复合材料壳体弹性常数确定的实用方法

本文提出了由已知的壳体参数及壳体内压和轴压时测得的应变,利用最小二乘法确定固体火箭发动机纤维缠统壳体弹性常数的方法。     

线性理论在壳体稳定性分析中的适用性评估(摘要)

采用线性理论作壳体稳定性分析,对于典型壳体,在工程设计中已有了广泛的应用,但对于形状比较复杂的旋转壳,没有解析解可循的情况,一般是采用有限元素法来解决。显然对于通常的光壳来说,以往已得到证实,线性理论是不可直接应用的,但对于其它类型的壳体,线性理论是否适用?要圆满地回答这问题,目前仍有很大困难。自从Koiter理论发表后,较为合理地解释了光圆筒壳轴压失稳的临界应力的线性理论预示值与试验值的偏差本质,是壳体的初缺陷和失稳变形非线性(包括失稳前和失稳后的整     

2.4m风洞壳体水压试验技术

水压试验是风洞洞体建造过程中作为检验设计、施工质量的重要手段。本文主要阐述2.4m风洞承压壳体整体水压试验的技术特点、试验目的及总体技术方案,简要介绍了以壳体应力分析结果为参考并结合风洞结构设计经验的风洞壳体位移、应力及支座反力监测部位选择方法,简要给出了风洞壳体整体水压试验的关键步骤,并将水压试验测量结果和应力计算结果进行了比较。2.4m风洞承压壳体整体水压试验的一次成功表明:基于壳体应力分析技术和独特的水压试验程序的2.4m风洞水压试验技术是安全可行的。     

带芯轴实心盘包容性试验研究

针对带芯轴的实心盘在进行包容性试验时,缺陷的大小难以确定的问题进行了研究。由于轮盘和芯轴连接处是圆角过渡,其有效结合面较难确定,故制订了三种计算方案,采用平均应力法进行计算,获得缺陷的大小。用线切割的方法在轮盘上预制缺陷,并在立式轮盘试验器上开展试验。结果表明,合理选取轮盘与芯轴结合面的轴向有效高度可提高试验成功率,研究结果具有工程应用价值。     

运载火箭壳体结构的外压受载情况及外压稳定性计算

本文总结了过去设计工作的经验。首先分析了运载火箭壳体结构的主要外压受载情况;然后对两种类型的受外压壳体进行了强度分析;最后对受外压壳体结构的稳定性计算方法进行了较详细的讨论,并和试验结果作了比较。     

宇航电子设备中壳体的有限元分析

就宇航电子设备中壳体结构的建模进行了研究，采用板壳单元来描述结构，用局部刚化模拟壳体转角和加强处，并对壳体单元自由度和复要边界条件的处理作了大胆有益的探索。     

等边三角形网格加筋壳轴压承载研究

随着新一代中型运载火箭研制的开展,贮箱焊接筒段的精细化设计成为结构减重、火箭提高运载能力的关键。对比分析国内外主要液体火箭贮箱筒段的不同网格加筋形式,发现三角形网格对轴压承载有着显著优势。随即对三角形网格加筋金属壳体的轴压承载能力展开算法分析、有限元计算和全尺寸级破坏试验的研究,最终验证等刚度铺层计算方法正确可行。理论分析和试验结果均表明,相比传统的斜置正交网格形式,三角形网格拥有更高的结构效率。按照结构最优原则设计的等重量三角形网格圆筒的轴压承载能力高出斜置正交网格15.3%左右。采用三角形网格加筋可有效减轻贮箱结构的重量。     

减速器壳体结构振动与辐射噪声分析

从减速器壳体的振动特性出发,对由振动引起的辐射噪声进行了深入的研究;基于声振耦合理论,运用有限元和边界元的计算方法,实现了对减速器的振动噪声的虚拟再现,为减速器的减振降噪优化设计奠定了良好的设计基础。在建立良好有限元模型基础上,计算了减速器壳体结构的振动特性以及壳体表面典型节点处的声学量。设计了减速器缩比模型试验,定性分析灌注阻尼特性对减速器壳体结构的影响。通过对比壳体结构的响应特性,分别从理论和试验上得出了灌注阻尼在测试频段内的减振效果。     

机身整体壁板在轴压载荷下后屈曲计算及结构优化

以民机机身组装壁板为基准,设计了等重量的整体壁板结构,并分别建立了两种壁板的有限元模型.通过组装壁板轴压试验结果与非线性、大变形的有限元计算结果比较,对有限元模型进行了验证,两者结果吻合很好.在此基础上,有限元计算分析得出了组装壁板与整体壁板在轴压载荷下的破坏形式与承载能力的差异.结果表明,整体壁板承载能力比现有的组装壁板承载能力提高了18.4%.最后基于有限元模型与二次响应面模型对整体壁板尺寸进行优化,优化后壁板轴压承载能力不变,结构重量减轻了8.7%, 故为整体壁板设计提供了很好的依据.     

C/E复合材料正交叠层圆柱壳轴、外压稳定性设计的铺层分析

本文从碳纤维-环氧树脂复合材料(以下简称C/E复合材料)正交叠层圆柱壳轴、外压屈曲载荷出发,分析了正交叠层壳壁的层数、层次及环向厚度比值对壳体承载能力的影响。     

载荷偏心率对桁条加劲壳皱损的影响

各种分析结果已经指出:载荷偏心率对轴压下桁条加劲壳的边界影响很重要。为此,完成了试验研究,以验证载荷偏心率对全桁条加劲筒壳皱损的影响。按照两个一组、三个一组、甚至四个一组的分组情况,加工制造了几乎一样的壳体,它们实际上仅在加载偏心率上有所不同。通过各种不同的夹具施加偏心载荷,这种夹具也能经验性地佔价各种端面约束程度。把壳体偏心加载下的实验皱损载荷与通过相同壳体蒙皮中心加载的试验结果以及其它研究报告所发展的非线性理论估算值作了比较。试验结果表明:载荷偏心确实对皱损载荷影响很大,然而这种影响特别和壳体的具体情况,桁条的几何特性以及加载的精确方式有关。估算有关壳体和桁条几何特性对载荷偏心现象影响的问题也包括在参数研究中。     

复合材料结构强度散布特性及可靠性问题的讨论

本文首先对过去复合材料研制中积累的一些试验数据进行了统计分析,对复合材料壳体临界外压的散布特性提出了初步看法。然后对与复合材料结构可靠性有关的几个问题:设计安全系数选取、破坏模式的控制与转变、原材料及制作工艺的控制与检验等进行了讨论。可供复合材料结构设计参考。     

确定壳体轴压屈曲载荷的无损试验方法

本文提出了一种确定壳体轴压屈曲载荷的无损静力试验方法。这种方法基于传统的应变测量系统,利用弯曲应变的切线刚度值做为控制变量,有明确的理论基础。文中以轴压柱形方块壳为例,说明了控制变量在加载过程中的变化规律、预示方法和精度。通过回顾两批轴压化铣圆柱壳试验,说明了方法的应用。结果表明,利用弯曲应变切线刚度法可以较好地预示结构的破坏载荷。     

利用NASTRAN和模态试验修正结构有限元分析模型

本文介绍了一个轴压圆柱形薄壳的模态试验结果以及利用MSC／NASTRAN计算壳体非线性模态的结果。同时，还介绍了利用NASTRAN和模态试验数据修正结构有限元分析模型的方法，结果表明，对于本文研究的壳体，经过NASTRAN设计优化模块的处理，前6－8阶自振频率的有限元计算结果与试验结果相对误差的均方根值约降低50％。     

网格加筋壳结构局部受热轴压承载能力分析

弹体结构设计中越来越多地采用网格加筋壳结构,结构局部受热将降低其承载能力。本文首先采用解析方法分析了受热平板的屈曲失效,在此基础上,对网格加筋壳体在轴压和局部热流作用下的承载能力进行数值模拟,表明材料的热膨胀系数是影响结构失稳载荷的主要因素,分析了局部热流对结构局部失稳和整体失稳承载力的影响,其结果对弹体结构局部受热或抗激光设计具有参考意义。     

某型飞机油滤壳体裂纹分析与探讨

某型飞机油滤壳体在高低压试验过程中发生渗漏。针对渗漏问题采用无损检测方法开展油滤壳体普查,选取典型裂纹件进行宏观及体视分析、微观及能谱分析、金相组织分析和硬度测试,结果表明,该检测方法能有效检出油滤壳体渗漏位置。漏油位置多发生于壳体加强筋及附近腹壁处,裂纹方向有周向或纵向,壳体漏油失效原因为疲劳,表面富氧α层的存在及加工过程中破坏表面完整性的痕迹是壳体开裂漏油的主要原因。     

混杂纤维缠绕壳体结构分析与设计

讨论了固体火箭发动机壳体的混杂纤维缠绕问题。给出了混杂纤维缠绕层厚度比的确定方法。以网格理论为基础，得到了混杂纤维缠绕圆筒壁厚和爆破压强的计算方法以及混杂纤维缠绕封头的分析方法。算例表明，给出的设计计算方法可用于混杂纤维缠绕壳体的初步设计。     

圆柱形块壳的动力稳定性

在导弹、火箭的飞行过程中,弹体结构除了承受静载荷外,还承受脉动载荷的作用。本文研究了在轴向静载和脉动载荷联合作用下,圆柱形块壳的动力稳定性问题,给出了结构主要不稳定区域和“联合”共振不稳定区域边界的计算方法,分析了单频脉动轴压、同相位多频脉动轴压和阻尼对结构动力不稳定区域的影响。分析计算结果表明:当使用轴向载荷接近于结构轴压失稳临界载荷时,小的脉动轴向载荷可能导致结构提前失去稳定性,而且失稳模态不同于静力失稳模态。因此,在结构设计中,宜采用载荷频谱图和结构动力不稳定区域图进行结构强度校核和结构可靠性评估。     

连续波激光对弹道导弹的毁伤效应

本文对美国报导的洲际弹道导弹“大力神”Ⅰ型贮箱与“飞毛腿”弹道导弹受强激光辐照演示实验的破坏模式和破坏机理进行了分析。认为：用激光拦截助推段弹道导弹时,其液体贮箱壳体和固体燃料发动机壳体是最易损的,生存能力很低;在新型号设计时应进行结构加固。     

复合材料层板超声检测缺陷评定方法分析

碳纤维增强树脂基复合材料的接触式超声检测,对大于探头直径的缺陷常采用半波高法评定大小,但各检测标准均没有对半波高法的基准波进行规定。采用不同基准波评定缺陷可能会造成缺陷评定结果不同,从而直接影响制件验收。本文采用理论分析与实际检测相结合的方法,对复合材料检测中常采用的以底面回波为基准波和以缺陷回波为基准波两种缺陷评定方法进行分析,比较了两种方法测量结果的差异,给出了复合材料层板接触式超声检测缺陷评定方法的建议。