进气道堵盖设计与仿真研究
发布时间：2021-02-24 17:41
新型空射导弹是当前世界各国竞相发展的重要装备,整体式固体火箭冲压发动机是其首选动力装置。进气道出口堵盖作为整体式固体火箭冲压发动机转级技术中关键的部件之一,国外在这方面已经进行了深入的研究,而国内的研究尚处于起步阶段。本文针对目前国内冲压发动机进气道出口堵盖材料存在的打开时间长、机械结构复杂、抛出物安全性等问题,基于某种超高强度钢化玻璃为某发动机项目设计了一种易碎式进气道堵盖。可抛类易碎式堵盖结构紧凑、打开迅速、经济性好,但由于发动机严酷复杂的工况,易碎式堵盖存在起爆威力和材料破碎结构不易控制的瓶颈。本文基于钢化玻璃兼具高强度和自毁易碎的特性,提出以特种钢化玻璃作为易碎式堵盖材料的设想,以降低打开装置起爆威力和堵盖破碎抛出物粒径。在选用某种超高强度钢化玻璃完成承压可行性试验的基础上,通过有限元应力计算和材料强度理论,初步定义了堵盖材料的许用最大拉应力阀值;进而针对发动机项目对堵盖及其组件作了详细方案设计,并对设计结构件进行了强度校核和改进;自行设计制造试验装置,完成了相关的地面承压试验、地面爆破打开试验,实验结果表明该易碎式堵盖设计方案可以满足固体火箭冲压发动机极限工况15Mpa下承压...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 进气道出口堵盖国内外研究现状
1.2.1 进气道出口堵盖概述
1.2.2 国外堵盖研究现状
1.2.3 国内堵盖研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 堵盖承压设计与试验
2.1 易碎式堵盖材料
2.1.1 某种超高强度钢化玻璃
2.1.2 堵盖材料强度测试
2.1.3 有限元应力计算
2.2 堵盖组件设计及优化
2.2.1 堵盖组件设计
2.2.2 堵盖压板支撑设计和校核
2.3 承压试验
2.3.1 堵盖密封承压试验器
2.3.2 水压试验流程
2.3.3 实验结果
2.4 本章小结
3 堵盖打开设计与试验
3.1 堵盖材料破碎特性
3.1.1 钢化玻璃预应力与破碎特性的关系
3.1.2 单点破碎试验
3.2 易碎式堵盖打开方案与效果
3.3 堵盖爆破试验
3.3.1 堵盖爆破试验装置
3.3.2 试验结果分析
3.3.3 堵盖爆破过程初步分析
3.4 本章小结
4 微爆索打开堵盖的初步数值模拟研究
4.1 多种微爆索打开堵盖的设想
4.2 三种有限元软件的V型聚能微爆索数值模拟对比
4.2.1 流固耦合算法建模
4.2.2 材料本构模型与状态方程
4.2.3 数值模拟结果与分析
4.3 多种聚能微爆索打开堵盖的数值模拟
4.3.1 建模及网格划分
4.3.2 玻璃材料的动态本构模型
4.3.3 数值模拟结果
4.4 本章小结
5 总结与展望
5.1 本文总结
5.2 论文后续工作展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]冲压发动机转级技术研究现状与展望[J]. 郭昆,唐海龙,何勇攀,张坤. 推进技术. 2015(11)
[2]冲压发动机进气道堵盖碎块运动仿真研究[J]. 何勇攀,陈玉春,李立翰. 计算机仿真. 2015(05)
[3]固冲发动机转级过程中进气道动态特性分析[J]. 杨石林,张晓旻,齐红亮,李璞. 中国科学:技术科学. 2015(01)
[4]整体式液体冲压发动机堵盖应用研究[J]. 张晓航,李立翰,何勇攀. 航空兵器. 2014(05)
[5]爆炸冲击波作用下玻璃材料动态响应数值模拟研究[J]. 李顺波,杨军. 工程爆破. 2013(05)
[6]钢化应力对钢化玻璃自爆的影响[J]. 孙文迁,黄楠,齐雅欣. 中国建筑金属结构. 2013(10)
[7]固体火箭冲压发动机转级技术[J]. 张国宏,黄少波,崔金平,曹军伟. 弹箭与制导学报. 2012(03)
[8]脉冲发动机陶瓷隔板的设计和试验研究[J]. 王长辉,刘亚冰,林震,刘宇. 固体火箭技术. 2010(03)
[9]钢化玻璃的钢化程度[J]. 田纯祥. 玻璃. 2009(08)
[10]单孔护壁爆破数值模拟[J]. 肖定军,郭学彬,蒲传金. 化工矿物与加工. 2008(07)
博士论文
[1]平板冲击加载下陶瓷材料的破坏力学行为研究[D]. 冯晓伟.重庆大学 2012
硕士论文
[1]大型钢结构厂房聚能切割爆破拆除研究[D]. 和发波.青岛理工大学 2016
[2]警用破窗器设计及切割夹层玻璃的应用[D]. 张少华.中北大学 2016
[3]钢化玻璃安全性能的理论分析与实验研究[D]. 陈佳.浙江大学 2014
[4]W型微爆索聚能射流计算及数值模拟[D]. 朱正军.南京理工大学 2012
[5]多孔材料装药技术与性质的研究[D]. 姜文欢.南京理工大学 2012
[6]异型聚能罩技术研究[D]. 赵琰.南京理工大学 2006
本文编号：3049724
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 进气道出口堵盖国内外研究现状
1.2.1 进气道出口堵盖概述
1.2.2 国外堵盖研究现状
1.2.3 国内堵盖研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 堵盖承压设计与试验
2.1 易碎式堵盖材料
2.1.1 某种超高强度钢化玻璃
2.1.2 堵盖材料强度测试
2.1.3 有限元应力计算
2.2 堵盖组件设计及优化
2.2.1 堵盖组件设计
2.2.2 堵盖压板支撑设计和校核
2.3 承压试验
2.3.1 堵盖密封承压试验器
2.3.2 水压试验流程
2.3.3 实验结果
2.4 本章小结
3 堵盖打开设计与试验
3.1 堵盖材料破碎特性
3.1.1 钢化玻璃预应力与破碎特性的关系
3.1.2 单点破碎试验
3.2 易碎式堵盖打开方案与效果
3.3 堵盖爆破试验
3.3.1 堵盖爆破试验装置
3.3.2 试验结果分析
3.3.3 堵盖爆破过程初步分析
3.4 本章小结
4 微爆索打开堵盖的初步数值模拟研究
4.1 多种微爆索打开堵盖的设想
4.2 三种有限元软件的V型聚能微爆索数值模拟对比
4.2.1 流固耦合算法建模
4.2.2 材料本构模型与状态方程
4.2.3 数值模拟结果与分析
4.3 多种聚能微爆索打开堵盖的数值模拟
4.3.1 建模及网格划分
4.3.2 玻璃材料的动态本构模型
4.3.3 数值模拟结果
4.4 本章小结
5 总结与展望
5.1 本文总结
5.2 论文后续工作展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]冲压发动机转级技术研究现状与展望[J]. 郭昆,唐海龙,何勇攀,张坤. 推进技术. 2015(11)
[2]冲压发动机进气道堵盖碎块运动仿真研究[J]. 何勇攀,陈玉春,李立翰. 计算机仿真. 2015(05)
[3]固冲发动机转级过程中进气道动态特性分析[J]. 杨石林,张晓旻,齐红亮,李璞. 中国科学:技术科学. 2015(01)
[4]整体式液体冲压发动机堵盖应用研究[J]. 张晓航,李立翰,何勇攀. 航空兵器. 2014(05)
[5]爆炸冲击波作用下玻璃材料动态响应数值模拟研究[J]. 李顺波,杨军. 工程爆破. 2013(05)
[6]钢化应力对钢化玻璃自爆的影响[J]. 孙文迁,黄楠,齐雅欣. 中国建筑金属结构. 2013(10)
[7]固体火箭冲压发动机转级技术[J]. 张国宏,黄少波,崔金平,曹军伟. 弹箭与制导学报. 2012(03)
[8]脉冲发动机陶瓷隔板的设计和试验研究[J]. 王长辉,刘亚冰,林震,刘宇. 固体火箭技术. 2010(03)
[9]钢化玻璃的钢化程度[J]. 田纯祥. 玻璃. 2009(08)
[10]单孔护壁爆破数值模拟[J]. 肖定军,郭学彬,蒲传金. 化工矿物与加工. 2008(07)
博士论文
[1]平板冲击加载下陶瓷材料的破坏力学行为研究[D]. 冯晓伟.重庆大学 2012
硕士论文
[1]大型钢结构厂房聚能切割爆破拆除研究[D]. 和发波.青岛理工大学 2016
[2]警用破窗器设计及切割夹层玻璃的应用[D]. 张少华.中北大学 2016
[3]钢化玻璃安全性能的理论分析与实验研究[D]. 陈佳.浙江大学 2014
[4]W型微爆索聚能射流计算及数值模拟[D]. 朱正军.南京理工大学 2012
[5]多孔材料装药技术与性质的研究[D]. 姜文欢.南京理工大学 2012
[6]异型聚能罩技术研究[D]. 赵琰.南京理工大学 2006
本文编号：3049724
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