基于ANSYS-CFX的换热器壳程流场的数值模拟研究

应用ANSYS-CFX对某型号管壳式换热器的流体流动和传热进行了数值模拟计算,得到壳程流体速度、压力和温度的分布情况。介质流速在折流板迎风侧变化显著,在背风侧流动缓慢,存在流动死区。从入口到出口压力损失明显,介质温度由低到高变化。为该类型换热器的结构改进提供了理论依据。     

喷嘴式隔板与纵向肋式隔板阻尼效应分析

利用声学模型和单喷嘴声学模拟试验研究了喷嘴式隔板的耗散机理;用数值方法分析了纵向肋式隔板周围的涡流;用声学理论研究了纵向肋式隔板的声场。研究结果表明:选取合适的管间隙将会使喷嘴式隔板具有更好的稳定性作用;肋片周围是涡流产生的主要区域;肋高对燃烧室声学特性的影响远大于肋长。     

双脉冲固体火箭发动机软隔板破裂试验研究

为研究双脉冲固体火箭发动机软隔板破裂和应力分布规律,设计了一种端面软隔板。对隔板作预制刻痕处理,在隔板上形成多个正方形方块。刻痕的宽度及间距取决于发动机参数,隔板破裂时产生碎片不堵住喷管。进行了二脉冲点火器试验、二脉冲点火试验、双脉冲发动机两级点火试验三个阶段的隔板破裂试验,并对双脉冲发动机隔板的受力进行仿真分析。结果表明:设计隔板在发动机工作过程中及时合理破裂,仿真所得隔板破裂位置与试验结果吻合。试验隔板破裂发生在凹腔边缘处和隔板上的圆型刻痕处,在隔板表面施加预制刻痕,隔板破裂形成的碎片基本被排出发动机,且能使隔板破裂更具有规律性。隔板破裂试验研究对隔板设计有重要的意义。     

双脉冲固体发动机隔板预紧载荷数值分析

针对装配预紧力载荷容易导致双脉冲固体火箭发动机陶瓷隔板破坏的问题,利用ANSYS软件建立了陶瓷隔板组件的平面轴对称有限元模型,分析了陶瓷隔板与其支撑紧固件之间的相互作用。认为陶瓷隔板与紧固件之间接触压力引起的翘曲变形是引起破坏的直接因素,发现等厚度设计形式的陶瓷隔板对预紧载荷的承受能力不足,难以保证其安全装配。计算分析了各结构设计参数对提高陶瓷隔板预紧载荷承受能力的影响,发现修改紧固件结构成效不理想,较合理的方法是优化陶瓷隔板的设计形式,提高其预紧力载荷承载能力的同时兼顾较好的易碎性。     

反作用轮密封罩结构的稳定性研究

反作用轮外壳体结构是反作用轮工作的载体,对保证反作用轮正常工作具有重要的作用。壳体由底座和密封罩两部分组成。文章基于通用有限元分析软件,利用特征值屈曲分析和非线性屈曲分析两种方法,研究了反作用轮密封罩结构的稳定性能,分析了壳面形态对结构稳定性能的影响。研究结果为反作用飞轮密封罩结构的设计和制造提供理论依据。     

管束式喷管延伸段液压气密性试验的密封技术

某型大喷管,即管束式喷管延伸段,是由数百根空间变螺旋管组成,根据产品的焊接技术要求,需对空间变螺旋管做液压强度、气密性试验。试验时必须将管束式喷管延伸段的出口集合器上的575个小喷嘴密封。小喷嘴的间距仅有5.81mm,经研究采用球头密封,磁性垫片定位,橡胶垫尺寸补偿的工艺设计方案,达到了密封性能的要求。     

增加纵向隔板解决推进剂晃动稳定问题

某型三级运载火箭为短粗结构，在研制过程中曾发生第三级推进剂晃动不稳定问题。分析认为，这是运载火箭的则体结构与推进剂晃动强烈耦合所致。为解决不稳定问题，提出在推进剂箱中增加纵向隔板，分别以４５°，９０°分隔。分析和试验表明，这种方法能提高推进剂的晃动频率，减小晃动质量，但结构复杂。主题词     

一种轻质管束穿孔板吸声结构声学特性试验研究

管束穿孔板吸声结构具有低频调谐吸声能力,但现有管束穿孔板吸声结构质量较大,限制了其在对运载效率有极高要求的火箭上应用。为此,在常规管束穿孔板吸声结构的基础上,提出一种轻质管束穿孔板吸声结构构型,设计了2种吸声频段互补的结构单元,并对其开展吸声及隔声测试。测试结果表明,轻质管束穿孔板吸声结构在100～500 Hz频段内吸声系数基本上都在0.5以上,隔声量提升达5.1 dB;此外,轻质管束穿孔板吸声结构的密度仅为18 kg/m3,相对于传统管束穿孔板吸声结构减重达80%。     

脉冲发动机陶瓷隔板的设计和试验研究

提出了陶瓷隔板及其组件的设计方法,对陶瓷隔板结构进行应力计算,得到了符合工作要求的陶瓷隔板结构形式。对有无刻痕的2个陶瓷隔板进行了耐压和破碎试验,并对试验结果进行了分析。研究表明,采用可切削加工玻璃陶瓷材料设计的等厚度圆拱形隔板具有凸侧耐压高不易破碎、凹侧耐压低易破碎的特点,满足脉冲发动机隔板使用要求。隔板拱顶和隔板与预紧压盖接触边界附近为应力较大区域。有刻痕隔板虽未完全按刻痕破碎,但刻痕减小了隔板碎片形状和尺寸的随机性,有助于形成规则的破口形状。     

工艺孔密封处渗油分析及其改进

CZ—3上使用的恒量柱塞泵为“斜轴双绞—端面配流式”结构,其分油盘上两个工艺孔静密封处在少数泵出现微量渗油现象。为提高运载火箭可靠性,必须消除此隐患。 工艺孔原密封结构形式及渗油分析 从图1可以看出静密封处是靠螺纹结合面之间涂一层E—7胶,经固化后而起到静密封作用。     

飞船部组件的检漏试验方法

飞船上许多密封结构的部组件需要进行泄漏率检测，以验证密封效果的可靠性。文章主要介绍了神舟飞船部组件在环模试验中进行漏率测试所涉及的各种方法、原理及特点，可对未来型号产品的密封性能检测试验方案设计，提供一定的参考。     

航天器密封接触应力初探

密封接触应力是影响密封性能的重要技术参数。文章分析了影响密封接触应力的各种因素,简要介绍了国内外密封接触应力的研究方法,提出了航天器低漏率结构密封技术需要开展研究的课题。     

高温高压下的燃气／空气热管换热方案

以高温高压燃气加热高压纯空气为研究背景,用平均温差法对气-气热管换热器设计计算,进行结构方案设计,采用有效度-传热单元数法对换热器传热进行校核计算。设计换热器为圆柱形筒壁结构,出口为渐缩型喷管结构,采用半轴比为2／1的椭圆形热管。     

双道密封装配技术

涡轮泵关键部位的静密封性能直接影响发动机工作的可靠性。文中阐述了两道压缩变形量不同的双密封结构及拧紧力矩与压缩量之间的关系，介绍了双道密封的装配工艺和测算方法。     

胶接密封技术中的工艺控制问题

以导引头组件(石英玻璃罩壳—酚醛塑料骨架)胶封脱落实例剖析证明,在胶接密封技术中,严格工艺控制问题极为重要。采取措施认真进行表面处理,严格控制配胶比例和固化条件,保证配合间隙均匀等措施及检验胶封质量的有效方法,从而获得可靠的胶接密封性能。     

利用有限元计算方法优化KM6载人试验舱隔板结构

介绍了利用有限元计算方法来优化 KM6载人试验舱隔板的结构。通过优化计算,减轻了载人试验舱隔板的质量,取得了良好的效果。     

化工设备设计1997年第34卷1～6期(总 178～183期)总目录

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液氧煤油发动机碟形金属密封特性

碟形金属密封是一种精密的封闭式密封结构,在预紧过程和工作过程中表现出强烈的非线性特征,采用试验手段或者线性有限元方法无法对其密封特性进行直观量化研究。为了解决该问题,以1 200 kN推力液氧煤油发动机中的一种小直径碟形金属密封结构为研究对象,采用非线性弹塑性有限元仿真计算方法,分析了密封结构轴向压缩量、各密封面的密封面积及密封应力随加载载荷的变化规律,研究了碟形密封结构的密封机理和轴向刚度特性。分析结果表明:预紧载荷作用后4个密封面均形成密封面积和密封应力,预紧状态下碟形环发生"S"形变形并出现失稳现象,介质的压力载荷和温度载荷造成各密封面的密封性能下降。     

共轴双旋翼飞行器建模及纵向姿态控制优化

基于共轴双旋翼飞行器六自由度模型及其自身结构特点,建立了相关的动力学模型,并以该飞行器的纵向姿态控制为例,提出了一种带自动修正因子的Fuzzy-PID自适应优化方法。利用Matlab/Simulink搭建了共轴双旋翼飞行器纵向姿态控制系统模型并进行仿真,与传统PID控制和常规Fuzzy-PID控制进行了对比。实验仿真结果表明,该控制方法能够改善系统的静动态特性,具有较好的自适应能力。     

空间聚光太阳电池阵柔性透镜薄膜结构的力学分析

运用线性Kirchhoff平板理论建立柔性菲涅耳透镜薄膜结构的静力学模型,给出柔性透镜的静力学求解方法,得到柔性透镜变形的解析解。分析透镜纵向应变、背衬厚度、透镜纵向长度对柔性透镜特性的影响,获得上述参数对透镜变形和几何光学性能的影响规律。基于圆柱薄壳振动理论,建立柔性透镜动力学模型,然后根据Reissner理论确定的有限长开口圆柱壳振动方程的一般解,给出柔性透镜动力学模型的求解方法,计算柔性透镜的振型和固有频率,分析透镜纵向应变、背衬厚度和轴向波数对柔性透镜固有频率的影响。结果表明：在设计柔性透镜结构时,适当增加透镜的纵向应变并减小透镜的背衬厚度有利于减小透镜的变形。柔性透镜的固有频率与纵向应变和透镜背衬厚度密切相关,需选择合适的纵向应变与背衬厚度。柔性透镜的变形随着透镜纵向长度的增加而增大,但纵向长度太小会增加相同太阳电池阵面积上聚光组件的安装数量,因此纵向长度的选择需综合权衡。