某固体火箭发动机热结构的ANSYS有限元分析

基于ANSYS软件对某固体火箭发动机(SRM)的热结构进行了有限元分析。计算了潜入式喷管瞬态温度场和应力场,用间接耦合解法进行热-应力耦合分析。结果表明:计算值与实测结果较吻合,可为SRM的热结构分析提供一种实用快捷的计算方法。     

高压储气罐有限元分析

本文以ANSYS软件为基础,对高压长圆柱形天然气储运罐进行变形分析、应力分析,得到了储气罐的应力分布状态,分析了在壁厚方向及沿着罐壁方向上的应力变化。所得结果和理论结果吻合。此基础上,完成了气罐模态分析,得到了气罐的各阶固有频率及振型。计算结果表明计算方法有效,为进一步设计高压气罐提供了理论依据。     

诱导轮空化对流固耦合应力分析的影响

采用ANSYS FLUENT软件仿真计算了某型号液体火箭发动机诱导轮在空化情况下的流场压力分布情况,之后将其流体压力分布引入ANSYS Workbench中,利用单向流固耦合技术进行了该诱导轮的有限元静应力分析,获取了空化及非空化情况下诱导轮的叶片应力分布,分析了空化对诱导轮应力分析结果的影响。     

地下矩形洞室应力分布的复变函数解

为了解决矩形洞室稳定性问题,利用复变函数在处理复杂形状边界方面的优势,对矩形洞室问题进行应力分析。计算得出矩形洞室围岩应力集中系数,并对矩形洞室不同高长比条件下应力变化规律,远场不同应力比情况下洞室围岩的应力变化规律进行研究,研究结果表明:随着应力比的增加,与最大主应力方向垂直的顶板和底板的应力集中系数线性增加,与最小远场应力方向垂直的边墙应力集中系数线性减小;随着洞室几何高长比的增大,洞室顶板和底板的应力集中系数线性增加,边墙应力集中系数线性减小。研究对地下工程的稳定性分析及支护设计具有指导意义。     

热声载荷下高温合金薄壁结构非线性动态响应特性

针对航空航天薄壁结构热声疲劳问题,采用解析法和有限元法相结合,研究矩形薄板样件的非线性动态响应特性。首先,推导了四边简支矩形板在热声载荷下的四阶非线性偏微分大挠度运动方程,并利用伽辽金法将其转化为模态坐标系下的二阶微分方程组;对该方程组进行单自由度简化,计算并分析了平面温度与温度梯度对矩形板振动响应的影响。然后,采用有限元方法计算出四边简支矩形钛合金板在不同温度下的模态频率,以及定常声压级、不同温度下的振动位移和应力响应,并着重对位移功率谱密度进行了详细分析。基于上述计算结果,对响应基频随温度变化关系进行了对比分析,并研究了矩形板屈曲和跳变响应特征。     

基于ANSYS的气体发生器处于非稳态下的温度与应力

气体发生器在工作期间持续处于高温高压状态,其钛合金壳体受力包括了由温度引起的热应力和承受气体压强的应力两部分,这对发生器壳体的强度提出了一定要求。基于此,使用有限元分析软件ANSYS对某气体发生器处于高温高压下的应力进行了仿真计算和分析,结果表明:(1)在发生器工作前期,温度载荷所占比例较低,可忽略不计;在其工作后期,热应力则保持平稳,此时温度载荷的作用需要重点考虑;(2)发生器壳体的最大应力值出现的时间与所施加的压强载荷达到最大值的时间是一致的,均为35 s;(3)气体发生器在温度和压强共同作用下的最大应力值处于发生器颈部圆弧与凸台的倒角处,此处最易遭到破坏。仿真分析结果可为气体发生器的设计提供理论指导和优化设计依据。     

基于仿真计算的推力架传动轴损伤分析

某水平推力架传动轴出现断裂故障,根据水平推力架结构组成和工作原理对其传动轴损伤机理进行分析,可得出该断裂为低周疲劳所致.基于ANSYS Workbench平台建立传动轴的模型,对传动轴进行强度分析,给出工作载荷下的应力强度、应变及变形计算结果.通过计算结果分析传动轴薄弱部位,得出与传动轴失效部位状态一致.对其进行改进设计,改进后基于强度分析的一种损伤分析方法对传动轴进行损伤仿真分析,得出了使用寿命次数、安全系数和损伤系数的仿真计算结果.通过对照改进前后仿真数据,结果表明改进后的传动轴安全性提高,强度提高,同时结合应力与屈服强度公式计算出传动轴的许用应力满足传动轴设计要求.     

渐开线齿轮根应力的有限元分析

根据齿轮啮合原理,建立了轮齿的精确齿形。综合分析影响齿根应力的重要因素的基础上,创建了精确的三维动态有限元模型,计算出齿根危险截面测点的应力。最后,将计算结果与权威标准进行对照,证明了模型的正确性。     

隔离段尺度效应初探

随着超燃冲压发动机规模不断扩大,隔离段尺度效应非常突出,利用准一维隔离段分析模型,对3种截面积的矩形截面和圆形截面隔离段的尺度效应进行计算分析。初步结果表明:隔离段入口边界层发展情况是影响压力分布及隔离段长度的重要因素;在给定的压升条件下,相同尺度的圆形截面隔离段比矩形截面隔离段长;隔离段长度不与入口水力直径呈线性关系,即隔离段长度不能几何缩比;隔离段尺度越大,尺度影响越显著。     

矩形截面螺旋弹簧的线切割技术

在分析当前矩形截面螺旋弹簧加工方法的基础上，提出了用快走丝数控线切割机床加工矩形截面螺旋弹簧的原理，并用现有设备0K7725d线切割机床，成功地加工出了高精度矩形截面螺旋弹簧。     

ANSYS在舵机壳体组件上的分析与应用

针对舵机在大载荷作用下的强度和刚度问题，利用ANSYS结构静力计算功能，对舵机壳体和输出轴进行了整体分析和数值计算，获得到各部分的应力和应变参数，并通过ANSYS的应力和应变输出云图以及过程动画观察变形过程，清楚准确地找出设计的薄弱环节，为后续研制提出有效、可行的改进措施。     

电子设备机壳电磁屏蔽技术研究

文章阐述了谱域分析方法计算屏蔽效能的原理，针对电子设备机壳上的周期结构矩形孔阵，应用谱域法对其屏蔽性能进行了分析和计算。在此基础上利用谱域法和FDTD法对矩形孔周期结构导电板进行了比对分析和计算，并用试验方法进行了测试，计算结果与FDTD法计算结果基本一致，也与测试结果比较吻合。     

横梁吊具吊耳传统计算方法同有限元计算方法的比较

对横梁吊具吊耳使用ANSYS7．0有限元计算软件计算的结果和使用吊具设计规范中公式计算的应力结果进行了比较分析，发现了传统吊具设计经典力学的经验公式的不足之处，提出了相应的改进措施。     

艇载振动载荷下固体发动机装药有限元分析

潜艇在执行战备值班任务时,艇载固体火箭发动机要遭受复杂环境引起的随机振动载荷作用。在振动载荷长期作用下,会引起固体发动机疲劳损伤导致性能下降。以某固体火箭发动机为例,计算了艇载振动载荷作用下发动机装药的应力应变分布。通过分析计算结果,选取了容易出现问题的两条路径和一个截面,并根据Mises应力和最大剪切应力两种准则,确定了发动机药柱三个危险部位。计算得到了危险部位Mises应力和剪切应力随时间变化曲线。利用雨流计数法对危险点A的Mises应力和危险点C的剪应力循环进行了研究。研究表明,艇载固体发动机装药不可能由于瞬时受力超过极限临界值而发生破坏,振动载荷长期作用下会导致发动机装药累积损伤。危险部位的加载应力循环幅值大多数集中在小应力幅值对应区域。     

发动机主承力构件热结构特性分析

液体火箭发动机随着推力增大,振动量级会变得更加剧烈,工作环境也会更为恶劣.因此,需要对承力结构的结构变形、摇摆间隙、与总体对接面变形情况以及各组件间接口可靠性进行详尽研究.以某型号发动机的主承力构件为研究对象,首先通过CFD方法得到工作状态下发动机内部的压力及温度载荷,然后将得到的温度和压力载荷做为应力分析的边界条件,对发动机主承力构件进行有限元分析.通过对计算得到的应力场进行分析,寻找到发动机危险截面,对这些截面上的应力采用应力线性化手段进行应力分类,最终通过应力强度评定原则对各类应力进行强度评定,以校核强度是否满足要求.校核结果表明该主承力构件的强度满足安全要求.     

基于AWE协同环境下的环形气瓶结构有限元优化分析

在ANSYS Workbench协同优化分析设计软件平台环境下,针对某环形气瓶压力容器的结构几何尺寸如截面壁厚、环形半径、椭圆截面长短轴、承受的内压载荷等因子对该气瓶强度、刚度的影响,进行了有限元模拟分析。同时对其强度刚度的设计空间和灵敏度进行了综合分析。为该环形气瓶结构设计优化、制造工艺提供了参考借鉴作用。     

AA9-683阀门活门杆失效分析

试验中大量使用的AA9-683阀门多次出现活门杆弯曲卡死现象。依据阀门工作原理和故障活门杆分解情况对活门杆失效机理进行分析认为:活门杆弯扭屈曲可能为临界载荷和侧向载荷共同作用产生的结果。选取最小截面等截面法和仿真计算法分别计算活门杆临界载荷。最小截面等截面法依据欧拉临界载荷公式获得临界载荷,仿真计算法依据ANSYS Workbench软件基于静力法的屈曲计算方法获得临界载荷。通过比较2种方法计算的临界载荷数据,显示结果接近,并且依据已测量挠度以及挠度计算法推导出侧向载荷。将临界载荷、侧向载荷结果与活门杆失效情况比较分析,得出活门杆失效机理的分析结论成立。针对造成活门杆失效的原因采取了有效的改进措施。     

变截面星孔药柱在温度冲击载荷作用下的力学特性

基于热传导方程,时装有变截面星孔药柱的火箭发动机物理模型进行了合理简化,并根据推进剂材料的粘弹性本构关系,结合热流变简单材料的特性,对其受温度冲击栽荷的情况进行了数值计算,得到温度冲击载荷作用下药柱的实时温度场及应力.应变特性,分析了星尖处的应力随时间的变化及在药柱长度方向上的变化规律,得到药柱肉厚及温度冲击都会对应力...     

柔性喷管接头优化及承载性能分析

为充分发挥固体火箭发动机柔性喷管接头承载性能,同时减小其消极质量,在等截面柔性接头设计计算的基础上,通过计算目标函数对设计变量的敏感度,得到对输出最敏感的参数;保证接头总体厚度不变,以增强件及弹性件的球面直径为设计变量,以接头最大应力和最小质量为目标函数,采用多目标优化算法,得到变截面优化接头结构;用大变形非线性有限元及刚柔耦合多体动力学计算方法,计算并对比了两种柔性接头的质量及内部应力、变形及摆动状态,检验了变截面优化接头承载能力及计算方法的正确性。     

一种基于幂级数函数的混合域基函数的收敛性分析

为提高计算效率,以一种基于双线性四边形模拟物体形状的幂级数函数为混合域基函数,用伽列金矩量法(MOM)对电中、小尺寸金属散射体的雷达散射截面(RCS)进行计算。分析了幂数级函数阶数M与其收敛性的关系。对二面角、矩形平板、等边三角形平板和圆柱等不同目标的单站或双站RCS计算结果表明,在此特定条件下M=3时该算法计算值与文献结果较为吻合,计算速度和精度均可满足仿真要求。