某型火箭发射用膜片刻痕形态仿真及参数优化

发布时间：2020-12-12 08:39

　　近年来火箭的发射密度增高,这对火箭的质量和可靠性提出了严峻的挑战。而发动机作为火箭的关键部分,其是否正常工作对发射成功有着重要的意义。而膜片的正常爆破关系到发动机能否正常点火。现阶段膜片刻痕主要根据操作者的经验进行,往往存在合格率低、效率低、可靠性低等问题。为解决类似问题,进一步提高火箭发动机的可靠性,本文对膜片刻痕进行分析从而科学提出膜片刻痕结构的优化方案。通过对膜片材料力学特性的分析,提出了基于Johnson-Cook的本构模型,并在此基础上提出了膜片材料的失效准则。为了对膜片爆破进行分析,提出了膜片刻痕仿真优化分析的方案,并对整体方案的流程进行优化。针对膜片爆破分析提出了对爆破影响的三个要素,分别对膜片刻痕形状、刻痕角度、刻痕深度对膜片的工作性能影响进行了研究,为后续仿真提供理论基础。通过对膜片爆破的理论分析,建立了膜片及刻痕有限元模型,并设立了材料特性以及破坏准则。对仿真模型建立了装配设定、建立了分析步、设定了边界条件及载荷。通过仿真得出了“工”字型刻痕、“十”字型刻痕、“六线”型刻痕和“八线”型刻痕的仿真结果,并通过分析得出破裂区域的面积和通气效率。为后续分析提供数据基础。最... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

六线型刻痕金属膜片

a）平板型 b）正拱形 c）反拱形图 1-2 膜片类型示意图目前，膜片的研究集中在敏感元件方向，在一些减压阀、调压阀、稳压阀中都会存在膜片元件，这些元件的作用是对压力值的变化发生物理形变从而稳定阀门的出口压力。关于爆破性质的膜片研究较少，爆破膜片的研究主要是在不同膜片类型下针对特定一种刻痕结构的膜片进行爆破的研究，缺少了对不同刻痕形状的膜片爆破研究。现有研究主要针对膜片的动压特性和工艺稳定进行研究，关于膜片爆破缺少理论研究。基于此本研究将开展对不同刻痕形状膜片爆破的理论研究。1.3 膜片数学模型及有限元应用的研究现状最初是由 Lake 和 Bestehom 等对膜片受侧向载荷发生变形的理论进行了研究，研究建立在膜片变形过程中壁厚变化均匀，并且变形过程中的膜片材料总体积不会发生变化的基础上，结合塑性力学和大变形理论分析了膜片在静力作用下的变形，建立了膜片变形过程的基本理论模型。沈宏等学者针对材料塑性影响膜片爆破压力精度的问题进行了研究，并且假

片失效参数；膜片初始发生等效塑性应变发生值；—膜片应变的增量；膜片在失效时的应变值。生破裂时即认为膜片失效，失效时的应变值采用 Johns1 2 3 4 50exp 1 ln 1plplfpd d d d dqεε qεΛ =+ + + 量得来的实效常数；料的参考应变率；材料的塑性应变率。描述了材料在遭到破坏时的应力变化。材料的破坏有两，另一种是屈服应力的下降。图 2-1 中实线表示材料实而虚线是理想状况下材料应力的趋势。


本文编号：2912210