喷管扩张段旋压模具智能设计系统研究

针对液体火箭发动机推力室喷管扩张段旋压成形过程中使用的模具进行了智能设计技术研究。通过调研旋压模具设计实例,提炼出旋压模具的设计规律,建立旋压模具设计技术的专家知识库。利用旋压模具设计知识库中的知识,采用MFC、UG二次开发技术和参数化技术,建立了旋压模具的参数化模型库,实现了旋压模具的智能设计。利用MFC开发了面向对象的简洁操作界面,实现了用户输入产品工艺数据,系统快速输出可用于加工的旋压模具模型的功能。通过实验证明,应用该系统设计的模型加工制造而成的模具旋压出的产品满足合格产品要求。     

冷热循环处理对强力内旋压筒形件尺寸精度的影响

强力内旋压是制造高精度薄壁筒形件的先进成形方法,旋压后尺寸精度的控制一直是困扰生产的主要问题。文章研究了强力内旋压5A06铝合金筒形件的尺寸控制技术,测量了试验件外表面残余应力,介绍了成形后各个不同处理状态下圆筒直径的变化情况。结果表明采用冷热循环稳定化处理工艺可以有效地控制内旋压工件的尺寸稳定性。     

多台阶薄壁圆筒强力旋压工艺试验研究

介绍了30CrMnSiA材料多台阶薄壁圆筒采用同步反旋成形的工艺流程、试验过程和出现的问题及处理措施,摸索了旋压工艺参数对该类结构产品尺寸精度的影响规律,为同类结构产品旋压成形提供参考。     

两端缩径发动机壳体整体旋压成形工艺研究

通过分析某型号发动机壳体成形难点,结合我所生产实际情况,制定出新的两端缩径旋压成形工艺,即分段分模旋压成形方式,最后通过小批量生产试验验证了该工艺具有可行性和可靠性,为将来制定生产性工艺奠定了基础,也为其它类似结构发动机壳体旋压工艺的制定提供了借鉴。     

某型号发动机旋压壳体缺陷分析与研究

论述了某型号发动机旋压壳体缺陷存在的原因,并通过工装和毛坯结构尺寸的优化及操作行为的规范,成功解决了发动机旋压壳体缺陷,最后通过批生产进一步验证该工艺具有稳定性和可靠性,证明改进后的工艺方案切实可行,为该型号产品批产任务顺利完成提供了保障。     

钛合金旋压技术在国内航天领域的应用及发展

综述了国内钛合金在旋压成形和理论研究领域的成果和水平,重点结合航天领域钛合金旋压需轻量精密化的特点,探讨了影响航天制件钛合金旋压成形的几个关键因素,即加热温度、旋压工艺参数、旋压工装及润滑方式等。对钛合金旋压在航天领域的技术应用及发展进行了展望,提出低成本和复杂型面零件旋压是未来发展趋势。     

某助推器壳体旋压工艺研究

介绍了一种材料为合金结构钢30Cr Mn Si A的双台阶固体火箭助推器壳体强力旋压工艺方法。通过分析零件的结构特点,确定出采用正向旋压方法,设计相应的旋压毛坯和旋压工装。通过工艺试验过程检测与数据分析,确定出合理的旋压工艺流程,经过生产验证旋压工艺流程的合理性和可行性,旋出满足设计要求的产品,为同类结构壳体旋压提供技术参考。     

筒形件模环旋压隆起和旋压力的有限元模拟分析

在分析筒形件强力模环旋压工艺变形特点的基础上,采用三维弹塑性有限元法对筒形件模环旋压进行了数值模拟,分析了旋压成形时的应力分布、旋压成形中的隆起现象及工艺参数对隆起和旋压力的影响.结果表明,在所描述的工艺条件下,采用成形角为20～25,牵引速度范围为0.4～0.6mm/s是合理的.模拟分析结果为模环旋压工艺参数的优化提供了依据.     

3A21铝合金热处理及旋压温度对其组织性能的影响

在分析3A21铝合金组织性能的基础上,研究了该材料在不同减薄率条件下退火温度对薄壁圆筒旋压工艺和性能的影响。对旋压工件采用不同温度的退火,得到不同的力学性能和塑性指标。试验表明,低温退火可适当消除旋压残余应力,获取较高的材料强度,再结晶退火可细化晶粒、恢复材料塑性。旋压过程中成形温度过低达不到提高旋压材料塑性的目的,易形成缺陷及扩径;温度过高导致晶粒长大,材料堆积产生缺陷。通过不同的热处理方式可获取相应的材料使用性能。     

一种运载火箭时变结构模态参数辨识的确定性演化方法

针对运载火箭的时变结构模态参数辨识问题进行研究，基于时变自回归滑动平均(TARMA)模型，提出一种时变结构模态参数辨识的确定性演化方法。该方法利用小波基函数的良好局部函数拟合能力，将墨西哥帽小波函数作为TARMA模型时变系数的空间基底，构建了基于小波函数的泛函序列时变自回归滑动平均(FS-TARMA)模型，并发展了两步最小二乘估计方法，实现了时变系数的解耦估计。通过有限单元法，建立了阿里安V号芯级运载火箭时变有限元模型，对所提辨识方法进行了验证，结果表明：墨西哥帽小波基FS-TARMA方法能够有效地辨识系统的时变模态参数；与传统傅里叶基FS-TARMA方法相比，具有更好的辨识精度，并且能够准确地反映出模态局部细节特征。     

随动推力作用下柔性旋转飞行器稳定性分析

针对柔性旋转飞行器动力学问题,考虑了飞行器转速的作用,建立了计入陀螺力矩及随动推力影响的运动方程并分析了系统的动力稳定性问题。将柔性旋转飞行器简化为带有附加质量的非均匀转子结构,考虑陀螺力矩及随动推力的影响,采用剪切变形对轴向位移有影响的Timoshenko梁模型,基于有限元方法建立了运动方程,分析转速、剪切刚度及附加质量等因素对系统稳定性的影响,发现了转速作用下旋转飞行器刚体和弹性体模态耦合的新现象。结果表明：剪切刚度较小时,剪切变形对临界推力有较大影响;附加质量的大小及位置对临界推力和不稳定域有重要的影响;转速一般会诱发非均匀转子系统的弯曲模态与刚体模态合并为一个耦合模态,致使系统产生动态失稳。     

合金元素对铬锰硅钢回火过程和组织的影响

本文以常用的30CrMnSiA钢为例,通过分析其淬火后在不同的温度进行回火的组织变化,研究了合金元素对铬锰硅钢回火过程和组织的影响。试验研究结果表明,合金元素对钢的回火过程和组织产生影响,加宽了回火温度范围,改变了组织形态,增加了钢的回火稳定性,使钢具有良好的综合力学性能。该研究有助于铬锰硅类钢的生产制造、选择应用和制定热处理工艺。     

推力作用下变质量柔性自旋飞行器稳定性分析

针对变质量柔性自旋飞行器推力作用下稳定性问题，以Timoshenko梁为模型，考虑陀螺效应和剪切效应，基于有限元法建立系统振动方程，分析质量变化、推力作用和自旋转速对系统振动的影响，采用自适应Newmark法求解系统的振动响应。结果表明：质量和推力能够改变固有频率、进动频率和临界转速；受质量变化影响，自旋转速与临界转速相等时，飞行器发生短暂共振，共振响应峰值最大时刻与此重合时刻相比稍有延迟。     

合金元素对铬锰硅钢回火过程和组织的影响

本文以常用的30CrMnSiA钢为例,通过分析其淬火后在不同的温度进行回火的组织变化,研究了合金元素对铬锰硅钢回火过程和组织的影响.试验研究结果表明,合金元素对钢的回火过程和组织产生影响,加宽了回火温度范围,改变了组织形态,增加了钢的回火稳定性,使钢具有良好的综合力学性能.该研究有助于铬锰硅类钢的生产制造、选择应用和制定热处理工艺.     

环向肋增稳的薄壁圆筒结构定向拓扑优化方法

针对广泛应用于飞行器的薄壁圆筒结构,在优化设计时未考虑薄壁特性导致优化结果加工性和稳定性欠佳的问题,提出一种面向飞行器总体设计阶段的环向肋增稳薄壁圆筒结构定向拓扑优化方法.该方法首先依据薄壁结构壁厚方向将有限单元划分成组,以单元组为基本单位构成优化设计空间,保证优化结果具有定向性,进而保证优化结果符合薄壁结构加工特性;...     

大气层外质量矩控制自旋拦截器的姿态机动效果分析

针对大气层外质量矩控制自旋拦截器的特点,建立了具有一个可任意活动质量块的拦截器六自由度动力学数学模型;并基于带有一个沿径向运动质量块的姿态动力学模型,分析了姿态控制机理及结构参数对姿态控制效果的影响,通过仿真验证了分析的有效性,为拦截器姿态控制系统的设计奠定了基础。     

复合材料层合板热-力作用下的失效研究

碳纤维复合材料力学性能优异,在航空航天等领域广泛使用,其在热-力联合作用下的损伤失效研究对于结构的损伤破坏和强度预测具有重要意义。发展了热力耦合条件下复合材料结构渐进损伤分析方法,建立了三维有限元热烧蚀模型,并验证了计算模型的可靠性;采用三维Hashin失效准则,结合材料刚度突然退化模式,建立了失效分析模型,仿真分析了热-力联合作用下复合材料层合板损伤演化全过程。结果表明,该方法不仅能够较好地模拟复合材料层合板从局部失效的萌生、扩展直至结构完全失效的全过程,而且可以直观地显示结构的损伤失效模式,预测结构在不同条件下的承载能力。     

基于CAD三维模型几何特征简化的卫星桁架结构快速建模仿真与试验验证

为提高卫星桁架结构设计过程的仿真建模质量,优化仿真过程对三维模型信息的利用方式和效率,文章提出一种基于CAD三维模型几何特征简化的卫星桁架结构快速建模仿真方法,并给出分别采用梁单元和壳单元建模的路径及软件界面。将该方法应用于某卫星结构的仿真建模,得到了三维有限元模型模态分析数据,其与力学试验数据的对比结果表明:横向模态分析与试验误差最大,为6.07%;各方向误差均满足指标要求。基于CAD三维模型几何特征简化处理的卫星桁架结构快速建模仿真方法合理可行,建模过程便捷、高效,数据可信。     

液体火箭发动机工艺与过程关键特性研究

介绍了确定液体火箭发动机制造工艺和过程关键特性的方法。运用FMECA法分析和研究了液体火箭二级发动机设计关键特性、工艺关键特性和过程关键特性,识别出三类关键特性242项,在此基础上总结出了液体火箭发动机工艺关键特性与过程关键特性判别准则,即策划与甄别准则。该准则可有效推进液体火箭发动机的精细化管理,为发动机成熟度进一步提升打下了基础。     

辐射开环空间绳系机器人编队动力学及控制

提出了一种新型辐射开环空间绳系机器人编队系统,其在编队稳定性、任务灵活性及燃料消耗等方面具有明显的优势。针对辐射开环空间绳系机器人编队系统自旋运动过程中的构型误差控制问题,首先建立了编队系统的自旋动力学模型;然后分析了空间绳系机器人的绳系拉力和空间平台的自旋扭矩对编队系统自旋运动中出现的构型误差的控制能力;设计了一种依靠空间绳系机器人绳系拉力和空间平台自旋扭矩作为控制量,对构型误差进行控制的协调控制方法;最后通过数字仿真进行了校验和分析。仿真结果表明：设计的协调控制方法能够明显改善编队系统自旋运动中构型误差的控制效果。