基于FEA的某真空容器封头结构的强度评定

封头是真空容器的重要组成部分,文章采用有限元法建立了某大型立式真空容器封头与圆筒体连接段的模型,利用ANSYS分析软件对球冠形封头与筒体的几种连接方案作了系列计算,并进行了应力分类及强度评定。在满足设计要求的情况下从几个改进方案中找出优化设计结构,提高了结构设计质量。有限元分析结果为封头的结构设计与制造提供了理论依据与技术支持。     

固体火箭发动机连接结构接触应力研究

应用接触理论和有限元方法，分析固体火箭发动机法兰连接结构的接触问题。建立了法兰连接结构的有限元模型，充分考虑了连接螺栓预紧力对结构刚度的影响，将其合理地转化为等效节点初载荷。推导出在法兰对接面上有气密性要求时求解最佳预紧力的公式。最后通过实例进行了接触应力计算。结果表明，采用的分析方法和由此得出的结论具有一定的工程意义。     

低压舱设计

从飞机环控系统地面模拟试验设备设计的角度，以刚度计算为重点，论述了低压舱的设计方法，推荐了美国米室斯图表法，从而简化了计算。只多年的实践经验，在低压舱的封头、加强圈、开门机构和密封形式的设计中均有独到上。尤其是，大胆取消了开闭舱门的锁紧装置，采用了“羊角式密封圈”靠空时形成的负压，自动密封舱门的方案，使开、闭舱门特别简单、快捷，实践中收到了良好的效果，大大缩短了试验周期 。     

基于微分几何纤维缠绕回转壳封头的厚度计算

应用微分几何理论,建立了纤维复合材料在回转壳封头上稳定缠绕的数学模型,推导出了缠绕角、中心角与轴向坐标之间的微分方程。结合缠绕轨迹在封头上叠带的几何关系,给出了厚度的计算方法。算例表明该计算方法反映了纤维缠绕回转壳封头上厚度的分布规律,可直接应用于结构的初步设计。     

中型曲面封头拉延

就地空导弹中型曲面封头作了概述。以红二固体火箭发动机前、后半球体和红二全弹金属包装箱封头为实例,进行零件工艺性分析,叙述曲面封头拉延特点。对中型曲面封头的拉延有好的适用性。     

固体火箭发动机缠绕玻璃钢燃烧室壳体的研究

我们在1977年至1981年研制了用于地空型号战术火箭发动机缠绕玻璃钢燃烧室壳体。壳体本身是压力容器,经水压强度试验,静力加载试验,高、低、常温装药地面静止试验考核,证明壳体结构设计合理,性能良好,工作可靠。     

固体火箭发动机椭球封头的受力分析与结构强度

本文从薄膜理论出发,引出了封头椭球壳的应力和位移公式,分析了椭球此对封头强度和位移的影响并给出了选用的范围。同时给出了燃烧室前裙与筒体连接以及椭球顶盖与圆筒座连接的有矩位移公式,讨论了封头与燃烧室在其连接部位由于可能存在的曲率不连续,壁厚不连续,切线不连续和载荷不连续等引起的弯曲效应对产品造成的危害,指出设计中应注意到边缘效应的衰减性。对于在结构上受限制而不能选用最佳椭球比和未能使边缘效应满足衰减条件时,提出了几种相应的补强、限位措施。     

变曲面封头的研制

在火箭发动机的结构设计中,往往由于受总体布局,发射筒径向尺寸等条件的限制,发动机后封头的二个圆开口需相互倾斜某一角度,且开口的二轴心线不相交在开口的轴心上。为了满足上述的结构要求,用简单的球面斜开口的型式是不行的,但是可以采用一种曲面曲率不断变化的封头,即变曲面封头。我们曾对变曲面封头的设计与制造开展了一定的科研活动,获得了初步认识。为了使变曲面封头的研制进一步深入,下面仅就我们在变曲面封头的研制过程中,所遇到的变曲面封头的曲面设计、展开面积的计算、强度的近似计算、冲压工艺、冲压模具变曲面的机械加工等方面的问题,简要地报告如下:     

凹圈型初始几何缺陷对外压球形封头临界载荷的影响

依据Koiter非线性弹性稳定性理论，分析了凹圈型初始几何缺陷对外压球形对头承载能力的影响。对于凹图型初始几何缺陷，用带高斯指数调制因子的高次Legendre多项式进行数学描述。由于在基本状态，球壳能量泛函的二次变分和三次变分的积分表达式极为复杂，在计算程序中需要使用高精度算法。计算结果表明．承受均匀外压载荷作用的球形封头对于与实际屈曲模态相同的凹圈型初始几何缺陷是极为敏感的。