减压器开启过程内部流场的动态仿真和特性研究

针对自主研制的大流量气体减压器,以研究其开启过程内部流场的变化和动态特性为目的,建立了减压器工作过程的二维数学模型,采用动网格技术和流固耦合仿真技术,将气体的流动和活动组件的运动耦合起来,实现了减压器开启过程中内部流场的动态仿真。同时,通过对流场中不同位置参数的监测,进行了基于动态流场的开启过程动态特性研究。     

充气卸荷开关泄漏机理分析

某发射场进行火箭发动机气瓶充气时出现充气卸荷开关关闭后泄漏故障,分解卸荷开关后发现卸荷开关阀芯导向部位存在异常磨损,且阀芯非金属密封面周向密封压痕深度不均匀,结合故障形貌,采用有限元仿真计算压痕深度,对泄漏故障的根本原因进行深入剖析。分析结果表明:卸荷开关阀芯导向部位存在微小原始缺陷,多次动作后在阀芯与壳体导向部位产生粘着磨损,阀芯在壳体导向孔中回位发生偏斜,造成阀芯非金属密封面出现不均匀压痕,最终导致卸荷开关在测试时漏率超标。     

电液比例方向节流阀数字控制放大器

在广大的工程应用领域,以比例阀替代昂贵的伺服阀是一种趋势,本文提出了电液比例方向节流阀数字控制放大器,它以ＩＮＴＥＬ８０９８单片机系统为硬件核心,控制放大器的硬件系统和软件系统,与阀控系统融为一体．以它取代传统的专用的模拟比例控制放大器,不仅在结构上简化了系统,提高了系统的可靠性,而且提高了系统的经济性和应用的灵活性,为比例阀推广使用,奠定了良好的基础。本文给出了它的软件、硬件结构及试验结果。     

基于管制员工作负荷的扇区开合阀设置研究

对扇区空域实施灵活的开合管理是当前提升空域利用率的主要方法之一,利用实时的空域容量和流量信息可为扇区的开合提供预警信息,提升人力资源的利用率和紧急情况下流量波动的应对能力。基于Wickens的信息处理与认知模型,构建管制员注意力资源与管制工作负荷的关系;基于仓室（SIR）模型,建立管制员注意力资源与管制工作负荷的动力学方程;通过李雅普诺夫稳定性定理证明方程在平衡点处的稳定性,并以此为算法基础,设计扇区运行的开合阀;通过数值模拟,验证管制员注意力资源和剩余工作负荷的演化规律。结果表明：设计的扇区开合阀能够为大流量、大容量环境提供分扇预警,并预测未来管制员的工作负荷情况。     

某型安全活门低温漏气故障分析和改进

为解决某型飞机高空飞行后座舱盖气动系统内存储的氨气大量泄漏的问题,通过对该系统的减压器组件返修件开展工作环境模拟试验,确定故障原因为某型安全活门在低温条件下异常开启,进而对该型安全活门的产品结构原理、零件受力状态和低温环境影响进行分析研究。论证了安全活门壳体尺寸控制不当、弹簧预紧力偏大、安全活门内部间隙过小,在低温作用下活门橡胶面收缩并脱离阀口是导致泄漏的根本原因。提出了在产品维修过程中,采取合理控制壳体的装配尺寸及活门内部间隙,并通过带压低温试验来模拟实际工作条件验证产品工作性能的措施,能够有效降低同类故障的发生率。     

姿控发动机减压阀出口压力偏差计算方法研究

减压阀出口压力偏差对姿控发动机的性能有较大影响,通常所采用的小偏差分析方法因不能有效分离非调整工况下工况偏离和其它干扰因素对发动机性能的相互影响,所计算的减压阀出口压力范围误差较大。本文提出了将工作工况作为影响发动机性能的一项干扰因素,基于姿控发动机系统静态模型,应用系统压力平衡原理计算发动机各工况下干扰因素影响系数的方法,根据计算结果采用随机误差分析方法确定了减压阀的出口压力偏差范围,所得结果符合发动机性能要求。     

钝体/阻流孔式气动阀工作机理及流阻特性研究

针对脉冲爆震发动机的工作特点构思了一种钝体-阻流孔式气动阀,对该气动阀的工作机理进行了分析,通过二维数值方法初步研究了该气动阀的流场分布情况及流阻特性.结果表明:该气动阀具有良好的单向性,出口压力为100kPa时,该气动阀在来流压力100kPa      

悬空衔铁式电磁阀中S形簧片的研制

介绍了一种悬空衔铁式电磁阀用S形簧片的研制,该簧片用于航天器推进系统150 N发动机电磁阀。簧片研制的目标是高寿命、高可靠性和稳定性。根据要求设计生产了工程样机,在研制过程中对簧片的设计,仿真,工艺制造和试验方法进行了探索,并得到了较好的结果,通过了鉴定试验,即将进入工程应用阶段研制。     

磁悬浮斜翼节静动态特性

作为直动式电-机械转换器和二维阀本体之间的连接桥梁，反馈放大机构起着位置反馈、运动转换和推力放大的重要作用。但现有二维伺服比例阀的机械式反馈放大机构都存在摩擦磨损等非线性环节，对阀的静态特性影响明显。基于永磁悬浮技术提出一种新型的无接触式磁悬浮斜翼节，其依靠磁斥力将斜翼动子和阀芯悬浮在中位，同时实现位置反馈和运动转换功能，以彻底去除传统机械式反馈放大机构由于接触带来的摩擦磨损等因素对阀控制特性的不利影响。首先基于电磁场理论建立了磁悬浮斜翼节的数学解析模型，讨论了关键结构参数对磁力矩的影响；随后在Maxwell和Adams平台上分别对其静动态特性进行了基于有限元模拟和多体运动学分析的参数优化，在此基础上制作了实验样机，搭建实验台架研究了斜翼节的静动态特性，从而验证了其工程实用性。仿真和实验结果基本相符，3种验证的斜翼节样机中，当外接比例电磁铁推动外动子移动3 mm时，最大磁力矩可达到0.252 N·m，阶跃响应时间约120 ms。参数化设计表明减小工作气隙和增加斜翼节倾角均能提升斜翼节的磁力矩和动态响应，而在气隙中添加磁流体可提升磁力矩，但同时影响阶跃响应。研究工作对于后续磁悬浮斜翼节在二维伺服比例阀上的实际应用具有重要的参考价值。     

液体火箭发动机低温阀门铝垫片密封性能数值分析

为研究某液体火箭发动机低温阀门铝垫片密封结构在低温工作环境下的密封性能，利用Abaqus软件建立了该结构的二维轴对称模型，计算了低温工作状态下铝垫片密封表面接触压力的变化，并研究了铝垫片在循环温度载荷作用下接触压力下降的机理。结果表明，在低温工作时密封垫片与阀门各部件材料线胀系数不同导致了在温度降低时密封面上的接触力的下降；而铝垫片密封表面上复杂的应力应变状态导致接触压力在温度载荷作用下无法恢复。在温度载荷循环作用下，铝垫片密封面上产生了棘轮效应。垫片的塑性应变在棘轮效应中累积且最大应力值在棘轮效应中下降；接触力会随着温度载荷循环次数增加逐步降低并在一定周期后保持稳定。提出了采用锥形垫片的结构改进方案，并通过仿真验证了该结构在循环温度载荷作用下保持密封压力的有效性。