基于FM-1密封材料低温性能研究

氟醚材料因其优良性能,广泛地应用于航天产品密封,文章选取火工装置常用的FM-1密封材料作为研究对象,着重研究了其低温性能数据。通过设计试验测量了低温下FM-1材料密封圈的回弹性数据和回弹量随时间变化的曲线,并通过进一步计算得出了低温下的FM-1材料密封圈压缩率远低于设计值的结论,这会对密封性造成较大影响。最后,结合火工装置实例分析了低温下密封圈对火工装置工作性能的影响,通过研究发现虽然低温对密封圈回弹性有较大影响,但对整体密封性影响有限。     

飞船舱门组件反向加压试验技术

文章介绍了飞船舱门试验件在真空环境下反向加压的漏率检测技术以及密封圈处于不同压缩量下的压紧力测量方法,并重点介绍了试验方案设计和试验结果的分析.     

“X”形橡胶密封圈模具的设计与制造

一、“X”形密封圈简介 “X”形橡胶密封圈的形状见图1,它属于自封式压缩型密封圈,能用于运转部位(往复或旋转运动)的动密封,也能用于非运转部位的静密封。这种密封圈所能适应的压力范围较广,而且对于某些润滑困难而又希望将摩擦减至最小程度的地方,它具有特殊的功效。     

全氟醚橡胶低温密封性能和工艺研究

对全氟醚橡胶密封圈低温条件下密封泄漏问题进行了理论分析,从改善材料压缩永久变形性能方面出发,调整二段硫化工艺参数,并进行产品低温密封试验。试验表明,调整后的二段硫化条件在保证全氟醚橡胶本身物理机械性能的条件下,提高了全氟醚橡胶密封圈在低温条件下的密封性能。     

旋转式唇形密封圈开启特性研究

为研究对唇形密封圈可重复使用至关重要的开启性能,建立了唇形密封圈临界开启判据和仿真计算模型,求解了临界开启转速.研究了弹簧紧箍力、唇口过盈量以及泵入口压力对临界开启转速的影响规律,进行了唇形密封圈水运转试验.结果表明:随着弹簧紧箍力的增加,临界开启转速呈线性增加,推荐弹簧紧箍力取值范围为0.1～0.3 N/mm;当唇口过盈量从0.1 mm增加到0.8 mm时,临界开启转速增加量仅为1％,推荐唇口过盈量取值范围为0.3～0.6 mm;泵入口压力对临界开启转速影响较大,当泵入口压力较高时,可以通过减小弹簧紧箍力来降低临界开启转速;泵入口压力从0.4～0.75 MPa变化时,临界开启转速的理论研究结果与试验研究结果偏差范围为2％～7.2％,表明关于唇形密封圈开启转速的数值计算是正确的.     

三维编织炭纤维预制件压缩性实验研究

采用压缩实验对三维编织四向、五向和六向结构炭纤维预制件在受压时的厚度与纤维体积含量的变化和压缩参数进行了研究,得到了首次压缩后干湿态炭纤维预制件的最大纤维体积含量,以及干态炭纤维预制件3次压缩后的最终纤维体积含量.结果表明,预制件的干湿状态和受压缩次数对预制件的压缩性有显著影响.预制件在卸除载荷后发生部分回弹,各编织结构预制件的初始预制件体积压缩性随着压缩次数的增加而减小;从结构上看,各编织结构预制件的编织纱截面和轴纱截面形状在压缩后发生改变.     

热密封件用三维编织物压缩性能试验研究

针对热密封件的使用特性,引入了新型三维编织结构热密封件。采用单向压缩和循环压缩方法,对三维四向、三维五向编织结构热密封件进行了室温压缩试验。试验结果表明,三维编织结构热密封件具有良好的可压缩性,在循环压缩时,表现出良好的压缩回弹性。在试验的基础上,分析了该类三维编织结构热密封件循环压缩峰值载荷和载荷保持率随编织工艺参数的变化规律。通过减少纱线细度或增大编织角,有利于提高材料的压缩性能。此外,三维五向编织结构热密封件的压缩回弹性能高于三维四向编织结构热密封件。     

高变形率低密度碳／碳复合材料的研究

介绍了一种平均压缩率达到１０％，平均压缩回弹率达到１３％的低密度碳／碳材料及其独特的制造技术，对改善碳／碳材料的韧性提供了一种行之有效的方法。其主要工艺途径为，在水中以表面活性剂分散、包覆原材料、混合抽滤、烘干固化、炭化等工序。     

液体火箭发动机旋转式唇形密封圈脱开转速计算

针对火箭发动机涡轮泵端面密封结构中旋转式唇形密封圈的“脱开式”密封特性,基于丁腈橡胶材料单轴拉伸试验数据,借助非线性有限元软件ABAQUS,建立了唇形密封圈的“解析刚体-超弹性体”组合有限元模型.计算了在过盈装配预紧力、弹簧径向力、燃料介质压力及旋转离心力作用下,密封圈的Von-mises应力分布及变形情况,根据密封圈接触状态转化,获得了密封圈的脱开转速区间.最后进行了唇形密封圈的水运转试验,提出了用于测量密封圈脱开转速的逆向测量方法,试验结果与计算结果吻合,从而验证了计算结果的正确性.     

曲母线薄壳回转体零件的胀形

钭对曲母线回转体薄壳零件的特殊要求,采用液压胀形工艺;就工艺步骤、胀形用工装、胀形过程、变薄量和回弹量的确定作了介绍。     

弹性介质材料模型对回弹影响的数值模拟

对加弹性垫的板料拉形工艺进行了研究,建立了力控制拉形的有限元模型,采用有限元软件ABAQUS对几种不同弹性垫材料模型的拉形过程和回弹过程进行了数值模拟,分析了弹性垫的不同材料模型对成形过程和回弹量的影响,能为加弹性垫的多点成形工艺数值模拟提供参考。     

抛物面反射器的液压成型

前言 抛物面反射器是雷达的一个重要零件。在加工过程中,回弹将导致反复修整压延模胎,延长生产周期,提高成本。本文介绍一种减小回弹的行之有效的工艺措施、最终压延压力的计算与变薄量的探讨等内容。     

考虑法兰变形的U-E金属密封结构匹配优化设计

针对液体火箭发动机大直径高温高压轻量化法兰变形量大导致密封泄漏的问题,采用Walters法结合三维仿真实验对法兰变形进行分析,阐明了法兰变形量及U-E金属主/副密封面密封比压变化,通过法兰变形量对U-E主/副密封之间的高度进行匹配设计;对于U-E密封复杂横截面多结构参数,设计正交实验,结合法兰变形量,系统开展了U-E金属主/副密封设计。结果表明:法兰变形导致压缩量减小,密封回弹量增大,可导致U-E结构的密封比压不足;通过增加压缩量,增加U-E主/副密封高度差,U-E密封正交试验的结构优化,有效地解决了法兰变形下的密封比压不足问题。对优化后的结构进行重复充泄压试验,试验结果均满足要求。     

钨丝网隔热栅在大型固体发动机接头上的应用

航天飞机固体助推器壳体接头改进设计期间,进行了多种方案比较,其中一种设计允许燃气直接加压于主密封圈,理想情况是燃气在密封圈前滞止,对密封圈加热较小,然而燃气的质量守恒和能量守恒分析表明,这使燃气在接头间隙内会形成环流,对密封圈有极大的热破坏。为改进这种方案,增加了隔热栅装置,以降低接头内燃气的流动和传热。实验表明,钨丝网隔热栅不仅可降低燃气的流速和温度,而且可阻挡一部分推进剂燃烧产生的灰渣。     

水平着陆飞行器着陆架系统耦合压缩触地过程仿真分析

水平着陆飞行器着陆架触地是一个短时间、高动态的复杂运动过程,着陆架系统中的轮胎和减震器压缩过程存在耦合因素,直接求解其微分方程具有一定的困难。采用一种基于力矩瞬时平衡条件的触地过程仿真分析方法,通过求解以减震器压缩量增量为自变量的一元非线性方程,得到既满足力矩瞬时平衡条件又满足几何耦合关系的减震器压缩量和轮胎压缩量。该方法不需要求解着陆架系统的运动方程,可在飞行器六自由度仿真模型基础上直接扩展,无需改变其仿真步长,可有效应用于水平着陆飞行器着陆架系统耦合压缩触地过程的仿真分析。     

战术导弹固体火箭发动机补偿垫点火冲击动态过程的实验研究

补偿垫是自由装填式固体火箭发动机(SRM)中的一个重要部件。基于X射线实时荧屏分析系统(RTR),对战术导弹固体火箭发动机内补偿垫在点火冲击作用下的动态运动过程进行了实时监测,利用MATLAB软件对截取的连续图像进行了增强、滤波处理,并提取边界,获得补偿垫压缩及反弹过程。结果表明,补偿垫最大压缩量达到42.2%,平均压缩速率为514.9 mm/s,平均反弹速率为44.4 mm/s;压缩量在37.0%~42.2%之间存在一个临界值,大于临界值时,补偿垫弹性模量急剧升高。研究结果可为药柱及包覆层的力学性能设计提供参考。     

发动机尾喷口作动筒漏油故障分析与排故

本文针对发动机喷口作动筒漏油故障现象,从工作原理、失效机理等方面进行故障原因分析。通过影响因素分析,得出密封圈失效的原因是由于密封圈发生扭曲损伤,而造成密封圈扭曲损伤的原因主要是由于密封圈、密封槽及活塞杆的配合尺寸不合理所致,并提出了改进措施,对同类型作动筒漏油故障的排除具有指导意义。     

单片闭式波形弹簧加工工艺研究

基于有限元ABAQUS软件平台对单片闭式波形弹簧进行了弯曲回弹数值仿真模拟与分析,研究了单片闭式波形弹簧母材厚度与冲压力和圆角处的回弹量与摩擦系数之间的关系,得出了冲压模具设计规范和波形弹簧加工工艺规范,采用该工艺规范制造的单片闭式波形弹簧已经用于无人机发动机之中,该发动机已通过地面试车考核,由此表明:单片闭式波形弹簧加工工艺是合理、正确和有效的。     

针刺C/C复合材料高温力学性能试验及本构关系

为研究针刺C/C复合材料高温下力学性能,通过C/C材料试件不同温度下的拉伸、压缩及剪切性能试验,观察试件在高温和外载荷作用下的破坏模式,获得了材料不同温度下的应力-应变曲线。基于对Jones-Nelson-Morgan模型改进并引入温度系数,建立了C/C复合材料高温本构关系模型,并与试验结果进行了对比。结果表明,在温度≤1800℃,针刺C/C材料为线弹性本构关系,C/C材料拉伸、压缩及剪切强度均随温度的升高呈先升高、后降低趋势,在温度≥1600℃后,强度逐渐降低;建立的高温本构模型计算结果与试验结果吻合较好; C/C材料整体表现为脆性破坏,拉伸破坏纤维拔出尺寸较短,压缩破坏断口呈现45°豁口。     

2D C/C复合材料超高温压缩性能试验研究

基于C/C复合材料良好导电特性,采用试样直接通电加热技术,对2D C/C复合材料在室温~2 400℃范围的压缩性能进行了试验研究,发展了C/C复合材料超高温力学性能试验方法,得到了2D C/C材料压缩强度、模量随温度的变化规律及其破坏模式。结果表明,2D C/C材料在一定温度范围内表现为线弹性、脆性破坏,压缩强度与模量随温度升高而增加,其中强度较模量增幅显著,强度在2 400℃左右达到最大;纤维束层间界面性能在2D C/C复合材料中起着重要作用,层间界面性能的改变直接影响着材料的力学性能及其破坏模式。