系数的大小直接影响了爆破压强的分散程度;而纤维缠绕角除其变异系数的大小直接影响爆破压强的分散程度外,其参数均值也对爆破压强的分散程度有影响。