基于扭矩-预紧力试验的管接头拧紧力矩控制研究

基于紧固件扭矩-预紧力试验方法,本文建立了球头-喇叭口密封结构管接头扭矩-预紧力试验原理模型。在此基础上,开展了管接头扭矩-预紧力试验,测得管接头扭矩-预紧力关系曲线及预紧力-转角关系曲线,给出了推荐安装力矩范围,并通过产品试验验证了拧紧力矩控制方法的合理性。     

螺钉装配及防松技术

螺纹连接以其简单、可靠、便于调节、多次拆装而无需更换的优点,在装配过程中占有很大的比重。装配过程中屡屡出现因拧紧力矩过大或过小出现螺纹紧固件或连接件失效的问题,为了提高螺钉连接的一致性和可靠性,首先通过工程方法计算确定不同规格螺钉的理论拧紧力矩值,并对防松方法进行了总结,其次通过振动试验验证螺钉拧紧力矩工程计算值是否正确、合理。最后,对螺钉拧紧力矩选取原则进行了归纳总结,以便工艺设计人员根据不同的使用环境选择。     

大规格螺栓螺母拧紧力矩与预紧力关系研究

研究大规格螺栓螺母在飞行器型号实际安装环境下,润滑条件、基体材料、安装次数对拧紧力矩与预紧力的影响,以及扭拉系数随安装次数的变化规律。研究结果表明:使螺栓产生相同的预紧力,有润滑比无润滑条件下对螺母施加的拧紧力矩要小,采用钢实用垫圈(30Cr Mn Si A)比铝实用垫圈(LC9)拧紧力矩要小;随着反复拧入次数的增加,达到相同的预紧力时,所需的拧紧力矩呈现递增的变化规律,其扭拉系数也明显呈递增变化趋势。     

一种包带抱紧结构动态特性的试验研究

对卫星上一种安装气瓶的包带抱紧结构进行了力学动态试验的分析研究,测试了包带抱紧结构组件的基频特性随拧紧力矩的变化以及随振动量级的变化,测试数据表明抱紧结构基频随拧紧力矩增加而提高,并在一定拧紧力矩下达到稳定。经过模拟星上振动环境的测试,得到了频率特性保持稳定的拧紧力矩。在三种不同量级的正弦振动下,试验数据表明振动量级会...     

连接器定力矩安装工装的设计

针对方形法兰螺纹锁紧式连接器,设计了一种连接器插座安装工装,通过此工装可方便使用定力矩工具进行安装,在提高装配效率的同时,提高了装配可靠性,保证了产品质量。     

润滑对钛合金螺栓拧紧力矩的影响

阐述了不同润滑状态对钛合金螺栓拧紧力矩的影响,应用拧紧力矩法控制螺栓预紧力,当量拧紧力矩系数K是重要的影响因素;通过试验,测试出钛合金螺栓表面蓝色阳极氧化和表面强化后涂覆MoS2固体膜润滑剂两种状态的扭—拉关系曲线(即M-F曲线),进而确定两种表面润滑状态的当量拧紧力矩系数K值的差别。     

“数”说长二F火箭制造质量——中国航天科技集团公司一院211厂严格控制火箭质量侧记

严上加严 以前,拧紧一个螺钉很简单,几秒钟就可以快速完成;在发射神九的长二F火箭生产中,该厂开展了力矩拧紧和测量工作,不仅要施加力矩拧紧,还要进行测量并把数据都记录下来. 在执行神十任务的火箭生产中,这项要求更为严格.涉及箭体结构生产、装配及总装过程的31169个紧固件中,除4856个紧固件由于结构限制、涂胶、打冲等原因无法进行定力矩控制外,其余26313个紧固件都进行了力矩控制,比上一枚火箭增加了13319个,提高了约42.7％.     

面向涡轮泵端面密封性能要求的装配工艺研究

通过分析某型号液体火箭发动机涡轮泵端面密封装配质量及泄漏原因,提出一种面向端面密封性能要求的锁紧螺母静压锁紧技术,开发出轴端螺母间歇式递增拧紧的工艺方法。采用接触非线性有限元技术和弹性相互作用理论建立了涡轮泵锁紧螺母连接的有限元模型,研究涡轮泵轴端螺母锁紧方式、拧紧力矩大小与密封性能之间的关系,根据工况载荷下涡轮泵对密封性能的要求反求装配连接拧紧力矩大小。通过对该型号涡轮泵进行工艺试验研究,解决了端面密封泄漏量超差问题,端面密封一次装配成功率由原来的50%提高到90%,验证了该技术方法的可行性。     

基于金属密封垫圈非线性变形仿真的预紧设计

为确保密封结构能有效阻止箱体内部介质的泄漏,要求密封面具备一定的密封比压,即通过施加合理的拧紧力矩来控制密封件的压缩量。目前主要采用试验方法验证一系列拧紧力矩下的密封效果,从而获取临界力矩值并确定可靠的拧紧力矩设计值。文章基于试验经验做出了合理的假设以建立简化的非线性有限元分析模型,对金属垫圈在压紧力下的塑性变形进行仿真,通过金属垫圈发生临界变形量的压紧力反推出拧紧力矩的临界值。该方法获取的临界力矩值与试验方法相近,可以有效地提高设计效率,降低试验成本。     

楔形螺纹紧固件预紧力矩设计方法研究

楔形螺纹连接件独特的结构形式使其较标准螺纹连接件具有更良好的抗振防松性能。文章从楔形螺纹防松技术原理出发,研究楔形螺纹紧固件预紧力矩设计方法,并通过振动试验验证预紧力矩设计值下的楔形螺纹紧固件防松效果,给出不同规格楔形螺纹预紧力矩设计值。经试验验证,其中的力矩系数范围分别选0.13～0.15 （有润滑状态）和0.20～0.25 （无润滑状态下）,45#钢M6和M8楔形螺纹预紧力矩值能有效紧固;可用本文方法设计其他材料及规格的楔形螺纹预紧力矩值。     

紧固件测力工具改进

通过设计、加工改进锥接头和测力扳手接头，解决了卫星仪器安装及紧固件力矩检测方面的工艺难题。     

球头-锥面连接结构非线性接触分析

文章采用大型有限元分析软件ANSYS,对球头一锥面连接结构在“安装”状态的密封情况进行接触分析,研究了密封面上的接触应力和密封面积随拧紧力矩的变化规律,得出了接触面上的应力、应变的峰值和分布情况,提出了安全拧紧力矩的存在范围,为此类结构的设计和装配提供了一种新的分析方法。     

遗传算法在卫星发动机安装调整优化中的应用研究

常规的发动机安装参数仅考虑发动机推力矢量偏差的影响,文章给出了一种新的发动机安装调整方法,综合考虑了发动机推力矢量参数、卫星质心和发动机安装过程中的几何约束等多种因素,选择遗传算法进行问题的求解。通过仿真示例进行了验证,结果表明:在满足发动机安装几何约束的前提下,文章提出的优化方法对减小干扰力矩有显著作用,发动机按照优化后的参数进行安装,可以进一步减小干扰力矩,从而节省燃料,延长卫星在轨服务寿命。此研究结果可为工程中确定发动机安装参数提供参考。     

基于双框架控制力矩陀螺的空间飞行器非线性姿态控制

推导出了双框架控制力矩陀螺系统操纵空间飞行器姿态机动的精确数学模型,并在此基础上基于Lyapunov第二法设计了空间飞行器大角度姿态机动非线性控制律,在设计的同时证明了系统的稳定性.设计了双框架陀螺系统奇异鲁棒+零运动操纵律.给出了双框架控制力矩陀螺系统奇异性定理,对三个双框架陀螺垂直安装及四个双框架陀螺平行安装两种构形方式进行了奇异性分析.分析和仿真验证了三个双框架陀螺垂直安装构形下系统跟踪常值力矩指令和大角度姿态机动的能力.     

飞船高压密封堵头密封研究与应用

基于神舟飞船推进系统高压管路测试接口形式,推导出了高压管路测试接口密封堵头拧紧力矩理论计算公式。依据理论计算结果和有限元仿真计算分析,并结合经验校核力矩数值,给出了飞船高压密封堵头拧紧力矩量化数值,即推荐拧紧力矩值[T]=(24±5)N·m,该推荐拧紧力矩值已应用于神舟十一号飞船系统,并通过了飞船飞行考核。     

卫星490N发动机安装位置优化研究

针对490N发动机推力在卫星变轨过程中不能始终通过卫星质心,由此形成额外力矩对卫星姿态控制造成干扰的问题,文章提出了一种根据发动机推力偏斜和卫星质心位置变化情况,优化发动机安装位置的方法。此方法通过平移和旋转两种方式调整发动机的安装位置,改变推力作用点和方向,使其指向卫星质心变化范围的中心,以缩小推力相对卫星质心的偏心距,从而达到减小干扰力矩的目的。以某卫星490N发动机安装的工程实施为例,对比优化安装位置前后推力形成的干扰力矩的变化情况。结果表明:优化方法对减小干扰力矩能起到显著作用,可为工程中确定卫星变轨发动机安装位置及实施安装提供参考。     

航天器电动手动一体化舱门锁紧机构设计

针对航天器舱门特点和现有技术的不足,研究了一种可由航天员在舱内和舱外用电动或手动操作的新型舱门工作机构。设计了舱门锁紧执行机构和驱动机构,确定了锁紧驱动力矩、电机参数和驱动力等关键参数。运动学和动力学仿真结果表明:该航天器舱门能实现预期设计动作,机构简单、运动可靠、操作便捷。     

钢丝螺套组件扭拉关系及预紧力/安装力矩控制研究

概述钢丝螺套扭拉关系试验内容、设备、程序及数据处理,在分析相关标准安装力矩与预紧力选择和确定原则基础上,介绍安装力矩与预紧力确定的标准系数法和试验系数法。     

环氧灌封在陀螺力矩器中的应用

从提高动力调谐陀螺力矩器性能出发，提出了影响灌封质量的主要因素，并介绍了灌封胶配方。力矩器灌封过程要在真空条件下进行，同时加温，否则灌封件易产生气泡。经试验，灌封后的力矩器比灌封前耐热性能提高５０％。     

高空发动机燃料主管路防热罩设计优化

针对火箭飞行工作中高空发动机燃料主管路系统防热罩存在热防护能力不足的问题,开展了高空羽流条件下的仿真计算和分析,依据温度计算值确定了防热罩紧固件在高温下抗拉伸强度低,在较高拧紧力矩条件下存在锌、镉脆断裂的薄弱环节,从而导致防热罩脱落。防热罩脱落后其内充填的隔热包覆材料被羽流吹落,燃料主汽蚀管连接法兰直接暴露在高温羽流环境中,高温导致法兰连接及密封失效从而产生燃料泄漏。针对防热罩热防护设计中存在的薄弱环节完成了设计改进,采用头锥形防热罩、高温合金材料的紧固件和多层耐高温隔热材料捆扎包覆等设计改进方案后,经过了高温、振动、地面发动机热试车和飞行试验验证,未出现前述故障。