X型杆单元缩比件的设计技术和实现方法

发布时间：2021-04-20 18:42

　　X型复合材料杆承受拉伸载荷的能力突出,可消除端部接头先于杆主体破坏的薄弱环节。新型火箭的大型结构需求高性能杆系,因此首先成功研制1∶2尺寸缩比的杆单元,通过研究得出适用实尺寸设计的四方面共性技术,即设计优化、与相邻段的端部连接设计、中空夹层杆的制造工艺技术和试验方法。对杆单元做特征化处理来建立两种有限元模型。在简化模型上,采用实验设计（Design of Experiments,DOE）手段筛选设计变量,工程方法缩减数量,再利用全局响应面法寻优;借助真实模型校核强度。连接接头尺寸、螺栓的余量设计兼顾所属部段的尺寸限制和承载需求。经有限元分析和试验验证,优化后杆单元实现同比减重约26%。 

【文章来源】：导弹与航天运载技术. 2020,(04)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【文章目录】：
0 引言
1 国内外发展现状
2 X型杆单元优化设计
    2.1 优化流程
    2.2 结构特征化
        2.2.1 X型杆单元主体截面特征化
        2.2.2 两支杆交叉处形状特征化
    2.3 构建外形特征参数的关系
    2.4 建立优化模型
    2.5 优化设计变量
        2.5.1 选取优化设计变量
            a)工程方法缩减变量。
            b)有限元方法筛选变量。
        2.5.2 设计变量的优化
    2.6 优化结果的有限元分析验证
3 端部接头设计
    3.1 几何限制
    3.2 承载能力设定
    3.3 端部接头强度核算
4 杆单元制造工艺研究
    4.1 杆单元制备过程
    4.2 内、外壳体制备中的褶皱抑制
    4.3 中间板制备中的厚度突变问题
5 杆单元的力学性能试验
    5.1 载荷工况和安装方式
    5.2 试验结果与分析
6 缩比件与实尺寸杆单元的技术关联性
    6.1 缩比件相对实尺寸杆单元缩比原则
    6.2 缩比件与实尺寸杆单元的共性技术
7 X型杆单元经优化后的减重效果
8 结束语


【参考文献】：
期刊论文
[1]剪切理论与经典理论的对称角铺设方板弯曲解析研究[J]. 张承宗.  宇航总体技术. 2019(03)
[2]碳纤维复合材料螺栓连接性能综述[J]. 孙涛,周金宇.  现代制造工程. 2018(09)
[3]T800碳纤维增强复合材料加筋壁板压缩稳定性试验及工程计算方法验证[J]. 吕毅,张伟,赵慧.  航空工程进展. 2017(03)
[4]未来30年航天运载技术的发展预测[J]. 果琳丽,谷良贤,蒋先旺,杨建民,王小军.  航空制造技术. 2009(18)
[5]弹性压杆稳定性的一般表达式[J]. 卓曙君.  国防科技大学学报. 1990(02)



本文编号：3150203